西蘭花莖葉與不同輔料配比對堆腐及肥效的影響

陳劍，齊文，蔣海凌，檀國印

(臺州市農業科學研究院，浙江 臨海 317000)

臺州市作為全國最大的冬春西蘭花生產中心，西蘭花種植面積常年穩定在6 700 hm2左右，在帶來巨大經濟效益的同時，每年也產生了超過30萬 t的西蘭花莖葉廢棄物[1-3]。由于當地肥料生產企業的產能有限，因此，將西蘭花莖葉廢棄物以肥料方式還田成了當前處理的主要途徑[4]。而與直接還田相比，堆肥還田還具有減少病害發生、有利于肥料在土壤中的均勻分布、提高有機肥的利用率等明顯優點，是處理蔬菜廢棄物的較好選擇[5]。

我國是蔬菜生產和消費大國，農民在蔬菜生產過程中為保證產量往往施用大量的化肥，不僅增加農業生產成本，也加劇了土壤環境惡化和水體污染，影響農業可持續發展[6-7]。為了解決臺州當地西蘭花秸稈養分資源利用率低與農業生產需要培肥土壤而投入大量化肥的矛盾，本研究將通過添加不同的輔料配比對西蘭花莖葉進行堆肥，并在青菜上進行還田應用，比較不同處理的堆肥效果以及對青菜產量的影響，以期為臺州當地實現農田的可持續生產提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

西蘭花莖葉堆肥及還田試驗均于2020年在臺州市農科院天臺基地開展，堆肥使用的西蘭花莖葉均為新鮮的粉碎樣，使用的堆肥輔料包含雞糞、豬糞、牛糞和蘑菇渣等，均為干樣。青菜種植品種為蘇州青，種植地土壤pH值6.8，有機質含量31.1 g·kg-1，全氮含量1.69 g·kg-1，全磷含量0.63 g·kg-1，全鉀含量1.71 g·kg-1。

1.2 處理設計

堆肥試驗采用不同材料層層堆疊的方式，每層堆完后噴灑適量的EM菌液，部分處理適量噴灑清水提高含水率，堆體高度約為1.2 m，堆疊完成后覆蓋塑料薄膜，7 d后進行翻堆，并根據不同堆體實際情況適量添加水分，25 d后堆體溫度降至環境溫度，堆肥結束后采樣送檢。堆肥試驗設10個處理：T1西蘭花葉∶蘑菇渣4∶1；T2西蘭花葉∶雞糞∶蘑菇渣3∶1∶1；T3西蘭花葉∶雞糞∶蘑菇渣2∶2∶1；T4西蘭花葉∶雞糞∶蘑菇渣1∶3∶1；T5西蘭花葉∶豬糞∶蘑菇渣3∶1∶1；T6西蘭花葉∶豬糞∶蘑菇渣2∶2∶1；T7西蘭花葉∶豬糞∶蘑菇渣1∶3∶1；T8西蘭花葉∶牛糞∶蘑菇渣3∶1∶1；T9西蘭花葉∶牛糞∶蘑菇渣2∶2∶1；T10西蘭花葉∶牛糞∶蘑菇渣1∶3∶1。

堆肥還田試驗中，以每667 m2復合肥用量50 kg當基肥作為CK，每個堆肥處理均按每667 m2復合肥1.5 t的量作為基肥還田，重復3次，小區面積20 m2，青菜種植密度約為30 cm×40 cm，期間不再追肥并采用相同田間管理，待青菜長到成熟期時進行采樣調查。

1.3 測定項目

每天下午3點左右測量堆體內部溫度，不同部位測量3次取平均值。

堆肥過程中每5 d取一次樣測含水率，堆肥結束后委托杭州綠城農科檢測技術公司進行pH、有機質、養分元素含量等指標的測定。

青菜于3月20日移栽，5月5日收獲，每個小區選取10株長勢適中的植株進行產量、株高、葉幅、葉片厚度、SPAD等指標的測定。

2 結果與分析

2.1 堆肥過程中堆體溫度變化

堆體溫度是判斷堆肥是否已經達到無害化要求的重要參數之一，也是影響堆肥品質的重要指標[8]，目前我國對無害化堆肥的溫度標準是50 ℃以上持續10 d或者60 ℃以上持續5 d。由圖1可知，不同處理的堆體溫度由于受環境溫度的影響，均呈現鋸齒形變化；7 d由于受翻堆影響，各堆體的溫度均出現明顯下降；各處理堆體溫度整體均呈現先升溫、再高溫持續、最后降溫至環境溫度的過程。堆肥開始后2 d不同處理的溫度均迅速上升，T2、T3、T4和T6的溫度在3 d均已達到50 ℃，其余處理到5 d后溫度也都達到50 ℃。T1～T10各處理在高溫期的持續天數分別為7、15、17、17、13、14、14、10、12和12 d，除T1外均符合我國對無害化堆肥的溫度要求。不同處理堆體在高溫期的平均溫度為52.8～61.5 ℃，期間T2處理達到的最高溫度為71 ℃。由高溫期的持續天數以及平均溫度可以看出，添加不同輔料的堆肥效果為雞糞>豬糞>牛糞，堆肥效果與輔料的添加比例沒有明顯關系。

圖1 不同處理堆體溫度隨時間變化情況

2.2 堆肥過程中含水率變化

水分含量是堆肥過程中的一個重要因素，將直接影響堆體結構、通氣孔隙及堆肥中微生物代謝等，進而決定好氧堆肥的反應速度、腐熟程度和產品質量，研究表明[9-10]，最適宜的堆肥含水量為45%～65%。由圖2可知，由于T1處理添加的西蘭花葉較多，因此，初始含水量達到76.7%，其余處理基本處于堆肥的適宜含水量范圍內；由于7 d時進行了翻堆，部分處理噴灑了清水，10 d時部分處理的含水率出現了增長情況；所有處理含水率整體呈現下降趨勢，到堆肥結束的25 d，各處理的含水率為37.1%～50.2%。

圖2 不同處理堆體含水率隨時間變化情況

2.3 不同處理堆體的有機質及養分含量

由表1結果可知，10個不同處理的堆肥pH為7.2～8.4，有機質含量為51.8%～74.5%，總養分含量為3.29%～13.08%，除T1外的其余處理，有機質和總養分含量均符合我國堆肥相關標準NY/T 3442—2019 《畜禽糞便堆肥技術規范》。添加雞糞作為主要輔料的處理，總養分含量要高于豬糞處理，添加牛糞的處理總養分含量最低，這與資料顯示的3種動物糞便的養分含量高低順序基本一致；相同輔料的3個處理間，總養分含量間并不成比例關系；由于在實際應用當中需考慮到畜禽糞便的成本，因此，3種輔料的最佳處理分別為T2、T6和T8。

2.4 不同處理對青菜產量的影響

由表2可知，不同肥料處理下青菜的產量間存在一定的差異，其中有6個處理的青菜產量要高于CK，差異均達到顯著水平；T4處理的產量最高，比CK增產了44.49%；除T1外，其余肥料處理的青菜產量高低順序與表1中不同堆肥的養分含量順序基本一致；T1處理的總養分含量最低，但是還田后青菜的產量較高，可能與該處理含水量較高，在田間容易被分解吸收有關。

表1 不同處理堆肥的養分含量

表2 不同肥料處理下青菜的產量

由表2可知，以雞糞為主要輔料的T2、T3、T4處理，還田后的青菜產量要明顯高于以豬糞為輔料的T5、T6、T7處理，而以牛糞為主要輔料的T8、T9、T10處理的青菜產量最低，這一規律與堆肥的養分含量檢測結果一致。

2.5 青菜不同農藝性狀相關性分析

由于不同處理間的青菜農藝性狀差異均不顯著，因此，只對不同農藝性狀的相關性進行分析。由表3可知，青菜的產量與株高、葉幅之間呈極顯著正相關關系，產量與SPAD值之間呈顯著正相關關系，株高與葉幅、SPAD值之間呈極顯著正相關關系，SPAD值與葉片厚度之間呈顯著負相關關系。

表3 青菜不同農藝性狀的相關性分析

3 小結與結論

西蘭花莖葉由于水分含量較高，在堆肥過程中需要添加其他干物料以增加孔隙度，從而保證微生物活動所需的氧氣含量。由不同處理堆肥過程中的溫度變化可知，T1處理的堆體溫度在高溫期只保持了7 d，這是由于添加的干物質過少導致后期有氧發酵無法充分進行；添加不同的輔料對堆體的溫度存在一定的影響，堆肥效果為雞糞>豬糞>牛糞，不同輔料的添加比例與堆體溫度沒有明顯關系。

西蘭花莖葉在添加雞糞、豬糞和牛糞等不同輔料堆肥后，經檢測可知，除T1外的不同處理的有機質及養分含量均符合我國關于堆肥的相關標準要求，其中添加雞糞的堆肥總養分含量最高，添加牛糞的堆肥總養分含量最低；由于在實際應用當中需考慮到畜禽糞便的成本，因此，在西蘭花莖葉堆肥時選擇不同畜禽糞便作為輔料，最佳的比例分別為西蘭花葉∶雞糞∶蘑菇渣為3∶1∶1，西蘭花葉∶豬糞∶蘑菇渣為2∶2∶1，西蘭花葉∶牛糞∶蘑菇渣為3∶1∶1。

不同的堆肥還田后對青菜的產量存在較大影響，其中產量最高的為T4處理，比CK增產了44.49%；T1處理雖然總養分含量最低，但是還田后青菜的產量較高，比CK增產21.21%，可能是由于青菜在生長過程中整體需肥量不高，另外T1處理的含水量較高，因此，在田間容易被分解吸收；其余堆肥處理還田后，青菜的產量順序與不同堆肥的養分含量順序基本一致。

不同處理間青菜的農藝性狀差異均不顯著，分析農藝性狀間的相關性后可知，青菜的產量與株高、葉幅之間呈極顯著正相關關系，產量與SPAD值之間呈顯著正相關關系，株高與葉幅、SPAD值之間呈極顯著正相關關系，SPAD值與葉片厚度之間呈顯著負相關關系。