多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基的生產(chǎn)工藝與推廣應(yīng)用

張杰 韓文生 李濤 鄧士元 別士平 劉玲 羅明杰

博士，教授，云南民族大學(xué)化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院碩士生導(dǎo)師，植物營(yíng)養(yǎng)與新型肥料研究所所長(zhǎng)。參與主持多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目，其中在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)參與國(guó)家“973”項(xiàng)目和國(guó)家農(nóng)業(yè)部“948”重大項(xiàng)目各1項(xiàng)；在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院主持參加了國(guó)家級(jí)及省部級(jí)項(xiàng)目8項(xiàng)；在云南民族大學(xué)期間主持云南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、中德國(guó)際合作項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家“十二五”專項(xiàng)子項(xiàng)目1項(xiàng)等。獲2002年度中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金及2005年度云南民族大學(xué)科研工作先進(jìn)獎(jiǎng)。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物Plant and Soil、《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)》、《華北農(nóng)學(xué)報(bào)》、《植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)》、《中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)》、《中國(guó)土壤與肥料》等上發(fā)表論文26篇，發(fā)表《作物營(yíng)養(yǎng)診斷與合理施肥》專著1部。

導(dǎo)讀：多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基推廣應(yīng)用不僅高效利用了農(nóng)作物秸稈資源，還有效地解決了農(nóng)作物秸稈利用率低、轉(zhuǎn)化率低、經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境污染嚴(yán)重的問題，而且對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)無公害、綠色及有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

農(nóng)作物秸稈是產(chǎn)品收獲后剩下的含纖維成分很高的植株殘留物，包括禾谷類、油料類、豆類、薯類、麻類，以及棉花、甘蔗、瓜果、煙草等多種作物的秸稈。我國(guó)的秸稈資源非常豐富，目前僅重要的作物秸稈就有近20種，且產(chǎn)量巨大。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2010 年全國(guó)秸稈理論資源量為8.4億t，可收集資源量約7億t。目前，全國(guó)大約有3%的秸稈直接作為農(nóng)村生產(chǎn)生活燃料、10%用于牲畜飼料、23%用作副工業(yè)產(chǎn)品、60%直接還田，且大多數(shù)就地焚燒，存在著“三低一重”的問題，即秸稈利用率低、轉(zhuǎn)化率低、經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境污染嚴(yán)重[1]。如何提高秸稈的利用率仍是當(dāng)前重要研究課題之一。

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基充分利用了秸稈資源、有效解決了“三低一重”問題、保護(hù)了生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基屬于有機(jī)肥的范疇，充分考慮到了腐熟發(fā)酵的作用，并采用二次發(fā)酵工藝制備，肥效持久，對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)無公害、綠色及有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品具有重要意義。

1 多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基的生產(chǎn)工藝

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基是將秸稈粉碎后進(jìn)行2次發(fā)酵，加入一定可溶性氮肥、氨基酸、微生物菌種和旱地保水劑，混勻后制成。多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基具有養(yǎng)分全面、肥效持久、綠色無公害等優(yōu)點(diǎn)，可改善土壤結(jié)構(gòu)、培肥地力、促進(jìn)土壤養(yǎng)分釋放、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。多功能秸稈無土營(yíng)養(yǎng)基及生產(chǎn)工藝已獲中華人民共和國(guó)發(fā)明專利，專利號(hào)為ZL 2012 1 0150690.X。

1.1 秸稈及菌種活化準(zhǔn)備

①秸稈準(zhǔn)備 選取新鮮無霉變的秸稈，如油菜稈、麥秸、稻草、雜草、花生秧、豆秸等。

②秸稈微貯寶菌液準(zhǔn)備 將50 g的秸稈微貯寶倒入2 000 mL 1%白糖溶液中，在30～40℃條件下，經(jīng)充分溶解后，與100 kg 0.7%～1.0%鹽水溶液混合，以備噴灑。

1.2 秸稈粉碎

利用機(jī)械粉粹機(jī)，將選定的優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物秸稈實(shí)行2次粉碎，第1次粉粹長(zhǎng)度為6～10 cm，第2次粉粹為0.5～5.0 cm的碎屑。如果碎屑長(zhǎng)度超標(biāo)，要再次粉粹。

1.3 微貯發(fā)酵

粉粹后的秸稈碎屑按傳統(tǒng)堆肥方式進(jìn)行第1次發(fā)酵腐熟，時(shí)間一般7～8天，當(dāng)秸稈碎屑經(jīng)40～55℃高溫發(fā)酵氨化轉(zhuǎn)色后，即進(jìn)行第2次發(fā)酵腐熟。第2次發(fā)酵腐熟的具體步驟為：一是通過晾曬或補(bǔ)水將秸稈碎屑的含水量控制在10%～15%；二是上

堆，要求壓實(shí)；三是加入秸稈微貯寶菌液，可結(jié)合上堆進(jìn)行，當(dāng)上堆高度達(dá)到20～30 cm時(shí)，均勻噴灑1遍菌液，使秸稈與菌液充分混勻，每1 000 kg秸稈碎屑應(yīng)加入含有50 g秸稈微貯寶的菌液100 kg；四是封堆，上堆完畢后用塑料薄膜蓋好，排除空氣、封嚴(yán)，可加蓋1層干草，以便保溫。在10～40℃條件下，經(jīng)10～15天就可完成微貯發(fā)酵。

1.4 配料滅菌

每100 kg腐熟發(fā)酵的秸稈碎屑中加入6 kg泥炭、6 kg香菇廢料、15 kg多孔層狀硅酸鹽粉料、

6 kg海綠石礦粉，充分混合后制成初級(jí)基料，使用高溫消毒法經(jīng)24～48 h消毒滅菌，然后自然冷卻。

1.5 混配制塊

在滅菌后的基料中，每100 kg加入氨基酸液體肥料1 kg、JT微生物菌種0.1 kg、旱地保水劑0.6 kg和生根粉3 g，混勻制成秸稈營(yíng)養(yǎng)基。若需塊狀營(yíng)養(yǎng)基，可將散裝秸稈營(yíng)養(yǎng)基用模具壓縮，壓力0.6 MPa。塊狀營(yíng)養(yǎng)基為圓柱形，直徑3～16 cm、高3～30 cm，營(yíng)養(yǎng)基頂面設(shè)置柱形種坑，直徑1～6 cm、深2～12 cm。

2 多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新性

傳統(tǒng)育苗方式，要經(jīng)過取土、過篩、配肥、堆制、消毒、裝缽（袋）等工序，操作程序繁雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)工效率低，且缺乏科學(xué)精準(zhǔn)的養(yǎng)分配方，往往造成育苗期供養(yǎng)不合理、成苗率低，缺苗斷壟現(xiàn)象嚴(yán)重。

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)制備，可保持80天的肥力，帶基質(zhì)移栽無緩苗期，可提早上市10～20天，能滿足蔬菜、花卉、煙草、棉花、樹木的播種、扦插及分苗等需求，促進(jìn)種植產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；凸S化。

2.1 省工省時(shí)，操作簡(jiǎn)單

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基集基質(zhì)、控病、調(diào)酸、營(yíng)養(yǎng)、保水、容器六大功能于一身，只要將壓縮式塊狀秸稈營(yíng)養(yǎng)基吸水膨脹，把種子放入營(yíng)養(yǎng)基上預(yù)制的種孔里，就完成了育苗操作，完全免除了采運(yùn)土壤、添加肥料、噴灑農(nóng)藥和裝填容器等繁瑣操作，簡(jiǎn)便高效、省工省力。

2.2 節(jié)約用種，苗全苗壯

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基內(nèi)配加多元緩釋營(yíng)養(yǎng)，既能滿足植物對(duì)不同元素的橫向平衡要求，又能有效適應(yīng)幼苗前后不同時(shí)期對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)的縱向平衡需要，苗期無需施肥、追肥；前期不會(huì)燒苗，后期不會(huì)脫肥；出苗率高，用種量少，出苗均勻整齊、長(zhǎng)勢(shì)一致，一次成苗，育苗期明顯縮短。

2.3 無需緩苗，提早成熟

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基育苗采用特殊的“空氣整根”技術(shù)，將穿出營(yíng)養(yǎng)基的根系尖端鈍化，促使?fàn)I養(yǎng)基內(nèi)支根、毛根的萌生和擴(kuò)展，大幅度增加幼苗的根系數(shù)量和根群生物量。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)基和幼苗一起移栽到大田以后，不傷根、不緩苗，基體內(nèi)的根系暴發(fā)生長(zhǎng)，扎進(jìn)耕層土壤，擴(kuò)大根系與土壤的接觸面積，提高吸水吸肥能力，促使幼苗莖粗葉大、生長(zhǎng)健壯，提早成熟上市，增加產(chǎn)量和收入。

2.4 養(yǎng)分均衡，改良土壤

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基將天然活化組分與再生有機(jī)原料結(jié)合，對(duì)土壤安全無污染、對(duì)植物無毒性，能夠達(dá)到綠色、有機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基還可提高土壤肥力，經(jīng)過4～5茬的連續(xù)使用能顯著提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量、增加有益微生物含量、改良土壤結(jié)構(gòu)、有效防止土壤板結(jié)與鹽堿化，對(duì)于土壤條件惡劣的沙荒、鹽堿、干旱地塊更具優(yōu)勢(shì)。

2.5 預(yù)防病害，強(qiáng)抗重茬

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基選用可降解的天然有機(jī)物草炭為原料，采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)制造工藝，無病菌、無蟲卵，克服傳統(tǒng)育苗土傳病、蟲、草害發(fā)生重的缺點(diǎn)，增強(qiáng)植物的抗逆能力，達(dá)到強(qiáng)抗重茬、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的目的。

3 多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基的推廣應(yīng)用

多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基屬于創(chuàng)新產(chǎn)品，科技含量高，育苗優(yōu)勢(shì)明顯。多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基主要有2種類型，一種是松散顆粒型，可直接裝營(yíng)養(yǎng)盤，一袋秸稈營(yíng)養(yǎng)基50 L可裝72孔營(yíng)養(yǎng)盤12盤；另一種是壓縮塊狀型，棉花、瓜類一般選用4.5 cm×2.0 cm的營(yíng)養(yǎng)塊，茄果類一般選用3.0 cm×1.5 cm的營(yíng)養(yǎng)塊。根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)，相比于傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)缽育苗，雖然每育

1萬株苗比直接成本高361～460元，但播種時(shí)可節(jié)省人工3.0～3.5個(gè)，按每個(gè)勞力每天150元計(jì)算，可節(jié)省成本65～89元。同時(shí)由于病害及養(yǎng)分配比等原因，多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基育苗成苗率高達(dá)90%～97%，移植期可提前2～7天（表1）。

對(duì)于多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基，采用研究與生產(chǎn)試驗(yàn)、示范相結(jié)合的方式，邊研究邊示范推廣，通過下鄉(xiāng)設(shè)點(diǎn)使各種配套措施不斷完善，以點(diǎn)帶面，加速了研究成果的推廣與應(yīng)用。從2012年開始在湖北荊門市、宜城市、荊州市、潛江市等省內(nèi)地區(qū)推廣和應(yīng)用，并逐漸向湖南岳陽、重慶等外省市輻射，推廣面積逐年增加，得到廣大菜農(nóng)、棉農(nóng)、花農(nóng)的普遍認(rèn)可，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

2013年至2015年上半年在湖北荊門市東寶區(qū)、掇刀區(qū)、漳河新區(qū)、沙洋縣等地，每年每地選取面積較大的農(nóng)戶2～4戶，共15戶，總面積20 677 m2。調(diào)查結(jié)果表明，采用多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基育苗技術(shù)生產(chǎn)每667 m2籽棉產(chǎn)量216～241 kg，產(chǎn)值1 612～1 711元；西瓜產(chǎn)量2 253～4 325 kg，產(chǎn)值4 055～4 325元；番茄前期產(chǎn)量3 214～3 375 kg，產(chǎn)值10 285～10 800元；與傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)缽育苗相比，棉花、西瓜、番茄產(chǎn)量增加5.10%～11.57%、4.45%～11.40%、5.10%～10.40%，提早成熟上市7～10、9～15、13～18天（表2）。

采用多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基既能高效利用玉米、油菜等農(nóng)作物秸稈資源、提高利用價(jià)值、減少就地焚燒造成的空氣污染，又能大大減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度，省工、省力。多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基配比科學(xué)合理，加有保水劑、生根粉，富含幼苗生長(zhǎng)所需的多種元素，有利于幼苗生長(zhǎng)。同時(shí)，應(yīng)用多功能秸稈營(yíng)養(yǎng)基可節(jié)約用種量，減少病蟲害的發(fā)生，提高出苗率；帶基質(zhì)定植，無需緩苗，還可培肥地力，增加農(nóng)田后勁，改善土壤結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)土壤的水、肥、氣、熱條件，達(dá)到增加作物產(chǎn)量的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊連玉，張國(guó)梁，趙穎彩，等.玉米秸稈利用途徑及其在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的綜合利用對(duì)策[J].飼料工業(yè)，2005，26（23）：42-43.

[2] 朱禮龍.促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的政策支持體系研究[J].鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)，2006（10）：35-38.

[3] 梁榕旺，徐淑莉.我國(guó)秸稈資源現(xiàn)狀及其利用[J].畜牧與飼料科學(xué)，2011，32（1）：21-22.