孟慶立,范春燕,師亞琴,何 萍,宣世榮

（1.寶雞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，陜西 岐山 722400；2.岐山縣農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣服務(wù)中心，陜西 岐山 722400；3.陜西厚地生物科技有限公司，陜西 岐山 722400）

小麥?zhǔn)菍氹u市種植面積最大的作物，常年種植面積18.67 萬hm2左右，年產(chǎn)秸稈102萬t（寶雞市統(tǒng)計局）。秸稈在農(nóng)村亂堆亂放，影響農(nóng)村人居環(huán)境；在田間直接焚燒，會造成環(huán)境污染及交通隱患；秸稈直接還田，會影響下茬玉米的播種質(zhì)量，并加重農(nóng)田病蟲害的發(fā)生。寶雞市的肉牛及奶?？偭繛?7 萬頭/年左右（寶雞市統(tǒng)計局），日產(chǎn)糞便約1 萬t 左右。這些牲畜廢棄物散發(fā)污臭污染環(huán)境，直接還田會加重田間病蟲害的發(fā)生。對于秸稈與牛糞的肥料化再利用，前人已進行過一些探索。靳光等[1]研究表明牛糞與玉米秸稈按質(zhì)量比2∶3時堆肥效果最好。周喜榮等[2]研究發(fā)現(xiàn)牛糞和玉米秸稈配比好于牛糞與果樹枝條配比堆漚。劉術(shù)均[3]研究表明，牛糞與玉米秸稈質(zhì)量比為5∶2 加上腐熟劑可大大縮短腐熟時間，在5—10月堆肥50～60 d即可堆漚成有機肥。韓貴成等[4]研究表明牛糞與蔬菜秸稈堆肥的質(zhì)量比應(yīng)為2∶1?？梢?，牛糞與不同作物秸稈在不同的自然環(huán)境下堆肥所用的配比方式不同。因此，要利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源和氣候條件，有必要探索一套適應(yīng)當(dāng)?shù)氐亩逊誓Ｊ健Ｐ←溄斩捲趯氹u市豐富易得，與玉米秸稈相比，撿拾與粉碎機械化程度高。研究小麥秸稈與牛糞堆漚有機肥的最佳模式，對于改良土壤、減少大田化肥和農(nóng)藥用量、改善人居環(huán)境、推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義。為寶雞市小麥秸稈和牛糞廢棄物的高效合理利用提供參考，設(shè)計4 個堆肥處理，考察不同堆肥處理的營養(yǎng)成分變化及發(fā)酵速度，找出其堆肥化利用的最佳模式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在寶雞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗基地進行。基地交通便利，設(shè)施配備較為齊全。腐熟劑由陜西厚地生物科技有限公司提供，該腐熟劑經(jīng)過嚴(yán)格的篩選及合理的配制，并進行過適應(yīng)性馴化。試驗時間2022 年4—7月。牛糞由周邊奶牛場提供。小麥秸稈從周邊田地取得，預(yù)先粉碎成小于3 cm 的小段，成為糠粉。

1.2 試驗設(shè)置

試驗共設(shè)4 個處理，以純牛糞為對照，各處理設(shè)置見表1。

表1 小麥秸稈與牛糞堆肥試驗設(shè)置

1.3 調(diào)查項目

溫度：用電溫度計，每天在各處理東西南北四個方位進行測溫，測溫深度50 cm，取其平均值，同時記錄環(huán)境溫度。

養(yǎng)分測定：參照有機肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 525—2021 對總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）、碳、氮、五氧化二磷、氧化鉀、有機質(zhì)含量（均以烘干基計）、pH 進行測定，參照肥料中蛔蟲卵死亡率的測定GB/T 19524.2—2004對大腸菌數(shù)、蛔蟲卵數(shù)進行測定。在堆肥前將小麥秸稈、牛糞取樣，堆肥后將各處理再次取樣混合，進行檢測。檢測由西安國聯(lián)質(zhì)量檢測技術(shù)股份有限公司（具有CMA 資質(zhì)）進行。容重用容重計進行測量。

1.4 試驗工藝流程

1.4.1 制曲 除對照外，其余各處理均加入腐熟劑和紅糖，紅糖用開水溶解，再加入涼水冷卻，混勻后與腐熟劑攪拌成曲子，水分控制在45%左右，判定標(biāo)準(zhǔn)為曲子手抓能成團，指頭縫有水但不滴下，自由落下掉在地上能散開為宜。

1.4.2 堆垛 堆垛長3 m，寬3 m，高1.5 m。先規(guī)劃堆垛的層數(shù)，并按照每層的物料體積計算每層使用的曲子數(shù)量，再把小麥糠粉和牛糞在選好的場地平鋪1 層，厚度為25～30 cm，然后均勻撒入適量的發(fā)酵曲子。在堆垛時按照秸稈量加水，使堆料保持一定濕度（65%適宜），如此循環(huán)操作，堆完為止。平時無需遮蓋，有雨時遮蓋頂層，防止雨淋。

1.4.3 查驗翻堆 堆垛后溫度逐步上升，每天測量溫度，當(dāng)內(nèi)層溫度上升到50 ℃以上時記錄起始日期，10 d 后翻堆1 次，等溫度再次上升到50 ℃時，10 d 再翻堆1 次。如此連續(xù)2 次后不再翻堆，保持發(fā)酵狀態(tài)。從堆垛發(fā)酵至腐熟大約需要80～100 d，隨季節(jié)有所不同，判斷標(biāo)準(zhǔn)為堆溫連續(xù)下降10 d 不再升高，發(fā)酵好的物料顏色為灰褐色或暗灰色、無臭。

2 結(jié)果與分析

2.1 堆肥前后小麥秸稈和牛糞的營養(yǎng)狀況

從表2 可知，小麥秸稈中的總養(yǎng)分為3.07%，鮮牛糞的總養(yǎng)分為4.12%，小麥秸稈中的氮鉀含量均小于牛糞中的氮鉀含量，五氧化二磷含量略高于牛糞中磷含量。小麥秸稈和鮮牛糞均呈弱堿性，所用牛糞在奶牛場可能已放置一段時間，因此檢測結(jié)果中大腸菌群數(shù)偏低，蛔蟲卵死亡率高。

表2 堆肥前小麥秸稈及鮮牛糞的營養(yǎng)狀況

從表3可知，與鮮牛糞相比，4個處理的有機質(zhì)含量均有不同程度的下降，降幅為6.65%～35.81%，總養(yǎng)分、氮、五氧化二磷、氧化鉀含量有所提高，分別較鮮牛糞高19.42%～39.81%、8.62%～58.62%、6.67%～55.56%、19.90%～50.97%。其中處理1 的有機質(zhì)（25.1%）下降最多，低于有機肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 525—2021 規(guī)定，pH（9.47）也超出NY/T 525—2021 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；處理2 總養(yǎng)分（5.76%）、氮含量（1.84%）、五氧化二磷含量（1.40%）均最高，其他指標(biāo)也符合NY/T 525—2021 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；處理3 有機質(zhì)含量（36.5%）、總養(yǎng)分含量（5.23%）較高，其他指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；處理4（CK）的氧化鉀含量最高（3.11%），但pH（9.63）超出NY/T 525—2021標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

表3 不同堆肥處理的營養(yǎng)狀況

2.2 堆肥發(fā)酵速度

高溫堆肥主要為有氧發(fā)酵，在發(fā)酵過程中將逐步釋放熱量，殺死大部分雜菌和蟲卵等。堆體內(nèi)溫度是否到50 ℃，以及持續(xù)時間是判斷堆肥是否完成無害化過程的重要指標(biāo)。由圖1 可知，不同處理的溫度變化呈現(xiàn)低-高-低的變化趨勢。各處理堆溫都比環(huán)境溫度高，處理3 發(fā)酵溫度最高（最高值為66.5 ℃），處理2次之，處理1發(fā)酵溫度整體較低（最高值為46.8 ℃），處理4（CK）溫度逐漸上升，變化較為平穩(wěn)，氣溫整體呈上升趨勢，波動幅度較大。可見，隨著小麥秸稈添加量的增多，堆溫上升幅度明顯增大。處理3在第13 天和第25 天急劇下降，是因為當(dāng)天翻堆所致。處理4 和處理1、處理2 對翻堆或天氣影響反應(yīng)不大，可能與堆中所含秸稈量少或無有關(guān)。由表4 可知，處理1 添加了腐熟劑，堆溫比處理4 高，但因其未添加小麥秸稈，未實現(xiàn)堆肥的無害化過程。處理2 堆肥在50 ℃以上的時間保持46 d，處理3 堆肥保持時間更長，有54 d。

圖1 不同堆肥處理的溫度變化

表4 不同處理的溫度變化情況

2.3 不同處理堆肥的物理性狀及容重

發(fā)酵結(jié)束后，對各處理的剖面進行了觀察，從圖2 可知，處理4 外層已變干變硬，內(nèi)部仍然濕膩，依舊有臭味，和發(fā)酵前相比變化不大。處理1 加入了腐熟劑，較處理4 有很大變化，臭味變小，松散程度變好，但仍有較大結(jié)塊。處理2 添加200 kg 秸稈糠粉，物理性狀顯著改觀，無臭味，剖面呈灰褐色，有少量小的結(jié)塊。處理3 添加400 kg 秸稈，物理性狀松散，無臭味，剖面灰褐色，沒有結(jié)塊、但仍可看到秸稈。從圖3可知，隨著秸稈添加量的增多，發(fā)酵產(chǎn)物的容重為處理4＞處理1＞處理2＞處理3。

圖2 不同堆肥處理的物理性狀

圖3 不同堆肥處理發(fā)酵后容重

3 結(jié)論與討論

小麥秸稈與牛糞適當(dāng)?shù)呐浔冗M行堆肥能夠顯著提高堆溫，縮短堆肥時間。綜合有機質(zhì)、氮磷鉀含量、pH、肥料的松散程度及處理的堆溫狀況表明，牛糞2 m3+小麥秸稈200 kg+腐熟劑20 kg+紅糖2 kg為最佳配比模式。該配比模式發(fā)酵后的肥料符合有機肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY 525—2021）的規(guī)定即有機質(zhì)≥30%，總養(yǎng)分≥4.0%，pH 在5.5～8.5?？商镩g施用或作為商品肥料出售。

試驗所用牛糞少，小麥秸稈多。這與盧秉林等［5］研究得出牛糞與小麥秸稈配比的體積比為6∶4混合堆肥效果最好的結(jié)論不一致。這可能因為研究堆肥的季節(jié)、環(huán)境溫度、堆肥原料的碳氮比、腐熟劑等不同有關(guān)。關(guān)于氮磷鉀含量的前后變化，試驗結(jié)果與李牧等［6］的研究結(jié)果一致，即添加自制菌劑后，樣品發(fā)酵結(jié)束時氮含量高于起始發(fā)酵時的氮含量。

從試驗過程看，小麥秸稈越多越利于堆溫上升，其中牛糞2 m3+小麥秸稈400 kg+腐熟劑20 kg+紅糖2 kg 處理在夏季第3 天堆溫即可達(dá)55 ℃以上。牛糞2 m3+腐熟劑20 kg+紅糖2 kg 處理和純牛糞處理難以達(dá)到50 ℃以上的高溫。本研究部分結(jié)果與梁天等［7］的研究添加生物菌劑的處理從堆肥開始到堆肥結(jié)束都能保持較高的溫度的結(jié)果一致。試驗發(fā)現(xiàn)與純牛糞堆肥相比，添加腐熟劑后升溫顯著，但升溫最高的是同時使用腐熟劑且添加一定量秸稈的處理。

多年田間實踐證實秸稈生物有機肥可改良土壤，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)［8］。本次試驗針對小麥秸稈與牛糞探索了其最佳堆漚有機肥模式，其技術(shù)模式在一定區(qū)域內(nèi)可復(fù)制可推廣，有利于促進種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)的有機結(jié)合，使大農(nóng)業(yè)走上質(zhì)優(yōu)、高效、可持續(xù)發(fā)展之路。