利用菌渣和畜禽糞便堆制生產(chǎn)有機(jī)肥的試驗(yàn)

韓明麗，黃奇

(湖州市農(nóng)業(yè)科技發(fā)展中心，浙江 湖州 313000)

我國是世界上食用菌產(chǎn)量最大的國家，據(jù)統(tǒng)計，2018年我國食用菌總產(chǎn)量3 842.04萬t(鮮品)，根據(jù)食用菌生物學(xué)利用率40%計算，則每年可產(chǎn)生5 763.06萬t菌渣(也叫菌糠、菇渣)[1]。據(jù)調(diào)查結(jié)果，大部分菌渣被隨意廢棄，滋生出多種有害生物，如霉菌、蚊類、螨類等，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[2]。與此同時，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)集約化、規(guī)模化程度提高，畜禽糞便等產(chǎn)出量日漸增多，如果得不到合理利用，極易成為農(nóng)村環(huán)境污染的主要來源。

菌渣的主要成分是被食用菌菌絲利用后的植物殘體，含有大量的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、胺類等碳素和氮素營養(yǎng)成分，這些大分子養(yǎng)分一般很難被作物直接吸收利用[3-4]。畜禽糞便也含有豐富的有機(jī)養(yǎng)分和氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分，是具有巨大潛力的資源庫[5]。研究[6]表明，畜禽糞便、菌渣經(jīng)過好氧堆肥可以制成有機(jī)肥供植物生長需要。這也是處理畜禽糞便、菌渣等農(nóng)業(yè)廢棄物最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法，既解決畜禽糞便和菌渣后續(xù)處理問題，又促進(jìn)種植業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生物資源循環(huán)利用和轉(zhuǎn)化增值。因此，本試驗(yàn)利用香菇、秀珍菇菌渣，復(fù)配一定比例的牛糞、雞糞，并添加發(fā)酵菌劑堆制有機(jī)肥，比較各個配方的營養(yǎng)成分、溫度變化，以期為利用菌渣、畜禽糞便等生產(chǎn)有機(jī)肥提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

菌渣：香菇、秀珍菇栽培廢料，由湖州市德清小葉子食用菌種植場提供。

雞糞：由湖州南潯溫氏畜牧有限公司提供。

牛糞：由德清縣美麗健鳳山奶牛場提供。

發(fā)酵菌劑：為鶴壁市天沐陽生物科技有限公司生產(chǎn)的有機(jī)肥發(fā)酵專用菌劑，有效活菌數(shù)100 億·g-1。

1.2 處理設(shè)計

試驗(yàn)于2020年8月3日至9月8日在湖州市德清地升肥業(yè)有限公司進(jìn)行。設(shè)3個處理：處理1，25%香菇菌渣、25%秀珍菇菌渣、50%牛糞；處理2，25%香菇菌渣、25%秀珍菇菌渣、50%雞糞；處理3，25%香菇菌渣、25%秀珍菇菌渣、25%牛糞、25%雞糞。物料按重量比例混合，并添加0.01%的發(fā)酵菌劑。

堆制前，菌渣用粉碎機(jī)粉碎，長度為1～3 cm，并暴曬殺菌。為了使發(fā)酵劑充分混勻到原料中，先取10 kg菌渣與發(fā)酵菌劑混合，然后均勻摻入發(fā)酵物料中。所有物料用翻拋機(jī)充分拌勻，含水量保持50%～60%。混合好的基料堆成條垛進(jìn)行發(fā)酵，條垛堆寬2 m，高1.5 m，長度由堆制量決定，用塑料膜覆蓋堆頂。堆制期間每隔1 d測定堆體溫度。每隔3～5 d人工翻堆1次，溫度控制在50～65 ℃，并適時補(bǔ)充水分。本次試驗(yàn)共翻堆8次。

1.3 測定指標(biāo)

溫度。從第2天開始，每天11：00記錄堆體溫度，測定方法是將溫度傳感器插入堆體深度約40 cm，待數(shù)字穩(wěn)定后讀取。

營養(yǎng)成分。按 NY 525—2012《有機(jī)肥料》方法測定有機(jī)肥成品的pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、汞、砷、鎘、鉛、鉻含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外觀質(zhì)量

從有機(jī)肥成品的外觀形態(tài)來看，3種成品肥料均呈褐色，無惡臭，無機(jī)械雜質(zhì)，但是摻入少量的食用菌菌袋碎片。在顆粒大小上各個處理之間存在差異，以處理1顆粒最小，處理3次之，處理2顆粒最大，且不規(guī)則，這主要是由于處理2用干牛糞，且牛糞中的纖維素含量比較高引起。

2.2 堆體溫度變化

堆漚過程一般分為升溫、高溫、降溫3個階段。堆肥溫度是反應(yīng)堆制是否正常的直觀指標(biāo)，同時也是判斷菌渣是否完成腐熟的一個重要參數(shù)。圖1看出，從整個堆肥周期的溫度變化趨勢看，處理3的溫度在同一時期內(nèi)要高于處理1和處理2。堆制開始后，各處理的溫度迅速升高，處理1和處理3在第6天均達(dá)到了50 ℃以上，說明微生物活動強(qiáng)烈，有機(jī)質(zhì)分解迅速。在第20天(8月20日)所有處理均達(dá)到最高溫度，隨后進(jìn)入緩慢降溫階段，在這一階段有機(jī)質(zhì)緩慢分解，堆肥系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定。在第30天(8月30日)所有處理進(jìn)入快速降溫階段。堆肥腐熟不充分有害于農(nóng)作物的生長發(fā)育，而過度腐熟有機(jī)碳與氮素?fù)p失大、肥效低。因此，本試驗(yàn)所有處理在溫度快速降溫6 d時停止發(fā)酵。

圖1 不同處理堆體的溫度變化

張云飛等[7]認(rèn)為，有機(jī)肥堆制理想的高溫(50～60 ℃)維持時間應(yīng)該在5～10 d，這有助于殺滅堆漚系統(tǒng)中的有害病原菌。本試驗(yàn)中，各個處理達(dá)到或超過50 ℃的高溫天數(shù)在20 d左右，這與孫建華等[8]的研究保持一致。因此，所有處理均達(dá)到了無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3 營養(yǎng)成分

從有機(jī)質(zhì)含量(表1)看，處理1為47.62%，達(dá)到國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(≥45%)，處理2、處理3未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，兩者數(shù)值接近。3個處理的總養(yǎng)分含量(N+P2O5+K2O)均達(dá)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(≥5.0%)，其中，處理3高達(dá)6.83%。隨著雞糞添加量的增加，有機(jī)肥中鉀含量也隨之增加，這是由于雞糞中鉀含量比較高，這與周祖法等[9]的研究結(jié)果一致。磷元素含量最高的是處理3，處理1含量最低。pH過高或過低均影響微生物的活性，進(jìn)而降低發(fā)酵速率，導(dǎo)致臭味產(chǎn)生[10]。本試驗(yàn)所有處理pH在6.45～6.75，均符合NY 525—2012標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 不同處理的營養(yǎng)成分含量(以烘干基計)

2.4 重金屬含量

從表2可以看出，3個處理的汞、砷、鎘、鉛、鉻含量均低于NY 525—2012規(guī)定的上限值，符合有機(jī)肥制作的標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 不同處理的重金屬含量

3 小結(jié)與討論

經(jīng)過37 d的堆制發(fā)酵，3種配方制作的有機(jī)肥成品均完成腐熟，呈褐色，無惡臭，無機(jī)械雜質(zhì)。3個處理達(dá)到或超過50 ℃的高溫天數(shù)在20 d左右，且pH、氮、磷、鉀、總養(yǎng)分、重金屬含量等各項(xiàng)指標(biāo)均符合NY 525—2012標(biāo)準(zhǔn)要求。處理3的總養(yǎng)分含量最高，為6.83%。處理1的有機(jī)質(zhì)含量最高，為47.62%，處理2、處理3有機(jī)質(zhì)含量雖未達(dá)到國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但也十分接近。

利用菌渣與雞糞、牛糞復(fù)配進(jìn)行有機(jī)肥堆制可達(dá)到無害化處理，并充分利用的目的。綜合分析成品肥料的各項(xiàng)指標(biāo)，并從充分合理利用畜禽糞便的角度考慮，本試驗(yàn)處理3的堆肥效果較好，即25%香菇菌渣、25%秀珍菇菌渣、25%的雞糞、25%牛糞，在生產(chǎn)上可以作為利用菌渣、牛糞、雞糞堆制有機(jī)肥的合理配方進(jìn)行推廣應(yīng)用。本試驗(yàn)是小規(guī)模堆制有機(jī)肥，故采用人工翻堆，如果是大規(guī)模堆制，建議采用翻拋機(jī)，以達(dá)到充分腐熟的效果。堆制時要注意兩點(diǎn)：一是通常畜禽糞便可能含有重金屬，制作有機(jī)肥前應(yīng)注意檢測；二是菌渣有機(jī)肥制堆建議大于1 m3或不少于500 kg，量少不利于堆體升溫。