葉學(xué)林 仰勇 陳欽藏 李慶榮 羅永森 楊瓊

（1茂名蠶業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東化州 525100；2廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東廣州 510610）

化州蠶區(qū)養(yǎng)蠶歷史悠久，目前仍是廣東蠶桑主產(chǎn)地區(qū)，桑園面積達(dá)9.1萬(wàn)畝。生產(chǎn)上的傳染性蠶病病原菌主要來(lái)自排泄的蠶糞及混雜的病死蠶，是蠶病病原的主要載體[1]。長(zhǎng)期以來(lái)，蠶沙在蠶區(qū)亂丟亂棄現(xiàn)象極為嚴(yán)重，且對(duì)其危害未引起足夠的重視。對(duì)蠶沙病原的無(wú)害化處理是蠶病防治的一個(gè)重要盲區(qū)，未能指導(dǎo)生產(chǎn)。十二五期間，國(guó)家蠶桑產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系開(kāi)展蠶沙無(wú)害化專(zhuān)項(xiàng)研究，建立了蠶沙化學(xué)消毒堆肥一體化技術(shù)[2]，徹底解決了蠶沙病原無(wú)害化和蠶沙肥害無(wú)害化的難題。

為了減少蠶沙病原的污染，將蠶沙變廢為寶，解決蠶區(qū)的生產(chǎn)難題，項(xiàng)目組在化州笪橋建成批處理能力15 t的蠶沙無(wú)害化處理及肥料化中試示范基地，以蠶沙為主要原料，桑枝為調(diào)理劑，以蠶沙消毒堆肥一體化技術(shù)為核心，開(kāi)展小規(guī)模蠶沙就地消毒集中堆肥處理工藝和蠶沙肥效研究，為以養(yǎng)蠶村為處理單位開(kāi)展凈化蠶區(qū)的病原和生態(tài)環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化利用提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

蠶沙：將表面消毒后的蠶沙集中收集，運(yùn)至基地作為堆肥原料。

桑枝：從蠶區(qū)收集，曬干后粉碎，干燥處理后保存?zhèn)溆谩?/p>

桑種子：由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

小規(guī)模蠶沙集約化堆肥處理基地建設(shè)：在化州笪橋建立蠶沙小規(guī)模堆肥處理中試基地，場(chǎng)地總面積300 m2,堆肥批處理能力為15 t。按照相對(duì)完整的好氧堆肥系統(tǒng)規(guī)劃不同功能區(qū)域，包括原料儲(chǔ)存、原料預(yù)處理、發(fā)酵、陳化、成品儲(chǔ)存等。

小規(guī)模好氧堆肥處理：將粉碎后桑枝做為調(diào)理劑，將蠶沙：桑枝粉按80：20的比例混合，用鏟車(chē)進(jìn)行攪拌，使物料均勻，調(diào)整含水率在50%-55%，C/N為15∶1-20∶1。堆肥材料中加入微生物菌劑，菌劑添加量為0.3%。采用條剁堆肥方式，堆體底部寬為150 cm左右，堆高為80 cm，7d翻堆1次。

堆肥的腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)研究：選擇物理指標(biāo)和生物指標(biāo)作為小規(guī)模堆肥腐熟度快速判斷標(biāo)準(zhǔn)。其中物理學(xué)指標(biāo)選用顏色、氣味、堆溫等指標(biāo)，顏色指標(biāo)采用目測(cè)法，氣味指標(biāo)采用鼻嗅法，堆溫指標(biāo)采用電子數(shù)顯溫度計(jì)于每日上午8:00和下午5:00分兩次記錄蠶沙各部位的溫度，取兩次數(shù)值的平均值作為當(dāng)天的堆溫。生物學(xué)指標(biāo)選擇種子發(fā)芽指數(shù)(GI)[3]，每隔7d取樣調(diào)查發(fā)芽指數(shù)。綜合以上各指標(biāo)提出小規(guī)律蠶沙堆肥腐熟度快速判斷標(biāo)準(zhǔn)。

蠶沙有機(jī)肥肥效調(diào)查：在笪橋原蠶桑園開(kāi)展堆肥腐熟后的蠶沙有機(jī)肥肥效試驗(yàn)，設(shè)化肥對(duì)照，化肥對(duì)照的施肥方法是采用造桑造肥，蠶沙有機(jī)肥組是在化肥組造桑造肥的基礎(chǔ)上，冬期增施蠶沙有機(jī)肥作基肥，用量為2250 kg/畝，調(diào)查了桑園土壤有機(jī)質(zhì)含量、桑葉產(chǎn)量、桑葉主要營(yíng)養(yǎng)成分可溶性糖含量。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1.1 物理指標(biāo)

顏色變化：堆肥開(kāi)始時(shí)顏色以墨綠色為主，隨著堆肥的進(jìn)行顏色逐漸加深，最后呈深褐色和黑色。

氣味變化：蠶沙在堆制前無(wú)明顯臭味，帶有桑沙特有的氣味，隨著發(fā)酵后逐漸散發(fā)去輕微的臭味，堆制28d后臭味基本消失，發(fā)出腐殖質(zhì)特有的氣味。

堆肥溫度變化：蠶沙堆肥后升溫迅速，第3天達(dá)到最高溫65℃，高溫期≥55℃可達(dá)14天，這一溫度符合蠶沙病原滅活要求[4]。經(jīng)過(guò)4次翻堆處理后(28d)，堆肥溫度明顯下降且趨于常溫，見(jiàn)圖1。

2.1.2 生物學(xué)指標(biāo)

共進(jìn)行了5次取樣，分別為堆肥混合后堆制前、堆肥后第7d、第14d、第21d和第28d，發(fā)芽指標(biāo)分別為19.2%、26.1%、34.3%、50.6%和68.6%，堆肥后第21d起的堆肥浸提液的發(fā)芽率開(kāi)始超過(guò)基本腐熟指標(biāo)50%要求，見(jiàn)圖 2[5]。

圖1 堆肥化過(guò)程中溫度變化

圖2 堆肥化過(guò)程中發(fā)芽指數(shù)變化

2.2 蠶沙有機(jī)肥肥效

對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)影響：施用充分發(fā)酵后的蠶沙有機(jī)肥和常規(guī)化肥對(duì)照桑園的有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行調(diào)查，常規(guī)化肥桑園土壤有機(jī)質(zhì)為12.4 g/kg，蠶沙有機(jī)肥土壤有機(jī)質(zhì)為23 g/kg，提高比例達(dá)到85.5%，表明施用蠶沙有機(jī)肥能提高桑園土壤肥力。

對(duì)桑葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響：常規(guī)施用化肥桑園的桑葉產(chǎn)量為1960 kg，蠶沙有機(jī)肥桑園桑葉產(chǎn)量為2385 kg，增產(chǎn)指數(shù)達(dá)21.7%，增產(chǎn)效果顯著，且葉質(zhì)更優(yōu)，可溶性糖含量比對(duì)照提高了31.6%。表明施用蠶沙有機(jī)肥能提高桑葉的產(chǎn)量和質(zhì)量，見(jiàn)表1。

表1 桑園施用蠶沙有機(jī)肥和化肥的試驗(yàn)調(diào)查

3 結(jié)論

3.1 堆肥腐熟度快速評(píng)價(jià)

堆肥腐熟度的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常包括物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)和生物學(xué)指標(biāo)等[6]，但以養(yǎng)蠶村為單位開(kāi)展小規(guī)律蠶沙堆肥處理，如果對(duì)以上指標(biāo)都進(jìn)行考察的話(huà)，執(zhí)行難度大。因此，有必要建立簡(jiǎn)便的堆肥發(fā)酵腐熟度快速評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，方便實(shí)際操作和執(zhí)行。本試驗(yàn)以蠶沙堆肥過(guò)程中的物理和生物學(xué)指標(biāo)進(jìn)行分析，充分考慮了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立的簡(jiǎn)便性和科學(xué)性。

堆體的顏色、氣味和溫度變化是評(píng)價(jià)有機(jī)肥是否腐熟的最為直觀的指標(biāo)，且判別方法簡(jiǎn)單。隨著蠶沙好氧發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，堆體的顏色逐漸由蠶沙特有的墨綠色轉(zhuǎn)變?yōu)楦於逊实暮稚?、黑色；氣味也從蠶沙特有的氣味變?yōu)榘l(fā)酵產(chǎn)生的輕微腐臭味最終氣味減弱至消失，最后散發(fā)出堆肥充分腐熟后形成腐殖質(zhì)特有的氣味；溫度變化反應(yīng)了堆肥過(guò)程中微生物活動(dòng)的變化規(guī)律，本試驗(yàn)的堆溫表現(xiàn)出升溫—高溫—降溫的好氧堆肥的基礎(chǔ)溫度變化規(guī)律。因此，將蠶沙堆肥顏色、氣味和溫度作為蠶沙堆肥腐熟度評(píng)價(jià)的表征指標(biāo)。

未腐熟的堆肥中含有大量有機(jī)酸及多酚等對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用的物質(zhì)，會(huì)抑制植物的生長(zhǎng)發(fā)育，產(chǎn)生通俗意義上所說(shuō)的“肥害”，而這些物質(zhì)會(huì)隨著堆肥化程度加深逐漸地被轉(zhuǎn)化，因此，以堆肥水浸提液對(duì)植物種子的毒性實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)腐熟度是最精確和最有效的方法。Zucconi等提出當(dāng)發(fā)芽指數(shù)到50%時(shí)堆肥對(duì)植物已基本沒(méi)有毒性、基本腐熟，而當(dāng)GI≥80%堆肥完全腐熟[5]。本試驗(yàn)中，堆肥21d起的堆肥浸提液發(fā)芽率開(kāi)始達(dá)到并超過(guò)基本腐熟指標(biāo)50%要求。

綜上，本試驗(yàn)提出以蠶沙堆肥處理后的堆肥顏色、氣味和溫度等物理指標(biāo)和種子發(fā)芽率生物指標(biāo)發(fā)芽指數(shù)可作為蠶區(qū)小規(guī)模蠶沙堆肥腐熟效果快速判斷的指標(biāo)，為生產(chǎn)提供簡(jiǎn)便和科學(xué)的鑒別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 堆肥肥效評(píng)價(jià)

腐熟的蠶沙施用于桑園后，能提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量。土壤有機(jī)質(zhì)指各種來(lái)源以各種形態(tài)和狀態(tài)存在于土壤中的各種含碳有機(jī)化合物，包括天然有機(jī)質(zhì)和非天然有機(jī)質(zhì)[7]。蠶沙就屬于非天然有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)可以為作物提供養(yǎng)分、保水、保肥、提高土壤緩沖能力和促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成、改善土壤的物理性質(zhì)等提高提高土壤肥力的作用。另外，本試驗(yàn)調(diào)查也證實(shí)了蠶沙肥對(duì)提高桑葉產(chǎn)量和質(zhì)量的作用。本試驗(yàn)再次充分證明了蠶沙有機(jī)肥是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥材料，能起到提高土壤肥力、提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量的效果，配合化肥等速效肥的使用，可以提供長(zhǎng)期持續(xù)均衡的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，值在推廣應(yīng)用。

[1]廖森泰,楊瓊,張發(fā)寶,等.關(guān)于蠶沙產(chǎn)地?zé)o害化和肥料化處理技術(shù)體系構(gòu)建思路[J].蠶業(yè)科學(xué),2011,37(6):1086-1088.

[2]楊瓊,廖森泰,冉艷萍,等.化學(xué)消毒和堆肥一體化處理對(duì)蠶沙中病原物的消毒效果[J].蠶業(yè)科學(xué),2014,40(8):1078-1083.

[3]顧文杰,張發(fā)寶,徐培智,等.廢棄蘑菇基料用作蠶沙好氧堆肥調(diào)理劑的試驗(yàn)[J].蠶業(yè)科學(xué),2011,37(3)：579－585.

[4]楊瓊,廖森泰,邢東旭,等.改良蠶沙靜態(tài)好氧堆肥的發(fā)酵溫度及對(duì)家蠶病原菌的滅活效果 [J].蠶業(yè)科學(xué),2012,38(6):1018-1023.

[5]Zucconi F,Pera A,Fore M,et al.Evaluating toxicity of immature compost[J].Biocyle,1981(22):54-57.

[6]羅泉達(dá).豬糞堆肥腐熟度指標(biāo)及影響堆肥腐熟因素的研究[D].福建農(nóng)林大學(xué),2005.

[7]竇森.土壤有機(jī)質(zhì)[M].北京:科學(xué)出版社,2010.