油茶粕资源堆肥化利用探讨.docx

    油茶粕资源堆肥化利用探讨    摘 要：油茶粕富含茶皂素、茶籽多糖、茶籽蛋白等多种成分，是生物医药、生物农药、生物饲料、化工、轻工等多个行业的重要原料，但大多直接作为清塘剂、燃料使用，造成了资源的极大浪费通过论述油茶粕资源当前的利用现状，提出了堆肥化利用的优势、工艺和前景，为油茶粕资源的高效利用提供依据Keys：油茶粕； 堆肥化； 有机肥S794；S141.4；X72 ： A ：1004-874X（2010）04-0098-03油茶是我国重要的南方木本油料树种，也是世界四大木本食用油源树种之一[1]主要分布于我国江西、湖南、广西、广东、浙江、福建、安徽、贵州、河南、湖北等省区，其中湖南、江西和广西3省（区）为集中栽培区[2]我国是世界上油茶品种最多、分布最广、茶籽产量最高的国家，拥有以普通油茶为主的油茶林面积近400万h平方米，年产油茶籽约54.98万t、茶油超过15万t，占全国木本食用油料作物的80％以上，油茶籽副产品油茶粕的年平均产量约39.71万t[3-4]油茶饼粕又称茶饼、茶粕、枯饼等，其数量相当于茶油的三倍由于油茶饼粕味苦，有毒，目前基本上被废弃，造成了很大的资源浪费。

据报道，油茶粕成分为：粗蛋白15％，粗脂肪5％，糖类40％，粗纤维6％，皂素10%~15％，灰分6％，单宁2％，咖啡碱0.95％，水分14％，富含有机质[5]可见，油茶粕含有多种有用成分油茶粕的合理开发利用，是油茶产业研究者都十分关心的问题[6-8]积极探索油茶粕利用途径，实现油茶粕资源的科学合理利用，不仅可部分缓解我国资源短缺的矛盾、减轻因大量茶粕废弃而带来的环境污染，而且还将为我国南方广大丘陵地区和油茶生产区的经济发展注入新的活力，产生良好的环境效益和经济效益，有利于农业的可持续发展1 油茶粕资源利用概况目前，我国对油茶籽的利用基本上仅限于榨油，对榨油后剩余油茶粕并未得到充分地利用，大多直接作清塘剂、燃料使用，造成了资源的浪费为了使其得到充分利用，发挥最大的经济价值，当前油茶粕的开发利用途径主要集中在利用茶籽粕制备皂素和制备茶籽多糖等方面1.1 清塘剂油茶粕含皂角苷7%~8%，它是一种溶血性毒素，可使动物的红血球分解10 mg/L的皂角苷施入鱼塘后9~10 h，可使鱼类失去平衡，11 h死亡油茶粕清塘能杀灭野杂鱼、蛙卵、蝌蚪、螺蛳、蚂蝗和部分水生昆虫，但对细菌没有杀灭作用而且施用后可成为有机肥料促进池中浮游生物繁殖[9]。

1.2 利用茶籽粕制备皂素茶皂素是一种纯天然非离子型表面活性剂，具有乳化、分散、湿润、发泡、稳泡、去污等多种表面活性，还有抗菌、消炎、镇痛、祛痰、止咳等药理作用，以及鱼毒性、溶血性和促进植物生长等类生物激素生理活性油茶粕中含茶皂素10%~15%，但至今尚未得到充分的开发利用[10-15]茶籽粕制备茶皂素的工艺流程为： 茶籽粕→粉碎→浸提→过滤→沉淀→转沉淀→过滤→浓缩→产品1.3 利用茶籽粕制备茶籽多糖据报道，茶籽多糖具有明显延长血栓形成时间，缩短血栓长度，从而起到抗血栓的药理作用；茶籽多糖还具有降血糖作用，可能具有修复糖代谢紊乱的功能据分析，取油之后的茶籽粕中含有30%~50%的糖类[10,16]茶饼粕制备茶籽多糖的工艺流程为：茶饼粕的粉碎→浸提→沉降→超滤→醇沉→干燥→成品1.4 利用茶籽粕生产饲料经检测分析，油茶籽粗蛋白含量为12%~18%，蛋白质中含有17种氨基酸成分然而，由于油茶饼粕中含有10%~15%的溶血性茶皂素，直接添加到饲料进行投喂对鱼类等生物毒性极强同时，茶皂素的存在又使饲料味苦且辛辣，因而限制了茶籽粕在饲料工业中的应用[10,17-18]茶饼粕生产饲料的工艺流程为：茶饼粕→脱毒→漂洗→干燥→成品。

1.5 茶粕粉作为储粮防护剂 据有关研究表明，用浓度为6 g/kg的茶粕粉(过0.18 mm筛)处理粮堆表层500 mm厚的稻谷，在1年储藏时间内，茶粕粉处理仓取得较好的防虫效果，并对储粮品质无影响室内试验结果表明，长角扁谷盗成虫在含有10 g/kg浓度茶粕粉的储粮中，处理14 d后致死率为100%[19]因此，茶粕粉有望成为一种新型的植物性储粮防护剂2 油茶粕资源组成分析在过去很长一段时间内，化肥在保证农业生产高产、稳产中起到了巨大作用，但不合理的施用化肥引发了一系列环境问题，如土壤酸化、板结、肥力下降、地下水硝酸盐含量超标、大气污染、水体富营养化等据报道目前我国农业耕地约80%缺氮、50%缺磷、30%缺钾，有些土壤有机质不足1%[20]而各类有机资源中通常有机质含量在60%以上，还含有一定量的氮、磷、钾和各种中微量营养元素农业要持续发展，土壤要持续被利用，就要保证每年土壤中的有机质量大于或等于年矿化量，这样才能保持和提高土壤中有机质的含量水平针对土壤日益贫化，农业部提出的“沃土工程”也正是因为这个原因从表1可以看出，油茶粕中含有极丰富的有机质刘彦明等[21]用原子吸收光谱法测定各微量元素的含量，发现油茶粕中富含多种植物所需的微量元素，其中Ca 792.7 μg/g、Mg 2361.2 μg/g、Fe 2 983.1 μg/g、Mn 197.1 μg/g、Zn 77.7 μg/g、Cu 42.8 μg/g、Ni 9.9 μg/g、Pb 4.2 μg/g。

可见，油茶粕用作堆肥是一种优质的堆肥原料，将油茶粕资源堆肥化，也符合现代农业提倡的“循环农业”、“节能减排”的要求 3 油茶粕堆肥的优势与利用3.1 油茶粕资源堆肥相对安全堆肥对原材料的重金属含量控制严格与油茶粕相比，规模化畜禽养殖场禽畜粪便中的重金属污染比较严重按我国对有机肥料的要求(NY525-2002)，其重金属含量应符合城镇垃圾家用控制标准(GB8172-87)，据此衡量，部分畜禽粪肥中的重金属含量已有超标现象(主要是Cd)同时还存在部分畜禽粪便农药和兽药残留超标现象油茶生产具有相对的食用安全性与可靠性，用油茶生产加工中的副产品茶粕制造有机肥能够保证产品质量的安全性，避免了有机肥料二次污染的可能3.2 油茶粕资源具有独特的功能研究表明，油茶粕中含有大量的生物活性成分，包括茶皂素、酚类、多糖、氨基酸、微量元素和矿物质等其中茶皂素是一种五环三萜化合物，是一种天然非离子型表面活性剂，在固体型农药中作为湿润剂和悬浮剂，在乳油型农药中作为增效剂与展着剂，也可直接作为生物农药此外，茶皂素具有生物激素作用，可作为生长调节剂，低浓度可促进植物生长，高浓度则抑制植物的生长而茶皂素对鳞翅目昆虫有直接杀灭和拒食的活性[22-23]，从而起到生物防虫和灭虫的作用。

以茶油加工中产生的油茶粕为主要原料通过堆肥化制成的有机肥，在蔬菜、果树、茶园等经济作物的种植试验应用中取得了良好的效果，田间使用后能达到快速刺激作物生长的目的，减少缓苗期和作物生长初始阶段对养分的需求，减少田间害虫，抑制或杀灭多种土壤中的传染病害，提高作物产量和品质，是实现无害化绿色农业的理想生物有机肥4 油茶粕堆肥化工艺堆肥化就是将要堆腐的有机物料与填充料按一定的比例混合，在合适的水分、通气条件下，使微生物繁殖并降解有机质，从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化[24]油茶粕堆肥化工艺即：将油茶粕及其有机废弃物与无机调理剂、有机调理剂、腐熟促进剂和微生物接种剂按一定配比混合均匀，调节好各堆肥参数发酵（表2），完成发酵后可根据生产产品的要求进一步选择加工工艺(图1，图2) 5 油茶粕堆肥化利用的前景功能性有机复合(混合)肥是国际上近几年迅速发展的肥料新品种，它集特定组分、有机质及无机营养为一体，既发挥了特定组分的功能，又有利用有机质培肥土壤、改良土壤的特点，同时还发挥了无机养分的速效性，这样既保证了作物的产量，又改善了农产品的品质，是目前各地积极提倡的一种施肥方式。

油茶粕提取物——茶皂素黏附性强，对生物体表气门具有堵塞作用，继而使其窒息死亡，因而其本身就是一种很好的生物农药，表现在对菜青虫具有胃毒和忌避作用，且浓度越高，忌避越强[25]；也可用于毒杀福寿螺、蜗牛和钉螺；在园林花卉上常用作杀虫剂防治地下害虫，如地老虎、线虫等[26]以茶皂素作为主要原料制备的系列杀虫剂、杀菌剂用于柑桔、水稻的大面积杀虫，其对柑桔的红蜘蛛、糠片蚧、矢尖蚧的防治效果可达到国外25％倍乐霸、25％优乐得农药同样的效果[27]如茶皂素与杀虫单、马拉硫磷、灭多威、功夫菊酯、尼索朗、速螨酮、烟碱、乐果、鱼藤酮混配用于防治菜缢管蚜、小菜蛾、柑桔全爪螨等，有明显的增效作用[28]通过堆肥化处理制成的生物农药型有机肥，即可达到改善土壤、培肥地力、促进植物生长的作用，又具有抗病防虫的功能，为绿色种植提供了物质基础Reference：[1] 龙学为, 游国庆. 锦屏县油茶产业现状及发展对策探讨[J]. 贵州林业科技, 2007,35(2):62-65.[2] 庄瑞林. 中国油茶[M]. 北京:中国林业出版社,1988：12,23.[3] 张庆华, 黄文銮. 福建省主要油茶产区油茶立地生产力研究[J]. 福建林学院学报,1984,4(2):7-16.[4] 苏柱华, 曹阳, 万忠, 等. 2008年度广东省油茶产业发展现状分析[J].广东农业科学, 2009(6):215-218.[5] 邓桂兰, 彭超英, 卢峰. 油茶饼粕的综合利用研究[J]. 广州食品工业科技, 2004,20(3):130-132.[6] John M Ruter. Nursery Production of Tea Oil Camellia:Under Different Light level. Trends in New crops and new uses[M].ASHS Press Alesandria VA, 2007:222-224.[7] 吕永来. 我国油茶产业发展现状分析[J].中国林业研究, 2008(10):18-19.[8] 姚小华, 王开良, 罗细芳, 等.我国油茶资源与技术现状及产业发展对策[C]. 中国粮油学会第三届学术年会论文选编, 2007:289-294.[9] 程利民, 朱新艳. 茶粕——在虾蟹养殖中的作用[J]. 科学养鱼, 2000（10）:40.[10] 马力. 油茶籽的综合开发利用研究综述[J]. 农产品资源, 2008（1）:37-40.[11] 赵元藩, 李贵明. 从茶籽饼中提取茶皂素的生产工艺研究[J].云南化工,1996(1):51-53.[12] 刘铁平, 薛仲华.壳聚糖复合絮凝剂在茶皂素提取工艺中的应用[J].化学世界, 1998,39（7）:386-387.[13] 唐明远, 卢向阳. 茶皂素制备新工艺[J]. 湖南农业大学学报,2000,26(1):66.[14] 曾韬, 毕梦宇. 茶皂素的提取研究[J]. 林产化工通讯,2000，34(6):16-18.[15] 谢子汝. 新法提取茶皂素的工艺研究[J]. 日用化学工业,1994(1):45-48.[16] 肖志红, 陈永忠.油茶加工利用研究综述[J]. 林业科技开发,2005,19(2):10-12.[17] 邓桂兰, 魏强华. 利用茶粕生产菌体蛋白饲料的研究[J]. 粮食与食品工业, 2008,15(3):31-33.[18] 邓桂兰. 混合菌发酵油茶粕生产菌体蛋白饲料的研究[J]. 粮食与饲料工业, 2008（6）:30-32.[19] 王平, 徐明亮, 苏金平, 等. 茶粕粉作为储粮防护剂的试验研究[J]. 粮食科技与经济, 2005（4）:38-39.[20] 佟艳洁.发展生物有机肥潜力大[J].中国农业信息, 2003 (9):36[21] 刘彦明, 杨宇, 王辉.茶饼中茶皂素的提取和微量元素的测定[J]. 。