畜禽糞便有機肥應用前景

張思晨

摘 要：2015年農業部提出《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，其中，“增產施肥、經濟施肥、環保施肥”理念，以及化肥的有機替代將成為重要的減少化肥施用的手段。天津市作為我國華北地區重要的經濟中心之一，近些年來，加快農業轉型步伐，大力發展現代化農業，極大提高了農業生產率，同時農田污染問題也愈加嚴重。隨著農業產業結構的調整，畜禽養殖業正朝著集約化方向迅猛發展，集約化畜禽養殖使農業生產大規模使用有機肥料成為可能。

關鍵詞：畜禽糞便；堆肥； 減肥增效；環境風險

為獲得高產以滿足人們對食物的需求量，我國農業生產中投入了大量的化肥。然而，近幾十年來我國化肥用量持續增加，而作物產量增加的速度卻相對緩慢，單施化肥對作物的增產作用逐漸降低。同時，大量超出作物生長所需的化肥施用到土壤中，通過氣體揮發、土壤淋溶和徑流等方式對大氣、水體和土壤環境帶來巨大的危害。

天津市作為中國第四大工業基地和第三大外貿港口的大都市，其得到的政府、科技和市場方面的支持使得天津市的畜牧業得到了突飛猛進的發展。但是，養殖業規模化和集約化程度的日益提升導致的大量畜禽糞便廢棄物集中排放，使得畜禽糞便廢棄物的排放量超過了環境的承載量力，從而對生態環境構成明顯的威脅，而且這種趨勢還將隨著畜禽養殖業的進一步發展而日趨嚴重。數據統計顯示，天津市有機肥使用面積年均100萬畝左右，小麥秸稈粉碎腐熟還田率不足5%，玉米秸稈粉碎還田腐熟面積年均25萬畝左右。農作物畝均化肥用量偏高，是全國的1.9倍。施肥結構不平衡、施肥量不均。“三重三輕”問題突出，有機肥資源還田利用有待加強。在我國提出的化肥使用量零增長的大背景下，結合天津市的具體情況，2015年12月天津市農村工作委員會也制定發布了《天津市到2020年實現化肥使用量零增長實施方案》，方案提出結合天津市現代都市型農業的現狀，增加有機肥資源利用，減少不合理化肥投入，保護與提升耕地質量。

由于我國長期過量使用化肥，農業生產中土壤質量下降和農產品品質不好等問題日益凸顯。土壤出現酸化、有機質不高，有益微生物菌群嚴重失調，土壤生物健康受到影響，甚至生產能力降低，通過合理施用有機肥料可以增加土壤微生物的數量，培育和提升土壤肥力和通透性，根本上改善土壤生物和理化性狀。根據本研究數據表明，依照國家標準《GB 7959-87糞便無害化衛生標準》、《GB/T 25246-2010畜禽糞便還田技術規范》規定，本研究表明無論是牛糞、雞糞還是豬糞，通過堆肥發酵后生產的有機肥均達國家標準限定，可以安全的施用于農田。

秸稈資源和規模化畜禽糞尿處理仍然是有機肥料資源處理加工的最主要瓶頸，而且缺乏實用的具有一定回報率的技術，運輸轉運成本高，缺乏配套的農田施用機械等等。主要表現在：一是秸稈處理問題，腐熟速度慢、腐熟質量差，不能滿足農時生產季節的需要；二是規模化畜禽糞尿處理問題，腐熟菌劑種類不多，功能不強，腐熟工藝、烘干、加工技術相對落后。傳統農家發酵而成的有機肥品質不高，肥效低且耗時較長。如果處理不當直接施用于農田對土壤理化性質將產生不良影響，使土壤保水能力下降，陽離子代換量減少13%～22%，土壤地標粗糙，耕作時候會損壞農業機械，不利于水田滯水。同時堆肥發酵處理不當會加重土壤或農副產品重金屬累積，影響農耕地品質降低農產品食用安全性。且我國農業種植為家庭式小面積種植，機械化程度較低，限制了有機肥直接施用。

由研究結果分析表明，施用畜禽糞便堆肥替代部分化肥處理作物不僅不會減少，還有一定的增產作用。與農戶常規施肥處理相比，玉米增產率最高達9.3 %、芹菜增產率最高達12.2 %和番茄增產率最高達12.5 %。多數研究結果說明施用畜禽糞便有機肥可以改善土壤結構，激活與讓養分，增強供肥保肥能力從而使作物增產。畜禽糞便有機肥本身含有較多的腐殖質，能夠促進植物根系的發育和身長，有助于擴大根部范圍。此外，畜禽糞便有機肥中含有豐富的微生物，直接或間接的促進植物根系吸收營養，使肥效更好的發揮。玉米、水稻、果蔬等的實驗結果表明有機肥能提高作物產量，促進作物生長。相關學者研究有機肥對土壤速效鉀含量的影響，結果表明在印度以旱作大豆-小麥輪作體系為基礎的輪作體系，施用禽畜糞便有機肥能提高土壤有效鉀的含量，對于土壤增肥保墑，降低鉀離子的淋失，有明顯的促進作用。長期施用畜禽糞便有機肥可以增加土壤有機質，提升土壤肥力，生物有機物中有機物可以與土壤結合，使粘質土壤松散，沙質土壤結成團粒。這說明施用禽畜糞便不僅帶入大量碳、氮等養分，還有大量磷鉀及中微量元素，并且促進土壤微生物活性和土壤有機質礦化分解，提高土壤有效鉀含量和來自土壤中鉀的利用效率。Tester等研究表明，沙壤土上施用有機肥顯著提高了土壤有機質含量、總氮量、總磷量，施肥層以下20cm土層的土壤容重顯著降低（葉靜等，2011）。有關研究指出，堆肥施入土壤，能明顯降低土壤容重，增加空隙率，使土壤固相下降，液相增加，改善土壤結構，促進土壤通透性，提高保水保肥能力，固定營養物質，使養分不流失。

本文主要分析畜禽糞便廢棄物發酵為肥料的應用前景。截至2014年，天津市測土配方施肥已累計推廣4600余萬畝，有機肥使用面積年均100萬畝左右，小麥秸稈粉碎腐熟還田率不足5%，玉米秸稈粉碎還田腐熟面積年均25萬畝左右。全市化肥施用量（折純）2013年為24.34萬噸。本研究結果表明，按照目前農民的施肥習慣，在不改變施肥總量的前提下，玉米作物以75%有機氮替代化肥氮素，芹菜和番茄等蔬菜作物以50%的有機氮替代化肥氮素，可以達到同樣的產量或更高產量，而且農產品質量安全有保障。

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