顧艾節(jié) 馬小雯 陸方燕 李丹 俞曉云 宋軍

（1 上海市奉賢區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海 201499；2 上海輝賢波爾山羊養(yǎng)殖專業(yè)合作社，上海 201499）

奉賢區(qū)莊行鎮(zhèn)是上海市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的先行區(qū)，也是“上海蜜梨”的主要種植區(qū)，目前全鎮(zhèn)“上海蜜梨”種植面積在266.67 hm2以上。調(diào)查研究表明，莊行鎮(zhèn)“上海蜜梨”在其生長(zhǎng)過程中需進(jìn)行夏剪、冬剪兩次修剪，每年修剪下來的梨樹廢棄枝條和落果等廢棄物高達(dá)250 t以上，這些廢棄物不僅體量大，而且經(jīng)濟(jì)效益低，再加上其運(yùn)輸成本高，故莊行鎮(zhèn)梨農(nóng)大多將其直接堆置在田間，不僅未能使其得到有效的資源化利用[1]，還造成了一定的不良影響（例如，枝條長(zhǎng)期堆置在田間，枝條上的蟲卵、病害等會(huì)繼續(xù)滋生繁衍，給梨園生產(chǎn)造成一定的影響；同時(shí)，干燥的枝條會(huì)增加火災(zāi)的隱患，并會(huì)污染環(huán)境[2]）。同時(shí)，據(jù)2019 年—2021 年奉賢區(qū)梨園施肥現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果顯示，奉賢區(qū)大部分梨園偏施化肥，有機(jī)肥施用以豆餅為主，很少施用商品有機(jī)肥，部分梨園還存在施用的農(nóng)家有機(jī)肥腐熟不完全的問題，造成梨園的土壤養(yǎng)分分布不均衡以及土壤出現(xiàn)酸化和鹽漬化、肥料利用率低等問題，制約了奉賢區(qū)梨產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。而堆肥是資源化處理農(nóng)業(yè)廢棄物的有效途徑之一，堆肥施入土壤后，可以有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的充分釋放[3]。在此背景下，為解決莊行鎮(zhèn)蜜梨生產(chǎn)中有機(jī)肥用量少、梨樹廢棄枝條量大但利用率低等問題，筆者特于2021年進(jìn)行了梨樹廢棄枝條混合羊糞不同配比對(duì)堆肥發(fā)酵效果的影響試驗(yàn)[4]，以期探明梨樹廢棄枝條和羊糞混合堆肥的適宜配比，從而實(shí)現(xiàn)莊行鎮(zhèn)“上海蜜梨”的生態(tài)種植與梨樹廢棄物的循環(huán)利用。現(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2021 年1 月至3 月在上海輝賢波爾多山羊養(yǎng)殖專業(yè)合作社內(nèi)進(jìn)行。

試驗(yàn)材料為：梨樹廢棄枝條（粉碎），來自上海眾熠農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷專業(yè)合作社，經(jīng)測(cè)定，梨樹廢棄枝條的碳氮比為194.3[5]；羊糞，來自上海輝賢波爾多山羊養(yǎng)殖專業(yè)合作社，經(jīng)測(cè)定，羊糞的含N量為0.65%、有機(jī)質(zhì)含量為28.0%；尿素，市售，含N 量為46%；有機(jī)物料腐熟劑，購(gòu)自上海綠樂生物科技有限公司，有效活菌數(shù)≥0.5 億/g。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以羊糞、梨樹粉碎枝條為主料，以尿素為輔料，研究不同配比（不同碳氮比和氮源配比）對(duì)堆肥發(fā)酵效果的影響，共設(shè)3 個(gè)處理：（1）碳氮比為40，有機(jī)肥料氮用量∶化學(xué)肥料氮用量≈6∶5；（2）碳氮比為30，有機(jī)肥料氮用量∶化學(xué)肥料氮用量≈2∶3；（3）碳氮比為20，有機(jī)肥料氮用量∶化學(xué)肥料氮用量≈1∶3[6]。每處理重復(fù)3次。各處理具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 不同處理的堆料具體用量和配比

各處理的堆肥均經(jīng)“梨樹廢棄枝條稱重、烘干羊糞稱重、有機(jī)物料腐熟劑計(jì)量、水計(jì)量、尿素計(jì)量、混料、堆肥發(fā)酵、晾干、包裝”等過程制成成品。

各處理的堆肥除試驗(yàn)設(shè)計(jì)的碳氮比、氮源配比不同外，其他參數(shù)均相同。堆肥的其他參數(shù)為：發(fā)酵初始物料含水率為65%；有機(jī)物料腐熟劑添加量為梨樹廢棄枝條干重的0.5%（在本試驗(yàn)中，每處理添加50 g），按有機(jī)物料腐熟劑∶麥麩∶水=1∶20∶18 的比例混合均勻后，均勻撒到梨樹廢棄枝條、羊糞、尿素組成的混合物上，并充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后裝入發(fā)酵裝置（直徑為80 cm、高為1 m 的塑料桶，1 個(gè)處理1個(gè)桶）內(nèi)；塑料桶周圍堆放梨樹粉碎枝條進(jìn)行保暖；在開始堆肥發(fā)酵后，每周攪動(dòng)翻堆1 次，以補(bǔ)充堆內(nèi)氧氣[7]；整個(gè)堆肥發(fā)酵周期為70 d。

值得注意的是，堆肥在發(fā)酵過程中，發(fā)酵溫度（堆溫）起著至關(guān)重要的作用，若發(fā)酵溫度過低，則不能把病原菌、蟲卵、草籽等殺死，且會(huì)促進(jìn)大量有害生物繁殖；若發(fā)酵溫度過高，則不利于堆肥中養(yǎng)分氮的保存。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

在堆肥發(fā)酵過程中，在堆肥內(nèi)放置電子溫度計(jì)，每天中午12時(shí)記錄堆溫變化情況，并計(jì)算堆肥積溫和堆肥累計(jì)活動(dòng)積溫。積溫的計(jì)算公式為，式中，Y為堆肥的日均積溫（℃），Ti為第i 天的堆肥溫度（℃）；堆肥累計(jì)活動(dòng)積溫的計(jì)算公式為式中，A為堆肥的活動(dòng)積溫（℃·h），Ti為第i天的堆肥溫度（℃），Δt為Ti的持續(xù)時(shí)間（h）[8]。

在堆肥發(fā)酵至第70 天進(jìn)行采樣，按照NY 525-2012 規(guī)定的相關(guān)方法測(cè)定各處理堆肥的養(yǎng)分含量。取樣時(shí)，每處理按照五點(diǎn)采樣法和四分法采集樣品200 g，各處理的采樣深度均相同。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)堆溫的影響

由圖1、表2 可知，3 個(gè)處理的堆溫都經(jīng)歷了快速上升、高溫持續(xù)和降溫維持3個(gè)階段。其中，由于環(huán)境溫度較低，3個(gè)處理的堆溫在前期上升較慢。處理（3）的堆溫高溫峰值最早出現(xiàn)（1 月30 日），堆溫達(dá)50 ℃以上的時(shí)間最短（6 d）；處理（2）的堆溫高溫峰值最高（66.8 ℃），堆溫達(dá)50 ℃以上的時(shí)間最長(zhǎng)（15 d）；處理（1）的堆溫高溫峰值出現(xiàn)時(shí)間最晚（2 月7 日），堆溫達(dá)50 ℃以上的時(shí)間為12 d。值得注意的是，處理（1）和處理（2）的堆溫達(dá)50 ℃以上的時(shí)間都在10 d 以上，達(dá)到了無害化要求[5]，而處理（3）的堆溫達(dá)50 ℃以上的時(shí)間不足，未達(dá)到無害化要求。

2.2 不同處理對(duì)堆肥積溫的影響

由圖2 可知，處理（3）的堆肥積溫在前期增長(zhǎng)較快，但在中后期的堆肥積溫?cái)?shù)值較低；處理（2）的堆肥積溫在前期增長(zhǎng)較慢，但在中后期的堆肥積溫?cái)?shù)值高于處理（1）和處理（3），說明該處理的堆溫始終保持較好。

圖2 不同處理不同時(shí)段的堆肥積溫

以堆肥總積溫作為判斷堆肥腐熟程度的標(biāo)準(zhǔn)，以堆肥累計(jì)活動(dòng)積溫超過10 000 ℃·h 作為判斷堆肥基本腐熟的條件。由表3可知，處理（3）的堆肥總積溫最小，堆肥累計(jì)活動(dòng)積溫超過10 000 ℃·h的用時(shí)最短，說明處理（3）的堆肥雖然前期腐熟快，但是最終總體腐熟程度較差；處理（1）的堆肥總積溫排名第2，但堆肥累計(jì)活動(dòng)積溫超過10 000 ℃·h的用時(shí)最長(zhǎng)，說明處理（1）的堆肥腐熟需要時(shí)間最長(zhǎng)；處理（2）的堆肥總積溫最高，堆肥累計(jì)活動(dòng)積溫超過10 000 ℃·h的用時(shí)排名第2，說明處理（2）的堆肥腐熟程度較好。以上結(jié)果表明，在高碳氮比條件下、若有效氮源不足，或在低碳氮比條件下、若有效碳源不足，均會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)及其活性，從而降低堆肥腐熟效率。

表3 不同處理的堆肥積溫分析

2.3 不同處理對(duì)堆肥養(yǎng)分含量的影響

由表4可知，處理（2）的堆肥有機(jī)質(zhì)含量最高，說明處理（2）的堆肥腐熟程度較好。處理（1）的堆肥氮含量最低，說明氮含量與堆肥的碳氮比和添加氮源種類有關(guān)，碳氮比越大，堆肥的氮含量越低；化學(xué)肥料氮添加比例越小，堆肥的氮含量也越低。堆肥的磷、鉀含量均表現(xiàn)為處理（1）>處理（2）>處理（3），說明磷、鉀含量與堆肥的有機(jī)肥料氮添加比例呈正比，有機(jī)肥料氮添加比例較高，堆肥腐熟結(jié)束后的磷、鉀含量也較高[9]。

表4 不同處理的堆肥養(yǎng)分含量分析

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在高碳氮比條件下、若有效氮源不足，或在低碳氮比條件下、若有效碳源不足，均會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)及其活性，從而降低堆肥腐熟效率。在本試驗(yàn)條件下，在碳氮比為30、有機(jī)肥料氮用量∶化學(xué)肥料氮用量約為2∶3 時(shí)，梨樹廢棄枝條與羊糞混合堆肥的總積溫最高，且堆溫達(dá)50 ℃以上的時(shí)間長(zhǎng)，最終堆肥的腐熟程度好。秦莉等[10]研究發(fā)現(xiàn)，不同碳氮比對(duì)堆肥腐熟度和含氮?dú)怏w的排放變化均具有一定影響；商佳胤等[11]研究發(fā)現(xiàn)，碳氮比越低，葡萄冬季修剪廢棄物堆肥在發(fā)酵過程中的高溫持續(xù)時(shí)間越短；孟阿靜等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在碳氮比為20且有機(jī)肥料氮用量∶化學(xué)肥料氮用量為1∶3時(shí)，梨樹廢棄枝條堆肥的堆溫達(dá)50 ℃以上的時(shí)間短，不能達(dá)到無害化要求和腐熟要求，只有適宜的碳氮比才能使堆肥充分腐熟。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果相似。