秸稈腐熟菌劑堆肥試驗初報

樊平 王強 薛鵬飛

摘 要：為了發展秸稈還田循環農業，驗證不同秸稈腐熟劑產品的使用效果，開展了秸稈腐熟菌劑堆肥試驗，結果表明，適宜當地氣候和耕作條件的高效腐熟菌劑復合菌為：康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側孢霉+耐鹽枯草桿菌J3+芽孢枯草桿菌J2+乳酸菌。經過堆肥實驗驗證，該秸稈腐熟劑對纖維素的降解率達20.46%，降解效果好。

關鍵詞：農作物秸稈;腐熟劑;堆肥試驗

中圖分類號 S216.4文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）20-0037-02

農作物秸稈是豐富的自然資源，我國每年農作物秸稈產量達6.4億t，占世界秸稈總產量的20%～30%[1]。農作物秸稈中含有碳、氮、磷、鉀及各種微量元素，是寶貴的可再生資源。秸稈堆肥還田可使作物在生長期吸收的大部分營養元素回歸土壤，進而提升土壤中的有機質和速效養分含量，維持土壤養分的動態平衡，改善土壤團粒結構和土壤理化性狀，培肥地力，減少化肥施用量，從而達到作物増產増效的目的，對于促進農業可持續發展具有重要意義。

復合微生物菌劑是由2種或2種以上的互相不拮抗的微生物菌種制成的微生物制劑，具有種類全、配伍合理、功能性強、經濟效益高等特點[1]。秸稈腐熟劑中富含高效微生物菌，能加速秸稈腐熟，值得在農業生產中推廣應用[2]。秸稈降解微生物主要包括里氏木霉、綠色木酶、黑曲霉、芽孢桿菌、白腐菌、酵母和乳酸菌等，利用這些微生物可產生纖維素酶、半纖維素酶和木質素酶，進而降解秸稈。因此，篩選高效秸稈降解菌，已成為了秸稈腐熟劑生產的關鍵[3]。秸稈腐熟劑可加速秸稈中有機物的降解，發酵的有機肥施入農田中，可增加土壤有機質含量，提高農作物抵御病害能力，加快農作物秸稈的資源化利用，減少秸稈焚燒帶來的環境污染[4-5]。

為了發展秸稈還田循環農業，本研究以山東濱州博華生態農業基地為試驗點，篩選出不同的耐高、中、低溫且具有較強腐熟能力的菌株，探索適宜不同溫度環境條件、生長較穩定的微生物菌種組合對秸稈腐熟的效果以及應用到大田后的實際效果，制備高效腐熟菌劑，將生產出來的有機肥應用于農業生產中，實現秸稈及其他農林副資源的回收利用。

1 材料與方法

1.1 供試菌種 供試菌種有枯草芽孢桿菌D3、D5、J2、A4303、A1089，耐鹽芽孢桿菌J3，臘樣芽孢桿菌S1，巨大芽孢桿菌S5，白腐真菌，嗜熱側孢霉，黑曲霉，康寧木霉，乳酸菌。組成2種不同發酵菌劑：（1）康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側孢霉+耐鹽枯草桿菌J3+芽孢枯草桿菌J2+乳酸菌;（2）康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側孢霉+芽孢枯草桿菌D3+芽孢枯草桿菌D5+乳酸菌。2組腐熟菌劑配方進行玉米秸稈腐熟實驗，采用市場常用腐熟劑（康寧木霉+黑曲霉+枯草芽孢桿菌A4303+枯草芽孢桿菌A1089+枯草芽孢桿菌J2+耐鹽芽孢桿菌J3+臘樣芽孢桿菌S1+巨大芽孢桿菌S5）作為對照，通過檢測玉米秸稈堆肥營養物質變化、秸稈腐熟狀態、有機質、氮磷鉀、含水量等指標，綜合評價腐熟效果。

1.2 菌種培養及擴繁 LB培養基活化細菌枯草芽孢桿菌D3、D5、J2、J3菌種;PDA培養基活化康寧木霉、白腐真菌、嗜熱側孢霉、黑曲霉菌種;MRS培養基活化乳酸菌菌種。擴繁培養：（1）細菌擴繁培養：紅糖50g/L、尿素7g/L、硫酸二氫鉀0.1g/L，單菌種接種量2.5%;（2）真菌擴繁培養：麩皮80%、玉米面20%、氯化錳0.6%，含水量50%～60%，單菌接種量15%（3）乳酸菌擴繁培養：紅糖60g/L、尿素30g/L、硫酸二氫鉀1g/L，接種量2.5%。

1.3 堆肥方法 在生物肥廠直接采用玉米秸稈堆肥，每堆50kg，設置不加任何菌劑的空白發酵堆（對照組1）和市場腐熟菌劑發酵堆（對照組2）作為對照，新腐熟劑發酵堆（實驗組1）和（實驗組2），每堆重復3次。各腐熟劑按發酵堆1%接入發酵堆中，不同菌種平鋪撒施混勻，覆蓋薄膜，置于室外進行發酵腐熟14d，檢測發酵堆pH值、溫度、氮、磷、鉀、纖維素等指標檢測。

1.4 檢測指標及方法 總氮測定采用凱氏定氮法;速效鉀含量采用火焰光度計法;速效磷含量采用碳酸氫鈉法;纖維素含量采用國標法。

2 結果與分析

2.1 發酵堆外觀及水分、溫度變化 從表1可以看出，秸稈發酵堆料的顏色在發酵前是黃褐色的，含水量72.68%，沒有添加任何發酵菌劑的秸稈堆肥中，顏色逐漸加深，這是由于自然界中存在天然微生物發酵，秸稈開始腐化;而添加了腐熟劑的秸稈堆肥，顏色明顯更深，逐漸變為深褐色，黑褐色、其中實驗組的顏色更深，說明實驗組的菌種組合對秸稈的腐化更為明顯。發酵堆溫度的變化與顏色變化相一致，發酵堆的溫度在不同的腐熟菌劑影響下，溫度都有升高，其中實驗組1的溫度達到50℃，可能與其中芽孢枯草桿菌D5和D3更加適應高溫環境有密切關系。實驗組料堆菌種菌絲密布，其中噬熱側孢霉菌絲能直接觀察到，同時水分也在逐漸減少，自然腐化中含水量減少25.43%，對照組2和實驗組1、實驗組2分別比發酵前的含水量減少34.16%、56.18、53.56%。水分減少越多，說明發酵堆中溫度高，水分利用多，發酵菌劑活動更為活躍，腐化效果好。pH值變化也在不斷降低，但變化不明顯。

2.2 發酵堆營養物質變化 從表2可以看出，秸稈發酵堆料中氮磷鉀的含量都發生了明顯的變化，其中實驗組1大量釋放氮素，氮含量比發酵前增加31.03%，說明實驗組1的菌種組合能有效地釋放玉米秸稈中的氮。同樣，經過2個實驗組發酵腐熟的秸稈中磷、鉀的含量也較2個對照組、發酵前都出現增加，而有機質含量則出現了下降。比較實驗組和對照組，實驗組1的營養物質總量高于其他2組，有機質含量低于其他2組，腐熟效果較好。

2.3 纖維素降解率變化 由表3可知，秸稈發酵堆料后，秸稈粗纖維的含量都發生了明顯降低，降解率也有所不同。降解率越高，說明發酵效果好，實驗組纖維素的降解率都高于對照組，其中實驗組1的降解效果最好，達20.46%。

3 結論

由本次試驗可知，實驗組1采用康寧木霉+黑曲霉+白腐真菌+噬熱側孢霉+J3+J2+乳酸菌菌種組合組成秸稈腐熟劑，經過14d腐熟后，堆肥后的氮磷鉀含量明顯增加，纖維素降解率達20.46%，降解效果好，能使秸稈快速腐熟，使秸稈中所含的有機質降解為植物生長所需的營養。秸稈腐熟劑在農業上的應用很廣，特別是生物肥料廠和一些大型的種植場，同時也加快發酵速度，節省成本，實現農業循環發展。

參考文獻

[1]羅麗艷，尹微景，洪雙，等.秸稈腐熟劑的構建及其在秸稈堆肥還田中的作用研究[J].農業科技與裝備，2017（10）：7-9.

[2]包士忠，施儉，郭棟，等.秸稈腐熟劑中微生物菌種組合篩選試驗初報[J].上海農業科技，2015（03）：32-34.

[3]韓夢穎，王雨桐，高麗，等.降解秸稈微生物及秸稈腐熟劑的研究進展[J].南方農業學報，2017，48（06）：1024-1030.

[4]Mehta C M，Palni U，Franke-Whittle I H，et al.Compost：its role，mechanism and impact on reducing soil-borne plant diseases[J].Waste Management，2014，34（3）：607-622.

[5]Martinez-Blanco J，Lazcano C，Christensen T H，et al.Compost benefits for agriculture evaluated by life cycle assessment：a review[J].Agronomy for Sustainable Development，2013，33（4）：721-732.

（責編：張宏民）