木屑在高原無土基質化發酵腐熟技術中的應用研究

達娃普尺

(西藏日喀則市農業科學研究所，西藏自治區馬鈴薯工程中心，西藏 日喀則 857000)

西藏薯類脫毒中心是目前西藏唯一一所馬鈴薯脫毒種薯生產以及相關課題研究的單位，具備脫毒馬鈴薯試管苗擴繁、微型薯生產以及原種生產的能力及相應的技術規程。隨著微型薯生產量逐年增加，生產基質材料出現很多問題。目前西藏地區生產脫毒馬鈴薯微型薯所用基質為蛭石，主要購買于青海、甘肅等地，不僅生產、運輸成本高，而且對生產地環境造成一定程度污染，因此，國家已經不建議蛭石的生產應用。由于高成本以及購買難度增加，西藏地區種薯生產單位無法做到一年一換的標準要求，脫毒種薯土傳病逐年增加，極大地影響種薯的產量和質量，嚴重制約了脫毒馬鈴薯的推廣應用。因此，開發新的栽培基質對馬鈴薯的推廣具有重要意義。木屑作為一種有機質廢料，來源廣泛，價格低廉，具有較好的保水性和生理酸性，通透性良好，無論與其他基質混配還是單獨作為基質均表現出良好的栽培特性[1]。但是新鮮木屑材質堅硬、且含有有害物質，需要利用生物技術對木屑進行發酵腐熟。根據國內相關材料顯示，腐熟后的木屑具有有機含量高，纖維素含量降低，有利于營養元素的釋放，起到了釋放與保持養分的作用[2]。為了在西藏實現木屑基質化的應用，本文采用不同的發酵菌劑和不同濃度的發酵劑梯度試驗來對木屑進行生物發酵研究。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設置在西藏日喀則市農業科學研究所日光智能溫室，溫室采光良好，夏季晚上溫度不低于15 ℃，白天溫度不低于30 ℃。

1.2 試驗材料

參試木屑購買于西藏日喀則東郊木材加工廠，主要成分為松樹、楊樹木屑，含水量約10%；參試發酵劑：EM菌購買于河南微博生物科技有限公司、酵素菌速腐劑購買于淮安大華生物科技有限公司、貝佳有機肥發酵劑購買于山東貝佳生物科技有限公司；pH調節劑：木醋為日本生產；氮源：尿素。

1.3 試驗設計

試驗設8個處理，每個處理3次重復，隨機區組試驗設計。D 1、D 2、D 3、D 4、D 5分別代表尿素及酵素菌不同濃度梯度處理；T 1、T 2、T 3分別代表EM菌、貝佳、酵素菌3個不同菌劑處理。具體配比見表1。

表1 試驗配比

每個處理用新鮮木屑25 kg，加入木醋液500倍液，噴灑清水使木屑含水量達到70%左右。將每個處理用編織袋盛放，放置在智能溫室大棚，覆蓋塑料薄膜，每天定時掀開進行空氣流通，且定時翻動木屑使受熱均勻。當木屑顏色呈深褐色，有發酵香味，質地松軟，含水量大概60%時結束發酵。

1.4 測定內容及方法

木屑發酵過程中溫度的變化，木屑容重，通氣孔隙度，持水孔隙度，pH值，EC值。木屑物理化性質的測定：木屑溫度每天15:00用溫度計測量；木屑容重、通氣孔隙度及持水孔隙度參照《土壤農化分析》的分析方法測定；木屑pH值使用酸度計測量；EC值采用電導儀測量。

1.5 數據分析與統計

采用Excel軟件和SPPS 17.0軟件分析，采用鄧肯式新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 木屑發酵過程中溫度變化分析

從圖1可以看出，相對于其他處理，T 1的溫度均處于較高的狀態，說明在發酵過程中放熱較高，發酵菌活力較強，其在發酵的第3天達到40 ℃，并在40 ℃持續3 d，說明此時已達到發酵最高溫度。經翻動和加水處理后，在35 ℃以上持續了近20 d，隨后溫度逐漸下降，當再一次加水翻動后，溫度又有了上升的趨勢，經過第2次上升之后，溫度逐漸下降，并趨于穩定。直到發酵70 d后，溫度保持穩定，發酵基本完成。D 5處理的發酵溫度比T 1略低，比其他處理的發酵溫度略高，最高溫度在37.6 ℃左右，并在35 ℃以上持續5 d左右，隨后根據加水翻動溫度又一次有了提高，之后溫度逐漸下降，到70 d左右溫度趨于穩定。而其他處理下，木屑發酵的整個過程也出現2個高溫點，但都低于T 1和D 5的處理。因此，從溫度變化的角度分析，T 1處理的EM菌發酵劑進行發酵，在現有的條件下可能使木屑發酵的更加充分，而D 5處理下，相對于其他處理發酵完成較好。

2.2 木屑發酵過程中pH值變化分析

從圖2可以看出，每個處理pH值在木屑發酵過程中有低到高再到低的過程，分析原因為木屑在發酵過程中分解尿素產生大量的氨氣造成pH值的上升，最后發酵近完成時尿素分解完畢，氨氣揮發殆盡木屑的pH值趨于穩定。在T 1處理下，pH值變化值最大，從發酵過程中的7.0降到發酵完成后的6.7，木屑成弱酸性性；在D 5處理下，pH值由7.1降到發酵完成后的6.9；T 2處理下，pH值由7.0降到發酵完成后的6.9，木屑成弱酸性。因此，從pH值發生變化情況來看，T 1、D 5、T 2處理下腐熟木屑均較適合發酵條件，其中T 1處理下pH最符合基質條件。

2.3 木屑發酵過程中EC值變化分析

EC值反映了基質中可溶性鹽分含量的多少，而木屑中鹽分含量高時對作物生長不利。一般情況下，EC值在500～1 300 us/cm范圍內，符合栽培基質所需要的電導率要求[3]。從圖3可以看出，D 1、D 2處理下的EC值均小于可適用最小值(500 us/cm)，T 3處理下發酵完成后的EC值也小于可適用最小值(500 us/cm)，而其余處理的木屑EC值均在500～1 300 us/cm范圍內，表明D 3、D 4、D 5、T 1、T 2處理下發酵的木屑均可用來當做基質。

2.4 木屑發酵過程中物理性質變化

由表2可以看出，隨著發酵的完成，各處理的容重、總孔隙度，通氣孔隙度和持水孔隙度都有所變化，但處理間無顯著差異。其中容重、總孔隙度，通氣孔隙度都比發酵前有了不同程度的增大，容重增大幅度最大的是D 5、T 3處理的腐熟木屑，其次D 4處理的腐熟木屑，再次D 1、T 1兩個處理的腐熟木屑，分別增大了0.015 g/cm3、0.07 g/cm3和0.003 g/cm3；總孔隙度增大幅度最大的是D 5處理后的腐熟木屑，其次是T 3處理后腐熟木屑，再次是D 4、T 1處理后腐熟木屑，分別增大了6.7%、4.2%、4%和3.9%；通氣孔氣度增大幅度最大是T 1處理后腐熟木屑，其次是D 3處理后腐熟木屑，再次是D 5處理后腐熟木屑，分別增大8.9%、7.8%和5.4%。而部分處理下，持水孔隙度有所下降，下降幅度在1.1%～5.5%之間，下降幅度不大。由于持水孔隙度有所下降，因此，水氣比也有所減少，減少幅度在0.6～1.8之間，但腐熟木屑的水氣比均在1.5～4的正常范圍內[4]。綜合分析，經過發酵腐熟后木屑物理性質都有所改善，有利于苗木生長。根據馬鈴薯微型薯無土基質栽培技術要求[5-6]，T 1、D 5處理后腐熟的木屑容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和水氣比較適合微型薯生產。

表2 木屑發酵前和腐熟后物理性質

3 討 論

通過利用不同發酵劑，以及同一種發酵劑不同濃度梯度條件下，在木屑發酵過程中，T 1處理的溫度達到最高，在發酵后的3 d達到40 ℃并在最高點持續3 d，說明EM菌活力較強，對木屑發酵起到助推作用。

發酵過程中木屑的pH值都有低到高再到低的變化，分析原因為發酵劑在發酵過程中分解尿素產生大量的氨氣造成pH值的上升，發酵近完成時，尿素分解完成，氨氣揮發殆盡，木屑的pH值趨于穩定。在本試驗中，T 1處理下pH值達到6.7；D 5處理下pH值達到6.9，較適合基質栽培環境。

木屑發酵過程中，D 3、D 4、D 5、T 1、T 2處理下的EC值均在500～1 300 us/cm范圍內，說明木屑發酵腐熟后，其可溶性鹽分含量適中，木屑基質物理性質比較穩定，適合當無土基質材料。

木屑發酵后，其物理性質有所改善，分析原因為木屑發酵后其物理組成成分發生改變，導致木屑容重、總孔隙度、通氣孔隙度都有所增大；而部分處理下，持水孔隙度有所下降。說明，木屑發酵有利于木屑基質物理性質的變化。其中T 1、D 5處理后腐熟的木屑容重分別為0.126 g/cm3、0.138 g/cm3、總孔隙度分別為85.3%、88.1%、通氣孔隙度分別為23.9%、20.4%、持水孔隙度分別為61.4%、67.7%和水氣比分別為2.6、3.4，較適合微型薯生產。

4 結 論

綜上所述，采用酵素菌、EM菌、貝佳等不同的發酵劑以及不同濃度梯度酵素菌加入木屑進行生物發酵。結果表明，在木醋液添加量相同的情況下，添加EM菌發酵劑的T 1處理腐熟效果最佳，其次是300 g酵素菌和500 g尿素的D 5處理腐熟效果較好。本研究為高原地區木屑基質化和有機肥料發酵腐熟提供科學依據。