李富山　潘瑞堅　楊青松

摘要：【目的】研究施用木薯淀粉工業(yè)污泥復(fù)混肥對木薯生產(chǎn)的增產(chǎn)提質(zhì)效果，為木薯淀粉工業(yè)污泥復(fù)混肥的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā恳阅臼砥贩N南植199和華南205為對象，分別探討污泥復(fù)混肥不同用量（0、450.0、600.0、750.0、900.0 kg/ha）、不同肥料（常規(guī)施肥，常規(guī)施肥分別加污泥復(fù)混肥、復(fù)合肥、污泥、酒糟渣）和污泥復(fù)混肥不同施肥時期（前期；中期；后期；前、中、后期；前、中期；前、后期）對木薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量和淀粉含量的影響?！窘Y(jié)果】污泥復(fù)混肥單次施用量為600.0～750.0 kg/ha時對木薯的增產(chǎn)提質(zhì)效果較好，以750.0 kg/ha最佳，該用量下兩品種木薯的鮮薯產(chǎn)量和淀粉含量均最高，其中華南205平均產(chǎn)量為40126.00 kg/ha、南植199為34376.00 kg/ha，華南205平均淀粉含量為20.86%、南植199為26.77%。不同肥料的肥效排序為：污泥復(fù)混肥>復(fù)合肥>酒糟渣>污泥>常規(guī)施肥。在木薯生長前、中和后期各施污泥復(fù)混肥1次對木薯的增產(chǎn)提質(zhì)效果最好，南植199產(chǎn)量達26196.23 kg/ha、淀粉含量達30.32%，華南205產(chǎn)量達41126.06 kg/ha、淀粉含量達23.74%。【結(jié)論】木薯淀粉工業(yè)污泥經(jīng)與酒糟渣、煤灰、化肥按一定比例混合堆肥后用于作物栽培，具有節(jié)約化肥成本、降低企業(yè)污泥處理成本、減少環(huán)境污染、提高作物種植效益等優(yōu)點，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 木薯；污泥復(fù)混肥；產(chǎn)量；淀粉含量；效應(yīng)分析

中圖分類號： S533.062 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）03-0377-05

0 引言

【研究意義】木薯是廣西的一大優(yōu)勢資源，種植面積和總產(chǎn)量均占全國總量的70%左右，然而目前廣西的大部分木薯淀粉廠家對生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量污泥利用率很低，通常是對木薯淀粉工業(yè)污泥進行簡單的機械脫水后即運往干化場堆放，造成了極大的資源浪費。若是對木薯淀粉工業(yè)污泥加以資源化利用，將其制作成生物有機肥，能有效增加污泥的附加值，從而帶來極大的經(jīng)濟和社會效益。因此，木薯淀粉工業(yè)污泥處理已成為一項迫切需要解決的任務(wù)?！厩叭搜芯窟M展】已有研究表明，木薯工業(yè)廢棄物可在以下3個方面加以利用：一是酒糟渣可用于有機肥、飼料、燃料、造紙、栽培基質(zhì)、包裝或花盤等環(huán)保產(chǎn)品（王曉芳等，2009；覃建果和陳冬澗，2012）；二是污泥用于土地填埋、海洋傾倒、焚燒、生物干燥、通過好氧微生物發(fā)酵方法生產(chǎn)生物有機肥（趙華和陳磊，2010）；三是廢水的化學(xué)、生物處理及回收甲烷、蛋白質(zhì)工業(yè)處理（鄧國龍，2014）。如勵飛（2011）研究了淀粉廢水和木薯酒糟發(fā)酵制備飼料酵母工藝，馮波和劉族安（2014）研究了木薯淀粉廢液制備車用生物天然氣技術(shù)。有關(guān)木薯淀粉污泥的研究報道多在減量處理（王志剛，2011）、聯(lián)合復(fù)合菌處理酒糟（歷文成，2014）、污泥床處理淀粉廢水等方面（顏智勇等，2004）。【本研究切入點】目前，有關(guān)木薯淀粉工業(yè)污泥農(nóng)肥化應(yīng)用在木薯種植上的技術(shù)及效果的研究未見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以木薯為應(yīng)用對象，研究施用木薯淀粉工業(yè)污泥復(fù)混肥（以下簡稱污泥復(fù)混肥）對木薯生產(chǎn)的增產(chǎn)提質(zhì)效果，探討不同施用量對木薯生長的影響，以期確定污泥復(fù)混肥資源化利用最適宜的施用量及施肥時期，總結(jié)一套木薯淀粉工業(yè)污泥的農(nóng)用技術(shù)，為污泥復(fù)混肥的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試木薯品種為南植199和華南205號，均為廣西農(nóng)墾明陽生化集團股份有限公司主推品種。木薯淀粉工業(yè)污泥采集自廣西農(nóng)墾明陽生化集團股份有限公司，經(jīng)分析測定，其鮮樣水分70%～80%、pH 4～5；烘干樣水分6.2%、pH 7～8、氮（N）1.60%、磷（P2O5）1.65%、鉀（K2O）0.47%。

1. 2 試驗方法

試驗時間為2011年3月～2014年2月，每組試驗每年進行1次，連續(xù)進行3年重復(fù)試驗。試驗在廣西南寧市廣西農(nóng)墾明陽生化集團股份有限公司木薯良種繁育苗圃進行，試驗土壤pH 5.12、有機質(zhì)2.5%、堿解氮（N）52.6 mg/kg、有效磷（P2O5）9.7 mg/kg、速效鉀（K2O）43 mg/kg。試驗地平坦向陽，為黃棕粘質(zhì)壤土，質(zhì)地較易板結(jié)，肥力中等。

1. 2. 1 污泥復(fù)混肥用量試驗 污泥復(fù)混肥制作：按酒糟渣∶煤灰∶污泥=1∶1∶3的比例混合堆肥，為了提高氮磷鉀含量，與磷酸銨、尿素和氯化鉀按一定比例制成氮磷鉀含量為14∶6∶8的污泥復(fù)混肥，發(fā)酵15 d后堆肥水含量為26%，有機質(zhì)含量達20%。

污泥復(fù)混肥用量試驗方案：污泥復(fù)混肥每次施用量設(shè)5個水平：（1）450.0 kg/ha；（2）600.0 kg/ha；（3）750.0 kg/ha；（4）900.0 kg/ha；（5）對照（CK），不施用污泥復(fù)混肥。每處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，每小區(qū)面積1.0 m×20.0 m（下同）；木薯種植株行距為0.8 m×1.0 m，每小區(qū)植20株（下同）。分別在木薯下種時、苗期和結(jié)薯期各施肥1次。其他栽培管理措施保持一致。

1. 2. 2 污泥復(fù)混肥效果對比試驗 試驗設(shè)5個處理：（1）常規(guī)施肥（CK），下種時施干雞糞750.0 kg/ha作基肥，苗期施1次尿素300.0 kg/ha，結(jié)薯期追施1次氯化鉀375.0 kg/ha；（2）在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施污泥復(fù)混肥（14-6-8），每次按600.0 kg/ha施用；（3）在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施進口復(fù)合肥（15-15-15），每次按373.3 kg/ha施用，施用量與處理（2）的污泥復(fù)混肥等氮磷鉀總量；（4）在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施純污泥（1.60-1.65-0.47），每次按4516.1 kg/ha施用，施用量與處理（2）的污泥復(fù)混肥等氮磷鉀總量；（5）在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施純酒糟渣（4.5-5.0-2.7），每次按1377.0 kg/ha施用，施用量與處理（2）的污泥復(fù)混肥等氮磷鉀總量。分別在木薯下種時、苗期和結(jié)薯期各施肥1次。其他栽培管理措施保持一致。

1. 2. 3 污泥復(fù)混肥施肥時期試驗 污泥復(fù)混肥施肥時期設(shè)6個處理：（1）前期；（2）中期；（3）后期；（4）前、中、后期；（5）前、中期；（6）前、后期。施肥時間分為前期（2～4月）、中期（5～7月）、后期（8～10月），每次按600.0 kg/ha施用。

1. 3 生長指標(biāo)和品質(zhì)測定

在木薯收獲期的12月，每小區(qū)隨機抽取10株測量。（1）單薯周徑：每株選取1個中等大小的薯條，用軟尺在薯條中部緊繞一圈讀取其周長；（2）單株鮮薯條數(shù)：記錄單株結(jié)薯的條數(shù)；（3）鮮薯產(chǎn)量：每小區(qū)抽取20 m2左右進行測產(chǎn)，再由小區(qū)實測產(chǎn)量折算公頃鮮薯產(chǎn)量；（4）鮮薯淀粉含量：每小區(qū)隨機抽取中等大小的薯條8條，在收獲的當(dāng)天或次日采用DNS法測定淀粉含量。

2 結(jié)果與分析

2. 1 污泥復(fù)混肥不同用量對木薯生長及產(chǎn)量和淀粉含量的影響

2. 1. 1 對單薯周徑的影響 從表1可以看出，各污泥復(fù)混肥處理的單薯周徑均大于相應(yīng)的對照處理，當(dāng)污泥復(fù)混肥施用量為750.0 kg/ha時，兩個品種木薯單薯周徑均最大，該處理對兩個品種的影響效應(yīng)一致。方差分析結(jié)果顯示，除華南205 900.0 kg/ha污泥復(fù)混肥處理的單薯周徑與對照差異不顯著外（P>0.05，下同），其他污泥復(fù)混肥處理的單薯周徑均顯著大于對照（P<0.05，下同），說明污泥復(fù)混肥施用量對木薯大小影響較大，污泥復(fù)混肥有助于促進木薯塊根膨大。

2. 1. 2 對單株薯條數(shù)的影響 從表1可以看出，施用污泥復(fù)混肥處理在兩個品種間產(chǎn)生的效應(yīng)一致，除華南205 900.0 kg/ha污泥復(fù)混肥處理外，其他處理單株鮮薯條數(shù)均較對照增加，兩品種單株鮮薯條數(shù)比對照增加11.11%～66.67%，兩品種均在施用量為450.0 kg/ha時鮮薯條數(shù)最多。方差分析結(jié)果顯示，除華南205 900.0 kg/ha污泥復(fù)混肥處理的單株鮮薯條數(shù)與對照差異不顯著外，其他同一品種不同處理間單株鮮薯條數(shù)均達顯著水平。結(jié)合2.1.1中“施用量在750.0 kg/ha時的單薯周徑最大”結(jié)論，說明污泥復(fù)混肥有促進薯塊膨大而相對減少薯條數(shù)的作用。

2. 1. 3 對鮮薯產(chǎn)量的影響 由表1可知，污泥復(fù)混肥在一定施用量范圍內(nèi)可促進木薯塊根膨大，顯著提高鮮薯產(chǎn)量，其中，在750.0 kg/ha處理下的鮮薯產(chǎn)量最高，華南205平均產(chǎn)量為40126.00 kg/ha，比對照增產(chǎn)100.63%，南植199平均產(chǎn)量為34376.00 kg/ha，比對照增產(chǎn)105.22%；但污泥復(fù)混肥用量過高（≥900.0 kg/ha）時，木薯產(chǎn)量又會下降，甚至低于不施污泥復(fù)混肥的對照，說明木薯對污泥復(fù)混肥的承受量有一定限度。

2. 1. 4 對鮮薯淀粉含量的影響 由表1可知，施用污泥復(fù)混肥處理下的兩個品種薯塊淀粉含量均高于對照，說明污泥復(fù)混肥有利于提高薯塊淀粉含量，其中，施用量在750.0 kg/ha時的鮮薯淀粉含量最高，該處理下的南植199平均淀粉含量為26.77%，比對照高34.66%，華南205平均淀粉含量為20.86%，比對照高20.93%，其次是600.0 kg/ha處理?？梢姡?00.0～750.0 kg/ha是較適宜的施用量。

2. 2 污泥復(fù)混肥、復(fù)合肥、污泥和酒糟渣使用效果比較

從表2可以看出，施用污泥復(fù)混肥處理下的兩個木薯品種的單薯大小、鮮薯產(chǎn)量、淀粉含量均明顯高于其他肥料處理，肥效整體排序為：污泥復(fù)混肥>復(fù)合肥>酒糟渣>污泥>常規(guī)對照。

2. 3 污泥復(fù)混肥不同施肥時期對木薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

從表3可以看出，不同時期施肥處理的效果有明顯不同，兩品種表現(xiàn)一致，綜合生長量和淀粉含量指標(biāo)來看，不同施肥時期處理的效果依次為：前、中、后期>前、中期>前、后期>前期>中期>后期。可見，為了培育質(zhì)量雙優(yōu)木薯，施肥時期宜早不宜晚，施肥次數(shù)以適量多次為宜，在前期（2～4月）、中期（5～7月）和后期（8～10月）分別作基肥和追肥施3次污泥復(fù)混肥的效果最好，既能促進木薯增產(chǎn)、又可提高淀粉含量，其中南植199產(chǎn)量達26196.23 kg/ha、淀粉含量達30.32%，華南205產(chǎn)量達41126.06 kg/ha、淀粉含量達23.74%。只在后期施肥，木薯的生長狀況表現(xiàn)最劣。

3 討論

淀粉污泥是淀粉、酒精生產(chǎn)過程中經(jīng)壓濾機后產(chǎn)生的沉淀物，是由有機殘片、細(xì)菌菌體、無機顆粒及膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體（Couillard and Zhu，1992）。淀粉污泥含有豐富的有機質(zhì)、氮磷鉀和各種植物生長所需的微量元素，且重金屬含量低。污泥經(jīng)過與其他有機物按一定比例混合高溫好氧堆肥，在微生物作用下高溫發(fā)酵分解有機物，將固體有機物降解或轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的腐殖類物質(zhì)、細(xì)胞物質(zhì)、水和二氧化碳（Hernández et al.，1988）。經(jīng)無害化處理后的污泥無臭味，不滋生蚊蠅，作為肥料或土壤改良劑使用， 既能增加肥效，又可改善土壤。因此，淀粉污泥農(nóng)用是重要的無害化和資源化途徑。

本研究對污泥復(fù)混肥不同用量分析結(jié)果表明，在木薯生長過程中施用3次污泥復(fù)混肥，對木薯有明顯的增產(chǎn)提質(zhì)效果，但其承受量有一定限度，600.0～ 750.0 kg/ha是適宜的單次施用量，750.0 kg/ha為最佳施用量。本研究對不同肥料分析比較結(jié)果表明，在等氮磷鉀總量條件下，各肥料肥效排序為：污泥復(fù)混肥>復(fù)合肥>酒糟渣>污泥>常規(guī)對照。黃慶等（2007）利用污水處理廠的脫水污泥進行堆肥，將污泥堆肥用于藥用植物紫花茉莉栽培，結(jié)果表明，污泥堆肥可使紫花茉莉的株高增加6.7%～20.0%，莖圍增加16.0%～36.0%，塊根干物量增加9.6%～28.0%，莖葉干物量增加19.0%～ 37.0%。李文英等（2010）研究表明，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥復(fù)混肥對苦瓜有顯著的增產(chǎn)效果，氮磷鉀總量同等時，比商品復(fù)混肥增產(chǎn)20.4%，比復(fù)合肥（15-15-15）增產(chǎn)15.0%，比單質(zhì)混合肥增產(chǎn)11.2%，并可增加果實長度、瓜圍、單瓜重?？梢?，本研究結(jié)果與黃慶等（2007）、李文英等（2010）的研究結(jié)果相似，均肯定了污泥的農(nóng)用效果，即污泥可為植物提供營養(yǎng)元素，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。

污泥農(nóng)用是一種很好的資源化利用和無害化處置方式（龔明睿，2012），但其推廣應(yīng)用受諸多因素的制約，如對污泥中重金屬、有害有機化合物的含量和種類的不確定性及相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品可能給人體健康帶來隱患，對污泥用作肥料可能導(dǎo)致土壤板結(jié)、土壤重金屬污染等（崔春紅，2008）的顧慮，使得污泥農(nóng)用技術(shù)難以推廣。研究證明，在正常施用污泥及污泥中有機污染物濃度在正常范圍內(nèi)不會導(dǎo)致地下水污染，但部分有機污染物通過植物或動物富集進入食物鏈的風(fēng)險非常大，具體風(fēng)險視污泥中有機污染物的含量及污泥利用量而定，污泥利用前應(yīng)進行相應(yīng)處理，以降解有機污染物，從而提高污泥利用的安全性（李廣濤等，2011）。本研究中污泥復(fù)混肥在750.0 kg/ha的施用水平下不會造成環(huán)境污染，并證實“過量施用污泥會導(dǎo)致作物徒長甚至燒苗”，可見使用污泥時需掌握好適當(dāng)用量以免造成不良后果。受條件限制，本研究僅探討污泥復(fù)混肥對木薯生長、產(chǎn)量及淀粉含量的影響，對木薯的抗病、抗逆性等綜合效應(yīng)及土壤養(yǎng)分、土壤重金屬環(huán)境、地下水等的影響仍有待進一步研究。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，木薯淀粉工業(yè)污泥經(jīng)與酒糟渣、煤灰、化肥按一定比例混合堆肥后用于作物栽培，具有節(jié)約化肥成本、降低企業(yè)污泥處理成本、減少環(huán)境污染、提高作物種植效益等優(yōu)點，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。在木薯栽培中，建議分別在木薯生長前期（2～4月）、中期（5～7月）和后期（8～10月）施用600.0～ 750.0 kg/ha的污泥復(fù)混肥，以達到培育品質(zhì)與產(chǎn)量雙優(yōu)木薯、保護環(huán)境和改良土壤的目的。

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（責(zé)任編輯 麻小燕）