不同腐熟劑處理對(duì)蕎麥秸稈腐熟效果的影響

裴雙康 解曉敏 閆源

摘要 ? ?以蕎麥秸稈為研究對(duì)象，以秸稈降解率、纖維素含量為指標(biāo)，采用尼龍網(wǎng)袋法開展試驗(yàn)，探討3種秸稈腐熟劑處理蕎麥秸稈的腐解動(dòng)態(tài)，確定最佳腐熟劑及最佳處理方式。結(jié)果表明，含水量60%條件下生物菌肥腐熟劑+蕎麥秸稈處理（T5）在處理12、24、36、48、60 d后的蕎麥秸稈降解率分別為23.45%、53.58%、67.06%、72.75%、78.92%，均高于其他處理，并與不加秸稈腐熟劑對(duì)照在0.05水平上差異顯著，且不同腐熟處理蕎麥秸稈的剩余干物質(zhì)含量、剩余纖維素含量隨時(shí)間變化及趨勢(shì)差異不顯著，處理T5在降解速率等方面均表現(xiàn)最佳，確定生物菌肥為蕎麥秸稈腐熟試驗(yàn)的最佳腐熟劑，最佳處理方式為生物菌肥腐熟劑+蕎麥秸稈（含水量60%）。

關(guān)鍵詞 ? ?蕎麥秸稈;動(dòng)態(tài)降解速率;腐熟劑

中圖分類號(hào) ? ?S141.4 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）13-0180-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?Taking buckwheat straw as the research object，using straw degradation rate and cellulose content as the indexes， the nylon net bag method was used to conduct experiment. The decaying dynamics of the buckwheat straw treating with three kinds of straw decomposing agents was explored， the best decomposing agent and the best treatment method were determined. The results showed that the degradation rate of buckwheat straw treating with biobacteria fertilizer decomposing agent and buckwheat straw （T5） in 12， 24， 36， 48 and 60 d was 23.45%， 53.58%， 67.06%， 72.75% and 78.92%， respectively， which was higher than that of other treatments， and the difference between it and CK （no straw paste treatment） was significant at 0.05 level. The differences of changes and trend of the residual dry material content and the residual cellulose content among buckwheat straw treating with different decomposing agents were not significant. The T5 treatment showed the best performance in the degradation rate and other aspects， biobacteria fertilizer was determined as the best decomposing agent in this experiment. The best treatment method was using biobacteria fertilizer decomposing agent and buckwheat straw （60% water content）.

Key words ? ?buckwheat straw; dynamic degradation rate; decomposing agent

蕎麥在我國(guó)具有悠久的歷史，因蕎麥營(yíng)養(yǎng)豐富而經(jīng)常被加工成各種食品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到蕎麥的藥用價(jià)值，蕎麥所特有的黃酮類化合物在其他谷物中很少見到，黃酮類多酚活性物質(zhì)具有抗炎、降血脂和強(qiáng)心等作用[1]。目前，我國(guó)對(duì)蕎麥的利用主要是蕎麥籽粒，包括蕎麥淀粉、蕎麥蛋白提取物（BWPE）、蘆丁和蕎麥油，籽粒副產(chǎn)品主要有保健醋、保健酒、飼料、蕎麥茶等[2]，而對(duì)于蕎麥秸稈的處理多是焚燒或者丟棄，只有少部分用于動(dòng)物飼料。因此，產(chǎn)生了大量廢棄物，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染[3]。

目前，秸稈還田已經(jīng)得到了大面積的推廣應(yīng)用，這項(xiàng)措施的使用在很大程度上提升了土壤肥力[4]，但在蕎麥秸稈還田過程中，正確評(píng)價(jià)不同腐熟劑處理的腐熟效果顯得尤為重要。本研究通過探究不同處理對(duì)蕎麥秸稈腐熟效果的影響，確定蕎麥秸稈的最佳腐熟處理，旨在提高秸稈降解效率及資源利用效率。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗(yàn)材料

1.1.1 ? ?供試蕎麥秸稈及腐熟劑。供試蕎麥秸稈取自山西臨縣的村莊，取回后用作秸稈還田的試驗(yàn)材料。復(fù)合有機(jī)肥腐熟劑（1 000 g/袋，有效活菌數(shù)≥2億個(gè)/g），由湖南山河美生物科技有限公司生產(chǎn);秸稈發(fā)酵劑（100 g/袋，有效菌含量 ≥100億個(gè)/g），由河南農(nóng)富康生物有限公司生產(chǎn);生物菌肥腐熟劑（200 g/袋，有效活菌數(shù)≥60億個(gè)/g），由河南南華千牧生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.1.2 ? ?儀器與設(shè)備。BSA224S電子天平，由賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司生產(chǎn);101-2S恒溫烘箱，由浙江力辰儀器科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 ? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)10個(gè)蕎麥秸稈處理，見表1。各處理重復(fù)6次，按照蕎麥秸稈還田相關(guān)要求和秸稈腐熟劑商品說明進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3 ? ?試驗(yàn)方法

1.3.1 ? ?蕎麥秸稈樣品準(zhǔn)備。試驗(yàn)蕎麥秸稈取回后自然曬干，測(cè)定其初始含水量。將秸稈分為3個(gè)部分，按比例添加水分，控制秸稈含水量分別為40%、60%、80%，并通過尼龍網(wǎng)袋法測(cè)定。利用切割機(jī)將長(zhǎng)短、粗細(xì)均相近的秸稈切成秸稈段（長(zhǎng)約4 cm），稱取70.0 g并用尼龍網(wǎng)袋裝好，對(duì)60袋蕎麥秸稈樣品進(jìn)行編號(hào)。選取6袋蕎麥秸稈樣品于90 ℃烘箱烘干8 h，并分別記錄重量，記為Na。

1.3.2 ? ?蕎麥秸稈腐熟。根據(jù)腐熟劑各產(chǎn)品說明，經(jīng)計(jì)算得上述3種腐熟劑最適添加比例分別為10.0%、0.8%、1.0%，利用電子天平分別稱量各個(gè)秸稈腐熟劑，各處理重復(fù)6次。在呂梁學(xué)院試驗(yàn)種植草地塊挖坑（規(guī)格為50 cm×30 cm×20 cm），然后將尼龍網(wǎng)袋裝好的蕎麥秸稈樣品置于坑中，土壤深10 cm。

1.3.3 ? ?樣品預(yù)處理。于試驗(yàn)進(jìn)行第12、24、36、48、60天分別隨機(jī)選取樣品各1袋取回室內(nèi)，用自來水多次反復(fù)沖洗，至濾液無色為止，徹底清除土塊等雜物，將洗凈的樣品于90 ℃烘箱烘干8 h，并分別記錄重量，記為Nb。秸稈降解率（Wb）=（Na-Nb）×100/Na，分別得到腐解12、24、36、48、60 d后的蕎麥秸稈降解率。之后用粉碎機(jī)將樣品進(jìn)行粉碎，置于干燥器中待用。

1.3.4 ? ?秸稈中干物質(zhì)含量測(cè)定。取潔凈鋁盒并將盒蓋打開放入烘箱，于105 ℃條件下烘干30 min后取出蓋好。將干燥器中盛入硅膠，移入鋁盒冷卻30 min，稱重。再烘干30 min，并進(jìn)行二次稱重，達(dá)到恒重，即2次稱重之差<1 mg，將其記為m0。將樣品粉碎并混合均勻，稱取約3 g平鋪至已達(dá)恒重的鋁盒中，準(zhǔn)確稱量（m1）。烘箱預(yù)熱至115 ℃，將鋁盒蓋子放在盒底并烘箱，于100 ℃烘干4 h。取出后蓋好盒蓋，迅速移入干燥器中冷卻至室溫，并稱重。采用相同的方法烘干約2 h，再稱重（m2），直到2次重量之差<2 mg為止[5-6]。計(jì)算公式如下：

干物質(zhì)含量（M）（%）=（m2-m0）/（m1-m0）×100

1.3.5 ? ?硝酸乙醇法測(cè)定纖維素含量。取少量樣品，測(cè)定其水分含量，記為w。精確稱量干燥樣品1.00～1.05 g，記為m0，放入250 mL潔凈錐形瓶中。加入硝酸-乙醇混合液25 mL，裝上回流冷凝管，用沸水浴加熱1 h。將G4玻璃砂芯斗在500 ℃灼燒至質(zhì)量恒定。用G4玻璃砂芯漏斗抽濾，去除溶劑。上述重復(fù)操作3～5次，直到纖維變白。用硝酸-乙醇混合液10 mL洗滌殘?jiān)儆脽崴礈熘良谆仍囼?yàn)不呈酸性反應(yīng)為止。最后，用無水乙醇洗滌2次，將濾液抽干后，將盛有殘?jiān)牟Ａ靶韭┒芬迫?05 ℃烘箱烘干至質(zhì)量恒定并稱量，記為m1，然后放到坩堝中于500 ℃灼燒至質(zhì)量恒定，稱質(zhì)量，記為m2[7-9]。計(jì)算公式如下：

纖維素含量（C）（%）=（m1-m2）/[m0×（1-w）]×100

1.4 ? ?數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理與編輯，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選擇P=0.05作為差異顯著水平。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?不同處理的秸稈腐熟效果

在試驗(yàn)過程中，每隔12 d觀測(cè)1次秸稈顏色、氣味和秸稈腐解度。由表2可知，腐熟劑對(duì)蕎麥秸稈的軟化作用在秸稈腐熟處理后12 d開始顯現(xiàn)，12 d后腐解速度加快，處理后24 d，腐熟劑處理的蕎麥秸稈明顯變軟，處理后48 d散發(fā)腐爛味，處理后60 d秸稈已基本全部腐爛。CK出現(xiàn)腐爛味較處理T5晚20 d左右，秸稈腐熟效果較差。

2.2 ? ?不同處理對(duì)蕎麥秸稈干物質(zhì)的影響

從表3可以看出，0～24 d腐解后剩余干物質(zhì)重量迅速下降，24～48 d腐解后剩余干物質(zhì)重量下降速度有所減緩，48～60 d腐解后剩余干物質(zhì)重量下降趨于平緩。處理T5的蕎麥秸稈干物質(zhì)總質(zhì)量變化從處理后的12 d開始急劇下降到47.31 g，與其他9個(gè)處理比較達(dá)顯著水平。

從圖1可以看出，當(dāng)蕎麥秸稈含水量為40%時(shí)，前24 d蕎麥秸稈累積降解率增加較快，處理T1、T4和T7蕎麥秸稈累積降解率分別為32.49%、37.64%、35.31%;處理后24～48 d累積降解率仍增加但增幅不斷減小;處理后48 d，處理T1、T4及T7蕎麥秸稈累積降解率分別44.89%、61.73%、50.65%;處理后48～60 d各處理累積降解率逐漸趨于平緩;處理后60 d，處理T1、T4及T7蕎麥秸稈累積降解率分別為46.28%、66.41%、52.57%。

從圖2可以看出，當(dāng)蕎麥秸稈含水量為60%時(shí)，前24 d蕎麥秸稈累積降解率增加較快，處理T2、T5和T8蕎麥秸稈累積降解率分別為44.13%、53.58%、38.80%;處理后24～48 d累積降解率仍增加但增幅不斷減小;處理后48 d，處理T2、T5及T8蕎麥秸稈累積降解率分別52.75%、72.75%、60.89%;處理后48～60 d各處理累積降解率逐漸趨于平緩;處理后60 d，處理T2、T5及T8蕎麥秸稈累積降解率分別為54.50%、78.92%、62.49%。在0.05顯著水平下差異性分析表明，不同秸稈腐熟劑間的差異性較為顯著。

從圖3可以看出，當(dāng)蕎麥秸稈含水量為80%時(shí)，前24 d蕎麥秸稈累積降解率增加較快;處理T3、T6和T9蕎麥秸稈累積降解率分別為33.12%、34.19%、32.70%;處理后24～48 d累積降解率仍增加但增幅不斷減小;處理后48 d，處理T3、T6及T9蕎麥秸稈累積降解率分別為43.11%、58.45%、49.53%;處理后48～60 d各處理累積降解率逐漸趨于平緩;處理后60 d，處理T3、T6及T9蕎麥秸稈累積降解率分別為44.17%、62.10%、51.68%。

由圖1、2、3可知，利用不同秸稈腐熟劑處理蕎麥秸稈的動(dòng)態(tài)累積降解率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)大致相同。秸稈腐熟劑對(duì)蕎麥秸稈的降解作用基本分為3個(gè)階段：快速降解期（0～24 d）、中速降解期（24～48 d）、慢速降解期（48～60 d）。綜合分析可得，當(dāng)秸稈含水量一定時(shí)，生物菌肥腐熟劑腐熟處理降解率最大，腐熟效果最佳。

2.3 ? ?不同處理蕎麥秸稈剩余纖維素含量的動(dòng)態(tài)變化

從不同處理對(duì)蕎麥秸稈纖維素含量的影響（表4）可以看出，纖維素含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少。從纖維素含量變化看，處理T5的纖維素含量變化最明顯，在處理后12 d的纖維素剩余含量為24.7%，較其他處理少，表明生物菌肥腐熟劑的腐熟效果明顯優(yōu)于其他腐熟劑。

3 ? ?結(jié)論

通過不同腐熟劑處理蕎麥秸稈，對(duì)蕎麥秸稈動(dòng)態(tài)累積降解率、纖維素含量和干物物質(zhì)含量進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈發(fā)酵劑、生物菌肥腐熟劑較為適合在與本研究具有類似的半干旱土壤環(huán)境試驗(yàn)田中進(jìn)行蕎麥秸稈直接還田時(shí)使用，生物菌肥腐熟劑在降解率、降解效果等方面均表現(xiàn)最佳，在生物菌肥腐熟劑+蕎麥秸稈（含水量60%）處理時(shí)腐熟效果最優(yōu)。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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