劉朝暉 ,朱校奇 ,彭福元 ,周佳民 ,崔新衛 ,肖蘇林 ,羅連光
(1.湖南省稀土農用研究中心,湖南 長沙 410125;2.長沙市新型肥料工程技術研究中心,湖南 長沙 410125)
有機肥料主要指來源于動植物、施于土壤以提供植物營養為主要功能的含碳物料,有廣義和狹義兩種概念。廣義的也稱農家肥,包括動植物殘體及代謝物,如人畜糞便、秸稈、屠宰場廢棄物、堆肥、漚肥、廄肥、沼肥、綠肥等;狹義的專指以各種動植物廢棄物,采用物理化學及生物技術,經過一定的加工工藝,使其中的有害物質無害化,且符合國家相關標準的一類肥料。
有機肥是農業生產的重要肥源,在培肥地力、提高作物產量和改善農產品品質方面具有重要作用。隨著現代農業產業化進程的加快,如何合理利用有機肥源,發展有機肥產業,是現代農業發展的一個重要方面。農業部啟動以增加土壤有機質為重點的“沃土工程”項目以后,有機肥作為“十一五”重點扶植的肥料品類之一,越來越受到重視;近幾年中央1號文件多次提出“鼓勵農民增施有機肥”。可見,大力發展有機肥產業,對改善農產品品質,提高農作物產量,減少環境污染,實現農業可持續發展,具有十分重要的意義。
1.1.1 種植業廢棄物 據統計,2007年長沙市糧食作物播種面積39.5萬hm2,總產268.0萬t,產生秸稈284.1萬t;油菜播種面積1.3萬hm2,總產2.0萬t,產生油菜稈6.1萬t;蔬菜種植面積12.7萬hm2,總產392.4萬t,產生菜皮、藤蘿等廢棄物37.1萬t;西甜瓜種植面積0.5萬hm2,總產12.8萬t,產生瓜蔓等3.8萬t。此外,還有鮮食玉米、草莓、中藥材等廢棄物8.3萬t,食用菌菌糠10萬t。種植業廢棄物合計349.4萬t,含養分總量9.9萬t,其中氮2.9 萬 t,磷 1.1 萬 t,鉀 5.8 萬 t。
1.1.2 養殖業廢棄物 2007年,長沙市生豬出欄數876.6萬頭,存欄數432.0萬頭,家禽存籠數2 715.0萬羽,牛存欄數28.9萬頭,共產生畜禽糞741.9 萬 t,畜禽尿 731.7 萬 t,合計 1 473.6 萬 t,含養分總量 16.7萬 t,其中氮 6.2萬 t,磷 4.5萬 t,鉀6.0萬t及大量有機質與微量元素。
1.1.3 農產品加工下腳料及城市生活垃圾 包括食品及釀造業廢料廢渣,蔬菜加工下腳料,園林落葉及修剪物、城市生活垃圾等,都是生產有機肥的原料來源。
1.1.4 綠 肥 綠肥曾經是長沙市稻田主要有機肥源。雖然現在政府給予綠肥種子補貼,鼓勵農民播種綠肥,但稻田綠肥種植面積仍然不大。
1.2.1 秸稈直接還田 目前,稻草還田主要有兩個途徑:一是水稻收割后留茬還田,約49萬t;二是機械粉碎后還田,約23萬t,兩者合計72萬t,占稻草總量的29%。到2007年,全市稻草還田面積為24.1萬 hm2,還田量 2 250~3 000 kg/hm2。
蔬菜瓜果生產中,每年約產生37萬t菜皮、藤蘿等廢棄物,一般在下茬作物播種前,由機械或人工翻埋入田,小部分經粉碎與畜禽糞便混合堆制腐熟,制成有機肥,作為改良土壤的肥料。此外,少量稻草或玉米稈作為果樹、煙葉、茶葉等作物的免耕覆蓋材料。
1.2.2 有機廢棄物經循環再利用后作肥料 (1)通過厭氧發酵產生沼肥。將畜禽糞便等有機廢棄物厭氧發酵獲得沼氣,產生沼肥,是畜禽糞便無害化處理與綜合利用的最有效方法。至20世紀90年代,長沙市已推廣戶用沼氣池14.8萬口,大中型沼氣工程19處,城鎮生活污水凈化沼氣工程15處,預計到2020年,長沙市戶用沼氣池達50萬口。(2)通過動物利用產生有機肥。如飲食業的剩菜剩飯經分類收集加工成優質飼料,秸稈經反芻動物過腹還田或粉碎后添加到飼料中等。(3)通過食用菌利用生產有機肥。長沙市僅生產蘑菇和草菇食用菌,每年消化利用稻草達13.8萬t,畜禽鮮糞5.9萬t,產生菌糠10.0萬t,菌糠可用來生產有機肥。
1.2.3 商品有機肥或有機無機復混肥 利用現代生物技術和發酵工藝,對畜禽糞便、秸稈、菌糠等農業廢棄物進行快速發酵、殺菌、脫臭,制成商品有機肥,或添加適量化肥,制成有機無機復混肥,這是有機肥產業化的主要途徑。養殖業“零排放”技術的推廣,可為商品有機肥生產提供大量的原料。
由于湖南省商品有機肥生產使用缺乏財政補貼制度,有機肥價格較高,限制了有機肥的推廣,也造成有機肥企業規模小、抗風險能力弱。目前,在長沙市登記的有機肥生產企業有十余家,各類有機肥年生產能力可達20萬t,但正常生產經營的不過6家,年實際生產10萬t左右,使用面積6.7萬hm2。有機肥生產企業執行農業部商品有機肥料標準NY525-2002,國家有機無機復混肥標準GB18877-200。
長沙市的農業、畜牧業集約化程度在日益提高的同時,也對環境造成了威脅,主要表現在養殖業產生的廢棄物數量大、分布集中,采用常規方法很難解決。
現代農業生物技術的發展可以使農業廢棄物肥料化利用,以農作物秸稈和畜禽糞便為例,全市2007年有秸稈349.4萬t,養殖業糞尿1 473.6萬t,如用作有機肥,能提供氮9.1萬t,磷5.6萬t,鉀11.8萬t。全市每年化肥用量為60萬t,折算成氮磷鉀養分為14.7萬t。據此測算,種養業有機廢棄物的養分相當于化肥用量的1.8倍,市場利用潛力巨大。
由于農業生產長期偏施化肥,導致土壤有機質和質量下降,因此有機肥使用顯得越來越重要,商品有機肥或有機無機復混肥應是有機肥發展的主要方向。
針對商品有機肥生產中快速發酵技術、清潔化生產工藝設備等關鍵技術落后的問題,在未來5~10 a內,商品有機肥的發展趨勢是:加入高溫加速發酵生物制劑,采用生物-化學-物理綜合方法,縮短發酵時間,提高除臭效果;研制連續發酵工藝設備和商品有機肥的生產工藝設備;開展商品有機肥應用技術與評價研究。
長沙市年需化肥約60萬t,這給有機肥使用帶來了很大的市場空間;而提高農產品品質和耕地質量培育的要求,將會限制化肥的使用量,因此未來10年,長沙市的有機肥生產和使用量,將呈連年上升趨勢。
長沙市有機肥產業的發展目標應以保護和提高耕地質量為目的,增加有機肥的投入,合理施用,以提高農作物的產量和質量。到“十二五”末,全市商品有機肥年生產量達到100萬t,每年施有機肥30 t/hm2,年秸稈還田面積達14萬hm2,約占全市耕地面積的50%,綠肥種植面積增加到7萬hm2以上,使全市耕地肥力水平得到顯著提高。
當前,現代高新技術逐步推動有機肥產業升級,有機肥生產的發展方向表現在:①綠肥生產朝著經濟綠肥的方向發展;②秸稈還田朝著快速腐熟和覆蓋還田方向發展;③有機肥向商品化方向發展。
發展重點:①加大有機肥科技創新的力度,特別是快速腐熟發酵技術,針對不同土壤和不同作物所需大量營養元素以及微量元素的配方等方面的研究,為有機肥產業發展提供技術支撐;②積極支持有機肥生產企業,做好原料利用、生產工藝、設備更新、包裝儲運、產品標準等一系列的工作;③不斷開發有機肥新品種,針對糧食作物、蔬菜、花卉、苗木等作物,研發各類專用有機肥;④引導和鼓勵農民科學用好有機肥。
長沙市有機肥產業的商品化生產初具規模,但大面積農田施用尚未普及,這既有農民對有機肥認識不足,也與地方產業政策不清晰、主管部門不夠重視有關。要充分認識到發展有機肥產業,是我國新農村建設不可缺少的內容,也是推進農業可持續發展的有效舉措。它對保護耕地質量,發展高效、優質農業具有十分重要的意義。政府相關部門應當在科技、財稅、信貸、市場等方面加大對長沙市有機肥產業的扶持力度。
要充分發揮長沙市的科技資源優勢,利用相關科研院所,尤其是已立項的長沙市新型肥料工程技術研究中心等研發平臺,加強有機肥的研發和推廣,推動有機肥產業發展。諸如畜禽糞便的發酵、無害化處理,有機肥質量控制以及基質營養塊技術等都有待于深入研究。此外,針對不同利用類型與土壤種類,結合測土配方施肥,對不同有機肥料、有機肥與化肥配合施用技術及效果進行長期研究,為建立適應現代農業的新型肥料結構和優化施肥模式提供科學依據。
當前,農戶分散經營仍是長沙市主要的農業經營模式,因此,要推動有機肥產業發展,需要構建社會化服務體系。一是建立技術服務體系,向農戶傳授和推廣有機肥技術,促使農戶向有機肥利用方式的轉變;二是建立信息服務體系,為農戶了解國內外有機肥信息及掌握最新實用技術創造條件;三是建立有機肥交易市場,為實現種植業和養殖業間物質和能量交換搭建交易平臺;四是工商和質監部門要加大市場監管力度,打擊假冒偽劣肥料,保護名優品牌。
探索適于有機肥產業化發展的運行機制。企業要改變傳統的市場運行方式,探索“基地+公司+市場”的新型運作模式;技術推廣部門要改變傳統的服務模式,探索為企業和農民服務的新方式。要抓好有機肥產業化試點工作,推動有機肥產業化發展。
積極引導和扶持農業企業龍頭,發揮龍頭企業對有機肥生產與利用技術的推動和輻射作用。特別是應該把政府引導和市場化運作有機結合起來,充分發揮市場多面手的作用,把有機肥研發生產作為核心,加強行業管理,搞好試驗示范,做好產業基地建設,推動區域經濟的發展。
加強有機肥產業建設,增加有機肥施用量是現代農業的重要內容,既關系到農業可持續發展,又關系到城鄉環境的改善,是一項戰略性工程。
發展有機肥產業,需要大量資金支撐。要充分運用和發揮稅收、信貸、價格等經濟杠桿作用。一是積極支持長沙新型肥料工程技術研究中心等科研機構的研發工作。管理部門應加大項目支持力度,組織科研機構與企業聯合攻關。農業部門應建立商品有機肥示范基地,提供各種專用配方,并對農民進行培訓指導。二是積極支持有機肥生產企業。扶持現有幾家有機肥生產企業做大做強,培育新的有機肥企業。有機肥企業應當享受稅收、用電、貸款、土地使用等方面的政策優惠。三是通過以獎代補的形式,對有機肥產業發展較好的企業、村集體或農民給予一定的資金扶持。由于有機肥產業的環保性和公益性,北京、江蘇等省市實行了商品有機肥補貼政策,因此,長沙市應采取按銷量對有機肥企業給予一定的財政補貼和限價銷售等措施,降低有機肥價格,促進有機肥使用。
針對有機肥產業缺乏相關政策引導的狀況,應制定有機肥產業發展的政策,明確有機肥產業化的方向是發展現代農業經濟。通過制定相關政策法規,鼓勵有機肥產業技術的引進和具有自主知識產權技術開發,培養相關人才。
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