西兰花茎叶与不同辅料配比对堆腐及肥效的影响

陈剑，齐文，蒋海凌，檀国印

(台州市农业科学研究院，浙江 临海 317000)

台州市作为全国最大的冬春西兰花生产中心，西兰花种植面积常年稳定在6 700 hm2左右，在带来巨大经济效益的同时，每年也产生了超过30万 t的西兰花茎叶废弃物[1-3]。由于当地肥料生产企业的产能有限，因此，将西兰花茎叶废弃物以肥料方式还田成了当前处理的主要途径[4]。而与直接还田相比，堆肥还田还具有减少病害发生、有利于肥料在土壤中的均匀分布、提高有机肥的利用率等明显优点，是处理蔬菜废弃物的较好选择[5]。

我国是蔬菜生产和消费大国，农民在蔬菜生产过程中为保证产量往往施用大量的化肥，不仅增加农业生产成本，也加剧了土壤环境恶化和水体污染，影响农业可持续发展[6-7]。为了解决台州当地西兰花秸秆养分资源利用率低与农业生产需要培肥土壤而投入大量化肥的矛盾，本研究将通过添加不同的辅料配比对西兰花茎叶进行堆肥，并在青菜上进行还田应用，比较不同处理的堆肥效果以及对青菜产量的影响，以期为台州当地实现农田的可持续生产提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

西兰花茎叶堆肥及还田试验均于2020年在台州市农科院天台基地开展，堆肥使用的西兰花茎叶均为新鲜的粉碎样，使用的堆肥辅料包含鸡粪、猪粪、牛粪和蘑菇渣等，均为干样。青菜种植品种为苏州青，种植地土壤pH值6.8，有机质含量31.1 g·kg-1，全氮含量1.69 g·kg-1，全磷含量0.63 g·kg-1，全钾含量1.71 g·kg-1。

1.2 处理设计

堆肥试验采用不同材料层层堆叠的方式，每层堆完后喷洒适量的EM菌液，部分处理适量喷洒清水提高含水率，堆体高度约为1.2 m，堆叠完成后覆盖塑料薄膜，7 d后进行翻堆，并根据不同堆体实际情况适量添加水分，25 d后堆体温度降至环境温度，堆肥结束后采样送检。堆肥试验设10个处理：T1西兰花叶∶蘑菇渣4∶1；T2西兰花叶∶鸡粪∶蘑菇渣3∶1∶1；T3西兰花叶∶鸡粪∶蘑菇渣2∶2∶1；T4西兰花叶∶鸡粪∶蘑菇渣1∶3∶1；T5西兰花叶∶猪粪∶蘑菇渣3∶1∶1；T6西兰花叶∶猪粪∶蘑菇渣2∶2∶1；T7西兰花叶∶猪粪∶蘑菇渣1∶3∶1；T8西兰花叶∶牛粪∶蘑菇渣3∶1∶1；T9西兰花叶∶牛粪∶蘑菇渣2∶2∶1；T10西兰花叶∶牛粪∶蘑菇渣1∶3∶1。

堆肥还田试验中，以每667 m2复合肥用量50 kg当基肥作为CK，每个堆肥处理均按每667 m2复合肥1.5 t的量作为基肥还田，重复3次，小区面积20 m2，青菜种植密度约为30 cm×40 cm，期间不再追肥并采用相同田间管理，待青菜长到成熟期时进行采样调查。

1.3 测定项目

每天下午3点左右测量堆体内部温度，不同部位测量3次取平均值。

堆肥过程中每5 d取一次样测含水率，堆肥结束后委托杭州绿城农科检测技术公司进行pH、有机质、养分元素含量等指标的测定。

青菜于3月20日移栽，5月5日收获，每个小区选取10株长势适中的植株进行产量、株高、叶幅、叶片厚度、SPAD等指标的测定。

2 结果与分析

2.1 堆肥过程中堆体温度变化

堆体温度是判断堆肥是否已经达到无害化要求的重要参数之一，也是影响堆肥品质的重要指标[8]，目前我国对无害化堆肥的温度标准是50 ℃以上持续10 d或者60 ℃以上持续5 d。由图1可知，不同处理的堆体温度由于受环境温度的影响，均呈现锯齿形变化；7 d由于受翻堆影响，各堆体的温度均出现明显下降；各处理堆体温度整体均呈现先升温、再高温持续、最后降温至环境温度的过程。堆肥开始后2 d不同处理的温度均迅速上升，T2、T3、T4和T6的温度在3 d均已达到50 ℃，其余处理到5 d后温度也都达到50 ℃。T1～T10各处理在高温期的持续天数分别为7、15、17、17、13、14、14、10、12和12 d，除T1外均符合我国对无害化堆肥的温度要求。不同处理堆体在高温期的平均温度为52.8～61.5 ℃，期间T2处理达到的最高温度为71 ℃。由高温期的持续天数以及平均温度可以看出，添加不同辅料的堆肥效果为鸡粪>猪粪>牛粪，堆肥效果与辅料的添加比例没有明显关系。

图1 不同处理堆体温度随时间变化情况

2.2 堆肥过程中含水率变化

水分含量是堆肥过程中的一个重要因素，将直接影响堆体结构、通气孔隙及堆肥中微生物代谢等，进而决定好氧堆肥的反应速度、腐熟程度和产品质量，研究表明[9-10]，最适宜的堆肥含水量为45%～65%。由图2可知，由于T1处理添加的西兰花叶较多，因此，初始含水量达到76.7%，其余处理基本处于堆肥的适宜含水量范围内；由于7 d时进行了翻堆，部分处理喷洒了清水，10 d时部分处理的含水率出现了增长情况；所有处理含水率整体呈现下降趋势，到堆肥结束的25 d，各处理的含水率为37.1%～50.2%。

图2 不同处理堆体含水率随时间变化情况

2.3 不同处理堆体的有机质及养分含量

由表1结果可知，10个不同处理的堆肥pH为7.2～8.4，有机质含量为51.8%～74.5%，总养分含量为3.29%～13.08%，除T1外的其余处理，有机质和总养分含量均符合我国堆肥相关标准NY/T 3442—2019 《畜禽粪便堆肥技术规范》。添加鸡粪作为主要辅料的处理，总养分含量要高于猪粪处理，添加牛粪的处理总养分含量最低，这与资料显示的3种动物粪便的养分含量高低顺序基本一致；相同辅料的3个处理间，总养分含量间并不成比例关系；由于在实际应用当中需考虑到畜禽粪便的成本，因此，3种辅料的最佳处理分别为T2、T6和T8。

2.4 不同处理对青菜产量的影响

由表2可知，不同肥料处理下青菜的产量间存在一定的差异，其中有6个处理的青菜产量要高于CK，差异均达到显著水平；T4处理的产量最高，比CK增产了44.49%；除T1外，其余肥料处理的青菜产量高低顺序与表1中不同堆肥的养分含量顺序基本一致；T1处理的总养分含量最低，但是还田后青菜的产量较高，可能与该处理含水量较高，在田间容易被分解吸收有关。

表1 不同处理堆肥的养分含量

表2 不同肥料处理下青菜的产量

由表2可知，以鸡粪为主要辅料的T2、T3、T4处理，还田后的青菜产量要明显高于以猪粪为辅料的T5、T6、T7处理，而以牛粪为主要辅料的T8、T9、T10处理的青菜产量最低，这一规律与堆肥的养分含量检测结果一致。

2.5 青菜不同农艺性状相关性分析

由于不同处理间的青菜农艺性状差异均不显著，因此，只对不同农艺性状的相关性进行分析。由表3可知，青菜的产量与株高、叶幅之间呈极显著正相关关系，产量与SPAD值之间呈显著正相关关系，株高与叶幅、SPAD值之间呈极显著正相关关系，SPAD值与叶片厚度之间呈显著负相关关系。

表3 青菜不同农艺性状的相关性分析

3 小结与结论

西兰花茎叶由于水分含量较高，在堆肥过程中需要添加其他干物料以增加孔隙度，从而保证微生物活动所需的氧气含量。由不同处理堆肥过程中的温度变化可知，T1处理的堆体温度在高温期只保持了7 d，这是由于添加的干物质过少导致后期有氧发酵无法充分进行；添加不同的辅料对堆体的温度存在一定的影响，堆肥效果为鸡粪>猪粪>牛粪，不同辅料的添加比例与堆体温度没有明显关系。

西兰花茎叶在添加鸡粪、猪粪和牛粪等不同辅料堆肥后，经检测可知，除T1外的不同处理的有机质及养分含量均符合我国关于堆肥的相关标准要求，其中添加鸡粪的堆肥总养分含量最高，添加牛粪的堆肥总养分含量最低；由于在实际应用当中需考虑到畜禽粪便的成本，因此，在西兰花茎叶堆肥时选择不同畜禽粪便作为辅料，最佳的比例分别为西兰花叶∶鸡粪∶蘑菇渣为3∶1∶1，西兰花叶∶猪粪∶蘑菇渣为2∶2∶1，西兰花叶∶牛粪∶蘑菇渣为3∶1∶1。

不同的堆肥还田后对青菜的产量存在较大影响，其中产量最高的为T4处理，比CK增产了44.49%；T1处理虽然总养分含量最低，但是还田后青菜的产量较高，比CK增产21.21%，可能是由于青菜在生长过程中整体需肥量不高，另外T1处理的含水量较高，因此，在田间容易被分解吸收；其余堆肥处理还田后，青菜的产量顺序与不同堆肥的养分含量顺序基本一致。

不同处理间青菜的农艺性状差异均不显著，分析农艺性状间的相关性后可知，青菜的产量与株高、叶幅之间呈极显著正相关关系，产量与SPAD值之间呈显著正相关关系，株高与叶幅、SPAD值之间呈极显著正相关关系，SPAD值与叶片厚度之间呈显著负相关关系。