1  生物有機(jī)肥的效用

生物有機(jī)肥含有較高的有機(jī)物質(zhì)以及具有特定功能的微生物，該類肥料具有改良土壤、提高土壤肥力、減輕作物病蟲害、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量等方面的效用與優(yōu)點(diǎn)。

1.1  改善土壤環(huán)境與提高肥力

施用有機(jī)肥后可增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，而且還能補(bǔ)充植物所需要的養(yǎng)分。有機(jī)物經(jīng)微生物分解后形成腐殖酸，能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤中有益微生物的含量，其中的解磷、解鉀細(xì)菌能有效活化被土壤固定的養(yǎng)分，為作物生長(zhǎng)提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境[1]。另外，土壤有機(jī)質(zhì)直接影響著土壤的保肥性、保水性、保溫性、緩沖性和通氣性等。

1.2  改善土壤微生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮微生物的優(yōu)勢(shì)

加有功能菌的生物有機(jī)肥含有固氮菌、硅酸鹽細(xì)菌、溶磷微生物、光合細(xì)菌及假單胞菌等一些有益菌，使土壤中的微生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，增強(qiáng)了其固氮、溶磷、解鉀等能力[2]，可充分發(fā)揮各類功能微生物的優(yōu)勢(shì)，調(diào)節(jié)作物根際菌群平衡，抑制病原菌系列，進(jìn)而增強(qiáng)了農(nóng)作物抗病蟲害的能力。

1.3  提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)

生物有機(jī)肥中的微生物在發(fā)酵培養(yǎng)的代謝過程中，產(chǎn)生了大量活性物質(zhì)，如氨基酸或NH4+、維生素、赤霉素及細(xì)胞分裂素等，可刺激根系發(fā)育，且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易于植物細(xì)胞合成，促進(jìn)了作物生長(zhǎng)，使產(chǎn)品品質(zhì)改善。

2  生物有機(jī)肥的原料

我國綜合利用固體廢棄物生產(chǎn)生物有機(jī)肥的原料選用，一方面考慮其有機(jī)質(zhì)的成分、含量，所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、元素；另一方面考慮其是否符合進(jìn)行生物堆肥的條件或要求。目前，我國主要采用的生產(chǎn)原料有：城市污水處理廠的污泥、生活垃圾、禽畜糞便、作物秸稈、酒精廠或醋廠等的廢醩液、煤矸石、粉煤灰等。在具體的生產(chǎn)工藝中，可選用其中的一種或幾種作為原料。對(duì)于多種物料的配合使用，可按其各自的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量選用合適的配比，并充分體現(xiàn)不同組分在生物有機(jī)肥中的效用，以滿足各類或不同用途的生物有機(jī)肥的需求。比如，山西省陽泉市某農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司的生物有機(jī)復(fù)合肥項(xiàng)目，其主要生產(chǎn)原料為生活污泥（占70%）、雞糞（占15%）、風(fēng)化煤（占5%）、醋醩（占5%）、蛭石（占5%），其中生活污泥是作為肥料的基質(zhì)，雞糞等可增加有機(jī)質(zhì)，同時(shí)提高氮磷鉀的含量，而蛭石的作用在于可疏松土壤、保持水分。

3  生物有機(jī)肥技術(shù)

3.1  生產(chǎn)原理

以固體廢棄物為主要原料生產(chǎn)生物有機(jī)肥，目前多采用的是堆肥技術(shù)，特別是好氧堆肥，該技術(shù)具有分解氧化較為徹底，產(chǎn)生惡臭較少的特點(diǎn)。堆肥技術(shù)是利用微生物的作用先將固廢中易腐化的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)變成富含有機(jī)質(zhì)和含有一定量氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的熟料，然后根據(jù)土壤自然生態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和農(nóng)作物的生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素、微量元素和具有固氮、解鉀、溶磷等活性作用的有益微生物，配制生產(chǎn)菌液產(chǎn)品[3]。堆肥產(chǎn)生的固劑與培養(yǎng)微生物所制成的菌液相結(jié)合可生產(chǎn)出具有綜合效應(yīng)的生物有機(jī)肥。

3.2  工藝流程

生物有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝流程包括固劑載體的生產(chǎn)、菌液的生產(chǎn)以及顆粒肥的生產(chǎn)，如圖1所示為生產(chǎn)生物有機(jī)肥的一般工藝流程，在具體的生產(chǎn)過程中，可根據(jù)不同的要求進(jìn)行工藝的調(diào)整。國內(nèi)相關(guān)的研究[3]～[11]表明，以不同有機(jī)固廢為原料的生產(chǎn)工藝過程存在著相似性。首先是收集并選取不同類型的固體廢棄物，對(duì)其進(jìn)行前期的篩選、處理，并按各自的功能效用進(jìn)行配比。之后，在對(duì)環(huán)境、技術(shù)條件等的控制下進(jìn)行堆肥，腐熟后破碎、篩分、烘干，成為固劑載體。與此同時(shí)進(jìn)行的是微生物的培養(yǎng)、營(yíng)養(yǎng)液的配制及菌液的制備。最后可將固劑與菌液混合并進(jìn)行造粒等工序而生產(chǎn)出生物有機(jī)肥。

圖1　生物有機(jī)肥生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖

3.3  生產(chǎn)工藝的技術(shù)要點(diǎn)

（1）在生物有機(jī)肥的生產(chǎn)過程中需有效地控制影響有機(jī)廢物發(fā)酵、微生物繁殖的各因素。主要的影響因素為有機(jī)質(zhì)含量、含水率、碳氮比、堆肥過程的氧濃度和溫度以及pH值等［9］。一方面，通過對(duì)諸因素的控制滿足各微生物菌種的生長(zhǎng)繁殖所必需的碳氮比、溫度、濕度、pH值、氧量及其它的營(yíng)養(yǎng)元素；另一方面，不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量可產(chǎn)生不同效果的肥效，比如含碳量高有助于土壤真菌增多，氮?jiǎng)t有助于土壤細(xì)菌增多，而鈣對(duì)于作物抗病有明顯的效用［12］。

（2）對(duì)堆肥產(chǎn)生的惡臭需加以防治與控制，避免二次污染。自然發(fā)酵有機(jī)廢物一般會(huì)伴有較濃烈的異味，且污染周圍的環(huán)境空氣，在堆料中加入發(fā)酵劑或快速分解菌可在較短時(shí)間內(nèi)使臭氣基本消失，且感官效果較好；或者對(duì)堆肥場(chǎng)產(chǎn)生的惡臭氣體以生物除臭技術(shù)等進(jìn)行處理。

（3）嚴(yán)格控制原料中的重金屬含量。在生產(chǎn)前期對(duì)固體廢物進(jìn)行篩選預(yù)處理的過程中，應(yīng)排除重金屬的干擾，防止在后期的生產(chǎn)過程中微生物中毒，以及成品有機(jī)肥中重金屬超標(biāo)，污染土壤及農(nóng)作物。

（4）生物有機(jī)肥的成品應(yīng)能夠滿足國家有關(guān)生物有機(jī)肥產(chǎn)品的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，成品經(jīng)過分析檢測(cè)，其有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、氮、磷、鉀及其中微量元素含量、活菌數(shù)等應(yīng)達(dá)到或超過國家標(biāo)準(zhǔn)［13］。

4  綜合利用固廢生產(chǎn)生物有機(jī)肥的效益

4.1  環(huán)境、社會(huì)效益

（1）生物有機(jī)肥的使用減少了化肥的施用量，同時(shí)減輕了化肥施用所帶來的土壤環(huán)境污染、農(nóng)作物產(chǎn)量低及品質(zhì)差、以及導(dǎo)致的周圍空氣與水體污染、特別是對(duì)人類健康的直接和間接影響。

（2）生物有機(jī)肥的應(yīng)用在一定程度上緩解了目前愈來愈多的有機(jī)固體廢棄物的污染問題。減少了大面積的土地污染與占用問題，減輕了對(duì)河流、湖泊和地下水的污染，改善了固廢堆積所散發(fā)的惡臭對(duì)空氣的污染以及抑制了蚊蟲等孽生而引起的病原體傳播［4］。

（3）有機(jī)固體廢棄物的產(chǎn)生量較大，生物有機(jī)肥的生產(chǎn)以其作為主要的生產(chǎn)原料，較大程度地實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的減量化。

（4）生物有機(jī)肥的施用對(duì)于土壤環(huán)境與土壤結(jié)構(gòu)、功能的改善，為實(shí)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供了保障。

（5）隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視和生態(tài)農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，人們?cè)絹碓匠缟袩o公害食品，生物有機(jī)肥作為優(yōu)質(zhì)的“綠色肥料”，也必將推動(dòng)新興的“綠色產(chǎn)業(yè)”。

4.2  經(jīng)濟(jì)效益

（1）我國的有機(jī)廢物每年的排放量是相當(dāng)可觀的，其中所含的有機(jī)成分及氮、磷等有效成分將是一筆不小的財(cái)富。比如，一個(gè)年出欄10000頭的養(yǎng)豬場(chǎng)，平均每天的糞便排放量達(dá)17.5t，其中氮和磷的排放量分別可達(dá)到105kg和70kg。

（2）化肥生產(chǎn)需消耗大量的能源，生物有機(jī)肥的施用意味著化肥使用量的減少，于是就減少了能源的消耗，并使氮的利用率提高，而且在相同作物產(chǎn)量的情況下，可節(jié)約氮肥30%以上［4］。

（3）生物有機(jī)肥作為一種新型肥料，它集化肥、農(nóng)家肥的優(yōu)點(diǎn)于一身，且肥效穩(wěn)定，使得農(nóng)作物增產(chǎn)明顯，這也必將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收益［3］。

（4）逐步建立以有機(jī)廢物綜合利用、有機(jī)肥生產(chǎn)、綠色農(nóng)產(chǎn)品種植為一體的農(nóng)業(yè)循環(huán)型經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)廢物資源化的有效途徑，同時(shí)也促進(jìn)了我國綠色食品的發(fā)展。

5  生物有機(jī)肥的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景

環(huán)境的日益惡化以及可供人類利用的自然資源的銳減，使人們逐步認(rèn)識(shí)到了控治污染物的排放與進(jìn)行資源能源的再循環(huán)、再利用，才能實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)要走可持續(xù)發(fā)展的道路，開發(fā)生態(tài)農(nóng)業(yè)是關(guān)鍵，因而推廣生物有機(jī)肥的施用成為有效的途徑。

5.1  生物有機(jī)肥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

目前，世界各國都在加大生物有機(jī)肥的開發(fā)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用力度，從國內(nèi)外現(xiàn)狀來看，生物有機(jī)肥技術(shù)的研究發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在：一是實(shí)現(xiàn)生物有機(jī)肥類型的多元化生產(chǎn)，包括粒狀、粉狀、液體型，以及富含不同營(yíng)養(yǎng)元素和微生物種類的不同功能的有機(jī)肥類型；二是不斷加強(qiáng)生物技術(shù)在生產(chǎn)中的滲透和結(jié)合，選育、改造和重組新的菌種，并組合和使用聯(lián)合菌群，拓寬生物有機(jī)肥的作物應(yīng)用范圍以及多功能化［15］。三是提高對(duì)有機(jī)廢物的利用率，盡量選用能耗低的生產(chǎn)工藝技術(shù)，嚴(yán)格控制能耗、物耗指標(biāo)。四是隨著技術(shù)的發(fā)展，不斷建立新的標(biāo)準(zhǔn)，控制、提高產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)質(zhì)檢條件的建設(shè)，提高產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的能力［2］［15］。

5.2  生物有機(jī)肥的應(yīng)用前景

發(fā)展生物有機(jī)肥既是提供作物營(yíng)養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的需要，也是保護(hù)土壤肥力與農(nóng)村環(huán)境、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的需要［16］。另外，我國充足的有機(jī)廢物資源為生物有機(jī)肥的生產(chǎn)提供了可靠的原料保障。所以，無論是發(fā)展可持續(xù)的生態(tài)農(nóng)業(yè)、發(fā)展無公害、無污染的綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，還是減少農(nóng)藥和化肥的田間施用量以減少環(huán)境污染、降低生成成本，以及推動(dòng)生物技術(shù)的發(fā)展和高新技術(shù)的滲透，都將使得生物有機(jī)肥的生產(chǎn)與應(yīng)用具有良好的前景。

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