基质栽培中茶渣基质发酵工艺研究.docx

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基质栽培中茶渣基质发酵工艺研究

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曾小燕郭胡津刘小煌

摘要为了研究茶渣作为无土栽培基质的条件，设计了添加发酵菌剂和添加氮源对茶渣发酵的影响试验，影响因素包括温度、含水量、pH值、有机质含量。结果表明，添加菌剂并添加氮源的处理发酵温度上升较快，且堆温较高（50℃），发酵后期含水量低，pH值高，有机质含量低（72.7%，以烘干基计），发酵充分，可作为无土栽培基质使用。发酵后的茶渣可作为草炭的替代品，既能减少草炭开发，节约资源、保护环境，又能促进农业废弃物的循环利用。

关键词茶渣；发酵；无土栽培基质；工艺

TS201A1007-5739（2017）13-0253-02

基质栽培是用固体基质（介质）固定植物根系，并通过基质吸收营养液和氧的一种无土栽培方式。基质栽培由于具有病虫害少、节水节肥、栽种灵活、缩短设施植物生长周期、可控性较高等优点，目前在设施栽培中的应用越来越广泛，基质栽培代表着现代设施农业的发展趋势[1]。但是基质栽培中常使用的草炭等基质是不可再生资源，因而开发新型基质保护生态资源显得尤为重要。通过对茶废弃物等农林废弃物资源的再利用，可实现对草炭等不可再生基质的部分替代或完全替换[2]。

我国茶园面积广阔，全国茶叶种植面积达293.3万hm2，干毛茶产量达到243万t[3]，这些茶叶无论使用传统的方法进行冲泡，还是作为速溶茶粉生产的原料，主要利用部分为茶叶中的水溶性成分（占茶叶干重25%～40%），而剩余部分——茶渣往往被作为废弃物进行处理。茶渣中含有18%～20%的粗蛋白、11%～13%的粗纤维、0.5%～1.0%的粗脂肪、8%～9%的矿物质，这些丰富的营养物质具有潜在的利用价值，如果直接丢弃，不仅给环境带来巨大的压力，也会造成资源浪费[4]。

速溶茶制作后的茶渣仍含有较多的有益成分，根据王海滨等[5]的研究，与原料茶叶相比，不同种类的速溶茶茶渣中的粗蛋白、粗纤维含量的占比均有所提高，而粗脂肪、灰分含量的占比则有所下降。茶渣经发酵后方可作为基质使用，其中的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪等成分在微生物的作用下可增加有效氮、腐殖质含量，而且茶渣中仍含有大量的茶多酚，对脲酶活性起到很好的抑制作用，减少了氨的挥发[6]。

1材料与方法

1.1試验地概况

试验场地为大闽食品（漳州）有限公司罗汉果种植基地的温室大棚，既能防止雨水淋湿，又有利于温度的提高。

1.2试验材料及仪器

茶渣：为生产速溶绿茶粉后的绿茶茶渣，由大闽食品（漳州）有限公司生产。发酵菌剂：主要成分有纳豆菌、芽孢杆菌、放线菌、木霉菌等微生物，有效活菌数达100亿/mL，由山东君德生物科技有限公司生产。尿素：当地肥料店购买。试验仪器有电子天平、数显鼓风干燥箱、pH计、水银温度计等。

1.3试验设计

试验共设3个处理，每个处理的原料重量均为200kg，7d翻堆1次。处理1：直接将200kg茶渣进行归堆发酵；处理2：将200kg茶渣与发酵菌剂均匀混合，按100kg茶渣喷洒0.05kg发酵菌剂的比例进行喷洒；处理3：将200kg茶渣与发酵菌剂和尿素均匀混合，发酵菌剂喷洒的浓度为0.05kg/100kg茶渣，尿素的使用量为0.2kg/100kg茶渣。3次重复。

1.4测定方法

1.4.1温度测定。用水银温度计插入发酵茶渣中层位置，每天11：00测定温度，每个处理样取3点测定温度，并取平均值。

1.4.2pH值测定。每周取样1次，用pH计测定pH值，每个样品测定3次取平均值。

1.4.3水分含量测定。用数显鼓风干燥箱105℃条件下烘2h测定水分含量，每周取样1次，每个样品测定3次，取平均值。

1.4.4有机质含量测定。原始样和每个发酵后处理样均取样3kg，混合均匀后取0.5kg样品送漳州市农业检测中心进行检测，检测标准参照《有机肥料》（NY252—2012）进行。

2结果与分析

2.1各处理茶渣温度变化情况

3个处理样茶渣在初期升温，随后温度呈下降趋势，最后基本与环境温度一致。总体呈现波动型先上升后下降的趋势（图1）。主要因为发酵温度与微生物代谢活性有关，好氧微生物分解有机物和呼吸作用均会产热，从而出现温度上升的情况，后期随着发酵的进行，微生物的活动逐渐减弱，温度出现下降[7]，为了让茶渣发酵均匀，7d后进行翻堆处理，所以翻堆后的温度均出现了一定的小高峰，随后下降。其中处理1的温度上升幅度较小（最高温为47℃），上升至温度的高点较慢。处理3的温度上升幅度大（最高温为59℃），升温速度快，这可能与加入菌剂和尿素有关，发酵菌剂中的微生物繁殖分解需要碳和氮，茶渣大部分是由碳元素组成，尿素中则含有氮源。尿素的添加有利于微生物的繁殖分解，故温度上升快。处理2的温度上升幅度和速度整体相对比较居中。处理3最后的