利用生防菌劑高效堆肥煙桿雞糞

利用生防菌劑高效堆肥煙桿雞糞

中國(guó)煙草的種植面積和產(chǎn)量在世界上最為首要地位。2009年以來，中國(guó)吸煙種植面積為1123萬公頃h2m，卷煙產(chǎn)量為230萬噸。廢棄的煙桿重量幾乎與煙草的重量相當(dāng),大量煙桿被焚燒或丟棄。規(guī)模化、集約化養(yǎng)殖以來,我國(guó)每年產(chǎn)鮮雞糞8400萬t,只有少量作為農(nóng)家肥使用,而大量糞便尚無有效的處理技術(shù)和方法,對(duì)環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。長(zhǎng)沙市寧鄉(xiāng)縣是湖南省水田烤煙典型種植區(qū),適宜煙葉栽培的面積有4.13萬hm2,2012年寧鄉(xiāng)縣種植煙葉6753.33hm2;寧鄉(xiāng)縣也是湖南省畜禽養(yǎng)殖大縣,2012年出欄肉豬241.69萬頭,出籠家禽4122.55萬羽。據(jù)此,寧鄉(xiāng)年產(chǎn)豬糞60萬t、雞糞16萬t、煙桿5.2萬t。如果利用現(xiàn)代生物菌肥生產(chǎn)技術(shù)對(duì)這些廢棄物加以處理,將有效杜絕環(huán)境污染現(xiàn)象,改善周邊居民的生活環(huán)境。該文以寧鄉(xiāng)養(yǎng)殖場(chǎng)禽畜糞便和烤煙秸稈為基料,探索了煙桿雞糞堆肥發(fā)酵工藝,為制備出水稻病害專用生防菌肥、提升水稻品質(zhì)、增產(chǎn)增收、實(shí)現(xiàn)水稻可持續(xù)發(fā)展提供了參考數(shù)據(jù)。1材料和方法1.1發(fā)酵菌種堆肥試驗(yàn)在長(zhǎng)沙日日新肥料公司寧鄉(xiāng)基地進(jìn)行;煙桿從湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草基地中南站獲得,生煙桿經(jīng)機(jī)械剪切、粉碎,含水量在50%左右;鮮雞糞從寧鄉(xiāng)溫氏集團(tuán)獲得,含水量在55%左右。試驗(yàn)使用的發(fā)酵菌劑1為:哈茨木霉菌劑ACCC31707,5億cfu/g;發(fā)酵菌劑2為:耐熱芽孢桿菌Lys-768菌劑,300億cfu/g;發(fā)酵菌劑3為:高溫蛋白酶產(chǎn)生菌Lys-068菌劑,300億cfu/g;均由長(zhǎng)沙水地沙生物科技有限公司提供。水稻紋枯病拮抗菌Lys-067:由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生科院實(shí)驗(yàn)室保存,委托長(zhǎng)沙水地沙生物科技有限公司生產(chǎn),有效芽孢數(shù)400億cfu/g。1.2微生物指標(biāo)檢測(cè)每個(gè)處理分別稱取新鮮雞糞250kg,粉碎的煙桿250kg,加入不同配比的菌劑組合,均勻混合,堆成發(fā)酵堆。共設(shè)6個(gè)處理,其中處理A:250g菌劑1+250g菌劑2;處理B:250g菌劑1+250g菌劑3;處理C:250g菌劑2+250g菌劑3;處理D:167g菌劑1+167g菌劑2+167g菌劑3;處理E:100g菌劑1+200g菌劑2+200g菌劑3,以不加任何菌劑作對(duì)照(CK)。用表頭式溫度計(jì)垂直插入發(fā)酵堆35cm處,每天14:00定時(shí)測(cè)定堆溫1次,并在第3、7、12天測(cè)溫后均勻翻堆1次,每3d在發(fā)酵堆35cm深度處取樣約50g,進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)測(cè)定。發(fā)酵結(jié)束后測(cè)定有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、含水量、酸堿度。1.3發(fā)酵肥的制備(1)有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀按NY525-2011中所述方法測(cè)定。(2)微生物總數(shù)(以細(xì)菌計(jì))測(cè)定。配制麩皮培養(yǎng)基(WheatBranAgar,WBA):麩皮20.0g,自來水180.0mL,100℃微火煮沸20min,并不斷添水,2層紗布擠壓過濾,濾液定容值為200mL,加入4.0g瓊脂,自然pH值,溫度為121℃滅菌25min。并按照10倍稀釋法涂布平板,培養(yǎng)形成單菌落后計(jì)數(shù)。(3)煙桿雞糞堆肥發(fā)酵后含水量的測(cè)定。按GB/T8576中所述方法測(cè)定。(4)煙桿雞糞堆肥發(fā)酵后pH值的測(cè)定。稱取5g風(fēng)干后樣品于100mL燒杯中,加入50mL冷卻的沸水,攪動(dòng)15min,靜置30min,pH計(jì)直接測(cè)定。(5)水稻病害專用生防菌肥的配制。將煙桿雞糞充分發(fā)酵腐熟堆肥風(fēng)干至含水量為13%~15%,按照重量的0.5%添加400億cfu/g的水稻紋枯病拮抗菌Lys-067,混勻制成水稻紋枯病拮抗菌Lys-067含量達(dá)2億cfu/g的病害專用生防菌肥。2結(jié)果與分析2.1發(fā)酵溫度和發(fā)酵周期不同處理對(duì)煙桿雞糞堆肥發(fā)酵溫度的影響見圖1。可以看出,添加發(fā)酵菌劑的處理與未加發(fā)酵菌劑的處理相比,堆肥發(fā)酵溫度差異明顯,發(fā)酵菌劑處理(A~E)在前6d溫度升幅很快,6~8d達(dá)最高值,最高溫度為62~68℃,其中處理E(100g菌劑1+200g菌劑2+200g菌劑3)最高,發(fā)酵溫度達(dá)68℃。高溫發(fā)酵維持3~4d,發(fā)酵10d后溫度略有下降,13~15d下降較快,堆肥完全發(fā)黑,18d發(fā)酵腐熟完成。而未加任何菌劑的堆肥發(fā)酵,溫度升幅相對(duì)較慢,約11d達(dá)最高溫度(53℃),然后發(fā)酵溫度緩慢下降,發(fā)酵周期較長(zhǎng),堆肥腐熟較慢?？梢?添加發(fā)酵菌劑有利于加速堆肥發(fā)酵進(jìn)程,發(fā)酵溫度較高有利于殺死植物病原菌及蟲卵,縮短發(fā)酵周期,降低發(fā)酵時(shí)間及場(chǎng)地成本。2.2堆肥微生物總量堆肥發(fā)酵關(guān)鍵是微生物大量繁殖,進(jìn)行大分子降解作用,其中蛋白質(zhì)降解為氨基酸和小肽,纖維素分解為寡聚纖維、寡糖或葡萄糖等,同時(shí)微生物在利用這些物質(zhì)的同時(shí),產(chǎn)生放熱反應(yīng),使堆肥充分腐熟,堆肥的溫度與微生物數(shù)量直接相關(guān)。試驗(yàn)中不同菌劑組合發(fā)酵煙桿雞糞堆肥過程中微生物總量影響結(jié)果見圖2?？梢钥闯?添加發(fā)酵菌劑的處理(A~E),堆肥發(fā)酵微生物數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未加發(fā)酵菌劑處理(CK)的數(shù)量。菌劑組合處理堆肥在3~6d處于微生物對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,9d達(dá)最高,其中處理A、B、D、E單菌落總數(shù)達(dá)200億cfu/g以上,處理E最高,為254.6億cfu/g,平板計(jì)數(shù)時(shí),細(xì)菌種類較少,說明主要由發(fā)酵劑的優(yōu)勢(shì)微生物繁殖活躍,實(shí)現(xiàn)煙桿雞糞堆肥充分發(fā)酵腐熟。在未添加發(fā)酵菌劑的自然發(fā)酵中微生物繁殖較慢,平板計(jì)數(shù)時(shí),細(xì)菌種類較多,但菌數(shù)總量不超過100億cfu/g,說明發(fā)酵過程中優(yōu)勢(shì)微生物不明顯,自然發(fā)酵周期過長(zhǎng)。這種趨勢(shì)與溫度變化一致,說明溫度的高低與微生物數(shù)量呈正相關(guān),添加發(fā)酵菌劑有利于煙桿雞糞快速腐熟。2.3煙桿雞糞發(fā)酵前后的性狀變化煙桿雞糞經(jīng)過微生物發(fā)酵處理后,其結(jié)果見表1?？梢钥闯?煙桿雞糞經(jīng)發(fā)酵后,pH值均有所下降,其中發(fā)酵劑添加哈茨木霉菌劑(處理A、B、D、E),pH值下降更明顯,這與木霉菌酸性環(huán)境生長(zhǎng)特性一致;煙桿雞糞經(jīng)高溫發(fā)酵水分均大幅降低,有利于后期干燥;CK和5個(gè)處理組的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量在發(fā)酵后均有所提高,表明煙桿雞糞發(fā)酵后腐熟充分,水分蒸發(fā)較多,肥效提高,有利于植物吸收;煙桿雞糞發(fā)酵后的外觀、色澤、氣味發(fā)生明顯變化,雞糞惡臭基本去除,不愉快氣味明顯減弱,較干,顆粒狀,褐色,發(fā)酵劑中哈茨木霉菌劑可減少氨氣味,堆肥比較疏松,利于通氣。哈茨木霉具有完整纖維素酶系,可適當(dāng)降解煙桿纖維,而且是公認(rèn)的生防菌;但哈茨木霉會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品表面略有白色,不利于商品外觀,添加量不宜過多。無哈茨木霉發(fā)酵劑組合(處理C),發(fā)酵產(chǎn)品略有氨氣味,不利于產(chǎn)品貯存。試驗(yàn)中發(fā)酵劑處理組,無論是堆肥發(fā)酵的理化指標(biāo)還是外觀色澤氣味均比CK優(yōu)越,而且發(fā)酵周期明顯縮短,發(fā)酵劑處理煙桿雞糞的發(fā)酵周期為18~21d。這與王衛(wèi)平、范廣璞等研究的結(jié)果基本一致。而CK屬于自然發(fā)酵,發(fā)酵周期長(zhǎng)達(dá)45~60d,不利于大生產(chǎn)。綜合考慮,以處理E效果最佳,即發(fā)酵菌劑100g菌劑1+200g菌劑2+200g菌劑3,添加量為1.0%。3煙桿雞糞堆肥發(fā)酵煙桿雞糞混堆發(fā)酵,比單一雞糞發(fā)酵更疏松,便于通氣,發(fā)酵更加充分。組合菌劑堆肥發(fā)酵后,大大縮短發(fā)酵周期,通過5組發(fā)酵劑處理煙桿雞糞堆肥發(fā)酵,18~21d可以完成煙桿雞糞堆肥發(fā)酵,發(fā)酵后的理化指標(biāo)除水分不達(dá)標(biāo)外,酸堿度、有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷、全鉀等含量均達(dá)到或超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY525-2011。其中,