微生物菌剂在农业废弃物堆肥腐熟过程中的应用及其田间试验效果

李世贵，王飞，顾金刚，朱昌雄

(1.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京100081;2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081;3.东北农业大学，黑龙江哈尔滨150030)

我国垃圾产生量正以每年10%的速度迅速递增，每年净增垃圾8 000万t以上，历年积存的垃圾量高达60多亿t以上，而全国城市垃圾处理率仅为6%，环卫清理能力为60%。随着农村经济社会的发展和人民群众生活水平的不断提高，关于农村生活垃圾的问题也日趋严重［1］。由于农村生活垃圾得不到较好的处理，已经严重影响了农村生产的发展、群众生活水平的提高和农村环境的改善，进而影响人民群众的身体健康，农村生活垃圾处理已经成为社会主义新农村建设中一个不可回避的难题。同时，近年来，随着食用菌栽培技术的发展与普及，食用菌种植面积迅速扩大，品种不断增多，成为我国农业生产中主要的经济作物之一［2］。食用菌集中规模化生产，采摘后蘑菇渣大量积累，已经成为不容忽视的环境问题，磨菇渣的处理已提上环境工作议事日程［3］。农村生活垃圾的可堆肥腐熟成分中含有大量的蛋白质、淀粉和纤维素等物质［4］，蘑菇渣中也含有大量的蛋白质、氨基酸、菌体蛋白、酶等可以再利用的成分，这2类农业废弃物都是优质的有机肥原料来源。通过添加具有降解腐熟等特定功能的微生物菌剂，可以有效地促进上述农业废弃物的堆肥腐熟进程，从而实现农业废弃物的循环利用和农业的可持续发展。本研究以农村生活垃圾中的可堆肥腐熟成分和蘑菇渣为堆肥原料，通过添加微生物菌剂等进行堆肥试验，检测堆肥腐熟过程中营养成分含量的变化，探讨微生物菌剂在上述2类农业废弃物堆肥腐熟过程中的作用。然后通过田间试验进一步研究堆肥腐熟后的肥料样品对黄瓜和青椒的增产效果，对其肥效进行验证。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 农业废弃物来源农村生活垃圾来源为从湖南省长沙县开慧乡、果园镇和安徽省巢湖市忠庙镇山口村等3个地方收集的生活垃圾。蘑菇渣取自中国农业科学院食用菌栽培温室的蘑菇栽培废料。

1.1.2 微生物菌剂来源用于上述农业废弃物的堆肥腐熟的微生物菌剂由中国农业科学院农业微生物菌种中心提供。

1.2 方法

1.2.1 生活垃圾中可腐熟降解成分的养分含量检测从上述地点取回可腐熟降解类垃圾样品，对其全氮、全磷、全钾、有机质的含量进行检测，检测方法参见文献［5］。

1.2.2 蘑菇渣的养分含量检测将蘑菇渣晾干后，粉碎，取0.5 cm的筛下物，对其全氮、全磷、全钾、有机质的含量进行检测，检测方法参见文献［5］。

1.2.3 农业废弃物混合后的养分含量检测从上述3个地方收集的农村生活垃圾中选取可堆肥腐熟成分混合好后，与蘑菇渣按照堆肥腐熟试验的比例进行混合(3∶2)，晾干，粉碎，取0.5 cm的筛下物，对其全氮、全磷、全钾、有机质的含量进行检测，检测方法参见文献［5］。

1.2.4 农业废弃物堆肥腐熟试验方法从农村生活垃圾中选取可堆肥腐熟成分与蘑菇渣按照3∶2的比例混合。加入适量水分，使其最终含水量约为50%，符合堆肥腐熟的含水量要求，然后进行堆肥腐熟。试验设3个处理:T1为在堆肥初始时添加0.5%的尿素;T2为在堆肥初始时添加0.5%的微生物菌剂;T3为在堆肥初始时同时添加0.5%的尿素和0.5%的微生物菌剂，CK为对照。每个处理设3个重复，每周人工翻堆1次，整个堆肥腐熟过程持续30 d。

1.2.5 堆肥腐熟后的养分含量检测将堆肥腐熟物晾干后，粉碎，取0.5 cm的筛下物，对其全氮、全磷、全钾、有机质的含量进行检测，检测方法参见文献［5］。

1.2.6 堆肥腐熟后的田间试验田间试验在中国农业科学院廊坊实验基地进行，栽培的黄瓜品种为赛库，青椒品种为红苏珊。试验处理为在当地传统施肥的基础上，施入堆肥腐熟好的肥料样品，每棵苗10 g，穴施于蔬菜幼苗根际周围。以当地传统施肥为对照CK。每个处理重复3个小区，每小区50棵苗。各处理收获时分别称重计产。

2 结果与分析

2.1 生活垃圾中可腐熟降解成分的养分含量检测

对生活垃圾样品中的可腐熟降解成分的全氮、全磷、全钾、有机质等养分含量进行检测，结果见表1。

表1 可腐熟降解生活垃圾的养分含量Table 1 Nutrients content of the degradation composition of living garbage

从可腐熟降解类生活垃圾中的养分含量检测结果可以看出，上述3个地方的可腐熟降解类生活垃圾中总养分含量分别为4.52%、4.19%、4.97%，均高于有机肥标准中总养分含量不低于4%的规定;有机质含量分别为42.3%、56.0%、36.4%，均高于有机肥标准中有机质含量不低于35%的规定。因此对于可腐熟降解类生活垃圾用于堆肥腐熟制作有机肥具有可行性。

2.2 蘑菇渣的养分含量检测

对蘑菇渣样品的全氮、全磷、全钾、有机质等养分含量进行检测，结果见表2。从检测结果可以看出，蘑菇渣中总养分含量为4.17%，有机质含量为56.0%。因此将蘑菇渣用于堆肥腐熟制作有机肥同样具有可行性。

表2 蘑菇渣的养分含量Table 2 Nutrients content of the mushroom residue

2.3 农业废弃物混合后的养分含量检测

将混合好的上述2类农业废弃物中全氮、全磷、全钾、有机质等养分含量进行检测，结果见表3。从检测结果可以看出，混合好的农业废弃物样品中总养分含量为4.19%，有机质含量为42.1%。因此将上述2类农业废弃物混合后用于堆肥腐熟制作有机肥是农业废弃物资源化利用的一条有效途径。

表3 农业废弃物混合后的养分含量Table 3 Nutrients content of the Agricultural Wastes

2.4 堆肥腐熟后的养分含量检测

将上述2类农业废弃物按照一定比例混合。并按试验方案添加微生物菌剂和(或)尿素进行堆肥腐熟。对堆肥腐熟后样品的全氮、全磷、全钾、有机质等养分含量进行检测，结果见表4。由表4可以看出，添加0.5%的尿素处理的样品堆肥腐熟后全氮和全磷含量增加显著，增幅分别为6.97%和13.71%，有机质含量增加1.6%，但全钾含量有所降低;添加微生物菌剂处理的样品堆肥腐熟后全氮、全磷、全钾的含量都有所增加，分别为3.48%、4.03%、1.88%，而有机质的含量增加显著，为10.67%;添加0.5%的尿素和0.5%的微生物菌剂处理的样品堆肥腐熟后全氮和全磷含量增幅分别为13.43%和15.32%，有机质含量增加4.8%。综合分析可以得出在上述农业废弃物堆肥腐熟过程中添加微生物菌剂有助于堆肥腐熟后样品的氮、磷、钾的保全和有机质的增加，促进养分均衡。

表4 农业废弃物堆肥腐熟后样品的养分含量Table 4 Nutrients content of the samples after composting process

2.5 堆肥腐熟后的田间试验

表5 农业废弃物堆肥腐熟后肥料样品对黄瓜的增产效果Table 5 The effect on increasing cucumber output of the samples after composting process

表6 农业废弃物堆肥腐熟后肥料样品对青椒的增产效果Table 6 The effect on increasing green pepper output of the samples after composting process

将堆肥腐熟后的肥料样品，在中国农业科学院廊坊实验基地进行种植黄瓜和青椒的田间试验，对肥效进行验证。结果表明堆肥腐熟后的肥料样品对黄瓜的增产效果为16.11%～22.21%(表5)，对青椒的增产效果为13.20%～19.87%(表6)，都达到差异显著的效果。其中添加微生物菌剂处理的样品堆肥腐熟后肥料样品对黄瓜和青椒的增产效果最为显著，分别为22.21%和19.87%。

3 讨论

农业废弃物制作有机肥是对其进行资源化利用的有效途径，而普通堆肥不仅耗时长，而且养分损失严重［6］。我国微生物资源种类丰富，利用其中具有降解腐熟功能的微生物制备微生物菌剂用于农业废弃物的堆肥腐熟，有助于堆肥腐熟后样品的氮、磷、钾的保全和有机质的增加，促进养分均衡，提高有机肥品质。合理利用农村生活垃圾中可堆肥腐熟成分和蘑菇渣这些农业废弃物，对其进行资源化利用，既提高了经济效益，又可保护生态环境，从而实现农业废弃物循环利用和农业的可持续发展。

［1］ 李颖，许少华.我国农村生活垃圾现状及对策［J］.建设科技，2007，(7):62-63.

［2］ 王德汉，项钱彬，陈广银.蘑菇渣资源的生态高值化利用研究进展［J］.有色冶金设计与研究，2007，28(23):262-266.

［3］ 向德标，刘胜贵，刘卫东.菌糠是一种可充分利用的饲料资源［J］.湖南饲料，2001，(1):25-26.

［4］ 王德宝，胡莹.我国生活垃圾组成成分及处理方法分析［J］.环境卫生工程，2010，18(1):41-44.

［5］ NY 525-2002.有机肥料［S］.北京:中国标准出版社，2002.

［6］ 李国学，李玉春，李彦富.固体废物堆肥化及堆肥添加剂研究进展［J］.农业环境科学学报，2003，22(2):252-256.