生物有機肥料的生產工藝研究

李保國

（新疆八十三團天豐牧業發有限公司，新疆 精河 833300）

引言

我國農作物種植產業的快速發展過程中，對于肥料的需求量也不斷提高，以往化學肥料的大量使用導致土壤出現過營養化，鹽漬化等負面問題，同時長時間化肥的使用對農作物植株的品質和產量也帶來了各種各樣的負面影響。生物有機肥料的開發使用有效的避免了化肥施加所帶來的負面效果，生物有機肥料主要是通過使用農作物秸稈、農產品副產物、畜禽糞便、食品加工副產物等物質作為生物發酵的基質，再通過添加使用合適的發酵菌種對其進行發酵熟化處理后生產中含有豐富微生物的有機肥料。

我國是農業生產大國，畜禽養殖生產中存在大量的糞便，以往沒有充分利用這些資源，不僅導致了環境的污染，也危害了人類的健康。通過生物有機肥料的開發使用可以有效緩解這些問題，同時增加我國農業生產的經濟效益。下文將對生物有機肥料生產過程中的工藝以及發酵菌種的選擇等發面進行介紹，以期為生物有機肥料的科學生產以及我國農業的健康發展提供幫助。

1.生物有機肥料的生產工藝及存在的問題

1.1 生物有機肥料的堆肥發酵工藝

堆肥發酵處理是生產生物有機肥料中一種常見的工藝方式，主要是通過微生物的作用發酵處理生物肥料中的有機物質，使有機物腐殖化、礦質化的一個熟化過程中，在堆肥發酵的過程中，生物有機肥料的基質內會生成大量營養物質以便于植物的吸收利用，同時生成大量有效態的氮、磷、鉀化合物。其中腐殖質的產生對于農作物種植中土壤的肥力水平有顯著的積極影響。堆肥發酵工藝使生物有機肥料生產的傳統工藝，也是現階段對于農業生產中廢棄物，畜禽糞便等進行無公害化處理的有效方式。傳統的堆肥發酵處理方式也存在一定的弊端，主要是由于堆肥發酵處理的時間較長，對于生物有機肥料中基質的分解代謝速度較慢，生產周期的延長一定程度上也增加的肥料生產的經濟成本。同時堆肥發酵處理的方式會出現惡臭味，對周邊環境造成一定的負面影響。現階段大部分堆肥發酵處理方式通常在露天的環境下進行，容易受到氣候天氣的影響，同時堆肥過程中生產的氮元素會釋放到大氣環境中，導致氮元素的浪費。

1.2 生物有機肥料的好氧發酵所存在的問題

生物有機肥料的好氧發酵過程主要是微生物在發酵代謝過程中通過利用具有溶解性的有機物質，同時非溶解性的大分子有機質通過微生物代謝所產生的相關酶類降解成小分子可溶解的有機物質后被微生物吸收利用，微生物再通過一系列的分解活動產生大量的小分子有機質和分解酶，提高生物有機肥料中營養物質的含量。傳統的生物有機肥料生產過程中，為了降低生物有機肥料生產的成本，通常都是采取好氧發酵處理的方式，而好氧發酵處理所產生的氣體均直接排放到周邊環境中，很容易導致空氣污染的情況，不符合現階段綠色生態的生產模式。同時也會導致大量的能量損耗和部分有機養分的流失。

1.3 生物有機肥料的發酵菌種

生物有機肥料的生產過程中，菌種的選擇對于生物有機肥料的品質和產量具有非常關鍵的影響作用。微生物主要作為功能菌添加劑添加到發酵基質中，需要保障微生物菌種的純度高、活菌數量達標，同時微生物繁殖性能和生命力強等特點，所添加使用的微生物還需要保障安全無毒，可以有效改善農作物種植的土壤環境，提高生物有機肥料的利用率，保障農作物的生長代謝過程中，提高農作物產品的質量。現階段生物有機肥料發酵中所添加的菌種存在種類較少，數量有限的限制，而有機質的發酵過程中在不同的發酵階段需要多種微生物群體的發酵功能作用，菌種的缺乏很容易導致生物有機肥料基質中的有機物沒有充分發酵降解，降低了生物有機肥料在農作物種植中發揮的營養作用。

2.生物有機肥料生產的發展趨勢

2.1 優質發酵菌株的選育

生物有機肥料生產中，優良菌種的選擇對于提高生物有機肥料的生產效率，改善生物有機肥料的品質具有非常關鍵的作用。通過選育具有優良性狀的發酵菌株是未來生物有機肥料改進的重要方向。通過分子生物學的技術措施，同時依據16s rDNA和DGGE等生物檢測手段，跟蹤了解菌種在生物發酵過程中的動態變化，篩選優良的菌種組合，同時選育具有多種優良性狀的菌株有助于提高生物有機肥料品質。

2.2 生物有機肥料生產工藝和設備的改良

生物有機肥料生產中優質的設備設施是提高產量和品質的基礎。通過使用定向發酵調控、現代化發酵工藝技術以及調控設備可以良好控制生物有機肥料發酵過程中的情況，同時自動化設備的建立和完善可以有效降低生物有機肥料的生產成本。

2.3 新型發酵微生物的開發和組合

微生物在生物有機肥料的生產中發揮著重要的作用，優質品種的選育開發對于提高生物有機肥料的生產效率和品質有積極影響。通過對不同微生物功能的解析，篩選出具有良好腐熟轉化、營養代謝功能作用的微生物，重點選育可以幫助農作物進行固氮、分解氮、磷、鉀等營養物質功能的微生物，同時將不同種類微生物進行組合使用，促進農作物的生產。

3.生物有機肥料發酵對比試驗

為了進一步了解實際生產中生物有機肥料生產工藝的優化方式，進行了使用外接菌種再葡萄植株枝葉和牛羊糞便混合基質的堆肥發酵處理試驗，確定生產中以何種發酵方式和菌種發酵處理葡萄植株枝葉和牛羊糞便混合基質可以獲得品質良好的生物有機肥料。試驗中發酵基質通過使用50%含量的粉碎處理的葡萄枝葉，30%含量的牛糞，20%含量的羊糞，每噸發酵基質中添加550 kg的水，混合后再在基質中添加5 kg的尿素和0.025%的菌劑。試驗中發酵基質的升溫對比見表1。發酵處理后樣品的檢測指標見表2。

表1 生物有機肥料發酵過程中的溫度變化

3 45 44.5 44 40 4 50.2 50 50.1 45 5 55 56 54 47 6 58 59 58 50 7 62 61 60.5 52

表2 發酵處理后生物有機肥料營養物質檢測

本試驗研究中發現，通過使用外接菌種發酵處理后的生物有機肥料中有機質、氮、磷、鉀營養物質均達到國家標準，同時相比較對照組顯著提高，說明在以葡萄枝葉、牛糞和羊糞制作的基質中添加外接菌種的發酵速度顯著優于對照組，具有發酵升溫快，溫度高的優質特點，同時發酵處理的生物有機肥料中有機質含量豐富，營養物質含量高。