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2.3 秸稈堆漚還田技術

秸稈堆漚還田是農作物秸稈無害化處理和肥料化利用的重要途徑。在傳統(tǒng)農業(yè)生產中,秸稈堆漚和糞肥積造,尤其是兩者的混合堆肥,是耕地肥料的主要來源,對種植業(yè)生產的發(fā)展起著至關重要的作用。在現代農業(yè)生產中,隨著化肥的大量施用,秸稈堆漚還田逐漸被人們忽視,加之其他秸稈還田方式沒有得到推廣應用,導致土壤有機質減少,土壤肥力下降,嚴重制約著農作物產量和品質的提高。由于時代發(fā)展的要求,秸稈堆漚還田已經不是主要的還田方式,但其在高效有機肥和秸稈批量化處理方面仍將發(fā)揮重要作用。

2.3.1 農作物秸稈自然發(fā)酵堆漚還田技術

2.3.1.1 技術簡介

這是一種我國農村普遍采用的方法,是中低產田改良土壤、培肥地力的一項重要措施。該技術直接把農作物秸稈堆放在地面上,與牲畜糞尿充分混勻后密封,使其自然發(fā)酵。這項技術最大的優(yōu)點是簡單方便,但是由于發(fā)酵溫度較低,因此發(fā)酵時間較長,降解的效果也較差。若要縮短堆肥時間,可以采取添加發(fā)酵菌營養(yǎng)液和降解菌的措施。

秸稈等有機物的堆漚,根據含水量的多少可分為兩大類。一是漚肥還田。如果水分較多,物料在淹水(或污泥、污水)條件下發(fā)酵,就是漚肥的過程。漚肥是嫌氣性常溫發(fā)酵,在全國各地尤其是南方較為普遍。秸稈漚肥制作簡便,選址要求不嚴,田邊地頭、房前屋后均可漚制。但漚肥肥水流失、滲漏嚴重,在雨季更是如此,對水體和周邊環(huán)境造成污染。同時,由于漚肥水分含量多,又比較污濁,用其作腐熟有機肥料使用較為不便。二是堆肥還田。把秸稈堆放在地表或坑池中,并保持適量的水分,經過一定時間的堆積發(fā)酵生成腐熟的有機肥料,該過程就是堆肥。秸稈堆漚,伴隨著有機物的分解會釋放大量的熱量,漚堆溫度升高,一般可達60~70℃。秸稈腐熟礦化,釋放出的營養(yǎng)成分可滿足作物生長的需求。同時,高溫將殺滅各種對作物生長有害的寄生蟲卵、病原菌、害蟲等。秸稈堆漚發(fā)酵也有利于降解消除對作物有毒害作用的有機酸類、多酚類以及對植物生長有抑制作用的物質等,保障了有機腐熟肥的使用安全。傳統(tǒng)秸稈堆漚還田見圖2-5。

圖2-5 傳統(tǒng)秸稈堆漚還田

2.3.1.2 秸稈自然堆漚技術分類

(1)平地堆漚法和半坑式堆漚法

秸稈平地堆漚一般堆高2m,堆寬3~4m,堆長視材料多少而定。秸稈松散,通常1畝農田的秸稈體積在10m3左右,按堆高2m計,堆漚1畝農田的秸稈約占地5m2,加上漚堆翻倒占地和操作場地,總占地約10m2。秸稈平地堆漚時,在地面上先鋪15cm厚的混合材料,然后在其上用木棍放井字形通風溝,各交叉處立木棍,堆好封泥后拔去木棍,即成通氣孔。堆肥高出坑沿1m為宜,如此一個坑基本上可堆漚1畝農田的秸稈。

普通堆肥的配料以玉米秸稈、牛馬糞、人糞尿和細土為主,按3∶1∶1∶5的質量比例混合,逐層堆積。有機物料混合后,調節(jié)水分,使物料含水量達到50%左右。堆后一個月翻倒一次,促使堆內外材料腐熟一致[14]

(2)坑埋式堆漚法

挖適宜深度的堆漚坑,將秸稈填到坑中,蓋土自然腐熟。堆漚物與土壤充分接觸,即使沒有氮素養(yǎng)分和發(fā)酵活性微生物的添加,也有大量土壤微生物參與秸稈的分解過程。10cm厚的堆漚物覆蓋一層土壤,如此夾層式堆積漚制,可以減少蒼蠅和臭味的影響,即使在住宅附近也可以利用空地堆漚。坑埋式堆漚要注意雨季積水對堆漚物的影響。

(3)裝袋堆漚腐熟法

該方法簡單實用,將鍘碎的秸稈裝入適當大且結實的塑料袋中,束口碼放即可。為更好地給微生物創(chuàng)造一個適宜的活動環(huán)境,夏季最好用黑色塑料袋,冬季最好用透明塑料袋。需要注意的是,裝袋堆漚時適當混入一些土壤,以增加腐熟過程中微生物參與活動的量,并有利于水分和臭味的調控。作為促進腐熟的添加物,可以加適量的油渣、米糠以及硫酸銨等。例如,45L大小的塑料袋中加40L的秸稈,可混合2~3kg土、200g油渣和50g硫酸銨。裝袋堆漚也要適當翻倒,并控制水分,以保證均勻腐熟。

(4)夾層式堆漚法

夾層式堆漚法又稱三明治式堆漚法(圖2-6),堆漚前,要根據需要制備相應尺寸的堆漚筐。首先,在筐的底層鋪放20cm厚的碎秸稈(整秸稈鍘成10~20cm長短即可),灑水后踩實;然后鋪撒一些畜禽糞便(如果是干糞,需要噴灑適量的水)、米糠、油渣、肥料等,再鋪放一層碎秸稈……如此一層碎秸稈、一層畜禽糞便,形成夾層式堆積。最上層是畜禽糞便。堆滿筐后,蓋1~2cm厚的土,再蓋上壓板,并用塑料布蓋好防雨,壓上鎮(zhèn)石等重物,即完成夾層式堆漚的建造。

圖2-6 夾層式秸稈堆漚示意

(5) “四合一”暖芯堆漚法

人糞尿、畜禽糞便、作物秸稈、土等分別按10%、40%、30%、20%的比例混合拌勻,加足夠水分保證濕度達60%,即構成“四合一”濕糞。在空閑地上取干秸稈點燃,待火燃盡,立即用干畜糞和秸稈將火堆埋好,厚度約20cm;然后把混合好的“四合一”堆漚料堆培其上,厚度約為30cm,要求暖堆不漏氣、不跑熱。待第一層堆漚料腐熟到外層時,再堆培第二層堆漚料……如此依次堆培,直到把所有的“四合一”堆漚料用完。最后培一層20cm的濕土,以增加保溫。在整個堆培過程中,一定要自然堆放,防止缺水。待熱量傳遞到保溫、保濕土層時,要及時翻堆,以防腐熟過度。腐熟好的堆肥呈黑綠色,有臭味。整個堆制過程10~15d。此方法最適宜溫室大棚堆培所需有機肥的快速腐熟[15]

2.3.2 秸稈堆漚腐熟技術

堆漚是微生物分解有機物的過程,堆肥技術是集成遠古時代的經驗不斷孕育發(fā)展而成的微生物管理技術,目的是最大限度地運用微生物的作用分解秸稈和畜禽糞便等有機物料,使其腐熟成為有機肥,以適合現代種植業(yè)生產的需要。秸稈堆肥的關鍵技術是確保微生物處于良好的生存環(huán)境,包括微生物生存所需要的營養(yǎng)物質、碳氮比、水分、空氣等。

2.3.2.1 秸稈堆漚腐熟過程

秸稈堆漚是一個有大量微生物參與活動的、復雜的生物化學過程。在秸稈堆漚過程中,直接相關的微生物主要是好氧性微生物和一部分厭氧性微生物。秸稈的基本成分是纖維素、半纖維素和木質素。由于秸稈各組成部分結構上的差異性,參與分解的微生物種類及其作用在秸稈分解的各階段皆有所不同。任何秸稈的堆漚腐解都可分為三個時期,即糖分解期(堆漚初期)、纖維素分解期(堆漚中期)、木質素分解期(堆漚后期)。因此,通過控制與調節(jié)秸稈分解過程中微生物活動所需要的條件,就可以控制秸稈分解過程。

(1)堆漚初期:糖分解期

堆漚初期,好氧性微生物絲狀菌和細菌快速繁殖,主要分解秸稈中的糖、淀粉、氨基酸和蛋白質等易分解物質。由于微生物的快速繁殖,將不斷產生并積累越來越多的熱量。

(2)堆漚中期:纖維素分解期

隨著堆漚溫度升高,進入纖維素、半纖維素分解的纖維素分解期。堆漚溫度一般達到60℃以上,放線菌等高溫微生物分解半纖維素,大量消耗氧氣,逐漸形成厭氧環(huán)境,進而纖維素厭氧分解替代半纖維素分解。半纖維素和纖維素分解達到高峰后,漚堆內的溫度逐漸下降,開始進入木質素分解期。

(3)堆漚后期:木質素分解期

木質素分解主要由擔子菌作用。該階段富含纖維素分解的中間產物,加之堆漚溫度降低等,形成了有利于微生物繁殖的環(huán)境條件,使微生物種類趨于多樣化,并產生跳蟲、蚯蚓等小動物。

2.3.2.2 秸稈堆漚腐熟的技術要點

(1)營養(yǎng)源及碳氮比的調控

秸稈堆漚需要人為調控,從而為微生物提供一個良好的生存環(huán)境。環(huán)境調控的關鍵是控制微生物營養(yǎng)源的碳氮比和水分含量。在有機料堆漚過程中,微生物生長需要碳源,蛋白質合成需要氮源,而且對氮的需求量遠遠大于其他礦物營養(yǎng)成分。碳氮比過低,在有機物料分解過程中將產生大量的NH3,腐臭強烈,并導致氮元素損失,降低堆肥的肥效。初始碳氮比過高(高于35∶1),氮素養(yǎng)分相對缺乏,細菌、絲狀菌、放線菌和擔子菌等微生物的繁殖活性受到抑制,有機物降解速度減慢,堆肥時間加長,同時也容易引起堆腐產物的碳氮比過高,作為有機肥施用可能導致土壤的“氮營養(yǎng)饑餓”,危害作物的生長。當碳氮比為(20~30)∶1時,水分含量60%是堆漚最適宜的條件。

秸稈的碳氮比通常在(60~90)∶1。在秸稈堆漚時,應適當加入人畜糞尿等含氮量較高的有機物質或適量的氮素化肥,把其碳氮比調節(jié)到適宜的范圍內,以利于微生物繁殖和活動,縮短堆肥時間。添加畜禽糞便調節(jié)堆漚秸稈的碳氮比也是通常采用的方法。畜禽糞便的碳氮比在(12~22)∶1之間。雞糞、鴨糞的碳氮比較低,一般在(12~15)∶1之間;羊糞、豬糞一般在(16~18)∶1之間;馬糞和牛糞的碳氮比較高,一般在(19~22)∶1之間。使用牲畜尿調節(jié)秸稈堆漚碳氮比,雖然尿中含有大量的氮和鉀,但同時也含有較多的鹽分,堆漚使用時需要加以考慮。為促進秸稈發(fā)酵進程,添加氮素把發(fā)酵物料的碳氮比調整為(20~30)∶1最為適宜。

(2)水分和空氣

適宜的水分含量和空氣條件對于秸稈的堆漚至關重要。水分含量過高,形成厭氧環(huán)境,好氧菌繁殖受到抑制,容易產生堆腐臭和養(yǎng)分損失。水分含量過低,會抑制微生物活性,使分解過程減慢。最適宜的水分含量一般在60%左右,用手使勁攥濕潤過的秸稈,有濕潤感但沒有水滴出,基本可以確定為水分含量適宜。

空氣條件同樣影響微生物活性。氧氣不足,影響微生物對秸稈的氧化分解過程。良好的好氧環(huán)境能夠維持微生物的呼吸,加快秸稈的堆漚腐熟過程。但如果漚堆的疏松通氣性過大,容易引起水分蒸發(fā),形成過度干燥條件,也會抑制微生物的活性。較為適宜的秸稈堆漚容積比為固體40%、氣體30%、水分30%。最佳容重判定值應保持在500~700kg/m3的范圍。

堆漚秸稈的粗細程度與空氣條件有直接關系。鍘切較短的秸稈,微生物作用的表面積增大,微生物繁殖速度和秸稈腐熟進度較快,秸稈熟化的均勻度較高。但堆漚秸稈鍘切過短,不僅會增加加工成本,而且會因自身重量的作用減少了物料間的空隙,漚堆中通透性惡化,導致好氧微生物的活性和數量降低,分解速度慢,產生堆腐臭。一般秸稈鍘切長短以不小于5cm較為適宜。

(3)溫度

秸稈腐熟堆漚微生物活動需要的適宜溫度為40~65℃。保持堆肥溫度55~65℃一個星期左右,可促使高溫微生物強烈分解有機物;然后維持堆肥溫度40~50℃,以利于纖維素分解,促進氨化作用和養(yǎng)分的釋放。在碳氮比、水分、空氣和粒徑大小等均處于適宜狀態(tài)的情況下,依靠微生物的活動能夠使堆漚中心溫度保持在60℃左右,使秸稈快速熟化,并能高溫滅殺堆漚物中的病原菌和雜草種子。

(4)pH值

大部分微生物適合在中性或微堿性(pH值為6~8)條件下活動。秸稈堆漚必要時要加入相當于其重量2%~3%的石灰或草木灰調節(jié)其pH值。加入石灰或草木灰還可破壞秸稈表面的蠟質層,加快腐熟進程。也可加入一些磷礦粉、鉀鈣肥和窯灰鉀肥等用于調節(jié)堆漚秸稈的pH值。

2.3.3 常見秸稈腐熟菌劑及使用

傳統(tǒng)的秸稈簡易堆漚技術速度慢,勞動強度大,為了使秸稈堆漚還田省工、省時,在現代農業(yè)生產過程中,常采用添加各種生物菌劑的方式,結合對碳氮比、溫度、水分等環(huán)境因子的調控,使秸稈得以快速腐熟。

秸稈快速腐熟還田常用微生物菌劑有酵素菌、催腐劑和速腐劑三大類,這些都是具有廣譜性的良好菌劑,它們的使用方法和使用劑量根據處理的秸稈種類不同會有所不同。

2.3.3.1 酵素菌

酵素菌(BYM)是由日本島本家族研制成功的農業(yè)酵素。1994年,山東省濰坊市率先從日本引進酵素菌原菌、酵素菌擴大菌、酵素菌肥料和酵素菌飼料生產技術。當時,在我國農業(yè)部登記時,只登記了優(yōu)勢種7種,其中細菌3種、酵母菌2種、絲狀菌2種,而后我國有16個省、直轄市從日本陸續(xù)重復引進酵素菌及相關產品生產技術。那時,主要是生產酵素菌肥料,曾一度成為微生物肥料的主導產品。

酵素菌堆漚秸稈是一種利用好氧微生物進行秸稈發(fā)酵制取肥料的方法。酵素菌是一類能夠產生多種酶的混合微生物菌群,主要包括好(兼)氧細菌、放線菌和真菌等組成的有益微生物群體。酵素菌堆肥原理是秸稈物料經過接菌堆制后,其間隙中就會長出好氧性細菌和霉菌,這些微生物利用物料間隙中的氧氣分解糖類進行新陳代謝以維持自身生理活動并釋放出CO2,新陳代謝過程中釋放的熱量有助于秸稈物料進一步分解,使糖類在酵母菌的作用下轉化成酒精。在堆腐過程中要及時翻堆,保證氧氣供應充足,使好氧性細菌、酵母菌、霉菌及放線菌等能快速生長繁殖,微生物量增多,秸稈物料不斷得到分解、發(fā)酵及熟化,最終形成優(yōu)質的堆肥。酵素菌不僅能夠分解農作物秸稈等各種有機物料,而且能夠分解土壤中殘留的化肥、農藥等化學成分,還能夠分解沸石、頁巖等礦物質。酵素菌在分解發(fā)酵過程中能夠生成多種維生素、核酸、菌體蛋白等物質,能夠有效提高秸稈的營養(yǎng)價值。

(1)酵素菌的特點

酵素菌是一種特殊的菌種組合,主要有以下幾個特點。

1)好氧性強 酵素菌由一些好氧性或兼性微生物組成,繁殖速度快,抗雜菌能力強。所以利用酵素菌原菌生產酵素菌擴大菌、生產酵素菌肥料和生產酵素菌飼料,均采用開放式生產技術及工藝,秸稈堆漚亦是如此。

2)氧化分解發(fā)酵能力強,升溫快 即使在嚴冬季節(jié),接菌后采用簡單的輔助措施,就可以開始發(fā)酵升溫,發(fā)酵成功。

3)互補性好 酵素菌在菌種組合過程中,考慮了不同時間的作用互補,在一定程度上減緩了因少數菌株退化而導致產品質量下降的影響,因而能長期使用。

(2)堆漚方法

酵素菌可用于各種秸稈如稻草、麥秸、玉米秸等物料的快腐堆漚。一般來說,每堆漚1000kg秸稈,需用酵素菌2.5kg,同時與15kg米糠和1.2kg紅糖混合均勻后使用。有條件的可以放灶灰75kg、磷肥50kg和一定量的尿素、人畜糞尿等。米糠和紅糖是菌種的營養(yǎng),添加尿素或人畜糞尿的目的是調整碳氮比,添加灶灰的目的是調整pH值,添加磷肥能夠提高堆肥的養(yǎng)分含量。

用鮮秸稈堆肥時,先將秸稈在堆肥池外噴水濕透,使含水量達到50%~60%,攤成約30cm厚,然后依次將米糠等添加物與酵素菌混合后均勻鋪撒在秸稈上;然后再堆一層秸稈,再撒一層菌種,如此往復。堆制完成后,堆高一般為1.8~2m,體積不小于10m3,頂部呈圓拱形,頂端用塑料薄膜覆蓋,防止雨水淋入。若是干秸稈,應先將秸稈切碎,然后用水浸泡或在草堆上淋水,使干秸稈含水量保持在65%左右。

(3)酵素菌秸稈堆肥的優(yōu)點

優(yōu)點主要包括:a.酵素菌中含有多種有益微生物和多種酶;b.堆肥產品有機質含量高,氮、磷、鉀三元素含量均衡;c.堆肥過程中能夠殺死部分病原菌及蟲卵和草籽;d.能夠提高農作物產量,改善農作物品質,提高抗病蟲害能力;e.無毒、無污染、環(huán)境友好,可以分解農藥殘留物及毒素。

2.3.3.2 催腐劑

(1)催腐劑堆肥技術原理

催腐劑是化學技術與生物技術相結合的科技產品。其技術原理是根據微生物菌群中鉀細菌、氨化細菌、磷細菌、放線菌等有益微生物的營養(yǎng)需求,以有機物(包括作物秸稈、雜草、有機生活垃圾等)為培養(yǎng)基,選用能夠滿足有益微生物營養(yǎng)要求的化學藥品配制成定量N、P、K、Ca、Mg、Fe、S等營養(yǎng)的化學制劑,能夠有效改善有益微生物的生態(tài)環(huán)境,加速秸稈中有機物的腐解。秸稈催腐劑的主要作用是提高天然有益微生物的繁殖速率,加速生物分解粗纖維、粗蛋白的同時,釋放大量熱量,從而快速提高堆溫,可使堆溫高達55℃。微生物分解釋放的大量熱量能夠殺滅秸稈中的致病菌、雜草種子及病蟲卵,促進秸稈腐爛分解,生產出高品質的有機肥。與普通碳銨堆肥相比,催腐劑堆肥可使肥料有機質含量提高54.9%,速效氮提高10.3%,速效磷提高76.9%,速效鉀提高68.3%,而且采用催腐劑堆肥能定向培養(yǎng)有益土壤微生物(如鉀細菌、放線菌等),增大活性有益微生物在堆肥中的比例,把堆肥轉化成高效活性生物有機肥。

(2)催腐劑堆漚方法

催腐劑堆肥應選在靠近水源的場所,地頭、路旁等平坦地帶。堆漚步驟如下:先將秸稈與水按照1∶1.7的比例充分濕透后,用噴霧器將溶解的催腐劑噴灑于秸稈表面,然后將秸稈堆成寬1.5m、高1m左右的條垛,用泥漿或塑料布密封,防止水分蒸發(fā)、養(yǎng)分流失。由于冬季氣溫較低時微生物的代謝活性不高,為了縮短秸稈堆腐時間,可以在秸稈堆上加蓋一層厚約1.5cm的薄膜用來保溫。

2.3.3.3 速腐劑

秸稈速腐劑是在“301菌劑”的基礎上發(fā)展起來的,是一種由多種高效有益微生物和數十種酶類及無機添加劑組成的復合菌劑。加入速腐劑后,秸稈在微生物分泌的大量的纖維素酶作用下,其中的粗纖維被快速分解為葡萄糖。

秸稈速腐劑主要由以下兩部分組成。

①以分解纖維素能力較強的腐生真菌為中心的秸稈腐熟劑,質量500g,占速腐劑總量的80%。它屬于高濕性菌種,在堆漚秸稈時可產生60℃以上的高溫,20d時間即可將各類秸稈堆腐成有機肥料。

②由固氮、有機磷、無機磷細菌和鉀細菌組成的增肥劑,質量為200g(每種菌均為50g),這類細菌生長的適宜溫度為30~40℃,在翻倒肥堆時加入,以提高堆肥肥效。

2.3.4 代表性農作物秸稈堆漚還田技術流程

2.3.4.1 玉米秸稈快速堆漚還田技術

(1)用廢棄地堆漚技術模式

選擇靠近水源的田間、地頭、空閑地,可采取平地式、半坑式或深坑式。平地式堆寬一般2m左右,堆高1.5~2m;半坑式一般坑深0.5~1m,坑底寬1.7~2m;深坑式一般坑深2m左右,坑底寬1.7~2m,長度視秸稈量多少而定。堆漚時將充分浸透的秸稈分三層堆積,第一、二層厚度分別為50~60cm,第三層30~40cm,分別在各層撒施生物菌劑和尿素,用量比由下至上分別為4∶4∶2(一般堆漚1000kg秸稈用1kg菌劑和5kg尿素),最后用泥封堆,泥厚約2cm,防止水分蒸發(fā)、堆溫擴散和養(yǎng)分流失。

(2)就地堆漚技術模式

秋季玉米收獲后, 將就地粉碎的玉米秸稈青體堆成堆,分層加入生物菌劑、尿素和水,覆土堆漚十幾天后撒施耕翻,作小麥底肥使用。可解決由于秸稈直接還田量大而造成的與小麥苗期爭水、爭肥問題,保證小麥苗全、苗壯。主要由以下技術環(huán)節(jié)組成。

1)秸稈粉碎 用秸稈粉碎機將玉米秸稈粉碎至3~4cm長度。

2)添加畜禽糞便和腐熟劑 一般每50kg秸稈加入腐熟糞便或沼渣、沼液15~20kg,混勻后堆積發(fā)酵。腐熟劑按照說明書推薦量使用,此外,每1000kg秸稈需要添加5kg尿素。待玉米秸稈吸足水分后,壓實,堆成50cm高,并把腐熟劑和尿素均勻地撒于上面,再堆50cm高后均勻撒腐熟劑和尿素,以后每層高度40cm左右。

3)封嚴 堆積好后,用泥將物料堆封嚴。

4)翻耕 將腐熟的秸稈均勻地撒在地里,立即進行深耕、耙地,使秸稈進一步腐熟。

2.3.4.2 稻草秸稈快速腐解還田技術

1)收割 一種是留高茬收割,尾草留于田間,稻草全量還田;另一種是低茬收割,脫粒后全量還田。

2)施肥 將需要施加的有機肥和無機肥作為基肥施于田中。

3)施用秸稈腐熟劑 根據秸稈腐熟劑推薦使用量施用,均勻撒于田間,施用時田間應保持水層2~3cm。

4)拋秧 腐熟劑施用以后,農田靜置1d,即可進行拋秧。拋秧時,田面應保持一定的水層,留高茬稻田和稻草條狀覆蓋水層較淺,為2~3cm;稻草全田覆蓋的稻田水層較深,為5cm左右,以淹沒稻草為準,確保秧根與水接觸。

2.3.4.3 油菜秸稈堆漚腐熟還田技術

油菜秸稈堆漚腐熟還田是指在油菜收獲后,應用秸稈快速腐熟劑和尿素調整秸稈碳氮比,將分散在田角地邊的油菜秸稈集中堆漚腐熟還田。

一般每畝油菜產生秸稈150kg左右,在田角地邊集中留10m2的空田,作為秸稈堆漚區(qū),建成堆底寬2m、長4m、高1m的秸稈堆漚發(fā)酵堆(圖2-7)。每畝油菜秸稈加入生物腐熟劑2~3kg,配入尿素5kg、磷肥5kg。秸稈堆漚發(fā)酵堆堆高一般1m左右,共堆4層,每層25cm。第一層將油菜秸稈鋪于堆底,澆水使秸稈濕度達到見水不流水(秸稈浸濕),料面撒尿素、磷肥、腐熟劑總量的2/10;第二、三層堆高25cm左右,按上述方法分別撒尿素、磷肥、腐熟劑的6/10,第四層堆高25cm,撒尿素、磷肥、腐熟劑的2/10,最后用秸稈10cm封頂,加黑色塑料薄膜覆蓋,堆制20~25d后即成為秸稈發(fā)酵肥,可以還田[11]

圖2-7 油菜秸稈堆漚發(fā)酵堆

2.3.5 秸稈堆漚進程判定

隨著秸稈堆漚進程的深化,堆漚物料隨之發(fā)生階段性、特征性的變化,因此需要密切觀察,經常判定。考慮實地條件、經費及時間等問題,一般采用一些更直接、簡便的判定方法和標準,現介紹如下。

2.3.5.1 物理特性判定法

秸稈堆漚腐熟程度,一般考慮顏色、形狀、氣味、水分含量、堆漚溫度、堆漚時間、翻倒次數和通氣措施等要素進行綜合判定(見表2-3)。綜合各項權重判定點數的合計值,30分以下判定為未腐熟,31~80分判定為中度腐熟,81分以上判定為完全腐熟。

表2-3 秸稈堆漚腐熟程度物理特性判定標準  

(1)顏色、形狀、氣味的判定(各10分)

顏色、形狀、氣味伴隨堆漚腐熟進程各階段特性變化直觀,需要經常留意觀察。好氧微生物活動旺盛,可以觀察到白色絲狀菌絲體以及孢子。

(2)水分(10分)

隨著堆漚溫度升高、水分蒸發(fā),堆物漚水分含量減少。由于堆漚表層干燥,要求水分判定分別取30~50cm和70~90cm的物料。用力攥捏物料,在手掌的附著很少,能夠判定堆漚物料水分含量為50%左右。

(3)堆漚溫度(20分)

用溫度計測定堆漚中的溫度,分別測定堆漚30~50cm和70~90cm處的溫度,如果溫度上升不夠理想,可以判定:a.秸稈已經腐熟,堆漚溫度逐漸降低;b.水分不足或空氣條件不佳,微生物活動緩慢。

(4)堆漚時間(20分)和翻倒次數(10分)

堆漚時間的長短和翻倒次數可以根據記錄判定。翻倒時機應根據不同季節(jié)室外溫度情況酌情實施,冬季室外溫度較低,過度翻倒將抑制微生物的代謝活動。

2.3.5.2 堆漚溫度判定法

在秸稈堆漚過程中,堆漚溫度有先上升、后下降、翻倒之后再上升的變化;隨著秸稈腐熟程度的深化,堆漚溫度的變化幅度變小。因此,可以根據秸稈堆漚過程中堆漚溫度的上述變化規(guī)律判定秸稈的腐熟程度。

判定方法是用溫度計分別測定堆漚30~50cm深和70~90cm深的溫度。若堆漚翻倒后溫度不再上升,即可判定秸稈已經腐熟。需要注意的是,翻倒時堆漚中水分過多或過少以及堆漚過小等都會影響堆漚中的溫度升高。

2.3.5.3 硝態(tài)氮含量判定法

堆漚秸稈腐熟過程,初期伴隨著秸稈分解產生銨態(tài)氮,后期銨態(tài)氮轉化為硝態(tài)氮,因此,可以根據堆漚物料中硝態(tài)氮含量的多少,判定堆漚秸稈的腐熟程度。

判定方法是準備一個200mL的塑料瓶,塑料瓶中加100mL純水,再加入堆漚料約50g,用手振蕩數回后,靜置10min;將硝酸離子試紙浸入上清液,觀察試紙顏色,若顯色指示硝態(tài)氮生成,可以判定秸稈已經腐熟,反之亦然。

2.3.5.4 蚯蚓判定法

未腐熟完全的秸稈中含有酚類和氨氣體,對蚯蚓活動有趨避影響,觀察蚯蚓在堆漚物中的行動特性,能夠判定秸稈放熱腐熟程度。

判定方法是在塑料容器中裝入1/3左右的堆漚物,并加水使其含水量達到60%~70%;將蚯蚓放入容器中,用黑布遮光或在遮光室內放置,保持室溫20~25℃,1d之后觀察蚯蚓的行動和色調。蚯蚓放入容器后要逃避,并在放置1d后死亡,判定此堆漚秸稈處于未腐熟狀態(tài);蚯蚓放入容器后多少有些不安,放置1d后色澤發(fā)生變化、行動遲緩,判定此堆漚秸稈處于中度腐熟狀態(tài);蚯蚓放入容器后很快鉆入堆漚物中,放置1d后沒有發(fā)生變化,活動有力,判定此堆漚秸稈已完全腐熟。在過分潮濕的堆漚物中,短時間內蚯蚓會認為是降雨所致,有逃離的行動。因此,用蚯蚓判定堆漚物的腐熟程度,需要特別注意控制好水分條件。此外,蚯蚓喜好中性和弱酸性環(huán)境,在用蚯蚓判定秸稈腐熟程度的同時,可用pH試紙測定堆漚秸稈的酸堿度。

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