宣世荣 侯芳慧 郑宏生 周建锋
(1.陕西厚地生物科技有限公司 陕西岐山 722404;2.陕西省岐山县农业农村局 陕西岐山 722499)
岐山地处陕西关中平原西部,南接秦岭,北枕千山。属暖温带半湿润气候,年平均日照时数在2 000~2 300 h之间,年平均降水量在572.3~734.3 mm之间,年>10℃积温为3 800℃左右,四季冷暖、干湿分明,光照充足。境内南北方向的山脉阻挡减弱了寒流,特殊的地貌使得气候比较温和,昼夜温差大,自然灾害较少,利于果树生长。秦岭北麓到渭河川道地区为猕猴桃适生区,千山南麓到渭北塬区为苹果、樱桃、葡萄、桃适生区,形成了南桃北果的农业产业布局。全县猕猴桃、苹果等果树栽培面积为1.13万hm2,每年果树修剪产生的果树枝条、园林枝条可达24万m3。枝条含有丰富的有机质及矿质元素,焚烧枝条不仅浪费资源,也严重污染环境,大量枝条堆放和处理已成为亟需解决的问题。2021年3月20日,生态环境部办公厅和农业农村部办公厅联合颁布了《农业面源污染治理与监督指导实施方案(试行)》,加大了对农业面源污染(果树枝条、农作物秸秆、畜禽养殖废弃物、农药、化肥和农资包装物和农膜)防治的支持力度,重点支持农作物秸秆综合利用。小麦、玉米、水稻和畜禽粪便经腐熟制作有机肥技术已在农业生产上得到广泛应用,但果树枝条的腐蚀剂和堆肥技术一直未能得到突破。陕西厚地生物科技有限公司技术团队经过20多年的探索,于2016年成功研制出果树枝条等食源性有机废弃物制作有机物料腐熟剂——厚地8号,并研究总结出其堆制生物有机肥的技术。截至到2021年年底,该技术在国内推广面积已超过8万hm2。该技术的应用加快了农业有机废弃物资源的循环利用,实现了变废为宝、改良土壤、减肥减药、提质增效的绿色发展目标。
每年秋冬季节农村田间地头和房前屋后堆放着大量的果树枝条,一方面造成农村的脏、乱、差,另一方面枝条焚烧也会影响空气质量,成为火灾的隐患。将污染环境的枝条等有机废弃物变废为宝,既净化了环境,又改善了农村人居环境。
农作物秸秆和果树枝条是农作物病虫害的寄主之一,大量的病原孢子和虫卵寄生在秸秆和枝条上越冬存活,如果直接还田,不仅增加了病源基数和虫口密度、加重了农作物病虫害的发生程度,而且严重影响后茬作物的播种质量。果树枝条经过无害化堆肥处理,减小了病虫害的危害程度,提高了播种质量,且有利于作物发芽。
枝条堆制的生物有机肥的有机质含量在55%以上,进入土壤后,可溶性固体碳肥其表面呈负离子状态,而矿物质肥料离子呈阳性,对矿物质肥料有很好的吸附能力;生物有机肥能够破除土壤板结,增加土壤通透性,促进团粒结构的形成,增加土壤的保水、保肥能力,有效减少了矿物质肥料的流失;堆制的生物有机肥的N、P2O5、K2O总含量高于4%。因此,使用生物有机肥后可以适量减施20%~30%的化肥,达到节本增效、用养结合的效果,保持土壤肥力。
堆制的生物有机肥含有大量微生物活菌,利于腐殖质形成。每千克腐殖质可吸附5 kg的水,有效地提高了土壤保水性能。雨量充沛时储存水分,干旱时输送水分,通过土壤自然“储-输”调节,有效利用天然降水,减少灌溉用水。土壤有机质的增加提高了土壤通透性和保水、保肥性,增强了土壤控水能力和缓冲性能。
生物有机肥含有化肥不具备的多种微量元素,可以提高作物的抗逆性及适应性,土壤环境更利于作物的生长。果树枝条无害化堆肥的应用,使作物的耐寒能力、抗病能力、耐高温能力和抗倒能力等均有明显提高。这样不仅增加了作物的产量,还提高了品质和收益。
选择地势平坦、道路畅通、排涝方便、顶部遮盖的农田附近场地为宜。
新鲜枝条(猕猴桃、苹果树、樱桃、葡萄、苗木等新修剪的枝条);厚地8号腐熟剂;糠粉(水稻、小麦、玉米秸秆);红糖;尿素。
及时收集整理新修剪的果树及苗木枝条,用碎枝机粉碎为长度小于2 cm的碎枝。为便于计算方量,按照一定的形状集中堆放在堆肥场地。为了保证肥效,每次堆肥需选用刚修剪的养分未流失的枝条,数量不少于3 m3。
以发酵3 m3粉碎枝条的标准配制发酵麯子为例,每30 kg厚地8号腐熟剂添加150 kg糠粉、3 kg红糖(腐熟剂、糠粉、红糖比例为10∶50∶1)配制成麯子。将糠粉、厚地8号均匀混合,然后把红糖用开水溶解,再兑凉水降温后添加到混合均匀的料中堆闷2~3 d。水分控制在45%左右,判定标准为麯子手抓能成团、指头缝不出水、自由落下掉在地上能散开。根据枝条粉碎情况配制发酵麯子可提前2~3 d进行,待枝条粉碎结束,发酵麯子同时堆闷完成。配制发酵麯子的数量应与加工好的有机物料体积相同。
2.5.1 堆垛一般堆垛为梯形体,地面长不小于3 m,宽不小于2 m,高度控制在1.5~1.7 m。先规划堆垛的层数,并按照每层的物料方量计算每层使用的麯子数量,再把粉碎的有机物料在选好的场地平铺一层,厚度为25~30 cm,然后均匀撒入适量的发酵麯子,同时按5 kg/m3物料的标准分层均匀撒入尿素。如此循环操作,堆完为止,高度控制在1.5~1.7 m,按此程序完成堆垛。若在露地堆肥需遮盖顶层,防止雨淋,室(棚)内则无需遮盖。
2.5.2 查验翻堆堆垛后温度逐步上升,8 d后查验温度,当内层温度升到55℃以上时记录起始日期,等10 d后翻堆一次,等温度再次上升到55℃时,往后延续10d再翻堆一次。如此连续2次后就不再翻堆,保持持续发酵。从堆垛发酵至腐熟大约需要100 d时间,发酵好的物料颜色为灰褐色或暗灰色,枝条容易折断。
按此方法发酵的枝条生物有机肥的有机质含量在55%以上,N、P2O5、K2O总含量高于4%,微生物活菌数在2.0亿/g以上。在实际应用中应取样检测主要营养元素含量,再根据土壤养分平衡施肥。建议在施果树萌芽肥时距树体1.2 m位置开20~30 cm深的沟配合施入适量的化肥,然后覆土填埋。
目前,我国农产品正处在由高产到优质转变的阶段,环境污染、粮食短缺、能源枯竭和资源匮乏等一系列问题困扰着现代农业的高质量发展。农业环境污染、土壤退化、食品安全问题尤为突出,长期大量使用化学肥料造成土壤耕作层变浅、有机质减少、土壤板结、营养元素失调、土壤污染等问题。据统计,我国农作物平均化肥用量为21.9 kg/亩,远远高于8 kg/亩的世界平均水平,是美国的2.6倍、欧盟的2.5倍。近年来,随着经济的高速增长、社会的快速发展、人民群众生活水平的提高,农业面源污染造成生态环境的破坏及土壤污染问题也越来越严重,如何科学处理废弃的果树枝条和农作物秸秆,使之变废为宝,是目前既迫切又实际的问题。
利用果树枝条堆制生物有机肥具有取材方便、堆制简单、腐熟度高、施用成本低等特点。枝条生物有机肥不仅能改善生态环境、优化土壤结构、培肥土壤、减少化肥农药用量、提高农作物产量和品质,还能有效解决焚烧枝条等现实问题,在农业生产及环境保护中具有重要作用。因此,采用果树枝条堆肥技术是减排增效、保护环境、促进现代农业绿色发展的必然之路。