陳皮廢棄果渣(液)有機碳肥研制及肥效初報*

衛尤明，廖宗文，朱佳豪，毛小云，2

(1.華南農業大學資源環境學院 廣東廣州 510642；2.廣東省生態循環農業重點實驗室 廣東廣州 510642)

新會陳皮為廣東三寶之首，但長期以來制作過程中的“取皮棄肉”，造成每年丟棄的陳皮柑肉約160 kt，引起了一定的污染。傳統的發酵堆肥與厭氧制酵素等方法存在制作周期長、見效慢的缺點，難以處理陳皮加工時產生的大量廢渣(液)，急需一種能快速處理的適用技術。柑肉(液)處理技術遇到瓶頸，急需突破，否則，不僅發展受阻，現有的陳皮加工產業也會因污染問題難以為繼。

近年來，已采用制果醬、制酒、制醋等方法對果肉(液)進行資源化利用，但均因方法成本高、市場競爭力不強未能實現產業化。用果肉制酵素肥或食品有一定的成效，但因發酵時間長(3～8個月)，難以在短期內處理收獲季節(每年的10—12月)陳皮加工所產生的大量廢渣(液)，急需一種能快速處理的適用技術。本文應用有機碳技術原理，根據果肉(液)有機成分，探索了快捷加工成有機碳肥的新途徑，并驗證了柑液有機碳肥的肥效。

1 材料與方法

2018年5月至2019年3月在華南農業大學農場及校內大棚，以玉米、油麥菜、小白菜為供試作物，分別開展了大田及盆栽試驗。

供試土壤：盆栽土的pH 5.42，其中各物質及質量分數依次為有機質15.6 g/kg、全氮0.31 g/kg、速效磷2.78 mg/kg和速效鉀18 mg/kg；大田土的pH為7.1，其中各物質及質量分數依次為有機質26.32 g/kg、全氮2.03 g/kg、堿解氮155.6 mg/kg、速效磷96.7 mg/kg和速效鉀61.4 mg/kg。

試驗施肥：盆栽氮、磷、鉀基肥分別為尿素(wN=46.4%)、過磷酸鈣(wP2O5=12%)、氯化鉀(wK2O=62.6%)；大田常規復合肥中N、P2O5、K2O的質量分數均為15%；氯化銨(wN=26.1%)、硝酸鉀(wN=13.7%，wK2O=46.1%)；FSC福生有機碳肥，某公司提供，其中α-酮戊二酸、丙酮酸的質量濃度依次為24.2、22.5 g/L；原料柑液有機碳肥(簡稱原料柑碳肥)，某公司生產，以新會陳皮丟棄的廢果肉(液)發酵而成，C/N(質量比，下同)為7.59，其中α-酮戊二酸、丙酮酸、檸檬酸的質量濃度依次為0.267、0.141、38.9 g/L；各型復方柑液有機碳肥(簡稱復方柑碳肥)是原料柑碳肥與添加劑通過不同配方制成，其中C/N分別為A15.49、A23.25、A33.54。

1.1 大田小白菜試驗

比較了復方柑碳肥與硝態氮和銨態氮的效果。試驗在華南農業大學農場進行，共設2個復方柑碳肥處理、3個對照，每個處理重復2次，每個重復小區面積為1 m2、各有80株小白菜。各處理氮、磷、鉀基肥用量一致，為習慣用量(復合肥150 kg/hm2)；試驗期間追肥1次，施用復合肥300 kg/hm2。大田小白菜試驗施肥方案見表1。

表1 大田小白菜和玉米試驗施肥方案

試驗周期為2018年9月14日至10月29日，共45 d，夏季轉秋季。供試小白菜共噴肥3次，用量依次為100、200、200 mL，共500 mL。播種4 d后出苗，出苗后第10、20、32 d依次噴肥第1、2、3次，第3次噴肥后9 d收獲。

1.2 大田玉米試驗

試驗在華南農業大學農場進行，共設2個復方柑碳肥處理、3個對照，每個處理重復2次，每個重復小區面積為3.7 m2、各有30株玉米。各處理氮、磷、鉀基肥用量一致，為習慣用量(復合肥300 kg/hm2)；試驗期間追肥2次，每次施復合肥525 kg/hm2。大田玉米試驗施肥方案見表1。

試驗周期為2018年9月7日至11月16日，共70 d，夏季轉秋季。供試玉米共噴肥3次，用量依次為0.8、1.0、1.0 L，共2.8 L。移苗后第25、36、47 d依次噴肥第1、2、3次，第3次噴肥后23 d收獲。

1.3 盆栽油麥菜試驗

考察了不同C/N柑液有機碳肥及不同施用方式的效果。試驗在華南農業大學校內大棚進行，共設8個處理、3個對照，每個處理重復3次(盆)，每盆3株。每盆裝填4 kg盆栽土，所施氮、磷、鉀基肥用量一致，1 kg土壤中含N、P2O5、K2O的質量依次為120、80、100 mg。盆栽油麥菜試驗施肥方案見表2。

表2 盆栽油麥菜試驗施肥方案

試驗周期為2018年11月27日至2019年1月16日，共50 d。供試油麥菜共施肥3次，每次噴施量依次為50、50、100 mL，共200 mL；每次灌施量依次為60、60、120 mL，共240 mL。移苗后第10、21、38 d依次噴(灌)肥第1、2、3次，第3次噴(灌)肥后12 d收獲。

1.4 盆栽玉米試驗

試驗加入FSC福生有機碳肥，考察了復方柑碳肥、氯化銨、硝酸鉀的施肥效果。針對盆栽土鉀含量低的問題，對葉片中的鉀含量進行了分析，以判斷肥料是否可以促進鉀的吸收。試驗采用納氏試劑比色法測定葉片中銨態氮的含量，考察施用復方柑碳肥是否可促進氮的同化。

試驗在華南農業大學校內大棚進行，共設3個處理、3個對照，每個處理3盆，每盆3株。每盆裝填4 kg盆栽土，所施氮、磷、鉀基肥用量一致，1 kg土壤中含N、P2O5、K2O的質量依次為120、80、100 mg。盆栽玉米試驗施肥方案見表3。

表3 盆栽玉米試驗施肥方案

試驗周期為2018年7月28日至9月13日，共47 d，夏季。供試玉米共噴肥4次，用量依次為50、50、100、100 mL，共300 mL。播種5 d后出苗，出苗后第7、14、21、35 d依次噴肥第1、2、3、4次，第4次噴肥后7 d收獲。

2 結果與分析

2.1 大田小白菜試驗情況

由表4可知：與清水處理(CKO)相比，噴施復方柑碳肥能明顯增產，增產率27.8%～52.6%，其中噴施復方柑碳肥A3(T2)處理的產量最高，優于T1處理，且增幅大于2種氮肥處理(CK1和CK2)；噴施復方柑碳肥可使葉綠素含量得到提升，提升率為0.7%～6.9%。

表4 大田小白菜試驗各處理的產量及葉綠素測定值

2.2 大田玉米試驗情況

由表5可知：與對照清水處理(CK0)相比，噴施復方柑碳肥A2(T1)處理可增產14.2%，且優于2種氮肥處理(CK1和CK2)；但噴施復方柑碳肥A3(T2)處理未能實現增產。試驗以玉米穗產量作對比，與僅收獲營養器官的小白菜不同，玉米進入生殖生長階段后代謝不同，C/N優化值隨之有相應變化，故噴施復方柑碳肥A2增產而噴施復方柑碳肥A3略減產，但降幅比噴施氯化銨(CK1)處理的低；噴施復方柑碳肥A2的增產效果優于噴施硝酸鉀的，表明C/N適合的復方柑碳肥對玉米的肥效優于普通銨、硝兩種形態的化肥氮。試驗結果表明，存在營養生長和生殖生長2個階段的作物，需要依其生理特點調整C/N，才能更好地發揮肥效潛力。

2.3 盆栽油麥菜試驗情況

由表6可知：噴(灌)施各種柑液有機碳肥均比清水處理有明顯的肥效，鮮重提高了10.4%～71.0%，葉綠素含量提高了0%～4.7%，植株中全鉀質量分數提高了0.4%～19.9%；3種復方柑碳肥(A1、A2、A3)的施用效果均優于原料柑碳肥的；噴施復方柑碳肥A3的效果優于噴施A1、A2的，灌施則相反；噴施氯化銨效果不明顯，與原料柑碳肥混配后再噴施，肥效得到大幅提升，表明柑液有機碳肥對氯化銨有明顯的增效作用。

表5 大田玉米試驗各處理的產量

表6 盆栽油麥菜試驗結果

2.4 盆栽玉米試驗情況

由表7可知：噴施復方柑碳肥后增產明顯，增幅達12.9%，優于其他單獨施用化肥或配施FSC處理；噴施復方柑碳肥降低了植株的銨態氮含量，這與銨態氮加速轉化為有機態氮有關，已有報道有機碳可促進水稻氮同化、減少葉片中銨態氮含量、促進高產[1-2]；T3(復方柑碳肥A2)處理的銨態氮減幅明顯大于其他碳、氮肥處理，而且其鮮重增幅最大；各處理的銨態氮降幅與產量增幅大致呈負相關趨勢。

表7 盆栽玉米試驗結果

3 討論

3.1 柑液有機碳肥的增產效應及其影響因素

3.1.1 C/N調配的增產效應

盆栽、大田試驗結果表明，柑液有機碳肥增產作用明顯，但增產效果因作物種類不同有較大差異，葉菜類(小白菜、油麥菜等)增產18.6%～71.0%；除了大田玉米T2(復方柑碳肥A3)處理外，玉米增產12.9%～14.2%。這說明有機碳肥的增產效果與其C/N有很大關系，葉菜類施用C/N為3.2～3.5的復方有機柑碳肥效果較好，谷物類施肥的C/N在2.1～3.2為宜。C/N是重要的養分平衡[1，3]，依據作物種類的不同配制相應的柑液有機碳肥，可進一步發揮其增產潛力。玉米、蔬菜的肥效差別可能與兩者的不同生理特性有關，尤其是與C3作物和C4作物的光合作用及后續的生化代謝特點有關。葉菜類生長至收獲為營養生長，可直接以生物量衡量肥效；玉米則有營養生長和生殖生長2個階段，涉及養分在生殖生長階段的重新分配，肥效分生物產量和經濟產量，故試驗設盆栽、大田分別在營養生長階段和玉米成熟期收獲評價。噴(灌)施柑液有機碳肥還可促進鉀的吸收，增幅達0.4%～19.9%，在缺鉀土壤上的效果將更好。

3.1.2 與銨態氮配合的增效作用

3.1.3 柑液有機碳肥噴施與灌施的比較

葉菜類的盆栽試驗結果顯示，總體上灌施效果優于噴施效果，灌施產量增幅高出噴施的30%～44%。灌施的養分可較好地保留于土層而被根吸收，且其中的丙酮酸、檸檬酸等有機酸對土壤中的微量元素有一定的絡合增效作用(對土壤微生物也有一定的促進作用)。噴施方式作用時間短，易受氣候影響，一旦下雨易淋失，因此效果不及灌施。

3.2 開發廢棄資源，構建生態閉環

試驗所用方法與傳統發酵堆肥、厭氧制酵素等處理方法相比，具有加工速度快(約3 h)、處理量大、廢棄物處理干凈等優點，可開發高效有機碳產品，市場前景廣闊，在原料收納和市場開拓兩方面具有突出優勢。新會地區大部分果場與加工企業聯系緊密，加工企業(如有機碳肥廠)可就近收納果場的廢柑肉(液)，制成的肥料無需經銷商渠道，直接銷售給果園施用，由此構建成一種基于廢液轉化為肥料的雙向對流生態閉環。

果場與加工企業互為供銷關系，可形成具有內在耦合聯系的良性循環，這一獨特優勢更有利于廢柑肉(液)收納，也更有利于柑液有機碳肥的銷售，生態效益和經濟效益的提升都很明顯。

試驗所用方法為鄉村振興中興起的農產品加工產業的廢渣(液)的資源化處理提供了新的科技動力。熱帶、亞熱帶的農產品加工所產生的廢物，如中藥渣(液)、酒精廠木薯渣(液)以及菠蘿、椰子等水果加工廠的廢渣(液)等，均可采用這一資源化技術進行開發。既要“金山銀山”，又有“綠水青山”，在鄉村振興中推進綠色發展。