全 文 ：玉米秸秆堆肥的田间积制和原位还田肥效*
陈亚楠1 摇 张长华2 摇 梁永江2 摇 陈启迪1 摇 石俊雄3 摇 杜如万4 摇 骆建军5 摇 袁 玲1**
( 1西南大学资源环境学院, 重庆 400716; 2贵州省遵义市烟草公司, 贵州遵义 530000; 3贵州省烟草科学研究所, 贵阳
550000; 4四川省凉山州烟草公司, 四川西昌 615000; 5青岛天地缘生物技术开发有限公司, 山东青岛 266000)
摘摇 要摇 针对我国西南丘陵山区玉米秸秆随处堆放或就地焚烧,既浪费资源又污染空气的情
况,研究一种适合当地有机肥就地积制利用的方法.试验将玉米秸秆直接堆放于田边地角,接
种菌剂,添加增氮和保氮剂,覆盖薄膜,腐熟后的堆肥配施化肥原位施入烟地. 结果表明: 与
对照(自然堆肥,CK)相比,生物堆肥(玉米秸秆+菌剂+增氮剂+保氮剂+覆盖薄膜)的物料升
温快(2 ~ 3 d,>35 益),高温期(逸50 益)持续时间长(约 15 d),降温慢;微生物种群在高温期
减少,但细菌数量比 CK高 2 ~ 3 个数量级;经 90 d的积制,玉米秸秆呈深褐色或黑色,为碎屑
或粉末状态,完全腐熟,含水量低于 25% , pH 6. 14,活性有机质和氮磷钾养分含量显著高于
CK.在烤烟栽培中,生物堆肥配施 50%的化肥可显著提高烟叶产量、均价、产值,改善烟叶品
质.说明这种生物堆肥方式实现了玉米秸秆资源化利用,消除了由此引起的空气污染,适合于
丘陵山区.
关键词摇 丘陵山区摇 玉米秸秆摇 堆肥摇 肥效
*国家重点基础研究发展计划项目(2013CB127405)、贵州省烟草公司遵义市公司科技攻关项目(2011鄄05)、四川省烟草公司凉山州公司科技
攻关项目(LSZYC鄄JL鄄YK鄄43)和青岛天地缘生物技术开发有限公司科技项目(2012鄄03)资助.
**通讯作者. E鄄mail: lingyuanh@ aliyun. com
2014鄄02鄄25 收稿,2014鄄09鄄13 接受.
文章编号摇 1001-9332(2014)12-3507-07摇 中图分类号摇 S141. 4摇 文献标识码摇 A
Corn straw composting in the field and in situ fertilizer effect. CHEN Ya鄄nan1, ZHANG
Chang鄄hua2, LIANG Yong鄄jiang2, CHEN Qi鄄di1, SHI Jun鄄xiong3, DU Ru鄄wan4, LUO Jian鄄jun5,
YUAN Ling1 ( 1 College of Resource and Environment, Southwest University, Chongqing 400716,
China; 2Zunyi Tobacco Company of Guizhou Province, Zunyi 530000, Guizhou, China; 3Guizhou
Tobacco Institute, Guiyang 550000, China; 4Liangshan Tobacco Company of Sichuan Province,
Xichang 615000, Sichuan, China; 5Tiandiyuan Biological Technology Ltd. Co. , Qingdao 266000,
Shandong, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(12): 3507-3513.
Abstract: According to the fact that corn straws remain or burned in the field in hilly and moun鄄
tainous areas of Southwest China, which causes organic matter waste and serious atmospheric pollu鄄
tion, it is necessary to develop an efficient method to compost the corn straws. In the present expe鄄
riment, corn straws were placed on the landside and land corner for composting with thermophilic
cellulous bacteria inoculated, chemical nitrogen and nitrogen absorption agent added, and then
covered with polyethylene film (bio鄄composting). Thereafter, flue鄄cured tobacco grown in the same
land was fertilized with the compost to study the fertilizer effect. The results showed that the tempe鄄
rature in bio鄄compost increased quickly (over than 35 益 within 2 to 3 days) but decreased slowly
compared to natural composting (control) . In the bio鄄compost, temperature over than 50 益 lasted
for about 15 days and the number of bacteria was 100 to 1000 times higher than in the control de鄄
spite that microbial groups decreased in the high temperature period. After 90 days of bio鄄compos鄄
ting, corn straws contained water less than 25% with pH 6. 14 and showed brown or black color and
fragmental or farinose physical state, indicating good decomposition and humification. Meanwhile,
the active organic matter and nutrients, including N, P and K, were significantly increased. The
yield, mean price, economical output of flue鄄cured tobacco leaves were increased and the leaf qua鄄
lity was improved by application of chemical fertilizers plus the compost at the ratio of 1:1. There鄄
fore, bio鄄composting could utilize efficiently corn straws and eliminate air pollution, which is worth
popularization in hilly and mountain areas.
Key words: hilly area; corn straw; compost; fertilizer effect.
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 12 月摇 第 25 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2014, 25(12): 3507-3513
摇 摇 玉米是我国西南地区主要的旱粮作物,种植面
积多达 413. 5 万 hm2,占旱粮作物播种面积和产量
的 70%以上,每年产生玉米秸秆 49096. 8 万 t[1] .过
去在我国西南地区,玉米秸秆主要用作燃料、饲料或
堆肥.目前由于大量农村劳力外出务工,加之山高坡
陡,难以经人工搬运集中粉碎后生产有机肥. 因此,
玉米秸秆一般置留于田间地角自然腐烂或就地焚
烧,不仅影响下茬作物种植,而且浪费大量的有机资
源,并造成严重的空气污染.在当前的农业生产过程
中,迫切需要采取经济、简便、有效的方法,对玉米秸
秆进行无害化处理和资源化利用.
堆肥积制是微生物主导下的生物化学过程,加
入微生物菌剂可加快堆肥的腐熟和提高堆肥质
量[2] .在水稻秸秆堆肥中添加微生物菌剂,显著提
高了堆肥中大量元素和微量元素含量[3],在玉米秸
秆和西番莲果渣堆肥试验中,接入混合菌剂,堆肥的
腐殖化速度和有效氮磷钾含量增加[4-5] . 堆肥的温
度、水分、pH 和碳氮比不仅影响微生物对秸秆有机
物料的矿质化和腐殖化,而且也显著影响堆肥的质
量和肥效[6-9] . 化党领等[10]发现,翻堆工艺加快猪
粪秸秆物料减量、有机质降解和堆体升温,但氨气挥
发增多;覆盖工艺延长高温期和减少氮素损失,但腐
熟推迟.
综上所述,现行的国内外秸秆堆肥技术是在粉粹
秸秆的基础上,加入粪肥、接入菌剂和适时翻堆.但是
在西南丘陵山区,这种积制堆肥的方法是难于推广应
用的.因为坡耕地种植区山高坡陡,既无动力能源也
缺乏劳力.为此,本试验研究秸秆不经粉粹,整体堆
放,添加少量尿素调节 C / N,加入菌剂和吸氨的保氮
剂,采用薄膜覆盖,一次堆置直至腐熟的生产工艺.同
时,根据西南地区坡耕地的种植制度(玉米鄄烤烟轮
作),将玉米秸秆堆肥原位用于烤烟生产,研究其对烤
烟产量和质量的影响,以期为西南丘陵山区田间就近
处理秸秆,制备有机肥并原位施用,实现资源化利用
和防治秸秆燃烧污染空气提供科学依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试玉米秸秆和菌剂
试验在贵州省遵义县乐山镇和遵义市烟草公司
科技园进行. 2011 年 9 月中旬收获玉米后,立即收
割玉米秸秆,并取样分析. 玉米秸秆的含水量为
63郾 5% ,N、 P2 O5、 K2 O、活性有机质含量依次为
0郾 46% 、0. 35% 、1. 67% 、23. 15% (干基).
接种的菌剂为高温纤维分解菌芽孢杆菌(Bacil鄄
lus sp. ),由西南大学资源环境学院植物营养与微生
物实验室分离获得.该菌最高生长温度约 72 益,最
适生长和最适产酶温度 50 ~55 益 . 在 50 益培养条
件下,用 50 mL赫奇逊液体培养基培养 10 d,菌液中
的纤维菌密度为 5. 2 ´109个·mL-1,用超声波破碎
后,6000 r·min-1离心培养 10 min,上清液中的纤维
酶活力分别为 10. 2 滋g·min-1 ·mL-1 ( CMC鄄Na
酶)、6. 1 滋g·min-1·mL-1(微晶纤维素酶)和 3郾 1
滋g·min-1·mL-1(滤纸酶).将 1 L含高温纤维分解
菌的培养液与 2 kg 米糠(椎臆2 mm)混合后作为接
种菌剂.
1郾 2摇 试验处理
设置两个处理:1)生物堆肥(用 BC表示):每堆
制 1000 kg左右的玉米秸秆,分别添加菌剂、尿素和
硫酸镁各 10 kg.具体流程:选择平整的田边地角,将
玉米秸秆平行于地面整齐堆放,每升高 20 cm时,在
其表面分别撒少许接种菌剂、尿素(含 N 46% ,增氮
剂)和硫酸镁(农业级,保氮剂),同时踩踏紧实,肥
堆保持 1. 5 ~1. 8 m 高,外表面覆盖农用塑料薄膜,
并在四周侧面的薄膜上打直径约 5 mm 的通气孔
(3 ~ 4 个·m-2). 2)自然堆肥(对照,CK):在玉米秸
秆中不添加菌剂、尿素、硫酸镁,表面不覆盖薄膜,其
他堆置方式和数量同 BC 处理.试验重复 5 次,共堆
积 90 d.
为了研究玉米秸秆堆肥(生物堆肥)对烤烟产
量和质量的影响,在次年种植烤烟季节,选择黔北遵
义市典型、具有代表性的紫色土鄄灰棕紫泥为供试土
壤,土壤质地为中壤, pH 6郾 65, 有 机 质 17郾 5
g·kg-1,全氮 5. 14 g·kg-1,全磷 1. 75 g·kg-1,全钾
13. 2 g·kg-1,有效氮 45. 5 mg·kg-1,有效磷 13. 4
mg·kg-1,有效钾 115. 5 mg·kg-1,植烟时单行起
垄,垄高 30 cm,按行距伊穴距为 1. 1 m伊0. 6 m 规格
植烟,烤烟品种为 K326. 设置单施化肥(CK)、75%
化肥+25%秸秆堆肥(F75M25)、50%化肥+50%秸秆
堆肥(F50M50)、25%化肥+75%秸秆堆肥(F25M75)4
种施肥处理,各处理施氮量为 90 kg·hm-2, N 颐
P2O5 颐 K2O=1 颐 1 颐 2. 5,分别由秸秆堆肥、硝酸铵、
磷铵和硫酸钾提供.其中,秸秆有机肥和磷肥全部做
基肥,75%的氮肥和钾肥做基肥;15%的氮肥和钾肥
在移栽后 15 d施用,另 10%的氮肥和钾肥于移栽后
35 d 施用,其余田间管理同当地大田生产. 小区面
积 33 m2,重复 4 次,随机排列.
1郾 3摇 测定项目与方法
在堆肥处理玉米秸秆生产有机肥过程中,分别
8053 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
用自动记录仪监测堆肥发酵过程中的温度、水分和
pH变化. 同时,用我国农业行业标准鄄有机肥料
(NY 525—2012)的方法[11] 分析秸秆物料的 N、
P2O5、K2O及活性有机质含量;按我国农业行业标
准—微生物肥料产品检验规程 ( NY / T 2321—
2013) [12]测定堆肥物料中的可培养细菌、真菌和放
线菌数量.
在烤烟施用秸秆堆肥的肥效试验中,收获的烟
叶参照《三段式烘烤技术图表》 [13]进行烘烤,记录烟
叶产量、中上等烟比例、均价和产值等.取中部烟叶,
常规分析其中的 N、P、K、蛋白质、总糖和烟碱等含
量[14] .
1郾 4摇 数据处理
采用 Excel 和 SPSS 18. 0 统计软件分析试验数
据.其中,自然堆肥与生物堆肥的温度、水分和 pH
等数据采用成组数据差异显著性检验. 堆肥的田间
试验数据采用方差分析,多重比较的差异显著性检
验方法为 LSD法,显著性水平均为 琢=0. 05.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 生物堆肥积制过程中有机物料性质的变化
2郾 1郾 1 堆肥的微生物种群和数量摇 表 1 是堆肥在积
制过程中可培养微生物种群和数量的变化,在试验
前,从玉米秸秆中分离出 14 种细菌、7 种真菌、4 种
放线菌.在生物堆肥(BC)的高温期(35 d),微生物
种群显著减少,仅分离出 2 株细菌(其中 1 株为接种
的高温纤维芽孢杆菌)、1 株真菌和 1 株放线菌;在
堆肥腐熟后(90 d),微生物种群比高温期增加,分离
出 9 种细菌、2 种真菌、2 种放线菌. 在自然堆肥
(CK)的秸秆物料中,高温期的微生物种群比堆肥前
略微降低,细菌、真菌和放线菌分别为 11 种、5 种和
3 种;堆置 90 d时与试验前无显著差异
在试验前,玉米秸秆中的细菌、真菌和放线菌数
量依次为 1. 3 ´104、5. 1 ´103和 7. 3 ´102 cfu·g-1 .在
生物堆肥(BC)的高温期,堆肥物料的细菌数量显著
增加,但真菌和放线菌数量显著减少,其中细菌数量
高达 1. 1 ´107 cfu·g-1,真菌和放线菌数量仅 0. 6 ´
102和 2. 0 ´102 cfu·g-1;在试验后期,3 种微生物的
数量均超过高温期,其中细菌数量为 8. 7 ´107
cfu·g-1,真菌数量为 3. 8 ´103 cfu·g-1,放线菌数量
仅 1郾 1 ´103 cfu·g-1 . 在自然堆肥(CK)的积制过程
中,后期(90 d)的 3 种微生物数量分别高于前期(35
d),但与生物堆肥相比,不论是 35 d还是 90 d,其细
菌数量均显著低于生物堆肥,两者相差 2 ~ 3 个数量
级,而真菌和放线菌数量则显著高于生物堆肥
(表 1).
2郾 1郾 2 堆肥的温度变化 摇 由图 1 可见,从积制开始
后,生物堆肥(BC)的温度表现出明显的升温期、高
温期、降温期,其中,升温快(堆温明显高于气温,
>35 益)2 ~ 3 d;高温期的温度为 50 ~ 64 益,维持时
间在 15 d左右;第 19 天以后,物料的温度降至 50
益以下;在 80 d以后,物料的温度与气温接近.
在自然堆肥(CK)积制过程中,秸秆物料的温度
在第 5 ~ 70 天高于气温. 与生物堆肥相比,升温慢
(在 20 d 左右达到最高温度),无明显高温期(CK
的平均温度比 BC低 20. 5 益),且波动较大.根据成
组数据统计分析表明,在前 22 d 两个处理的温度存
在极显著差异,后面时段差异不显著.
2郾 1郾 3 堆肥的水分变化 摇 在试验处理前,玉米秸秆
的含水量为 63. 4% . 生物堆肥在积制过程中,物料
的含水量持续降低,在积制的第 80 天后降至
23郾 8% ~ 24郾 6% .但是,在自然堆肥处理中,降雨影
表 1摇 玉米秸秆堆肥积制过程中可培养微生物种群和数量的变化
Table 1摇 Changes of the species and numbers of cultivable microorganisms in the process of corn straw producing compost
处理
Treatment
积制时间
Compost time
(d)
细菌 Bacteria
种类
Species
数量
Number
(cfu·g-1)
真菌 Fungi
种类
Species
数量
Number
(cfu·g-1)
放线菌 Actinomycetes
种类
Species
数量
Number
(cfu·g-1)
CK 0 14 1. 3 ´104 e 7 5. 1 ´103b 4 7. 3 ´102 c
35 11 6. 1 ´104d 5 2. 2 ´103b 3 4. 7 ´102 cd
90 13 2. 4 ´105 c 7 3. 6 ´104 a 3 8. 4 ´103 a
BC 35 2 1. 1 ´107b 1 0. 6 ´102 c 1 2. 0 ´102d
90 9 8. 7 ´107 a 2 3. 8 ´103b 2 1. 1 ´103b
差异显著性 Significant difference
积制时间 Compost time * * * * ns *
处理 Treatment * * * * * *
CK: 自然堆肥 Natural compost; BC: 生物堆肥 Biological compost. 同列不同字母表示差异显著(P<0. 05) Different letters in the same column indi鄄
cated significant difference at 0. 05 level. * P<0. 05; ns: 不显著 No significant.
905312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈亚楠等: 玉米秸秆堆肥的田间积制和原位还田肥效摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 玉米秸秆堆肥积制过程中堆体的温度、水分和 pH 值
的变化
Fig. 1 摇 Changes of temperature, water and pH of mixtures in
the process of corn straw producing compost.
CK: 自然堆肥 Natural compost; BC: 生物堆肥 Biological compost. 下
同 The same below.
响物料的含水量,总体上呈波浪式下降;堆置后第
90 天,堆体物料的含水量降至 43. 1% ,显著高于生
物堆肥处理(图 1).
2郾 1郾 4 堆肥的 pH 变化 摇 由图 1 可见,在积制过程
中,自然堆肥的 pH 值变化不大,变幅在 6. 41 ~
6郾 78;生物堆肥的 pH 值变幅较大,为 6. 11 ~ 7. 55,
在积制第 10 天至第 15 天,生物堆肥的 pH 值显著
升高,比自然堆肥高 0. 65 ~ 0. 78 个单位.其主要原
因与生物堆肥的物料中添加了尿素和硫酸镁有关.
积制 15 d 后,pH 值逐渐降低,在堆肥结束时,生物
堆肥物料的 pH 值为 6. 14,自然堆肥的 pH 值为
6郾 42.在积制的第 35 天至第 90 天,生物堆肥物料中
的 pH值比自然堆肥平均降低了 0. 26 个单位.
2郾 1郾 5 堆肥的外观变化 摇 随着堆肥积制时间的延
长,生物堆肥处理的玉米秸秆颜色由黄色逐渐转变
为灰色、灰褐色、褐色、黑褐色,体积缩小.堆置 90 d
时,玉米秸秆均呈黑褐色,为碎屑或粉末状,完全腐
熟.但是,在自然堆肥处理堆置 90 d 时,玉米秸秆呈
灰色或灰褐色,秸秆表面有白灰色的菌斑,尽管体积
减小,但 70%以上仍保持原有形态,难于折断,腐熟
不佳.
2郾 1郾 6 堆肥的有机质和氮磷钾养分含量摇 在堆肥积
制过程中,生物堆肥中的活性有机质、氮、磷、钾含量
随着堆积时间的延长而提高. 其中,活性有机质最
高,钾次之,磷最低.在积制第 90 天时,物料中的活
性有机质、氮、磷、钾含量依次为 43郾 35% 、1郾 26% 、
0郾 57%和 1郾 85% .在自然堆肥过程中,第 90 天的有
机质、氮、磷、钾含量依次为 33. 47% 、 0郾 72% 、
0郾 46%和 1. 74% .统计分析表明,在堆肥腐熟后,生
物堆肥的活性有机质、氮、磷、钾养分含量均显著高
于对照(图 2).
2郾 2摇 玉米秸秆生物堆肥对烤烟化学成分和产量产
值的影响
2郾 2郾 1 对烤烟化学成分的影响摇 不同施肥条件下中
部烟叶(C2 F)的化学成分含量见表 2. 与单施化肥
(CK)相比,化肥配施秸秆堆肥对烟叶氮、磷和蛋白
质含量无显著影响,但显著提高了烟叶钾含量,增幅
为 9郾 4% ~ 12郾 4% ;总糖含量提高了 12郾 6% ~
20郾 6% ;糖碱比在 11. 80 ~ 12. 67 之间变化(显著高
于单施化肥的 9郾 82);施木克值从 2郾 51(单施化肥)
提高到 2郾 82 以上(化肥配施秸秆有机肥). 优质烤
烟要求较高的含钾量和施木克值,适中的蛋白质含
量和糖碱比,表明在烤烟生产上,合理施用玉米秸秆
有机肥可以显著改善烤烟的内在品质.
表 2摇 玉米秸秆堆肥对烟叶(C2F)化学成分的影响
Table 2摇 Influence of compost produced from corn straws on chemical components in flue鄄cured tobacco leaves (C2F)
处理
Treatment
氮
N
(% )
磷
P
(% )
钾
K
(% )
蛋白质
Protein
(% )
总糖
Total sugar
(% )
烟碱
Nicotine
(% )
施木克值
Shmuck
value
糖碱比
Sugar to
nicotine ratio
CK 1. 61a 0. 45a 1. 75b 10. 06a 25. 25b 2. 77a 2. 51b 9. 12b
F75M25 1. 54a 0. 41a 1. 97a 9. 63a 28. 39a 2. 24b 2. 95a 12. 67a
F50M50 1. 55a 0. 43a 2. 05a 9. 69a 27. 61a 2. 34b 2. 85a 11. 80a
F25M75 1. 59a 0. 46a 2. 11a 9. 94a 28. 04a 2. 31b 2. 82a 12. 14a
同列不同字母表示差异显著(P<0. 05) Different letters in the same column indicated significant difference at 0. 05 level. 下同 The same below.
0153 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 2摇 玉米秸秆堆肥积制过程中物料的活性有机质、氮、磷和钾的变化
Fig. 2摇 Changes of active organic matter, N, P and K of mixtures in the process of corn straw producing compost.
2郾 2郾 2 对烤烟产量和产值的影响 摇 由表 3 可见,F50
M50处理的烟叶产量最高,CK 和 F75M25次之,F25M75
最低.化肥配施玉米秸秆有机肥的烟叶均价显著高
于单施化肥,前者变幅在 18. 2 ~20. 52 元·kg-1,后
者仅 17. 12 元·kg-1 .此外,化肥配施秸秆有机肥的
产值显著高于单施化肥 .
表 3摇 玉米秸秆堆肥对烤烟产量和产值的影响
Table 3摇 Influence of compost produced from corn straws
on the yield and output values of flue鄄cured tobacco leaves
处理
Treatment
产量
Yield
(kg·hm-2)
均价
Average price
(yuan·kg-1)
产值
Output value
(yuan·hm-2)
CK 1856b 17. 1c 31742d
F75M25 1888b 19. 4ab 36622b
F50M50 2048a 20. 5a 41989a
F25M75 1819c 18. 2bc 33101c
3摇 讨摇 摇 论
堆肥的积制是在微生物主导下的生物化学反应
过程,有机物料在堆积过程中发生矿质化和腐殖化,
温度、水分、pH 和碳氮比等与微生物活动和堆肥质
量密切相关[6-10,15] . 本试验在生物堆肥处理中接入
高温纤维分解菌,可增加耐高温发酵微生物的数量,
添加尿素降低玉米秸秆的碳氮比,可满足微生物碳、
氮营养需求;盖膜可保持物料温度相对平稳,防止降
雨积水,减小环境条件的不良影响,这些均有益于微
生物活动,促进堆肥发酵. 在预备试验中,添加尿素
虽然可以调节玉米秸秆的碳氮比,但堆置 3 d 后释
放出大量的氨.经过反复多次摸索,笔者将尿素与硫
酸镁按 1 颐 1 混合,然后再添加到玉米秸秆中,既能
调节碳氮比,还能有效减少氨挥发.推测在堆肥处理
玉米秸秆的过程中,有机质分解产生 CO2,尿素水解
释放氨.它们与硫酸镁形成了碳酸镁和硫酸铵,从而
减少了氨的挥发损失.
在堆肥的高温阶段,高温微生物最为活跃,有机
质迅速矿化并脱水;降温期主要进行腐殖化作用.两
者均是堆肥发酵生产有机肥的关键时期[5,16] . 在生
物堆肥处理中,秸秆物料的温度迅速升高,表现出明
显的高温期,逸50 益的高温期约维持 15 d,最高达
到 64 益,不仅有益于秸秆物料的有机质迅速矿化和
自然脱水,而且能有效杀灭病原微生物[17] . 值得注
意的是,接种高温纤维菌后,升温快(2 ~ 3 d);在高
温期,秸秆物料中的微生物种群显著减少,但微生物
数量显著增加,且绝大多数为细菌,说明接种微生物
加速升温,秸秆有机质的高温分解与耐高温细菌有
关,接种微生物可能参与了高温期的秸秆分解,这与
张建峰等[6]、张旭等[7]和党秋玲等[9]的研究结果类
似.所以,整体上玉米秸秆在田间积制生产堆肥的过
程中,接种高温纤维菌是有益的[2-3,5] .相反,在自然
堆肥处理中,气温和降雨直接影响物料温度和含水
量,玉米秸秆碳氮比高,不利于微生物活动. 故高温
期微生物的种群和数量与试验前无显著差异. 高温
期的温度波动较大,显著低于生物堆肥的试验处理,
不利于有机质矿化、物料脱水和物料的无害化处理.
在生物堆肥的试验处理中,堆肥结束时的物料
115312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈亚楠等: 玉米秸秆堆肥的田间积制和原位还田肥效摇 摇 摇 摇 摇
含水量和 pH显著低于自然堆肥,但有机质、氮、磷、
钾含量则显著高于自然堆肥,且呈黑褐色和碎屑粉
末状态,说明玉米秸秆经试验处理后,腐熟程度优于
自然堆肥.玉米鄄烤烟轮作是云贵川烟区的主要种植
制度,在烤烟种植季,用腐熟的玉米秸秆堆肥与化肥
配施,可显著提高烤烟产量和产值,改善烟叶品质.
其中,50%化肥配施 50%玉米秸秆生物堆肥的烟叶
产量、均价和产值最高. 此外,在化肥配施秸秆有机
肥的处理中,烟碱显著降低,烟叶钾、总糖、糖碱比和
施木克值显著提高,糖碱比和施木克值分别保持在
11. 80 ~ 12. 67 和 4. 30 ~ 4. 42 之间. 烟叶的化学成
分含量及其比值是反映其品质的客观标准,直接影
响烟叶质量的优劣[14] . 其中,钾能改善烟叶的燃烧
性,适量的糖使烟气口感醇和香味浓厚,过高的蛋白
质和烟碱产生杂味,刺激性增加[18-20] . 卷烟产品的
含糖量随等级提高而增加,而蛋白质含量随等级提
高而减少,故施木克值较大,烟叶质量较好[21-22] .糖
碱比是可溶性总糖与烟碱含量的比值,用于反映烟
叶的酸碱协调性,一般烟叶的糖碱比在 10 ~13 范围
内较佳[23] .在化肥与玉米秸秆有机肥配施处理中,
烟叶含钾量、总糖、施木克值和糖碱比提高,说明烟
叶化学成分协调,质量改善,这与前人的研究结
果[24-25]类似.贵州省的土壤多为酸性鄄中性黄壤,有
效钾含量不高,气候多雾少光,不利于烟叶糖分的积
累.施用玉米秸秆有机肥不仅可增加有机质供给,还
能补钾增糖,提高烟叶品质.
4摇 结摇 摇 论
在田间堆肥处理整体玉米秸秆制备有机肥过程
中,生物堆肥有益于有机质矿化和腐殖化,促进玉米
秸秆腐熟,改善堆肥质量. 在烤烟栽培中,化肥与玉
米秸秆堆肥适量配施可提高烟叶产量、质量和产值.
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作者简介摇 陈亚楠,女,1990 年生,硕士研究生.主要从事植
物营养与环境研究. E鄄mail: chenynm@ 163. com
责任编辑摇 张凤丽
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