劉善江,薛文濤,苗萬有,孫 昊,吳 榮,杜 穎,田 野,李亞星
(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研究所,北京 100097;2.北京豐泰民安生物科技有限公司,北京 100084)
隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)集約化程度的不斷提升,畜禽廢棄物的污染問題愈加嚴(yán)重[1]。據(jù)估算,我國每年產(chǎn)生畜禽糞污38億t,綜合利用率不到60%[2],大量糞污的隨意排放將帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
堆肥技術(shù)是指在人工控制下利用微生物將不穩(wěn)定有機(jī)物料轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定腐殖質(zhì)的過程,主要包括集約化有機(jī)肥料加工技術(shù)和自然堆肥技術(shù)。處理畜禽糞污由于具有產(chǎn)品肥料化、無害化、處理量大、處理技術(shù)成熟等優(yōu)勢,目前在國內(nèi)外均得到了廣泛推廣應(yīng)用,其生產(chǎn)的有機(jī)肥養(yǎng)分全面,緩釋長效,肥力柔和、持久、穩(wěn)定,對于土壤質(zhì)地改良、肥力提升以及作物增產(chǎn)增收效果顯著[3]。
我國施用有機(jī)肥歷史悠久,但是直到20世紀(jì)70年代,隨著種植業(yè)、畜牧業(yè)的快速發(fā)展,所產(chǎn)生的廢棄物大幅增加,才促進(jìn)了商品有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)的興起。20世紀(jì)80、90年代,為了提升有機(jī)肥發(fā)酵效果和生產(chǎn)過程環(huán)境控制,大量科學(xué)研究得以開展。20世紀(jì)90年代中后期,隨著有機(jī)肥工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用,商品有機(jī)肥料的生產(chǎn)與利用得到了快速的發(fā)展。到了21世紀(jì),隨著種養(yǎng)殖業(yè)集約化程度越來越高,環(huán)境壓力逐漸增加,以及我國土壤肥力的日趨下降,進(jìn)一步推進(jìn)了有機(jī)肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程[4]。
在此過程中,國家也出臺了相關(guān)政策,鼓勵農(nóng)業(yè)廢棄物有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)化。20世紀(jì)90年代中后期,農(nóng)業(yè)部實(shí)施了“沃土工程”及發(fā)展“綠色食品”和推行“無公害農(nóng)產(chǎn)品”行動計(jì)劃;2013年國務(wù)院發(fā)布了《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》,更是明確提出了有機(jī)肥生產(chǎn)在稅收、運(yùn)輸?shù)确矫娴闹С旨坝袡C(jī)肥購買、使用、補(bǔ)貼等方面的優(yōu)惠政策[5];2017年農(nóng)業(yè)部發(fā)布了“果菜茶優(yōu)先實(shí)施有機(jī)肥替代化肥、農(nóng)業(yè)化肥生產(chǎn)零增長行動規(guī)劃”[6],發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布了“全國畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項(xiàng)目工作方案(2018—2020年)[7]”,進(jìn)一步推進(jìn)了我國有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2011年我國有機(jī)肥行業(yè)銷售額達(dá)到86.35億元,2015年增長至148.66億元,市場增長速度非???。
所謂有機(jī)肥料產(chǎn)業(yè)化,就是以市場為導(dǎo)向,以提高經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益為中心,對有機(jī)肥實(shí)行專業(yè)化生產(chǎn)、社會化服務(wù)、企業(yè)化管理的生產(chǎn)經(jīng)營機(jī)制,其中商品化有機(jī)肥料的生產(chǎn)經(jīng)營是有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)化的核心[8]。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的不同,生產(chǎn)單位可分為有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥企業(yè)、精制有機(jī)肥企業(yè)和生物有機(jī)肥企業(yè)3大類[9];根據(jù)發(fā)酵原料不同,生產(chǎn)的產(chǎn)品可分為秸稈有機(jī)肥、畜禽糞便有機(jī)肥、綠肥、腐植酸肥料以及混合發(fā)酵肥料等。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示:目前我國有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)有2 283家,實(shí)際生產(chǎn)能力達(dá)3 483萬t。我國的商品有機(jī)肥料使用量為947萬t,其中精制有機(jī)肥料使用量318萬t,有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料422萬t,生物有機(jī)肥料用量151萬t,其他有機(jī)肥料66萬t。我國有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模大致分為4個級別:普及型(小于0.5萬t)占35.1%,小型(0.5萬~2.0萬t)占39.3%,中型(2萬~10萬t)占20.9%,大型(大于10萬t)占2.6%[4]。
有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)不同于一般的商品行業(yè),具有一定的公益性及相對較低經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn),其出發(fā)點(diǎn)是農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化、無害化處理,對于降低農(nóng)業(yè)污染風(fēng)險(xiǎn)、提高土壤肥力、改善農(nóng)村人居環(huán)境乃至我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施發(fā)揮著重要作用。
有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)是一個完整的鏈條,包括收集、運(yùn)輸、儲存、處理、銷售等一系列環(huán)節(jié),如果某一環(huán)節(jié)不通暢,便會影響整個鏈條穩(wěn)定運(yùn)行,依靠企業(yè)自身解決環(huán)節(jié)暢通問題難度較大;此外,過多的環(huán)節(jié)導(dǎo)致整體生產(chǎn)成本較高,以北京地區(qū)精制有機(jī)肥為例,生產(chǎn)成本為400~450元/t,銷售價(jià)格普遍在400~600元/t,過高的售價(jià)往往導(dǎo)致用戶難以承擔(dān);所以,在有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)整個鏈條中,政府部門的相關(guān)政策起到關(guān)鍵性作用,包括原料收集協(xié)調(diào)、處理場地匹配、處理設(shè)備和有機(jī)肥購置補(bǔ)貼等,政策的傾斜及保障力度維持著整個鏈條的順暢運(yùn)行。
我國有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日臻完善;在目前新形勢下,對有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)又提出了新的要求,其發(fā)展趨勢已日趨明朗,主要包括以下幾點(diǎn)。
隨著國家環(huán)保政策的頒布與嚴(yán)格實(shí)施,有機(jī)肥料企業(yè)的發(fā)展趨勢已從小而散轉(zhuǎn)而向規(guī)?;?、環(huán)保型的方向發(fā)展,工藝從簡單的手工作坊向機(jī)械化、自動化方向發(fā)展。尤其是環(huán)保要求日益提高,要求生產(chǎn)企業(yè)盡量減少氨氣排放。氨排放的降低對減輕PM2.5污染貢獻(xiàn)十分突出,可防止面源污染向點(diǎn)源污染方向發(fā)展,對于處置畜禽糞便的有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè),這是一個嚴(yán)峻的考驗(yàn)。北京市農(nóng)林科學(xué)院營養(yǎng)與資源研究所聯(lián)合華北地區(qū)規(guī)模最大的有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)——北京首農(nóng)集團(tuán)下屬北京養(yǎng)雞業(yè)協(xié)會創(chuàng)辦的北京豐泰民安生物科技有限公司,通過調(diào)節(jié)堆肥工藝,使得氨排放量較傳統(tǒng)堆漚方式降低了60%以上,除臭效果明顯;此外,所應(yīng)用的密閉堆肥反應(yīng)倉由于具有高度的機(jī)械化、自動化以及生產(chǎn)過程環(huán)保水平高的優(yōu)勢,目前已成為堆肥工藝發(fā)展的主要趨勢。
目前我國大部分有機(jī)肥為精制有機(jī)肥,其目的主要是提升土壤養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量,功能較為單一,難以滿足不同目的的施肥需求;因此,多品種、多功能是未來有機(jī)肥產(chǎn)品發(fā)展的主要方向,如針對不同作物養(yǎng)分需求的有機(jī)肥、土壤改良型有機(jī)肥、生物功能性有機(jī)肥等。具有一定功能的有機(jī)肥產(chǎn)品,對滿足多樣性市場需求、最終替代傳統(tǒng)化肥應(yīng)用將起到十分關(guān)鍵的作用。
5.1.1 相關(guān)政策、方針急需完善
當(dāng)前,我國有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策,包括土地、稅收、設(shè)備、銷售方面的補(bǔ)貼,缺乏主體針對性。扶持政策大多集中于某個關(guān)鍵環(huán)節(jié),如秸稈收集拉運(yùn)補(bǔ)貼,蔬菜、園林廢棄物前端收儲運(yùn)補(bǔ)貼,畜禽糞污處理補(bǔ)貼等[10],而有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)涉及多個環(huán)節(jié),只針對某個環(huán)節(jié)進(jìn)行資金扶持,短期可提高企業(yè)參與的積極性,但長期對整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展幫助較小。例如,對農(nóng)業(yè)廢棄物處理、加工的有機(jī)肥企業(yè),其肥料產(chǎn)品的銷售需靠企業(yè)通過招投標(biāo)形式進(jìn)行,而目前市場生產(chǎn)量遠(yuǎn)超政府采購量,這就造成了企業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)肥銷售困難,整個產(chǎn)業(yè)難以持續(xù)、健康發(fā)展。
5.1.2 產(chǎn)品評價(jià)指標(biāo)單一,缺乏長期農(nóng)用研究
目前有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)趨于單一生產(chǎn)商品有機(jī)肥,造成整體處理途徑單一化;而且,目前有機(jī)肥執(zhí)行統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),即NY 525—2012,只有達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo),才可以成為商品有機(jī)肥,但是不同種類廢棄物理化指標(biāo)差異性大,難以確保堆肥產(chǎn)品指標(biāo)的穩(wěn)定性,尤其對于秸稈和園林廢棄物來說更是如此。此外,不同種類農(nóng)業(yè)廢棄物在不同處理技術(shù)下資源化利用缺乏長期田間跟蹤研究,包括施用后對土壤肥力的提升效果,對作物產(chǎn)量、品質(zhì)的影響,相關(guān)施用技術(shù)規(guī)范效果,土壤長期施用的安全性問題等,造成其資源化利用合理性的缺失。
5.2.1 建立合理完善的財(cái)政補(bǔ)貼、激勵機(jī)制
目前有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)應(yīng)完善財(cái)政補(bǔ)貼、激勵機(jī)制,可聯(lián)合農(nóng)業(yè)部和環(huán)保部等有關(guān)部門,加快各種農(nóng)業(yè)廢棄物處理設(shè)施的規(guī)范與建設(shè)。根據(jù)不同種類廢棄物的特征和固有特性,盡快形成適宜的處理規(guī)范和施用規(guī)范。對廢棄物收集、加工、銷售和施用等環(huán)節(jié)成本進(jìn)行核算,建立財(cái)政補(bǔ)貼機(jī)制。政府做好頂層設(shè)計(jì),從全局角度拓寬資金扶持范圍,實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼精準(zhǔn)化。根據(jù)不同處理、處置類型,分別制定扶持政策,有針對性地制定直接作業(yè)補(bǔ)貼,或者對有機(jī)肥加工處理中的共性工作給予資金及政策扶持。此外,政府應(yīng)結(jié)合各地運(yùn)行的實(shí)際情況,做好調(diào)研、測算工作,及時(shí)完善或出臺更為精準(zhǔn)的扶持政策。
5.2.2 構(gòu)建以無害化、資源化為主的有機(jī)肥綜合評價(jià)指標(biāo),開展長期施用研究
目前商品有機(jī)肥執(zhí)行NY 525—2012標(biāo)準(zhǔn),對于養(yǎng)分含量有一定要求,而部分企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),采取摻雜化肥等手段,造成了市場惡性競爭;此外,由于人工費(fèi)用激增等,有機(jī)肥產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)此標(biāo)準(zhǔn)成本較高,造成市場化推廣困難。其實(shí),農(nóng)業(yè)廢棄物處理利用的本質(zhì)主要是無害化和資源化,即產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了無害化要求,對土壤肥力有一定的提升效果即可,而養(yǎng)分提供是次要因素,應(yīng)以土壤有機(jī)質(zhì)提升作為堆肥產(chǎn)品效果的主要評價(jià)指標(biāo);此外,通過有機(jī)肥長期施用研究,開展有機(jī)肥施用對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及環(huán)境效益的評價(jià)。
隨著生態(tài)環(huán)境建設(shè)要求的提高、畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的增加、養(yǎng)殖圈舍清糞工藝的改進(jìn)、農(nóng)田土壤肥力的下降及生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,通過農(nóng)業(yè)廢棄物有機(jī)肥生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用必將成為今后主要的發(fā)展方向。近年來,人們對農(nóng)產(chǎn)品的食用安全、風(fēng)味口感、健康功效、環(huán)保指標(biāo)日益關(guān)注,有機(jī)食品的需求潛力巨大,有機(jī)肥料需求量必將呈現(xiàn)迅速增長的局面。農(nóng)業(yè)部推出的在果菜茶上實(shí)施有機(jī)肥替代化肥的行動正在穩(wěn)步深入推進(jìn),據(jù)農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示,目前我國有機(jī)肥資源養(yǎng)分總量已超7 000萬t,到2020年,我國有機(jī)肥市場尚有900萬t缺口。有機(jī)肥料的功能化包括基礎(chǔ)土壤改良型、營養(yǎng)功能型、生物多功能型等,功能型有機(jī)肥的農(nóng)資市場實(shí)際需求潛力很大,因此有機(jī)肥料行業(yè)的發(fā)展無論是在新產(chǎn)品、功能型產(chǎn)品的研發(fā)方面,還是已有產(chǎn)品的市場需求方面,前景都將十分廣闊。