哈爾濱煙田生物質材料生化處理技術應用

顏培強，遲 鵬，關 鑫，李 瑩

(黑龍江省煙草公司哈爾濱煙葉公司，哈爾濱 150001)

綠色發展是關系我國發展全局的一個重要理念。我國是一個農業大國，2018年全國糧食總產量為13 158億斤，每年大約可生成7億多噸秸稈，大量生物“廢棄物”隨意處理，就容易出現大量焚燒現象,大氣遭到嚴重污染[1]。同樣，煙草行業面臨著大量的煙田生物質廢棄物的處理問題。全國煙桿產量約為3 300萬噸，哈爾濱煙區每年就產生約9萬噸。目前，為了優化煙葉結構，給農田帶來了大量的不適用的煙葉。不適用的葉片一般都是通過掩埋的方式進行處理，這樣勢必造成田地污染且費工費時。煙桿含有較多的粗纖維，在田間地頭幾個月至半年不會腐爛，不僅占用農田，也極大地妨礙了下茬農作物的種植。為了拔掉煙桿，需投入一定的勞力，增加了種植成本。通過回收廢棄秸稈，粉碎后進行快速無害化處理，加入多功能降解菌，制成有機肥料，這不但能清潔環境，還可為煙草生產提供優質有機肥料，改良土壤，提高煙葉的品質。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

煙草秸稈(含水率30%～35%)；玉米秸稈(含水率15%～20%)；豆粕，發酵菌劑(由湖南碧野農業科技發展有限公司研制，為微生物混合菌劑，顆粒狀，主要包括細菌、放線菌和真菌。菌劑含有較多嗜熱微生物，能促進有機質的分解，縮短有機肥的腐熟時間)。

1.2 試驗方法

1.2.1 煙桿肥生產方法

試驗地點：肇州縣永勝鄉豐產村勝豐烤煙種植專業合作社。選取有機肥原料配方如下：按照重量配比，煙桿∶玉米桿∶豆粕∶發酵菌劑=80∶15∶4.5∶0.5。將煙桿和玉米桿粉碎，摻入豆粕、發酵菌種，利用制肥機，采用高溫殺菌發酵工藝，利用發酵產生的溫度，將豆粕充分腐熟。發酵蒸汽產生的高溫將有害微生物殺滅。出料后，加水至含水量為總物料的40%后熟發酵，根據發酵溫度和濕度進行翻料處理，一共翻料3次。

1.2.2 煙桿肥大田應用試驗

煙田試驗品種為龍江911。試驗田位于永勝鄉豐產村勝豐烤煙種植專業合作社，試驗面積為200畝。處理為以基肥方式增施100 kg煙桿有機肥，減少5 kg專用基肥量，畝施純氮2 kg，對照為常規施肥，與處理同等施氮水平畝施煙草專用基肥20 kg、硝酸鉀5 kg、硫酸鉀10 kg、三料5 kg，施肥、田間生產操作技術一致，大田期進行農藝性狀、抗病性、經濟性狀調查。

2 結果與分析

2.1 發酵過程中煙梗物料的氣味、色澤、質感的變化

發酵開始時，秸稈物料呈黃褐色，有刺鼻的煙味。發酵第2 d，表面有少量霉菌出現，略帶有霉味和發酵香味，手感黏稠。發酵第10 d，物料呈深褐色，有少量白色菌體出現，略有臭味。

2.2 發酵過程中秸稈堆體溫度的變化

溫度是有機肥發酵得以順利進行的重要因素，制約著有機肥發酵過程中微生物的活性、有機質的分解速度及肥料的腐殖化程度，并起著殺死肥料中病原菌及蟲卵的作用。秸稈有機肥發酵過程中物料溫度整體經歷了升溫階段、高溫階段和降溫階段。在發酵第2 d就進入快速升溫階段，高溫(≥50℃)時間持續達10 d，最高溫度達67℃。從發酵后的第20 d開始，隨著發酵過程的推進，微生物所需的營養成分越來越少，微生物活性也隨之減弱，最后溫度接近環境溫度并趨于穩定。

2.3 肥料營養成分

成品肥料經過黑龍江八一農墾大學肥料檢測中心檢測，其有機質含量為13%，總養分為8.9%，其中氮2.99%，磷1.31%，鉀4.6%。

2.4 農藝性狀調查

從農藝性狀的調查來看(表1)，煙桿肥與常規種植施肥總葉片數量一致，其他指標基本相近，說明，畝施用100 kg煙桿有機肥可以實現減少55%專用肥和部分替代有機肥。

表1 農藝性狀調查Tab.1 Investigation of agronomic characters

由表2可知，對照的氣候斑、花葉病病情指數高于處理。施用煙桿有機肥，可以土壤中有益微生物菌群數量，抑制有害菌繁殖，從而達到提高煙株的抗病性和對于不良環境的抗逆性的效果。

表2 煙株病情指數Tab.2 Tobacco incidence index

試驗煙田實行下部葉田間清除3片、頂部葉棄采棄烤1片的優化結構處理，2018年7月16日開始采收下部葉，8月10日開始采收中部葉，9月1日后待上部葉4～6片充分成熟后一次性采摘。如表3所示，處理比對照產量高出6.3%，產值高出7.3%，上等煙比例高出3%，均好于對照。在制肥過程中加入的土壤有益菌群，經過大量擴繁之后存在于有機肥中，施入土壤后改良了土壤的微生物環境，優化了土壤的理化性狀，促進了煙株田間生長發育，從而使產量有所提高。

表3 烤后煙葉經濟性狀分析Tab.3 Economic traits of flue-cured tobacco leaves

3 試驗結論

利用煙田廢棄煙桿和農田秸稈經過加工和發酵后生產的有機肥可以在煙田和農作物上替代其他肥料使用。施用有機肥的煙株大田長勢正常，田間整齊度高，現蕾比較集中，煙葉成熟。本試驗表明，施用煙桿有機肥的煙田花葉病、角斑病病害發生率明顯低于對照，分析為煙草殘體中含有茄尼醇具有抗菌效果[2]。生產過程中加入的土壤有益菌群通過擴繁之后更能抑制病害的發生，增強煙株抗病性，有效提高煙株的產量和質量。

利用煙桿和農田煙桿廢棄物集中處理發酵制成有機肥，既解決了農民隨意焚燒秸稈造成的環境污染問題，又對閑置資源進行了循環利用，還改善了土壤質量，增加了農民的收益，該項技術的應用符合現代煙草農業發展的需要，是實現煙葉產業綠色發展的重要技術之一。