板栗废弃物和畜禽粪便发酵生产生物有机肥技术研究

王凤春 刘向东 刘军

摘要 设计板栗废弃物与畜禽粪便不同配比处理，同时研究生物腐植酸发酵剂、调理剂的用量，制肥过程发酵温度、水分、时间控制技术以及有益菌剂加入方法及菌量。通过确定最佳配方比例，制作板栗专用生物有机肥，形成闭合的生态循环，实现板栗生产废弃物和畜禽养殖排泄物的科学合理的循环利用，改善生产生态环境，变废为宝，开辟肥源，促进板栗产业可持续发展。

关键词 板栗废弃物；畜禽粪便；生物有机肥；发酵

中图分类号 S147 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）11-0191-03

Abstract Different ratio treatments of chestnut waste and livestock manure were designed to study the doses of biological humus acid leavening and conditioner；the control technique of fermentation temperature，moisture，time in the fertilizer production process；the adding ways and doses of beneficial bacteria. The optimum formula ratio was determined in order to produce the chestnut biological organic fertilizer and form a closed ecological circulation，achieve the scientific reasonable recycling of wastes of chestnut production and livestock manure，improve the productive ecological environment，transform trash into useful materials，and promote the sustainable development of chestnut industry.

Key words chestnut waste；livestock manure；biological organic fertilizer；fermentation

迁西县板栗栽培历史悠久，目前板栗面积达4.27万 hm2，由于立地条件为丘陵山地，水土保持能力差，造成板栗产量质量不高、效益差。经初步测定，板栗园产生板栗废弃物（栗树叶、栗蓬、板栗枝条）高达4 995 kg/hm2，年产废弃物达24万t。自然状态下，30年板栗园产生的板栗废弃物中，栗树叶含量约占75.6%、栗蓬约占20.9%、板栗枝条约占3.5%；经测定，栗树叶中含N、P、K、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、B等营养元素，是很好的养分资源，且资源丰富，可再生循环利用[1-3]。利用生物腐植酸发酵技术，研究栗树叶与畜禽排泄物的配比，生物腐植酸发酵剂和调理剂的用量，制肥过程发酵温度、水分、时间的控制技术，有益菌剂加入方法及菌量技术，研制出板栗专用生物有机肥，形了闭合的生态循环，可以实现板栗生产废弃物和畜禽养殖排泄物的科学合理循环利用，改善生产生态环境，变废为宝，开辟肥源，促进板栗产业可持续发展[4-7]。

1 材料与方法

1.1 发酵原料

自然状态下收集的板栗废弃物（栗树叶占75%、栗蓬占21%、板栗枝条占4%），采自迁西县新立庄板栗产區；畜禽排泄物（牛粪与鸡粪的混合物，比例为1∶5），原料来自迁西县三屯营镇戏楼村颐园家禽养殖有限公司；生物腐植酸（BFA），购自福建省诏安县绿洲生化有限公司；草炭土（栗蘑菌糠）来自附近栗蘑种植户；调理剂（尿素）购于迁西县市场。

1.2 试验设计

以板栗叶作为生产有机肥的主要原料，适当加入畜禽排泄物、生物腐植酸发酵剂BFA、调理剂、草炭土等，设计4个不同比例配方处理，经翻抛机翻抛4次，充分混合，堆高1.0～1.1 m、长宽不限，在厂房间进行发酵，进行3次重复（表1）。研究腐熟度与时间关系，以最大限度应用栗叶，选择出最佳配比处理[8-9]；找出最佳配比方案，使栗叶蓬腐烂腐熟后添加有益菌，精制成板栗专用生物有机肥，并施于板栗园，实现生态循环，达到板栗增产，提高质量，同时达到培肥土壤和修复土壤的目的[10]。

1.3 试验过程

1.3.1 有机肥发酵试验时间的制定。根据气象预报，考虑气温对发酵的影响，于5月24日进行制肥，按照每个处理的配比排列，称重试验材料，机械混均，堆沤发酵。根据发酵结果，选择最佳配方。

1.3.2 研究试验发酵的温度变化。发酵剂技术为引进的专利技术，升温发酵期不翻堆，避免碳元素损失。制肥第2天开始记录温度变化情况，每天于7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00测定基质温度。

1.3.3 容重测定。将各个处理进行取样，按照多点取样方法进行。将取样进行记录，标签标注，带回化验室进行阴干。再将各个干燥后的样品用平石板磨细，过18目标准分样筛筛分，磨到不能再磨的程度为止。每个处理测定3次容重，取平均值。

1.3.4 有机质测定。对制备的样品采用四分法取样，对所取的小样再用玻璃器皿进行细研磨，采用重络酸钾容量法测定。

1.3.5 板栗专用生物有机肥送检。将配方肥料送到有资质的检测检验部门，对样品的有机质、pH值、水分、重金属、虫卵、大肠杆菌、氮、鳞、钾、镁、铜、铁、锌、锰、硼进行测定，为科学施肥提供依据。

2 结果与分析

2.1 温度

表2为制肥第2天开始记录的温度变化情况。温度均表现逐步增温的过程，即有机物质腐熟的过程。前3 d增温阶段，为好氧期；第4～8天为闷堆阶段，为厌氧期，通过高温闷堆杀死病菌、虫卵、草籽等。制肥第4天不同时刻，各处理的基质温度不同。堆温增高，说明气温直结影响发酵结果。随着日气温的增高，15：00—17：00随着气温逐步下降，堆温表现出随之降温，堆温吸收的温度保持在堆内。

由表2可知，2017年5月25—27日为增温快速期，为好氧期。5月28—30日为增温平缓期，为厌氧期。一般温度高值期出现在第7天。

由表3可知，第4天发酵堆温度大体上是随着温度的增高而增高，13：00—15：00达到一天堆温的最高值。

2.2 发酵结果

2017年6月4日观察，3次重复的12个处理均发酵，各个处理堆温处在66～70 ℃范围内，菌丝布满料体。对各个处理堆体进行内表探测，观察发酵是否完全，经过检查全部发酵。进行1次翻堆，将堆表等料体未发酵的料，翻入堆中间进行发酵闷堆过程，在发酵剂的作用下，继续在贫氧条件下腐熟至料体腐烂（熟），翻堆后的堆温维持在60 ℃左右。6月24日检查各处理叶均腐烂；栗蓬内壳腐烂，蓬刺腐烂不及内壳腐烂充分，但在制作小样时能够腐碎；细枝条腐烂度较差，易于折断，没有腐烂前枝条的弹性、韧性，干后翻抛机易打碎。堆温逐步降至自然温度。

2.3 容重

由表4可知，研制的有机肥各个处理，随着栗叶等用量的减少，容重增加，即处理1<处理2<处理3<处理4，处理2、3、4容重分别比处理1增加0.020 3、0.036 9、0.061 8 g/cm3。处理1容重质轻，反映该配方的优越性，优于其他3个处理。但比较处理Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1，Ⅱ1、Ⅲ1比Ⅰ1分别增长了0.029 6、0.037 0 g/cm3，因而处理Ⅰ1为最优配方。

2.4 有机质测定结果

由表5可知，研制的有机肥各处理随着栗叶等用量的减少，有机质含量逐渐降低，即处理1>处理2>处理3>处理4，处理2、3、4有机质含量分别比处理1降低2.42、4.79、9.60个百分点，处理1配方优于其他处理配方。但比较处理Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1有机质含量，Ⅱ1、Ⅲ1比Ⅰ1分别增加2.64、1.13个百分点。处理Ⅱ1、Ⅲ1中增加了50 kg草炭土，略提高了有机质含量，相应地增加了制肥成本，故处理Ⅰ1为最佳配方。

2.5 板栗专用生物有机肥送检结果

由表6可知，检验结果符合国家NY 884—2012标准。

2.6 生物有机肥的菌种（菌剂）遴选

生物菌种的选用，主要参考板栗生长的土壤条件、板栗果树对营养元素的需求等因素。板栗生长的土壤条件是由片麻岩发育而成，片麻岩的组成成分为钾长石、斜长石，富含钾等元素。山地土壤中含有机质2.9%、缓效钾2.84 g/kg、全磷14.2 g/kg。栗仁含糖分21.1%、淀粉52%、氮8.3 g/kg、磷1.4 g/kg、钾7.0 g/kg、镁0.9 g/kg、铜7.1 mg/kg、锌11.5 mg/kg、锰26 mg/kg、硼7.7 mg/kg[11]。钾元素等是板栗糖、淀粉类合成的必要元素。

科学选择优质的生物菌种（菌剂）添加在有机肥中，首先考虑菌种的功能作用，其次是商品菌种供给及价格，再次是应用方便、便于存贮等。通过对商品菌种性能的综合分析及市场调研，在固氮菌、根瘤菌、磷细菌、钾细菌、枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌品种中，选用枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌配入研制的有机肥中。按生物菌剂活菌数计算，有机肥加入胶冻样芽孢杆菌3.5 kg/t、枯草芽孢杆菌1.5 kg/t，将2种生物菌剂放入喷雾器中稀释，均匀喷洒在摊开的有机肥上，喷1次抛1次，连续喷5次抛5次，中途翻堆1次，使有益菌与肥料充分混均。达到生物有机肥的执行标准（YN/844—2012），有機质含量≥40%，有效活菌≥0.2亿个/g，含水量≤30%。所制得的生物有机肥料栗叶占60%，得到的各种养分含量与栗叶中所含的养分较相适应，适合板栗养分的吸收利用。发挥综合效能，达到固氮、解钾、解磷及中微量元素的目的，供给板栗生长，促进产量增加和品质提高。肥料中的菌种与土壤有益菌形成优势菌群，起到培肥和修复土壤的作用。

3 结论与讨论

通过目测观察，发酵试验、腐烂试验中各配方均达到腐烂、腐熟的要求；对各个处理的容重、有机质含量进行测定分析，得出最优配方为板栗废弃物与畜禽粪便、发酵剂BFA、调理剂（尿素）的最佳发酵配方比例为120∶80∶2∶1。

4 参考文献

[1] 陈林根，姜雪芳.固体有机废物好氧堆肥发酵工艺概述与展望[J].环境污染与防治，1997（2）：35-38.

[2] 彭宇，戴辉，武丽，等.甘蔗渣与牛粪高温好氧堆肥的适宜配比研究[J].安徽科技学院学报，2016，30（5）：17-23.

[3] 高峻岭，宋朝玉.不同有机肥配比对蔬菜产量和品质及土壤肥力的影响[J].中国土壤与肥料，2008（1）：48-51.

[4] 刘凯，郁继华.不同配比的牛粪与玉米秸秆对高温堆肥的影响[J].甘肃农大学报，2011，46（1）：82-88.

[5] 李玉红，王岩.不同原料配比对牛粪高温堆肥的影响[J].河南农业科学，2006，35（11）：65-68.

[6] 仇焕广，廖绍攀.我国畜禽粪便污染的区域差异与发展趋势分析[J].环境科学，2013，34（7）：2766-2774.

[7] 李国学，张福锁.固体废弃物堆肥化与有机复混肥生产[M].北京：化学工业出版社，2000.

[8] 鲁耀雄，崔新卫，龙世平，等.有机物料不同配比堆肥过程的差异分析[J].农业现代化研究，2016，37（3）：587-593.

[9] 马迪，赵兰坡.禽畜粪便堆肥化过程中碳氮比的变化研究[J].中国农学通报，2010，26（14）：193-197.

[10] 解开治，徐培智，张发宝，等.鸡粪好氧堆肥过程中氨氧化古菌群落结构的动态变化[J].植物营养与肥料学报，2012，18（6）：1483-1491.

[11] 谢开云.燕山片麻岩山区农业综合开发[M].北京：中国农业科学技术出版社，1995.