生物多效堆肥资源化利用技术分析

摘要：针对我国农业有机废弃物产量大、处理不当会造成严重的面源污染等问题，本文总结了农业有机废弃物生物多效堆肥资源化利用技术规程，主要包括堆肥的前期准备、原料预处理、高温堆肥流程、腐熟度判定及检测等技术环节，以期为农业废弃物资源化利用、提高土壤地力提供支撑。

关键词：农业有机废弃物；生物多效堆肥；资源化利用

随着我国农业的不断发展，农业有机废弃物不断增加。目前，我国的农业有机废弃物以农作物秸秆和畜禽粪便为主，秸秆年产量约1.04×109吨，每年产生的畜禽养殖废弃物已达到38亿吨，如果这些农业废弃物得不到有效处理，不仅造成巨大的资源浪费，还会带来严重的环境污染等问题。而农业有机废弃物可通过高温堆肥等方式产生有机肥，有机肥与农业可持续发展密切相关，不但提供作物所需的有机质，还能提供作物生长所需的微量元素、氨基酸、腐殖酸等营养物质，在提高作物产量的同时，显著改善作物品质，增加土壤肥力。在我国耕地高强度使用模式下，土壤养分、有机质含量等土壤肥力和质量明显下降，农业有机废弃物发酵后作为有机肥应用已成为研究的重要任务。目前，发达国家大多实行种养结合、农牧循环，农业有机废弃物基本实现资源化利用，有机肥的使用量要远大于我国，日本的有机肥在农业种植中的施用高达76%左右，而目前我国有机肥的施用量不到20%，有机肥替代化肥基本以政府行为推动。目前，在我国有机肥生产走入了一个误区，投资规模大，过度加工、包装，远距离销售运输，导致价格远远高于其价值。由于价格高，农民只能选择在部分经济作物上用，大田作物不用或少用，有机肥施用量远未到达预期的量和使用效果。我国耕地总面积18亿亩，经济作物6亿亩，若普遍施用有机肥料进行土壤改良，地力提升，每年所需有机肥量达50亿吨。随着我国有机肥替代化肥战略的推动，预计到2023年，我国有机肥料需求将达到2273亿元。相比商品有机肥，农民更倾向于传统的田间秸秆直接还田，生粪还田，田间地头堆沤，然而这些方式会造成农田土壤潜在隐患，病虫害加重，环境污染问题突出，而低成本的农业有机废弃物生物多效堆肥技术可以有效克服传统堆肥“脏大累臭”问题，对解决农村有机废弃物资源化利用、改善人居环境、土壤地力提升和改良具有重要意义。基于此，本规程结合实际的生产需求，阐述了农业有机废弃物生物多效堆肥资源化利用技术规程，对解决农村有机废弃物资源化利用、改善人居环境和提升土壤地力具有重要意义。

1范围

本规程规定了农业有机废弃物高温堆肥的术语和定义、基本要求、高温堆肥流程、腐熟度判定及检测等技术环节的要求。本标准适用于农业有机废弃物高温堆肥资源化利用。

2术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。高温堆肥，是指在人工控制条件下，物料有机物质通过微生物化学反应产生高温（≥55℃），达到病菌、虫卵和杂草种子等灭活，以及稳定腐熟的过程。腐熟剂，是指能够加速农业有机废弃物发酵进程的功能性微生物制剂。

3堆肥前期准备

3.1堆肥场地选择和原料准备

堆肥场地要求地形平坦、地势较高、地表结实、排水系统良好、交通便捷，应该远离居民区或与居民区隔离。堆肥原料主要包括农作物秸秆、尾菜和畜禽粪便等。

3.2原料贮存及预处理

为了满足堆肥生产的需要，部分堆肥原料要进行贮存，原料贮存要求如下：原料贮存应有专门的原料贮存区域，最好设置原料贮存车间并根据不同原料特性分类进行存放；供应便捷、使用量大的物料尽量不贮存或者少量贮存，保证尽可能短的贮存期。含水率较低的干物料应避雨存放，保持低的含水率；含水率高的湿物料不宜长期存放，要及时处理，尽可能减少臭气和渗滤液的产生，防止环境二次污染。选择适宜的粉碎设备，对秸秆、尾菜类废弃物进行碾丝、揉搓等破碎处理，物料粒径宜控制在5厘米以下。辅料选择菌菇渣、锯末等，用于调节堆体含水率、碳氮比和通透性等。

4高温堆肥工艺流程

4.1碳氮比和含水量调节

堆肥前，将农作物秸秆、畜禽粪便、辅料混合均匀，调节堆料的碳氮比至（25～35）∶1；通过干、湿物料混配或者加水调节堆料的含水量至55%～65%。

4.2腐熟剂添加

根据堆肥农业废弃物的种类选用合适的腐熟剂菌种，腐熟剂接种量为堆肥物料质量的0.4%～0.5%，应在原料混合时均匀加入。

4.3起垛

将混匀的堆肥物料堆起，堆体底部宽控制在1.2～3.0米，以2.0米左右为最适宜，堆高控制在0.8～2.0米，以1.5米左右为最适宜，其横截面呈三角形或梯形的垛堆，垛长度可根据实际情况确定，各条垛间距为0.8～1.0米。

4.4翻抛

堆肥过程中，每天在同一时间测定堆体中心部位温度1次。当堆体温度首次上升至55～60℃，翻抛一次，翻抛时务必彻底均匀，将底层物料尽量翻入料堆中上部。当堆体温度保持在55～65℃，每2～5天翻抛一次，并调节物料的含水量在50%～65%。但当堆体温度超过65℃时，应立即翻抛。当堆体温度在35～55℃，每7～12天翻抛一次。当堆体温度趋于室外温度，且发酵物料不再升温、堆体基本无臭味，停止翻抛。

4.5后熟

经过高温发酵后，为使堆肥进一步熟化，将腐熟后物料移出堆肥场地继续堆置15～30天，后续堆置期间物料的含水率控制在40%～50%，中间翻抛1～2次。

4.6功能性微生物添加

在堆肥发酵结束后均匀加入解磷、解钾、固氮等功能性微生物，以提高堆肥的品质，添加量应控制在有效活菌数不少于0.2亿/克。4.7恶臭控制通过在发酵前期和发酵过程中添加屎肠球菌、双歧杆菌、植物乳杆菌等除臭菌株，控制和减少臭气的产生，恶臭排放符合GB14554恶臭污染物排放标准中的规定。

5腐熟度判定

判定堆肥样品是否腐熟的指标见表1。

6检测

6.1检测要求

堆肥原料及发酵过程中各工艺参数的检测应至少每批次检测一次，检测内容应包括：碳氮比（C/N）、pH、含水率、总有机质、质量密度和堆层温度的变化等。发酵过程中以日为单位对各工艺参数的变化进行跟踪检测，绘制日变化曲线，直至发酵终止。

6.2取样

堆肥发酵过程中的取样应用多点采样，采样前预备好不锈钢勺、抽样器、封样袋、封条等取样工具。采用随机法多点法（≥5点）采集开始发酵产物，每个样点至少取样1公斤。取样点选择堆体中心位置，每隔两天取1次样。当样品测定指标达到表1判定的标准时，停止取样。

6.3检测方法

堆体温度测定采用接触式温度计测定堆体中心部位；堆体外观、含水量、酸碱度（pH）、有机质含量和种子发芽指数按NY/T3442畜禽粪便堆肥技术规范的规定进行测定；重金属含量按NY23349肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标的规定进行测定；粪大肠菌群数按GB/T19524.1肥料中粪大肠菌群的测定的规定进行测定；蛔虫卵死亡率按GB/T19524.2肥料中蛔虫卵死亡率的测定的规定进行测定。

7堆肥产品的使用

高温发酵结束后，该堆肥产品可用作基肥或追肥施用，但需要注意的是堆肥产品中含有磷、解钾、固氮等功能性微生物，不能与杀菌农药混用，避免影响有机肥效果。

7.1基肥

撒施：在耕地前用撒肥车将腐熟好的有机肥均匀撒施到耕地表面，结合耕地把肥料翻入耕层中，使有机肥与土壤充分混匀。条施：结合犁地开沟等耕作方式，将腐熟好的有机肥施于播种行内。穴施：在播种穴或种植穴内施用腐熟完毕的有机肥，覆土。

7.2追肥

条施：使用方法同基施中的条施。穴施：在苗期按株或在两株间开穴施肥。

作者：孙青 王志葵 张洪生 董芳宇 孙先丽 姜雯 宗睿 鞠瑞成 倪海平 单位：青岛农业大学 农学院 山东省青岛市即墨区农业农村局 青岛和协生物科技有限公司