含腐植酸產品在秸稈腐熟上的應用效果

張會平 許美玲 劉海飛 任麒帆 李 洋 馮夢喜

河南黑色生態科技有限公司 新鄉 453731

2009年，江蘇省出臺我國省級首部禁止農作物秸稈焚燒和促進綜合利用的地方性法規《江蘇省人民代表大會常務委員會關于促進農作物秸稈綜合利用的決定》。焚燒秸稈不僅易引發火災，造成嚴重的大氣污染，還會危害人體健康[1]。但是，秸稈直接還田，未經處理的秸稈往往攜帶蟲卵或其他細菌，易導致病蟲害的發生；另外，秸稈分解大約需要1～2年，分解時還需要消耗土壤中的氧氣，易導致農作物根系缺氧并腐爛。而秸稈腐熟后還田，不僅能夠使有機物料轉化為有機肥，同時具有增加土壤肥力、減量化肥、促進秸稈回收利用、保護環境等多方面的功效[2～4]。近年來，國家倡導綠色環保的生活方式，秸稈還田就是響應其號召，而秸稈腐熟劑的誕生是響應號召的另一種方式。有研究表明，秸稈還田條件下，施用秸稈腐熟劑在短期內可減弱農田地力用與養的矛盾，提高秸稈腐解速率、土壤肥力和作物產量，改善農業生態環境等作用[5～12]。其實，不單單是腐熟劑，含腐熟效果的肥料也開始受到人們的關注[13]。本次試驗以驗證含腐植酸產品在秸稈腐熟上的應用效果為目的，選用瑞壤有機肥（含腐植酸產品）和復合水溶菌劑（腐熟劑）作為供試產品，以河南黑色生態科技有限公司新鄉生產基地為試驗點，開展秸稈腐熟試驗，進而驗證含腐植酸產品的腐熟效果。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為玉米秸稈。

供試產品包括瑞壤有機肥（腐植酸≥25%、黃腐酸≥5%、氮磷鉀≥5%、有機質≥50%、有效活菌數≥0.2×108cfu/g，來源：河南黑色生態科技有限公司）和復合水溶菌劑（有效活菌數≥1.0×1011cfu/g，來源：市場購買）兩種。

1.2 試驗設計

本次試驗設置4個處理，CK：不加任何產品的自然態腐熟對照組；T1：添加復合水溶菌劑的處理組；T2：添加瑞壤有機肥的處理組；T3：添加瑞壤有機肥和復合水溶菌劑的處理組。各個處理除添加劑不同外，其他操作均相同。瑞壤有機肥及復合水溶菌劑按照秸稈堆重量的20%添加，添加時注意平鋪撒施混勻。具體見表1。

表1 各處理設置情況Tab.1 Each processing setting

1.3 試驗過程

選取粗細與長度接近的完整玉米秸稈，采用秸稈粉碎機處理長度至5～10 cm。稱取50 g玉米秸稈小段放入尼龍網袋中，共準備試驗所需要的該秸稈樣品34袋。首先，先隨機取出樣品2袋，用清水洗滌（與后續操作保持一致），直至滴下的水為無色，以將秸稈上的雜物清洗干凈，將洗滌后的秸稈樣品置于85 ℃下烘干處理6 h后，準確稱重并記錄每袋的重量N0。之后，將剩余的32袋樣品隨機的平均分到4個處理中，即每個處理共有8袋樣品，各個處理按照表1中相應的設計添加復合水溶菌劑和瑞壤有機肥，并分別按照順序編號。

隨后，選擇一片常年耕作的土地，規劃為試驗小區，將32袋樣品埋進小區土層5～10 cm左右（樣品隨機擺放且最終記錄好位置）。最后，分別在試驗的第7天、第14天、第21天以及第28天從每個處理中隨機選擇2袋，首先對于發酵堆的外觀進行觀察記錄，再分別將秸稈上的雜物進行清洗，直至滴下的水為無色，以保證各處理中添加的瑞壤有機肥或者復合水溶菌劑以及雜物清洗干凈，之后將樣品置于85 ℃下烘干處理6 h后，準確稱重并記錄每袋的重量NX。另外，烘干后的秸稈經過粉碎機粉碎之后，送到分析檢測室對于相關指標檢測并記錄，最后通過對比分析固態發酵過程中發酵堆外觀、失重率、發酵堆營養物質變化（全氮、速效磷、速效鉀、有機質）、pH等指標，綜合評價腐熟效果。1.4 檢測指標和方法

秸稈失重率計算公式（1）如下：

總氮含量測定采用凱氏定氮法；速效磷含量測定采用碳酸氫鈉法；速效鉀含量測定采用火焰光度計法；有機質含量測定采用重鉻酸鉀容量法；pH測定采用玻璃電極法[14]。

2 結果與分析

2.1 發酵堆外觀

表2為發酵堆外觀及相關現象。可以看出，玉米秸稈發酵堆的顏色在發酵前是黃褐色的，隨著腐熟天數的增加顏色越來越深，顏色越深說明腐化程度越明顯。沒有添加任何產品的秸稈發酵堆，由于自然中存在天然微生物發酵，秸稈也會慢慢開始腐化，CK隨著時間的推移，顏色逐漸加深，秸稈在第21天左右開始發霉；T1的秸稈發酵堆相對于CK來說，顏色加深的速度稍快，在第14天左右開始發霉；T2及T3的秸稈發酵堆，與CK相比較顏色加深的速度更明顯。另外，發霉現象均有菌種菌絲出現，T2及T3處理此現象出現的較早，且菌種菌絲出現較多。所有處理中，均是在發霉前期有輕微臭味，后期臭味增強。

表2 發酵堆外觀及相關現象Tab.2 The appearance and related phenomena of the fermentation pile

表2 續

2.2 發酵堆失重率

作物秸稈在一定條件下經過微生物等綜合降解作用，其所含的有機物逐步被分解，秸稈重量亦逐漸降低。通過測定秸稈失重率就能反映其腐解程度，并由此進行秸稈腐熟菌劑效果的比較和評價[15]。

由表3發酵堆的失重率變化可知，隨著時間的增長，各個處理的失重率均是逐漸增加的，在第7天 時，4個 處 理（CK、T1、T2、T3）失 重率的平均值分別是12.08%、17.88%、15.92%、24.16%，各處理之間差異顯著，此時T3的失重率最大，T1次之；在第14天和第21天時，T3的失重率依舊最大，T2次之，二者之間無顯著差異，但均與CK和T1差異顯著；到達第28天時，4個處理失重率的平均值分別是36.61%、39.40%、44.39%、46.53%，T1、T2、T3相較于CK的失重率分別增加了2.79%、7.78%、9.92%，其中T2和T3之間無顯著差異，但均與CK和T1差異顯著。由此可以看出，經過14、21、28天，T2和T3的失重率均著優于其他處理，4個處理的腐熟程度由大到小依次為T3、T2、T1、CK。

表3 發酵堆失重率變化Tab.3 Weight loss rate changes of fermentation pile %

2.3 發酵堆營養物質及pH變化

從表4可以看出，相較于腐熟前，秸稈發酵堆料中全氮、速效磷、速效鉀均有所提高，但是每個處理提高的幅度大小不一，均以T3提高最多。由于數據較多，在此對于經過21天及28天的腐熟結果進行詳細分析。經過21天的腐熟后，在全氮含量方面，4個處理（CK、T1、T2、T3）相較于腐熟前分別提高了10.13%、18.99%、16.46%和22.78%；在速效磷含量方面，4個處理相較于腐熟前分別提高了30.00%、40.00%、50.00%和63.33%；在速效鉀含量方面，4個處理相較腐熟前分別提高了23.81%、39.68%、50.79%和76.19%。經過28天后，在全氮含量方面，4個處理相較腐熟前分別提高了15.19%、20.25%、20.25%和32.91%；在速效磷含量方面，4個處理相較于腐熟前分別提高了36.37%、50.00%、56.67%和73.33%；在速效鉀含量方面，4個處理相較腐熟前分別提高了25.40%、46.03%、55.56%和80.95%。將4個處理與腐熟前作比較，在經過28天后，4個處理的營養物質（全氮、速效鉀、速效磷含量之和）相較于腐熟前來說，分別提高了22.67%、34.88%、39.53%和57.56%。

在有機質含量方面，隨著腐熟天數的增加，除T1外，各個處理的有機質含量都呈現下降的趨勢，在腐熟14天之后，各處理有機質含量相較于腐熟前均有降低，但是降幅不明顯；在pH方面，隨著腐熟天數的增加，各處理pH呈現升高的趨勢，但均在6～7之間。

表4 發酵堆營養物質及pH變化Tab.4 Changes of nutrients and pH of fermentation pile

3 結論

經過28天的腐熟后，同時添加瑞壤有機肥和復合水溶菌劑的處理（T3）在失重率方面均高于其他處理，而單獨添加瑞壤有機肥的處理（T2）秸稈失重率明顯高于單獨添加復合水溶菌劑的處理（T1）；在全氮含量方面，隨著天數的增加，以同時添加瑞壤有機肥和復合水溶菌劑的處理最高，其次便是單獨添加瑞壤有機肥及復合水溶菌劑的處理；而在速效磷和速效鉀含量方面，以同時添加瑞壤有機肥和復合水溶菌劑的處理最高，而單獨添加瑞壤有機肥處理的速效磷及速效鉀含量較單獨添加復合水溶菌劑處理總體偏高；有機質方面，相較于腐熟前，以同時添加了瑞壤有機肥和復合水溶菌劑的處理降低幅度最小，單獨添加瑞壤有機肥的發酵堆與單獨添加復合水溶菌劑的2個處理降低程度差別較小；最后對于pH方面，三者的pH范圍都在6～7之間。

綜合秸稈腐熟過程中的外觀、失重率及營養物質等方面的變化，我們不難發現，同時添加了瑞壤有機肥和復合水溶菌劑的處理腐熟效果最佳，但是對比單獨添加瑞壤有機肥及復合水溶菌劑的處理，單獨添加瑞壤有機肥處理的發酵堆的腐熟效果明顯優于單獨添加復合水溶菌劑處理的發酵堆腐熟效果。