畜禽粪便有机肥应用前景

张思晨

摘 要：2015年农业部提出《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，其中，“增产施肥、经济施肥、环保施肥”理念，以及化肥的有机替代将成为重要的减少化肥施用的手段。天津市作为我国华北地区重要的经济中心之一，近些年来，加快农业转型步伐，大力发展现代化农业，极大提高了农业生产率，同时农田污染问题也愈加严重。随着农业产业结构的调整，畜禽养殖业正朝着集约化方向迅猛发展，集约化畜禽养殖使农业生产大规模使用有机肥料成为可能。

关键词：畜禽粪便；堆肥； 减肥增效；环境风险

为获得高产以满足人们对食物的需求量，我国农业生产中投入了大量的化肥。然而，近几十年来我国化肥用量持续增加，而作物产量增加的速度却相对缓慢，单施化肥对作物的增产作用逐渐降低。同时，大量超出作物生长所需的化肥施用到土壤中，通过气体挥发、土壤淋溶和径流等方式对大气、水体和土壤环境带来巨大的危害。

天津市作为中国第四大工业基地和第三大外贸港口的大都市，其得到的政府、科技和市场方面的支持使得天津市的畜牧业得到了突飞猛进的发展。但是，养殖业规模化和集约化程度的日益提升导致的大量畜禽粪便废弃物集中排放，使得畜禽粪便废弃物的排放量超过了环境的承载量力，从而对生态环境构成明显的威胁，而且这种趋势还将随着畜禽养殖业的进一步发展而日趋严重。数据统计显示，天津市有机肥使用面积年均100万亩左右，小麦秸秆粉碎腐熟还田率不足5%，玉米秸秆粉碎还田腐熟面积年均25万亩左右。农作物亩均化肥用量偏高，是全国的1.9倍。施肥结构不平衡、施肥量不均。“三重三轻”问题突出，有机肥资源还田利用有待加强。在我国提出的化肥使用量零增长的大背景下，结合天津市的具体情况，2015年12月天津市农村工作委员会也制定发布了《天津市到2020年实现化肥使用量零增长实施方案》，方案提出结合天津市现代都市型农业的现状，增加有机肥资源利用，减少不合理化肥投入，保护与提升耕地质量。

由于我国长期过量使用化肥，农业生产中土壤质量下降和农产品品质不好等问题日益凸显。土壤出现酸化、有机质不高，有益微生物菌群严重失调，土壤生物健康受到影响，甚至生产能力降低，通过合理施用有机肥料可以增加土壤微生物的数量，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状。根据本研究数据表明，依照国家标准《GB 7959-87粪便无害化卫生标准》、《GB/T 25246-2010畜禽粪便还田技术规范》规定，本研究表明无论是牛粪、鸡粪还是猪粪，通过堆肥发酵后生产的有机肥均达国家标准限定，可以安全的施用于农田。

秸秆资源和规模化畜禽粪尿处理仍然是有机肥料资源处理加工的最主要瓶颈，而且缺乏实用的具有一定回报率的技术，运输转运成本高，缺乏配套的农田施用机械等等。主要表现在：一是秸秆处理问题，腐熟速度慢、腐熟质量差，不能满足农时生产季节的需要；二是规模化畜禽粪尿处理问题，腐熟菌剂种类不多，功能不强，腐熟工艺、烘干、加工技术相对落后。传统农家发酵而成的有机肥品质不高，肥效低且耗时较长。如果处理不当直接施用于农田对土壤理化性质将产生不良影响，使土壤保水能力下降，阳离子代换量减少13%～22%，土壤地标粗糙，耕作时候会损坏农业机械，不利于水田滞水。同时堆肥发酵处理不当会加重土壤或农副产品重金属累积，影响农耕地品质降低农产品食用安全性。且我国农业种植为家庭式小面积种植，机械化程度较低，限制了有机肥直接施用。

由研究结果分析表明，施用畜禽粪便堆肥替代部分化肥处理作物不仅不会减少，还有一定的增产作用。与农户常规施肥处理相比，玉米增产率最高达9.3 %、芹菜增产率最高达12.2 %和番茄增产率最高达12.5 %。多數研究结果说明施用畜禽粪便有机肥可以改善土壤结构，激活与让养分，增强供肥保肥能力从而使作物增产。畜禽粪便有机肥本身含有较多的腐殖质，能够促进植物根系的发育和身长，有助于扩大根部范围。此外，畜禽粪便有机肥中含有丰富的微生物，直接或间接的促进植物根系吸收营养，使肥效更好的发挥。玉米、水稻、果蔬等的实验结果表明有机肥能提高作物产量，促进作物生长。相关学者研究有机肥对土壤速效钾含量的影响，结果表明在印度以旱作大豆-小麦轮作体系为基础的轮作体系，施用禽畜粪便有机肥能提高土壤有效钾的含量，对于土壤增肥保墒，降低钾离子的淋失，有明显的促进作用。长期施用畜禽粪便有机肥可以增加土壤有机质，提升土壤肥力，生物有机物中有机物可以与土壤结合，使粘质土壤松散，沙质土壤结成团粒。这说明施用禽畜粪便不仅带入大量碳、氮等养分，还有大量磷钾及中微量元素，并且促进土壤微生物活性和土壤有机质矿化分解，提高土壤有效钾含量和来自土壤中钾的利用效率。Tester等研究表明，沙壤土上施用有机肥显著提高了土壤有机质含量、总氮量、总磷量，施肥层以下20cm土层的土壤容重显著降低（叶静等，2011）。有关研究指出，堆肥施入土壤，能明显降低土壤容重，增加空隙率，使土壤固相下降，液相增加，改善土壤结构，促进土壤通透性，提高保水保肥能力，固定营养物质，使养分不流失。

本文主要分析畜禽粪便废弃物发酵为肥料的应用前景。截至2014年，天津市测土配方施肥已累计推广4600余万亩，有机肥使用面积年均100万亩左右，小麦秸秆粉碎腐熟还田率不足5%，玉米秸秆粉碎还田腐熟面积年均25万亩左右。全市化肥施用量（折纯）2013年为24.34万吨。本研究结果表明，按照目前农民的施肥习惯，在不改变施肥总量的前提下，玉米作物以75%有机氮替代化肥氮素，芹菜和番茄等蔬菜作物以50%的有机氮替代化肥氮素，可以达到同样的产量或更高产量，而且农产品质量安全有保障。

参考文献：

[1]马文奇，张福锁，张卫锋.关乎我国资源、环境、粮食安全和可持续发展的化肥产业. 资源科学，2005，27（3）：33-40.

[2]钟希琼，王惠珍，邓日烈.生物有机肥对蔬菜生理性状和品质的影响.佛山科学技术学院学报，2005，（6）：74-76.endprint