中药渣资源化产品在不同作物上的应用效果研究

Study on the Application Effect of the Resource Products of Traditional Chinese Medicine Residue on Different Crops

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2023.02.007

奚世超 Shichao XI , 卢啸旸 Xiaoyang LU , 曹卫宇 Weiyu CAO , 张伟 Wei ZHANG

全国循环经济技术中心/上海化工研究院有限公司上海 200062 Circular Economy Technology Center/Shanghai Research Institute of Chemical Industry Co., Ltd., Shanghai 200062, China

摘要：

为考察以白芍、酒萸肉中药渣为原料制备的有机肥料的增产和改良土壤的效果，以苏州青青菜和玉米为对象，开展了田间小区试验。结果表明：2种中药渣制备的有机肥料的各项指标均符合行业标准《有机肥料》(NY/T 525—2021)的要求；2种有机肥料均能不同程度地提高青菜和玉米的产量，试验后土壤中的有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均有所提升。以中药渣为原料制备有机肥料，实现了资源的综合利用，有助于构建资源节约型社会和推动农业的绿色发展。

关键词：

中药渣; 有机肥料; 土壤改良; 综合利用;

Abstract：

In order to investigate the effect of organic fertilizers prepared with traditional Chinese medicine residue containing Paeonia lactiflora Pall. and Cornus officinalis Sieb. et Zucc. as raw materials on yield increase and soil improvement, a field plot experiment is carried out with Brassica chinensis L. cv. Suzhou and maize as the objects. The results show that the indexes of the organic fertilizer prepared by the two kinds of traditional Chinese medicine residues meet the requirements of the industry standard Organic Fertilizer (NY/T 525—2021). Both organic fertilizers can improve the yield of Brassica chinensis L. cv. Suzhou and maize to varying degrees, and the contents of organic matter, total nitrogen, available phosphorus and available potassium in the soil have been improved after the experiment. The preparation of organic fertilizer from the residue of traditional Chinese medicine has realized the comprehensive utilization of resources, which is conducive to building a resource-saving society and promoting the green development of agriculture.

Keyword：

traditional Chinese medicine residue; organic fertilizer; soil improvement; comprehensive utilization;

“十三五”期间，中医药发展顶层设计加快完善，政策环境持续优化，支持力度不断加大，我国中医药产业得到了迅速发展，中药渣逐年增加，据估算每年排放的含水中药渣高达几千万吨^[1]。排放的中药渣若不能合理处置，不仅严重影响环境，而且会造成有效资源的极大浪费^[2]。中药渣中残留大量的纤维素、蛋白质、脂质及多种微量元素，是一种可循环利用的生物质资源^[3]，如果能够将其转化为生物有机肥料，对构建资源节约型、环境友好型社会以及推动农业的绿色发展具有重要的意义^[4-5]。

为了考察以中药渣为原料生产制备的有机肥料的效果，本研究选取同一地块先后种植青菜、玉米2种常见的作物，进行试验验证。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于上海市崇明区建设镇，试验开始前对试验地的土壤进行取样，相关指标的检测结果见表 1。

表 1

供试土壤的基本理化性状

w(有机质)/ %	w(全氮)/ %	w(碱解氮)/ (mg·kg^-1)	w(有效磷)/ (mg·kg^-1)	w(速效钾)/ (mg·kg^-1)	pH	w(可溶性盐)/ %
1.66	0.070	65.29	17.71	107.70	8.50	0.053

1.2 试验用材料

试验所用中药渣分别为白芍渣和酒萸肉渣。白芍渣是白芍经一次药物提取后产生的副产物，固态，水的质量分数为55%。酒萸肉渣是山茱萸经一次药物提取后产生的副产物，主要成分为山茱萸，含少量牡丹皮，固态，水的质量分数为20%。

供试作物为青菜和玉米，相关信息见表 2。

表 2

供试作物

作物	品种	种子供应企业	主要性状描述
青菜	苏州青	南京绿领种业有限公司	矮箕青帮绿叶类型，大田播种，耐寒性能佳
玉米	京科糯2000	北京华奥农科玉育种开发有限责任公司	杂交种，株型半紧凑，果穗长锥形

1.3 中药渣有机肥料的制备

白芍渣在碱性条件下氧化处理、中和、烘干、粉碎后制备得到白芍中药渣有机肥料，酒萸肉渣在碱性条件下氧化处理、洗涤、烘干、粉碎后制备得到酒萸肉中药渣有机肥料。参照行业标准《有机肥料》(NY/T 525—2021)^[6]，对2种中药渣有机肥料的主要成分进行了分析(见表 3)。从市场采购一种有机肥料产品作为对照，产品名称为茶草C有机肥料，由杭州汇仁复合有机肥料有限公司生产，主要成分见表 3。

表 3

不同有机肥料的主要成分

肥料	w(有机质)¹⁾/ %	w(养分)¹⁾/%			pH	w(水)/ %
肥料	w(有机质)¹⁾/ %	N	P₂O₅	K₂O	pH	w(水)/ %
注：1)以干基计
白芍中药渣有机肥料	47.2	4.39	1.52	0.88	6.76	25.6
酒萸肉中药渣有机肥料	46.5	5.96	0.95	1.02	6.05	23.5
茶草C有机肥料	50.5	6.05	0.75	0.28	6.00	28.8

由表 3可见，白芍渣和酒萸肉渣在碱性条件下氧化处理及制备后，制得的有机肥中有机质及氮、磷、钾等营养物质依然保持较高的含量，符合NY/T 525—2021中所规定的营养物质的含量要求，因此可直接作为有机肥产品使用。

1.4 试验设计

针对白芍中药渣、酒萸肉中药渣制备的有机肥料进行大田小区试验，以市场采购的茶草C有机肥料产品作为对照。试验共设计7个处理(见表 4)，其中每个产品设置2个施用量(高施用量和低施用量)，另设置1个空白对照(CK)。

表 4

大田小区试验设计

处理	肥料	施肥量/(t·hm^-2)	小区施肥量/kg
T1	白芍中药渣有机肥料	6	18
T2	白芍中药渣有机肥料	12	36
T3	酒萸肉中药渣有机肥料	6	18
T4	酒萸肉中药渣有机肥料	12	36
T5	茶草C有机肥料	6	18
T6	茶草C有机肥料	12	36
CK		0	0

每个处理设置3次重复，随机区组排列。青菜与玉米试验在同一块试验地按相同的排列开展，每个小区的面积为30 m²，小区之间设置间隔。各处理施用的基础肥料为复合肥料(15-15-15)，每个小区施用量为2.5 kg。

1.5 试验过程

青菜试验：2021年9月20日施用肥料，翻耕地块；9月21日播种，小区播种量为18 g；种植期间按照正常种植需要进行浇水、除草，所有处理均采用相同操作；2021年12月19日收获。

玉米试验：2022年6月20日施用肥料，翻耕地块；6月21日播种，小区播种量为128 g；种植期间按照正常种植需要进行浇水、除草，所有处理均采用相同操作；2022年10月8日收获。

1.6 测定项目及方法

有机质含量采用重铬酸钾－硫酸氧化法测定；总氮含量采用凯氏定氮法测定；碱解氮含量采用碱解扩散法测定；有效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO₃浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用1 mol/L CH₃COONH₄浸提，火焰光度法测定；pH采用电位法(水∶土=2.5 mL∶1 g)测定；水分含量采用烘干法(质量法)测定；可溶性盐浓度采用水浸提法(水∶土=5 mL∶1 g)测定。各测定项目具体测定方法参照《土壤农业化学分析方法》^[7]。

2 结果与讨论

2.1 对青菜生长的影响

青菜大田小区试验结果见表 5。

表 5

青菜大田小区试验结果

处理	株高/ cm	展开直径/ cm	小区产量/ kg	亩产量¹⁾/ kg	增产率/ %
注：1)1亩=667 m²，下同
T1	15.9	26.4	46.6	1 036.1	5.7
T2	16.2	26.8	47.0	1 045.0	6.6
T3	15.7	26.2	46.2	1 027.2	4.8
T4	15.9	27.0	46.9	1 042.7	6.3
T5	16.0	26.2	46.8	1 040.5	6.1
T6	16.2	27.3	47.3	1 051.6	7.2
CK	15.2	25.5	44.1	980.5

由表 5可知，中药渣有机肥对青菜生长有一定的促进作用。与CK处理相比，各施用有机肥处理的株高均出现一定程度的增加；在相同有机肥施用量条件下，不同有机肥处理对株高的影响不大。与CK处理相比，各施用有机肥处理的展开直径都有所增大，增幅为2.7%~7.1%；在相同施肥量条件下，不同有机肥处理对展开直径的影响不大；随着有机肥施用量的增加，展开直径的增长幅度并不明显。施用有机肥对青菜的生长都有明显的促进作用，且随着施肥量的增加，青菜的产量也有所增加。

综上所述，中药渣有机肥料对青菜的株高、展开直径、产量均有一定的提升作用，由中药渣制备的有机肥料与茶草C有机肥料对比效果差异不大，能够满足农业生产的需求。

2.2 对玉米生长的影响

玉米大田小区试验结果见表 6。

表 6

玉米大田小区试验结果

处理	株高/ cm	小区生物学产量/kg	亩生物学产量/kg	小区玉米棒子产量/kg	亩玉米棒子产量/kg	玉米棒子增产率/%
T1	201.6	99.1	2 203.3	29.75	661.4	7.3
T2	208.2	104.3	2 318.9	31.02	689.7	11.9
T3	198.6	103.2	2 294.5	28.69	637.9	3.5
T4	208.8	106.8	2 374.5	31.88	708.8	15.0
T5	208.7	105.9	2 354.5	31.80	707.0	14.7
T6	207.8	105.7	2 350.1	32.57	724.1	17.5
CK	201.5	100.6	2 236.7	27.72	616.3

从表 6可知，在高施用量条件下，施用中药渣有机肥后，玉米的株高、生物学产量和玉米棒子产量均较CK处理的有一定幅度的提高，玉米棒子的增产率均达到10%以上，说明中药渣制备的有机肥料对玉米棒子的生长有明显的促进作用。从不同的中药渣有机肥料的施用量可知，株高、生物学产量以及玉米棒子的产量均随着施用量的增加而提高。试验结果表明，在土壤中施用一定量的中药渣有机肥料，能促进作物的生长和干物质的积累，主要原因是其中含有丰富的养分，可以直接作用于植物的生长，与李静娟等^[8]的研究结果一致。

在低施用量条件下，中药渣有机肥料对玉米的增产效果与茶草C有机肥料相比有一定的差距；随着施用量的提高，中药渣有机肥料与茶草C有机肥料的增产效果较为接近。

结合青菜与玉米的试验数据，中药渣有机肥料与茶草C有机肥料对促进青菜和玉米生长的效果有一定的差异，表明有机肥料对不同作物可能会产生不同的影响。因此，对于中药渣有机肥料的推广还需要更多、更全面的农化数据作为支撑，从而有针对性地施用于不同作物，达到较理想的施用效果。

2.3 对土壤肥力的影响

分别对不同有机肥产品在第一次、第二次施用后的土壤养分含量进行分析，结果见表 7。

表 7

土壤养分含量测定结果

处理	w(有机质)/%		w(全氮)/%		w(有效磷)/ (mg·kg^-1)		w(速效钾)/ (mg·kg^-1)		w(可溶性盐)/%
处理	第一次施用后	第二次施用后	第一次施用后	第二次施用后	第一次施用后	第二次施用后	第一次施用后	第二次施用后	第一次施用后	第二次施用后
T1	1.58	1.71	0.069	0.108	10.88	14.30	95.12	98.13	0.064	0.065
T2	1.60	1.80	0.076	0.119	14.75	18.89	105.50	106.61	0.075	0.071
T3	1.81	1.79	0.066	0.114	11.06	22.59	94.20	98.45	0.043	0.048
T4	1.99	2.05	0.082	0.142	20.85	35.67	109.20	109.80	0.094	0.089
T5	1.59	1.78	0.077	0.111	11.25	14.98	94.43	96.74	0.069	0.067
T6	1.64	1.88	0.073	0.118	15.12	21.71	99.60	101.20	0.091	0.088
CK	1.38	1.15	0.067	0.102	9.96	10.11	94.89	95.59	0.078	0.077

从表 7可知：2次施用有机肥料后，土壤中的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量整体呈升高的趋势，仅T3处理的有机质含量在第二次施用后较第一次的略有降低，说明3种产品对土壤的养护和改良有一定的促进作用；T4处理对土壤中有机质、有效磷、速效钾含量的提升效果尤为显著，明显优于其他处理的。试验结果在一定程度上与黄卉^[9]等的研究结论一致，中药渣有机肥能够提高土壤中有机质的含量，改善土壤理化性质。还有研究表明^[10]，中药渣具有通气性好、质轻的特点，可以作为一种轻基质改善土壤的通透性。

施用有机肥料2次后，土壤中可溶性盐的浓度变化不大，这说明在施用中药渣有机肥的过程中，未引入大量的可溶性盐，在此方面是相对安全可靠的，有助于不同中药渣资源化产品的再利用，提高了中药渣的综合附加值和经济效益，实现了变废为宝。

3 结语

试验结果表明，2种中药渣有机肥对作物增产的效果以及土壤养分的提高，与市售的普通有机肥产品接近，各项指标符合NY/T 525—2021的要求，因此白芍渣和酒萸肉渣具备了作为生产有机肥原料的条件。以上研究将中药渣、环保与生态农业结合在一起，对于构建资源节约型社会有重要的意义。

ckwx 参考文献

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