潘红梅,刘 海,冯应建,陆海玲
(甘肃省酒泉市肃州区农业技术推广中心,甘肃酒泉 735000)
经统计,2019年肃州区蔬菜种植面积约为9 853.33 hm2,年均产生26.94万t尾菜,每年在7—8月集中上市,为了让蔬菜更具市场价值,农户剥掉大量的表皮菜叶,这些被剥掉的菜叶就变成了尾菜。尾菜由于含水量较高,并不适宜做青贮饲料,而且本地区相关专业化处理尾菜的企业较少,不能消化市场上大量的尾菜,长期以来,农户只能将尾菜随意倾倒在乡村田间地头、滩涂、河道等地。由于尾菜腐烂的过程中会产生大量的病菌和恶臭,如果不妥善处理就会对土壤、水源乃至空气造成污染,并且传播病虫害,进而对农业生态环境造成严重破坏[1]。
为了科学合理利用田间尾菜,更好地循环发展,肃州区农业技术推广中心通过尾菜田间堆肥的方式,对尾菜与有机肥不同配比堆肥效果进行对比,以此找出效果好、成本低廉、农户接受度较高的方法进行大面积推广应用。因此,本次试验设置在相同重量尾菜及外部条件下,选取各类有机肥与尾菜进行不同配比,对堆肥效果定性判断,为今后尾菜处理过程中发酵周期的缩短[2],促进尾菜的资源化利用等方面提供参考依据。
废弃叶菜24 t、生物有机肥、源动利有机物料腐熟剂、牛粪、聚乙烯棚膜。
于2020年9月25日—10月25日在肃州区上坝镇旧墩村试验地上开展尾菜与有机肥不同配比对尾菜堆肥效果试验示范,本试验设置4个处理,每个处理设3次重复,设立不加有机肥的肥堆为对照组。具体试验设计见表1。
将废弃的尾菜集中在田间,以相邻3个肥堆为1个组,肥堆设计为底部边长2 m的正方形,地上高度约1.5 m。首先,在指定位置下挖20 cm,方便尾菜的滤液下渗,接着将20~30 cm尾菜铺在坑底后,分别均匀喷洒微生物菌剂、有机肥、牛粪,再覆约10 cm厚的土,踩实后按照表1的设计,重复4~5次,最终使堆体地上高度达到1.5 m左右。1个肥堆尾菜用量控制在2 000 kg左右。最后,需在肥堆表面用棚膜覆盖,既起密封保湿作用,又可防止肥堆中微生物活动过程中有效成分的挥发。
表1 堆肥试验处理设计
1.4.1 物理性状观察 主要观察指标包括:各个过程中尾菜颜色变化(由浅到深)、气味(分为:无臭味、开始产生轻微臭味、臭味加重、臭味最重、臭味开始减轻、臭味基本消失、臭味彻底消失)、粘性(无粘性、开始产生轻微粘性、粘性加重、粘性最重、粘性开始减轻、粘性基本消失、粘性彻底消失)、腐烂程度(分为:无腐烂、开始产生轻微腐烂、腐烂加重、腐烂最重、腐烂基本完全、彻底腐烂完全消失)、高度等5项指标,通过其变化对堆体的腐熟程度进行判断[3]。
1.4.2 温度测定 每3天测定1次肥堆的中心温度,将温度计插入肥堆20 cm,待温度计读数稳定后读取数据。测定的时间统一为每个观测节点的15点,每个肥堆测定3次,取平均值,同时测定肥堆周围环境温度。共观测30 d。
不同处理的发酵过程中,物理性状都是由轻变重。第3天,4个处理中均有完整未腐烂的尾菜,臭味较轻。第9天,除处理4堆体中尾菜仍有极个别未腐烂的菜叶以外,其他处理颜色均由浅绿变为深绿,臭味较重,吸引了大量的蚊蝇,土壤粘性增大,表现无太大差别。第24天,各堆体颜色均呈黑褐色,略带有土壤的霉味,无刺激性和难闻的恶臭,不再吸引蚊蝇,土壤质地松散呈团粒结构,说明发酵基本完成。在整个发酵过程中,各处理的物理性状并无太大差别。
由图1可以看出,肥堆高度自堆肥完成之时起至第6日高度迅速下降,各处理肥堆高度由最初的150 cm降至50~80 cm,处理1和处理4在0—6日相比于处理2和处理3高度下降略有不及,但仍然降至为原本高度的一半。堆肥后6—18 d肥堆高度下降速度较0—6天逐渐放缓,4个处理普遍降至原本高度的1/5~1/4处,各处理下降速率无明显差别,在堆肥18 d以后高度几乎不再变化。由此看出,其中处理2(牛粪)、处理3(腐熟剂)腐熟时间与处理1、处理4相比明显较短且在各时间阶段物理性状均有优势,表明微生物活性较高的处理高度、物理性状等指标的反应速率均高于微生物活性低的处理。
图1 堆体高度变化趋势
判断堆体达到无害化标准的一项重要指标就是堆体温度[4],不仅能直观的对堆体进行观测,同时可以反映微生物代谢活性[5]。通过测定所有尾菜肥堆的温度可知:不同处理虽然各个时期温度均不同,但是均有相同的变化规律。首先,堆肥结束后,各个处理在第3天升温至各自最高温后温度开始下降直至稳定,第24天时温度与外界温度基本持平。从图2可以看出,在第3天,处理2、3的温度接近且远高于处理1和处理4,最高温度分别达到56.6℃、55.3℃,50℃以上持续天数为7 d;处理1、处理4在第3天也达到各自最高温度,其最高温度分别为49.1℃、42.7℃,均未达到50~55℃持续7 d的无害化标准及灭菌要求,4个处理在第4天至24天温度持续降低直至平稳。综合分析,处理2、3中尾菜和有机肥的配比有着显著的优势。
图2 堆体温度及环境温度变化趋势
经过对不同配比模式下尾菜肥堆物理性状的观察及指标的测量分析,在尾菜肥堆发酵过程中加入的活菌数越多,尾菜发酵越快,发酵完全的肥堆透气性、保水性及渗水性均较好。其中,尾菜的堆肥温度达到50℃且保持5~7 d为肥堆腐熟完成的一个必要性指标,证明其已经腐熟完全可以还田,肥堆没有腐熟完全的尾菜肥堆不宜还田,不仅不能增加肥力,反而会对田地里蔬菜的产量、品质都产生不良影响,而且容易产生病害。
综合对各个处理的物理性状及温度结果的分析,处理2、处理3的有机肥和尾菜的配比相较其他处理具有明显的优势,其他处理在各项指标中均处于劣势,不建议使用。因堆肥时间是9月下旬至10月下旬,肃州区因地理位置的原因,该时间段外界温度相对来说较低,对堆肥效果产生了一定的影响。最终,通过对4种配比的综合分析,并结合肃州区实际情况,建议在今后的尾菜堆肥中使用牛粪。牛粪不仅可以减少尾菜、畜禽粪等对环境的污染,成本低廉,易于操作,而且循环利用资源,变废为宝,对种植业和养殖业均有益处。