獼猴桃修剪枝肥料化利用技術及應用效果

馮雨星白立強趙曉娥宣世榮劉少波程敏

(1.陜西省林業科學院，陜西 西安 710082；2.陜西厚地生物科技有限公司，陜西 寶雞 722400)

枝條、秸稈等農作廢棄物“用則利，棄則害”。陜西省獼猴桃種植面積65266.67hm2，每年修剪產生34萬t有余的枝條[1]。這些枝條如果不及時處理，不僅會影響農村人居環境，同時會造成資源的浪費，影響了農林業高質量發展和鄉村振興的步伐。如何科學處理廢棄的果樹修剪枝條，使之變廢為寶，是目前既迫切又實際的問題。同時，自20世紀70年代開始，我國在農業生產中化學肥料投入量逐漸加大，化肥的長期和過度使用造成土壤板結、酸化加劇、土壤有機質低、生產能力下降、生態環境污染等一系列嚴重的土壤問題，特別在近幾年逐漸顯現[2]。有研究顯示，陜西省獼猴桃產區果園土壤有機質平均含量幾乎都在1.0%以下，土壤pH值在7.2以上，pH值偏高、有機質缺乏[3,4]。土壤問題已成為制約陜西省農林業發展和質量提升的瓶頸。枝條堆肥技術是實現果樹枝條肥料化利用的重要途徑，修剪枝條經粉碎后在高效微生物菌劑作用下，經過高溫發酵，能夠達到礦質化、腐殖化和無害化，變果園固體廢棄物為腐熟的有機肥料，實現修剪枝條的資源化利用[5]。利用堆肥技術生產的有機肥施用于果園，可以提高土壤有機質、提高土壤肥力、提高微生物活性，實現土壤的改良[6]。本文提出了一種獼猴桃修剪枝肥料化利用關鍵技術，并對其應用效果進行調查，為合理有效利用修剪果樹樹枝資源提供參考。

1 獼猴桃修剪枝肥料化利用技術

1.1 技術原理

以獼猴桃修剪枝條為原料，接種功能性有益微生物進行固體發酵，發酵過程中產生55～65℃以上的高溫7～10d可殺死果樹枝條中常見有害病菌與寄生蟲，實現無害化。利用微生物的分解作用及分解過程中產生的多酚氧化酶等實現果樹枝條中大量纖維素和木質素的礦質化和腐質化。同時，給微生物活動創造良好的條件，實現原料的充分降解和完全腐熟，縮短有機肥腐熟的時間以及減少碳的損失。

1.1.1 菌種的篩選及馴化

菌種的篩選必須選用功能性有益微生物，選用菌種必備條件：能夠產生酶(纖維素酶、糖化酶、蛋白酶等)；產生55～65℃以上的高溫7～10d；有較強的適應性；安全性(是農業部公布的允許使用的微生物)；發酵環境中不能自然產生而需要人為添加的。對篩選的菌種進行人工馴化，使其逐步適應粉碎的有機物料這種生長環境，提高菌種的耐受力及活動能力，讓菌種更加高效的分解有機物料。

1.1.2 腐熟劑配方組成

有機物料腐熟劑(厚地自主研發產品)是用來發酵腐熟粉碎的果樹枝條、農作物秸稈等有機物料的產品。該技術的核心是腐熟劑，腐熟劑的配方組成要做到以下幾點：添加菌種，菌種經過嚴格的篩選及合理的配制，并進行適應性馴化；添加激活菌種的物質——紅糖、營養物質——玉米、麩皮等，保障腐熟過程中營養的持續供應；添加氮素調節碳氮比(25∶1)。

1.2 技術流程

1.2.1 堆肥時間

全年均可堆肥，枝條在秋、冬季修剪后即時粉碎堆肥效果最佳。從堆垛發酵至腐熟大約需要100d時間。

1.2.2 場地選擇

堆肥場地應選擇取水容易、交通方便、地勢較高、平坦的田間地頭，便于堆肥的施用。建議避雨(建棚)堆肥。

1.2.3 工藝流程

獼猴桃修剪枝生物有機肥制作過程一般可分為收集枝條、粉碎枝條、配料、堆垛、測溫、翻堆、查驗等幾個環節，其制作工藝流程如圖1所示。

圖1 獼猴桃修剪枝生物有機肥制作流程圖

1.2.3.1 收集枝條

在田間地頭進行獼猴桃枝條的收集，以獼猴桃修剪枝條為堆肥原料，當年修剪枝條最佳。

1.2.3.2 粉碎枝條

獼猴桃枝條質地堅硬，木質素含量高，微生物不易分解，因此要選用專業的枝條粉碎機械，由經過培訓的專業技術人員操作完成。粉碎粒大小應控制在長度小于3cm，寬度小于1cm，厚度不超過0.5cm，較小的顆粒能擴大微生物對物料的接觸面積，有利于微生物分解腐熟，有利于土壤及作物吸收利用。同時，將農作物秸稈粉碎成糠粉。

1.2.3.3 配料

獼猴桃枝條含碳多、含氮少，碳氮比較大，有機物分解緩慢并易損失，可通過加入尿素5kg·m-3來調節適宜碳氮比；加水量應占總濕重的60%左右，一般以手握材料有液滴出為宜；原料加入腐熟劑10kg·m-3，糠粉20～50kg·m-3，紅糖1kg·m-3。紅糖用開水化開兌水均勻撒入原料中，腐熟劑、糠粉、尿素分別均勻撒在堆肥原料上，用翻堆機反復攪拌保證混合均勻。

表1 獼猴桃修剪枝生物有機肥制作配料成分組成

1.2.3.4 堆垛

堆垛面積長度不少于3m，根據場地和材料不限；堆寬不少于2m，堆制高度控制在1.5m左右。

1.2.3.5 測溫

堆垛第8天，利用溫度計對發酵堆的內部溫度進行測定，記錄起始溫度。

1.2.3.6 翻堆

一般堆垛后第8天溫度可上升到55℃以上。從溫度到55℃，時間過上10d后翻堆1次，再等溫度上升到55℃時，延續10d再翻堆1次，如此重復3～4次，保持持續發酵。

1.2.3.7 查驗

完全腐熟的有機物料是灰褐色或暗褐色，用手抓握重量較輕，質感疏松，枝條容易折斷，無異味。

1.3 技術評價

1.3.1 枝條生物有機肥質量

對按照上述工藝制作的6份獼猴桃修剪枝生物有機肥樣品及市面上隨機抽取的2份生物有機肥樣品進行了質量檢測，結果如表2、表3所示。國家標準規定，有機肥料的技術指標有機質≥30%、總養分≥4.0%、pH在5.5～8.5，有效活菌數≥1億·g-1，按照上述工藝制作的生物有機肥各項指標均遠高于NY 525-2021(NY 884-2012)和GB 20287-2006標準規定的技術指標。該工藝生產的生物有機肥主要養分含量高于市場有機肥，產品質量佳，具有市場競爭力。

表2 枝條生物有機肥的主要養分含量

表3 市場上隨機抽取的2份有機肥的主要養分含量

1.3.2 制作工藝評價

1.3.2.1 具有安全性

達到了無害化、熟化(礦質化、腐殖質化)，堆漚過程使用微生物制劑，不會形成次生污染。

1.3.2.2 堆肥升溫快、時間短

實現7d內升溫至55℃，即使在-13℃氣溫下堆肥溫度也能正常增溫到55℃以上，突破了冬季不能堆肥的傳統觀念。堆肥時間控制在100d，既符合科學原理，又縮短了堆肥時間。

1.3.2.3 堆肥成本低

枝條(秸稈)全量收集、就近還田利用，減少了有機肥原材料購置費和運輸成本，成本在300元·t-1(制肥枝條自備)，百姓自主堆肥成本低。

1.3.2.4 操作簡單

整個制作工藝流程簡單、技術難度低，普通百姓可快速掌握。

2 應用效果

在陜西省岐山縣蔡家坡鎮和眉縣獼猴桃主栽區開展獼猴桃修剪枝肥料化利用技術應用效果調查，調查了未施用生物有機肥(施用化肥)(CK)、連續施用該技術生產的枝條生物有機肥1a(OF-1)、3a(OF-3)、5a(OF-5)的4處獼猴桃園，對其園內土壤質量、果實產量及果園收益情況進行了調查。

2.1 土壤改良效果

對土壤的物理性質調查如表4所示，施用枝條生物有機肥的獼猴桃園較未施用的園地土壤含水量更高、土壤容重更低，且施用時間越長，效果越好。對土壤的化學性質調查如表5所示，未施有機肥的獼猴桃園酸化嚴重，隨著施用年限的增加，pH值逐漸升高，緩解了土壤的酸化。施用枝條生物有機肥的獼猴桃園較未施用的土壤有機質、有機C、土壤速效養分含量均明顯提高。調查了獼猴桃園土壤蚯蚓的數量，如表6所示，與未施用有機肥相比，施用枝條生物有機肥的獼猴桃園土壤蚯蚓密度和蚯蚓糞便數量明顯增加，表明連續施用枝條生物有機肥能夠提高土壤蚯蚓數量。

表4 施用枝條生物有機肥的獼猴桃園土壤物理性質

表5 施用枝條生物有機肥的獼猴桃園土壤化學性質

表6 施用枝條生物有機肥的獼猴桃園土壤蚯蚓密度

綜合數據分析，連續施用枝條生物有機肥，能降低獼猴桃園土壤密度，增加土壤團粒結構，提高土壤的通透性，從而提高土壤的保水保肥性能；緩解土壤酸化，有效提高獼猴園土壤有機質及營養元素含量，增加了土壤中的碳儲量，提高土壤肥力；同時，增加了土壤動物的數量，保護了土壤的微生態環境，提高土壤質量。

2.2 產量及效益的影響

調查了施用枝條生物有機肥的獼猴桃園產量和收益，如表7所示，調查數據顯示，與未施有機肥的獼猴桃園相比，近3a來，施用1a的獼猴桃園產量增加了68%～93%，明顯增加了獼猴桃園的產量。近3a，施用有機肥的獼猴桃園收益增加明顯著，與未施有機肥的獼猴桃園相比，收益增加了2～6倍，且隨著施用年限的增加，收益提升效果越顯著。

表7 施用枝條生物有機肥對獼猴桃產量和收益的影響

3 意義

獼猴桃修剪枝肥料化利用技術，通過“變廢為寶”實現了對農業廢棄物的“吃干榨凈”，提高了果樹枝條、秸稈等廢棄有機物料的利用技術水平，具有一定的環保、固C、生態、經濟和現實意義。

3.1 環保意義

將造成農村環境臟亂差、污染環境的枝條就地無害化處理，變廢為寶，凈化了農村人居環境，對美麗鄉村建設具有明顯環保示范意義。

3.2 固C意義

對于增加土壤C儲量，減少空氣CO2的排放，促進碳中和，利于碳達峰，具有積極意義。

3.3 生態意義

果樹修剪枝條等農業廢棄物變成肥料重新利用，減少資源浪費，提高了廢棄資源利用技術水平，形成良好的生態循環系統，對于減少化肥、農藥用量，治理農村面源污染，改良土壤環境，修復生態，促進綠色農業、可持續發展，推進生態文明建設具有重要意義。

3.4 經濟意義

對于提高作物產量、提升果實品質，培育有機、綠色農產品，增加農民的經濟收入，促進高產量、高質量、高效益的“三高農業”發展具有示范意義。

3.5 現實意義

改變農戶傳統施肥理念和習慣，提高農民科學文化素質，培育具有科學文化素質、掌握現代農業生產技能、具備一定經營管理能力的“新型職業農民”。

4 結語

實踐證明，獼猴桃修剪枝肥料化利用技術符合國家農業發展“一控二減三基本”的總體要求，是農業資源循環利用、綠色農業、有機農業的可行之路，是保農業持續發展、保生態和諧、保食品安全的高質量發展技術。這項技術應用前景廣闊，值得大力推廣。