刘顺航， 贾黎辉， 吴春燕， 赵甜甜， 郭 龙， 张津榕， 唐建美

(云南天士力帝泊洱生物茶集团有限公司，云南普洱 665001)

茶渣有机肥发酵工艺研究

刘顺航， 贾黎辉， 吴春燕， 赵甜甜， 郭 龙， 张津榕， 唐建美

(云南天士力帝泊洱生物茶集团有限公司，云南普洱 665001)

摘要[目的]优化茶渣有机肥最佳发酵工艺参数。[方法]以茶渣废弃物为试验对象，通过添加锯末、油枯、石灰、木醋，共设8个处理，筛选最优处理和最佳参数。[结果]各发酵处理中，添加油枯处理的平均发酵温度比添加锯末的高出3.1 ℃；添加石灰处理的pH为8.055和8.444，添加木醋处理的pH为6.274和7.611；添加油枯和木醋处理可提高茶渣堆肥的电导率。[结论]初始发酵水分60%，每3 d翻堆1次，油枯和木醋添加量为5%的配方组合，可以得到茶渣有机肥最佳发酵工艺参数。

关键词茶渣；有机肥；参数；应用

随着速溶茶(茶珍)、茶饮料等茶叶深加工产业的发展,茶渣的合理处置成为相关部门广泛关注的问题。研究表明，经过提取的茶渣残留1.0%～2.0%茶多酚，0.1%～0.3%咖啡碱，17.0%～19.0%粗蛋白，16.0%～18.0%粗纤维，赖氨酸和蛋氨酸的含量分别为1.5%～2.0%和0.5%～0.7%[1]；此外，茶渣含氮2.5%～4.0%，五氧化二磷0.4%，氧化钾1.4%，有机碳38.1%，碳氮比为15～20。长期以来，茶渣等废弃物以不可回收垃圾被丢弃，造成环境污染的同时增加了处理成本[2]。目前，我国对茶渣的综合利用尚处于初步试验阶段[3]，随着研究的深入，发现废弃茶渣开发利用具有广阔前景，可用作有机肥料、饲料、吸附剂、培养基原料，用于提取蛋白、茶多糖等有效成分[4]。茶渣有机肥对环境和作物生产安全，因此开发茶渣有机肥具有积极的意义。笔者以茶渣废弃物为研究对象，筛选了茶渣有机肥发酵工艺的最佳参数，旨在为茶渣的合理开发利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料茶渣，云南天士力帝泊洱生物茶集团有限公司；油枯，云南玉溪源天生物产业开发有限公司；石灰，云南省开远市小龙潭王云石灰厂；木醋，潍坊市坊子区瑞利再生物质燃料制造厂；锯末，某木材加工厂。试验仪器有PL1001-L电子天平，梅特勒托利多；GZX-9070 MBE数显鼓风干燥箱，上海博讯；S40 PH/电导率综合测定仪，梅特勒托利多；tcs电子称，青岛海亿达衡器有限公司；铁铲；水银温度计；烧杯等。

1.2试验设计共设8个处理，每处理的原料重量均为300 kg。试验设计见表1。

1.3操作步骤首先，茶渣脱水，出料的茶渣移至温室蓬内摊薄晾放，使水分从78.0%降至60.0%，其他试验物料水分也调整至60.0%；其次，按配方设计混料置堆，将茶渣堆成锥型，插竹杆挂标记。

表1　茶渣发酵配方设计

注：C/N调节原料：茶渣(C/N∶13.51)、油枯(C/N<10.00)、锯末(C/N>300.00)；pH调节原料：茶渣(pH≈5.500)、石灰(pH>10.000)、木醋(pH<3.000);油枯添加量为5.0%，锯末添加量为30.0%～40.0%。

Note: C/N adjusting raw material: tea-leaf(C/N:13.51), oil cake(C/N<10.00), sawdust(C/N>300.00); pH adjusting raw material: tea-leaf(pH≈5.500), lime(pH>10.000), wood vinegar(pH<3.000); oil cake dosage 5.0%, sawdust dosage 30.0%-40.0%.

1.4测定方法用水银温度计插至堆肥中层位置，每天上午测定温度1次，每处理取2个点测定求平均值。每周取样1次，用pH/电导率综合测定仪测定电导率和pH，每个样品测定2次求平均值。用数显鼓风干燥箱105 ℃烘2 h测定水分，每个样品测定2次求平均值。3 d翻堆1次。

2结果与分析

2.1各处理茶渣堆肥温度变化情况从图1可见，随着发酵过程启动，微生物开始增殖和生长，堆肥温度呈上升趋势；当微生物增加量和死亡量平衡时，温度呈稳定趋势变化；当有机原料被消耗完，微生物逐渐死亡，温度下降。各处理的发酵过程温度均呈抛物线趋势变化，没有发酵的处理②温度几乎无变化。

图1　各处理茶渣堆肥温度变化情况Fig.1　The composting temperature changes of tea-leaf in each treatment

从图2可见，各发酵处理中，添加油枯处理(⑥、⑦、⑧)的平均温度为41.5 ℃，添加锯末处理(③、④、⑤)的平均温度为38.4 ℃，油枯处理比锯末处理的温度高出3.1 ℃，比CK(40.4 ℃)高出1.1 ℃。相关资料表明，温度越高微生物繁殖越旺盛，产生热量越多，有机物料降解越彻底。

图2　各处理茶渣堆肥平均发酵温度比较Fig.2　Comparison of tea-leaf composting average fermentation temperature

2.2各处理茶渣水分变化情况从图3可见，随着堆肥时间的延长，微生物增殖降解有机物料产生热量增大，再加上翻堆操作，水分呈降低趋势。以处理①的水分含量较高，处理⑥其次，处理②的水分含量最低。

图3　各处理茶渣堆肥水分变化情况Fig.3　The moisture variation of tea-leaf composting in each treatment

2.3各处理茶渣pH变化情况从图4可见，各处理茶渣在发酵过程中pH呈上升趋势。添加木醋(处理⑤、⑧)的发酵效果优于添加石灰(处理④、⑦)，添加石灰处理(④、⑦)的pH为8.055和8.444，显若碱性，接近有机肥的最高限定值(8.500)；添加木醋处理的(⑤、⑧)pH为6.274和7.611,呈中性，介于有机肥pH标准(5.500～8.500)。

图4　各处理茶渣堆肥pH变化情况Fig.4 The pH variation of tea-leaf composting in each treatment

2.4各处理茶渣电导率变化情况从图5可见，添加了油枯、木醋的处理(处理⑤、⑥、⑦、⑧)均可升高茶渣堆肥电导率，以同时添加油枯和木醋处理(处理⑧)的升高程度最高。由于添加外源有机原料会导致电导率的变化，电导率过高或者过低均会对作物产生影响，但从数据上显示，处理③、④、⑥、⑦均未产生过度变化，电导率大部分都在1 000 μs/cm以下，可作安全判定。添加木醋处理(⑤、⑧)介于1 000～2 000 μs/cm，属于安全范围。

图5　各处理茶渣堆肥电导率变化情况Fig.5　The change of compositing conductivity of tea-leaf in each treatment

2.5各处理水溶液变化情况从图6可见，发酵第1天水溶液颜色较浅，第21天水溶液颜色较深。水溶液颜色间接表明堆肥发生生物、物理、化学变化，发酵产生可溶性物质越多，水溶液颜色越深。

注：a为发酵第1天，b为发酵第21天。水∶肥=25∶1。Note: a. The first day of fermentation, b. The twenty-first day of fermentation. The ratio of water and fertilizer was 25∶1. 图6　各处理茶渣堆肥水溶液变化情况Fig.6　The change of composting aqueous solution of tea-leaf in each teatment

3结论与讨论

(1)在确定了初始发酵水分、翻堆频率[5]等参数后，通过单因子和双因子影响试验，添加不同C/N[6]、pH的调节原料到茶渣中，通过测定发酵堆肥的水分、pH、电导率、温度，观察水溶液颜变化情况，筛选了茶渣有机肥发酵工艺最佳参数。结果表明，初始发酵水分为60%，3 d翻堆1次，油枯和木醋添加量为5%的配方组合可以得到最佳发酵工艺参数。

(2)在茶渣产量为近2 000 t/a的背景下，今后应该从技术可行性、经济效益优化性、产品效果见效性、环境影响友好性等方面考虑，将茶渣开发为优质有机肥，用于绿化及种植，既能降低茶渣的处理成本，又可提高废弃资源的利用率，还能为生产绿色、有机、健康茶饮品提供宣传。

参考文献

[1] KRISHNAPILLAI S.Effect of waste tea (tea fluff)on growth of young tea

plants(camellia sinensisl)[J].Tea quarterly,1998,50(3):98-104.

[2] 张纪利，孙建生，刘明竞，等.不同物料水分对有机肥发酵过程中微生物数量的影响[J].中国农学通报，2014,30(15):141-145.

[3] 高小朋，贺晓龙，任桂梅，等.化肥不合理施用带来的危害探析[J].农技服务，2011,28(9)：1289-1290,1366.

[4] 傅志民，吴永福.废弃茶渣综合再利用研究进展[J].中国茶叶加工，2011(1)：17-20.

[5] 耿富卿，苟剑渝，何楷，等.不同碳氮比对有机肥发酵过程中微生物数量的影响[J].作物研究，2013,27(1)：25-27.

[6] 刘慧颖，柳云波，徐冰.几种商品有机肥生产技术和发展趋势[J].杂粮作物，2004,24(3)：171-173.

Study on Tea-leaf Organic Fertilizer Fermentation Technique

LIU Shun-hang, JIA Li-hui, WU Chun-yan et al

(Yunnan Tasly Deepure Biological Tea Group Co Ltd, Pu’er,Yunnan 665001)

Abstract[Objective] The aim was to optimize tea-leaf organic fertilizer fermentation technical parameters. [Method] Through adding sawdust, oil cake, lime, wood vinegar, setting up 8 treatments, the optimal treatment and parameters were obtained. [Result] In each fermentation treatment, average temperature by adding oil cake treatment was 3.1 ℃higher than that adding sawdust; pH in treatment by adding lime was 8.055 and 8.044, pH in treatment by adding wood vinegar was 6.274 and 7.611; Adding oil cake and wood vinegar could improve conductivity of tea-leaf composting. [Conclusion] Under the conditions of 60% initial fermentation moisture, turning 1 time every 3 d, 5% oil cake and wood vinegar formula, the optimal fermentation technical parameters of tea-leaf organic fertilizer can be obtained.

Key wordsTea-leaf; Organic fertilizer; Parameters; Application

作者简介刘顺航(1976- )，男，福建仙游人，高级工程师，从事茶叶种植、加工、提取工艺研究。

收稿日期2016-03-04

中图分类号S 141.5

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)11-165-03