高寒地區(qū)作物秸稈低溫發(fā)酵堆肥技術(shù)探析

關(guān)法春 宗憲春 吳玉德

摘要? ? 針對(duì)高寒地區(qū)低溫嚴(yán)寒時(shí)間過長影響秸稈發(fā)酵腐爛的生產(chǎn)難題，本文從生產(chǎn)準(zhǔn)備、發(fā)酵流程及注意事項(xiàng)等方面，總結(jié)了作物秸稈低溫發(fā)酵堆肥的技術(shù)方法，并對(duì)其生產(chǎn)效益進(jìn)行初步分析，以期推進(jìn)高寒地區(qū)作物秸稈的消納處理。

關(guān)鍵詞? ? 秸稈;低溫發(fā)酵;菌劑;堆肥;高寒地區(qū)

中圖分類號(hào)? ? S141.4? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）12-0171-01

東北地區(qū)秸稈資源豐富，僅吉林省每年秸稈可收集量就已超過4 000萬t，粉碎還田、打包壓塊用作燃料、作為牲畜飼料等多種途徑，只能消納有限的秸稈，秸稈過剩對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)和春季整地生產(chǎn)造成很大的壓力。東北地區(qū)秋、冬、春三季溫度低，應(yīng)用耐低溫生物菌來實(shí)現(xiàn)秸稈冬季發(fā)酵堆肥后還田，是徹底解決當(dāng)前秸稈全量直接還田的根本途徑。耐低溫菌可以在低溫條件下氧化外源物質(zhì)，從而在保證催化效率的同時(shí)降低堆肥啟動(dòng)溫度并縮短發(fā)酵時(shí)間[1]。以往低溫菌系堆肥研究主要集中在菌劑研發(fā)[2]、堆肥成分變化[3]、堆肥過程監(jiān)測(cè)[4]等方面，適合在高寒地區(qū)應(yīng)用的作物秸稈低溫發(fā)酵堆肥技術(shù)的生產(chǎn)總結(jié)則少有報(bào)道。

復(fù)合菌劑能夠發(fā)揮各自功能，可以很好地解決秸稈分解這一難題[5]。應(yīng)用富含多種生物菌的復(fù)合型低溫菌劑，通過構(gòu)建具有較高生物多樣性、功能多樣的低溫菌群來解決秸稈冬季發(fā)酵問題，是實(shí)現(xiàn)高寒地區(qū)秸稈冬季條件下低溫發(fā)酵腐熟、就地全量還田的關(guān)鍵，是真正實(shí)現(xiàn)秸稈在當(dāng)季徹底消納的主要解決方向。

1? ? 生產(chǎn)準(zhǔn)備

秸稈粉碎程度越高，發(fā)酵效果越好;以10 t秸稈發(fā)酵為例，需要低溫發(fā)酵菌劑30 kg，玉米面或米糠250 kg、紅糖20 kg、尿素50 kg（或畜禽糞1 000 kg）;生產(chǎn)所需設(shè)備為裝載機(jī)和挖掘機(jī)，并備有水源、大棚塑料膜若干（或彩條布、或草簾）。

2? ? 發(fā)酵流程

2.1? ? 發(fā)酵底料的混合

在干凈的地面上，將紅糖拍碎，并將玉米面或米糠和菌、紅糖攪拌均勻。

2.2? ? 堆制發(fā)酵堆

發(fā)酵堆采用分層疊積制作的方式。先將秸稈分層平攤，每層厚度約0.5 m，往秸稈上均勻地反復(fù)噴水，盡可能邊翻動(dòng)邊噴水，使水分達(dá)到60%～65%;在噴水的同時(shí)將發(fā)酵底料和尿素（或畜禽糞）均勻撒在秸稈上面，反復(fù)進(jìn)行翻攪，堅(jiān)持?jǐn)嚢杈鶆颉＝斩捒杉卸逊e成高2～3 m、寬5～6 m的山形，保持透氣良好，并用大棚塑料膜蓋好封堆，以免發(fā)酵堆水分散發(fā)。

2.3? ? 翻堆

自封堆完成起，發(fā)酵堆逐漸開始升溫，冬季在1個(gè)月內(nèi)即可升溫至65 ℃，使用挖掘機(jī)進(jìn)行翻堆。然后每隔15～20 d，每次發(fā)酵堆中心溫度達(dá)到60 ℃后，即進(jìn)行翻堆降溫，一般至少需要翻堆1次以上。

2.4? ? 后處理

當(dāng)發(fā)酵堆降至常溫后即發(fā)酵結(jié)束，一般這個(gè)過程在東北最冷冬季需要60～90 d。發(fā)酵好的堆肥無味或少量堆肥腥味，出現(xiàn)酸味則屬失敗;堆肥手搓即碎，呈黃褐色或黑褐色并伴有白色菌絲或斑點(diǎn)。發(fā)酵好的堆肥可在春季整地前直接還田，或者用于栽培基質(zhì)。

3? ? 注意事項(xiàng)

一是溫度。應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)，起溫后每3 d測(cè)溫1次，進(jìn)行發(fā)酵堆堆體溫度監(jiān)控;發(fā)酵堆控制在60 ℃以內(nèi)為宜，當(dāng)溫度高于60 ℃時(shí)，應(yīng)及時(shí)翻堆降溫或用水噴灑降溫。

二是濕度。發(fā)酵料用手握時(shí)手指縫見水為宜，由于溫度高水分易揮發(fā)，應(yīng)經(jīng)常注意保持足夠的水分，避免出現(xiàn)燒焦現(xiàn)象造成發(fā)酵失敗。

三是翻堆。翻堆時(shí)要對(duì)發(fā)酵堆上下部分和內(nèi)外部分充分置換，促進(jìn)堆肥均勻發(fā)酵。

4? ? 生產(chǎn)效益分析

秸稈低溫發(fā)酵后形成堆肥，既可以作為基質(zhì)對(duì)外出售，也可以直接還田。在維持產(chǎn)量不變的情況下，減少肥料施用量20%左右，減少綜合投入400元/hm2（按照吉林省德惠地區(qū)計(jì)算），加上各地秸稈補(bǔ)貼300～450元/hm2，按照收獲后秋季進(jìn)行秸稈低溫發(fā)酵所需費(fèi)用為700元/hm2計(jì)算（發(fā)酵物料、機(jī)械雇傭費(fèi)及塑料膜折舊，不計(jì)人工），秸稈低溫發(fā)酵處理在經(jīng)濟(jì)上略有微利。

秸稈低溫發(fā)酵還田可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，減少土壤板結(jié)，從而解決秸稈還田前堆肥發(fā)酵過程中的關(guān)鍵性問題，實(shí)現(xiàn)大田秸稈的大規(guī)模消納處理[6]。

5? ? 參考文獻(xiàn)

[1] AKILA G.A novel cold-tolerant Clostridium strain PXYL1 isolated from a psychrophilic cattle manure digester that secretes thermolabile xylanase and cellulase[J].FEMS Microbiology Letters，2003，219（1）：63-67.

[2] 勾長龍.低溫纖維素降解菌的篩選及其復(fù)合菌系在牛糞堆肥中的應(yīng)用研究[D].長春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[3] 張書敏，徐鳳花，代歡，等.低溫復(fù)合菌系對(duì)玉米秸稈與牛糞堆肥的影響[J].中國土壤與肥料，2017（2）：136-140.

[4] 謝宇新，徐鳳花，王彥偉，等.低溫菌株的篩選及對(duì)堆肥溫度的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011（7）：1436-1442.

[5] 關(guān)法春.一種草漿地膜的制備方法：中國，201210072537.X[P].2014-05-14.

[6] 胡華.高效纖維素降解菌株的篩選及其復(fù)合系菌劑在秸稈堆肥中的應(yīng)用[D].成都：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.