林宇楠

摘 要 蔬果類垃圾酵素是指蔬果垃圾在一定糖濃度下進(jìn)行厭氧發(fā)酵成的發(fā)酵液，在民間已有人應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為葉面肥以及制堆肥，而厭氧消化殘留物（AFR）經(jīng)沈瑞芝等人的研究[1]及大量的實(shí)踐證明為一種廣譜性的生物肥料。研究目的在于找到一種新型的有機(jī)肥料生產(chǎn)工藝，解決現(xiàn)今有機(jī)肥營養(yǎng)成分局限的缺陷。實(shí)驗(yàn)通過正交設(shè)計(jì)，控制蔬果類垃圾酵素發(fā)酵不同的溫度、時(shí)間、紅糖與垃圾的比例，將發(fā)酵后的酵素對小白菜進(jìn)行施加，控制白菜生長周期，檢測白菜產(chǎn)量以及營養(yǎng)指標(biāo)。最終得到適合于有機(jī)種植的蔬果類垃圾酵素肥料發(fā)酵工藝為發(fā)酵溫度37 ℃，發(fā)酵時(shí)間15 d，糖與垃圾比例為1∶4，制備出成功的垃圾酵素肥料，為應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 有機(jī)肥料；蔬果類垃圾；酵素肥料

中圖分類號：F426.72 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-890X（2016）01-0-03

垃圾酵素始源于日本比嘉照夫教授的EM菌原露，將紅糖、水按1∶10的比例混合并加入EM菌。泰國樂素昆博士用蔬果垃圾上的內(nèi)生菌取代日本EM菌，按照糖比垃圾比水為1∶3∶10制成垃圾酵素[2]。

本文在樂素昆博士的研究基礎(chǔ)上，探究蔬果類垃圾酵素肥料的最佳制作工藝，旨在讓農(nóng)民通過最簡單及低成本的方法，自主生產(chǎn)高質(zhì)量的有機(jī)肥料。

1 材料與方法

1.1 材料及裝置

新鮮蔬果垃圾：菜市場收集及購買的多種果蔬。

試驗(yàn)試劑：2，6-二氯靛酚，草酸，蒽酮，葡萄糖，活性炭，硝酸鉀，水楊酸，氫氧化鈉，濃硫酸等，均為分析純。

實(shí)驗(yàn)裝置：食物攪拌破碎機(jī)、電子天平、恒溫培養(yǎng)箱、722s型可見光分光光度計(jì)、離心機(jī)、超純凈水生產(chǎn)器、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱和電熱爐。

1.2 發(fā)酵試驗(yàn)過程

本試驗(yàn)將各種果蔬用攪拌粉碎機(jī)粉碎以及混合均勻，按照L16（4^5）正交表[3]控制不同的發(fā)酵溫度（29、33、37、41℃）、發(fā)酵時(shí)間（15、18、21、24d）以及紅糖與垃圾比例（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4，控制紅糖與垃圾質(zhì)量總和為40 g，超純水為100 g）放于恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵，定期觀察記錄發(fā)酵程度。發(fā)酵完成后置于冰箱中冷藏，停止發(fā)酵繼續(xù)進(jìn)行。

直到最后一批酵素發(fā)酵完成后，開始對小白菜（16+3塊40 cm×40 cm的小白菜地，控制其他變量相同，土壤pH=6.71）進(jìn)行試驗(yàn)。每3 d施加一次酵素稀釋液（稀釋比為1∶10），共施加7次，每次約200 mL，生長20 d后收獲，檢測小白菜產(chǎn)量（每10株質(zhì)量）以及營養(yǎng)指標(biāo)（包括維生素C、還原糖以及含氮量）。

對照組為只澆水（7次）、加化肥（一次肥加7次水）、加有機(jī)液體肥（7次）。正交設(shè)計(jì)因素水平見表1。

1.3 檢測方法

小白菜產(chǎn)量：隨機(jī)每10株小白菜質(zhì)量。

維生素C含量：二氯靛酚滴定法（GB 6195-1986）。還原糖含量（GB 6194-1986）。

含氮量：水楊酸法（NY 1107-2006）。

2 結(jié)果與討論

2.1 對照組試驗(yàn)結(jié)果（表2）

空白組只澆水，化肥組施肥后只澆水，液體肥組共澆7次液體肥稀釋液。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果（見表3）

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析（見表4）

對于因素A（溫度）：對于前兩個(gè)指標(biāo)，產(chǎn)量及維生素C含量，取A2較好，而且對維生素C含量，A是最主要因素，在確定優(yōu)水平時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。對后2個(gè)指標(biāo)，A1與A2都是比較高的，數(shù)值相差不多，而且A為較次要的因素，且在發(fā)酵過程中41 ℃產(chǎn)生了許多霉菌，可猜測41 ℃發(fā)酵垃圾酵素易產(chǎn)生雜菌有害菌，綜上，選取A2，即37 ℃為優(yōu)水平。對于因素B（時(shí)間）：對于第一第二第四個(gè)指標(biāo)，B4均為最優(yōu)，B1為最劣；而對于第3個(gè)指標(biāo)還原糖含量，B4為最劣，B1為最優(yōu)。因此，考慮不同產(chǎn)品的需要，最優(yōu)水平是B1或者B4。對于因素C（糖與垃圾比例）：對于第1及第4個(gè)指標(biāo)，即產(chǎn)量及含氮量而言，C4為最優(yōu)，且可知C為較主要的水平；對于第2以及第3個(gè)指標(biāo)，即維生素C以及還原糖含量，C1為最優(yōu)。糖與垃圾比例可以決定發(fā)酵過程中的碳氮比，垃圾比例越高，即氮含量越高，對植物的生長越有利；而維生素C及還原糖的主要組成元素為碳元素，因此糖含量越高，即碳含量越高，對于該2項(xiàng)指標(biāo)越有利?？芍?，C1及C4均能適應(yīng)不同的種植方式，在配合化肥使用，或者添加富氮有機(jī)物（如動物排泄物）作發(fā)酵原料時(shí)，進(jìn)行發(fā)酵原材料改良后（本試驗(yàn)為純素發(fā)酵），C1為最優(yōu)水平；而對于現(xiàn)今流行的純素種植（自然農(nóng)耕），C4為最優(yōu)水平。

綜上所述，優(yōu)方案為A2B1C4或A2B4C4，即發(fā)酵溫度37 ℃，發(fā)酵時(shí)間15 d，糖與垃圾比例為1∶4。

3 結(jié)論與討論

通過正交設(shè)計(jì)探究出蔬果類垃圾酵素最佳發(fā)酵工藝為溫度37 ℃，發(fā)酵時(shí)間15 d或者24 d（生產(chǎn)高糖農(nóng)產(chǎn)品），糖與垃圾比例為1∶4。

最佳糖與垃圾比例為1∶4，該比例是建立在不另外添加化肥或者添加富氮有機(jī)發(fā)酵原料的前提下的，即純素種植，該比例有利于提供較適合植物生長的碳氮比。但作為普通農(nóng)業(yè)種植，可適當(dāng)添加化肥或者在發(fā)酵原料中添加富氮有機(jī)物，以提高氮的含量，讓植物生長更好和有更充足的營養(yǎng)成分。

與化肥及有機(jī)液體肥對照組相比，實(shí)驗(yàn)組盡管產(chǎn)量較低，但其他營養(yǎng)指標(biāo)普遍能夠明顯均優(yōu)于對照組。由此可見，普通種植中，蔬果類垃圾酵素肥料可作為一種營養(yǎng)補(bǔ)充劑配合化肥等的使用，或添加富氮有機(jī)原料對植物所需的大量元素進(jìn)行補(bǔ)充。對于純素有機(jī)種植，該工藝為最優(yōu)工藝。

參考文獻(xiàn)

[1]沈瑞芝.一種廣譜性的生物肥料和生物農(nóng)藥——厭氧消化液與植物抗逆性[J].上海農(nóng)學(xué)報(bào)，1997，13（2）.

[2]劉紫來.EM原露正在改變?nèi)祟惷\(yùn)[J].四川畜禽，1998（1）.

[3]李云雁，胡傳榮.試驗(yàn)試劑與數(shù)據(jù)處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.（責(zé)任編輯：趙中正）.

（責(zé)任編輯：劉昀）