侯新強,張慧濤,詹發(fā)強

(新疆農(nóng)業(yè)科學院微生物應(yīng)用研究所新疆特殊環(huán)境微生物實驗室,新疆 烏魯木齊 830091)

生物有機肥是有益微生物菌群和有機肥結(jié)合而成的新型肥料。它是以大自然中的有機物為基質(zhì)和載體,加入適量的無機元素,然后加入有利于土壤疏松、作物生長、元素釋放等功能微生物,經(jīng)特殊工藝加工而成。它是傳統(tǒng)有機肥和單純菌肥的有機結(jié)合,兼有微生物接種劑和傳統(tǒng)有機肥雙重優(yōu)勢。

1 新疆生物有機肥發(fā)展?jié)摿?/h2>

1.1 新疆農(nóng)牧業(yè)發(fā)達,為生物有機肥提供資源

“十二五”以來新疆農(nóng)牧業(yè)得到了快速發(fā)展[1]。(表1、表2)截止2018 年有糧、棉、林果、蔬菜等作物耕地面積524.23 萬hm2,產(chǎn)值3 337.6 億元,這為生物有機肥市場提供了廣闊空間。同時新疆是中國5 大牧區(qū)之一,畜牧業(yè)也相當發(fā)達,截止2018 年豬、牛、羊存欄分別有335.80萬頭、457.2 萬頭、4 159.70 萬只,家禽存欄超9 000 萬羽,高度發(fā)達的畜牧業(yè)為生物有機肥的發(fā)展提供了豐富的資源[2],在新疆糞肥約有2 億t,占有機肥資源總量的80%。

表2 2010～2018 年末新疆牲畜、家禽存欄量

1.2 國家政策支持

國家減少化肥用量及各項優(yōu)惠政策實施,給生物有機肥帶來發(fā)展空間。2015 年原農(nóng)業(yè)部下發(fā)《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》提出到2020 年實現(xiàn)化肥使用量零增長目標。國家對生物有機肥生產(chǎn)、銷售企業(yè)免征產(chǎn)品增值稅,對企業(yè)研發(fā)費加計扣除、固定資產(chǎn)加速折舊等有利于減少企業(yè)所得稅措施。政府通過向生物有機肥企業(yè)購買服務(wù)方式,將有機肥運送到田間地頭供農(nóng)民使用,以市場化、多元化促進生物有機肥生產(chǎn)使用模式。這給生物有機肥生產(chǎn)帶來巨大商機。

1.3 新疆耕地土壤現(xiàn)狀,為生物有機肥發(fā)展帶來契機

新疆耕地普遍鹽堿大且由于長期低效、大量化肥使用,造成土壤板結(jié)、養(yǎng)分單一作物產(chǎn)量下降現(xiàn)象十分普遍。新疆耕地有機質(zhì)含量11.1 g/kg,現(xiàn)有耕地60%缺氮,71%缺磷。由于生物有機肥料有固氮、解磷、解鉀的功能,能大大提高肥料使用效率從而增加作物產(chǎn)量和質(zhì)量,將會受到廣大農(nóng)民的青睞。

2 生物有機肥生產(chǎn)工藝

2.1 原料加工處理

生物有機肥原料加工處理的首要目的是調(diào)整物料的水分含量和碳氮元素比例,調(diào)節(jié)物料水分的同時添加活性微生物菌劑加速發(fā)酵進程。首先用混料機將畜禽糞便和作物秸稈等輔料按一定攪拌混合均勻,后由皮帶機傳送于發(fā)酵槽中,再調(diào)整物料水分在50%～60%之間,以手捏不滴水為宜。肥料堆制過程中,當溫度上升到65 ℃左右,并持續(xù)3 d 后需用翻拋機進行翻拋以增大供氧量使肥料持續(xù)發(fā)酵。一般經(jīng)過21 d 發(fā)酵結(jié)束,充分發(fā)酵后物料溫度顯著下降至40 ℃,含水率一般在40%左右,物料可用鏟車或皮帶移出發(fā)酵槽送到陳化車間或晾曬場陳化。

2.2 工藝流程簡述

腐熟發(fā)酵完成后,根據(jù)不同工藝需求制定相應(yīng)的生物有機肥后期生產(chǎn)方式:發(fā)酵好物料通過設(shè)備烘干或者自然晾曬使水分達到國家標準要求(含水量低于30%),過篩分、粉碎,加入功能菌劑,造粒,計量包裝制成成品生物有機肥料(見圖1)。

3 生物有機肥應(yīng)用效益分析

3.1 經(jīng)濟效益分析

生物有機肥的使用,能促進蔬菜、果樹、棉花等作物的生長發(fā)育,使其植株健壯、葉片肥厚,且使用安全環(huán)保實現(xiàn)化肥減量增效,提高作物的抗逆性,具有明顯的增產(chǎn)增收效果。鄧接樓研究表明小白菜在施用生物有機肥后,產(chǎn)量分別比對照增加15.4%和9.1%[5]。黃基友研究明確了生物有機肥對優(yōu)化辣椒品質(zhì)和增加產(chǎn)量具有很好效果,其產(chǎn)量提高8.33%[6]。生物有機肥對加工番茄產(chǎn)量也有顯著影響,比基質(zhì)對照增產(chǎn)6.2%,比常規(guī)增產(chǎn)11.3%。張計峰研究表明棗園施用生物有機肥后可使紅棗產(chǎn)量提高6.5%,化肥用量減少18.2%,且單果重增加9.4%,裂果率降低2.6%,明顯增加紅棗商品性,為其收益穩(wěn)定打下基礎(chǔ)[7]。孫桂蘭等研究表明用生物有機肥替換40% 化肥施用條件下,棉花籽棉增產(chǎn)10.3%,皮棉增產(chǎn)6.4%,經(jīng)濟效益顯著且很好完成雙減目標[8]。

3.2 社會效益、生態(tài)效益分析

生物有機肥料屬高科技、高附加值產(chǎn)品,生物有機肥產(chǎn)業(yè)具有巨大的社會效益。有利于推動國家生態(tài)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略的實施,有利于城鄉(xiāng)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展,從生物有機肥生產(chǎn)銷售而言,其生產(chǎn)項目可以解決一定人數(shù)就業(yè),緩解社會就業(yè)壓力,同時增加農(nóng)民收入,促進和諧社會發(fā)展。從事生物有機肥使用而言,可使人民群眾吃上沒有化肥污染的、高質(zhì)量的果蔬產(chǎn)品,對人們身心健康有益,同時對發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)意義重大。

生物有機肥的使用能促進肥效、避免肥害,消除板結(jié)、改善土壤環(huán)境并使其常期使用,生產(chǎn)出綠色、健康的無公害有機食品。糧食作物、經(jīng)濟作物畝產(chǎn)增加顯著,生態(tài)經(jīng)濟效益巨大。

4 生物有機肥生產(chǎn)社會影響分析

生物有機肥項目建成后,可以充分利用農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等有機廢棄物,符合國家環(huán)保和產(chǎn)業(yè)促進政策,符合國家“加強農(nóng)業(yè)面源污染治理,推進農(nóng)業(yè)廢物資源化,清潔化利用”的文件精神。同時,減少農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便對環(huán)境、土地和地下水源的污染,為農(nóng)作物生產(chǎn)提供了大量優(yōu)質(zhì)肥料,對有效提高各類作物產(chǎn)量、質(zhì)量,保護環(huán)境,改良土壤,提高肥力,具有重大作用。另外,生物有機肥生產(chǎn)項目建成后,可創(chuàng)造一定數(shù)量就業(yè)崗位,可帶動大量相關(guān)供應(yīng)、銷售商企業(yè),拉動項目周邊產(chǎn)業(yè)鏈、物流良性發(fā)展,對社會和經(jīng)濟的和諧發(fā)展都具有促進作用。

5 新疆生物有機肥生產(chǎn)中存在的問題

5.1 企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模偏小

目前,新疆生物有機肥生產(chǎn)企業(yè)大多是一些小型民營企業(yè),其生產(chǎn)規(guī)模小,且品種單一,市場競爭力差,生產(chǎn)規(guī)模在10 萬t 以上企業(yè)有53 家[3],這與其他省區(qū)相比是較少的。同時,生物有機肥生產(chǎn)過程中需添加功能菌劑這就需要一定的研發(fā)投入和科技人才,而大多數(shù)企業(yè)缺乏此類技術(shù)支撐,發(fā)展規(guī)模受到限制。

5.2 生物有機肥生產(chǎn)工藝的不足且設(shè)備性能差

生物有機肥的加工工藝過程中造粒環(huán)節(jié)需要加入一定水分,使本已通過發(fā)酵環(huán)節(jié)水分已降低到40%的有機質(zhì)再次增加水分,不得不在后續(xù)工序增加加熱烘干環(huán)節(jié)造成二次干燥,這大大增加了生產(chǎn)成本,工藝合理性還有待完善。生產(chǎn)設(shè)備沒有統(tǒng)一標準,普遍能耗大,維護成本高,造粒機成球率不超過60%,且返料水分高,增加二次加工成本[4]。

5.3 生產(chǎn)、運輸成本偏高

據(jù)中國科學院相關(guān)研究表民,生產(chǎn)標準單位的純養(yǎng)分,生物有機肥所需的油氣消耗是化肥的兩倍,電力消耗比化肥多16 倍。目前,畜禽糞便生產(chǎn)成商品生物有機肥的比率約為5∶3,而標準的生物有機肥提供的氮養(yǎng)分是化肥的6.7%,既100 t 生物有機肥提供的氮養(yǎng)分僅相當于6.7 t 化肥提供量,造成運輸成本遠遠高于化肥。

5.4 推廣力量弱

生物有機肥料作為新型肥料有其自身優(yōu)勢,但要讓廣大農(nóng)戶完全接受、認可,政府、企業(yè)推廣力度需要進一步加強,改變農(nóng)戶不會用、不愿用、不敢用的思想并制定出一套從示范使用到合理銷售有效推廣模式。

6 新疆生物有機肥生產(chǎn)合理化建議

我國生物有機肥使用量占肥料總量的7%,而國外這一比例達到40%以上。隨著市場逐步認可,生物有機肥發(fā)展將有巨大潛力。

6.1 合理確定企業(yè)規(guī)模、優(yōu)化生產(chǎn)工藝

應(yīng)根據(jù)市場需求及企業(yè)自生情況合理確定企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。應(yīng)對物料配比和發(fā)酵工藝參數(shù)、生產(chǎn)流程進行優(yōu)化,建立能靈活配置成多種生產(chǎn)工藝的模塊化構(gòu)建,為企業(yè)生產(chǎn)粉劑、顆粒生物有機肥或有機無機復混肥、液態(tài)生物有機肥等打下基礎(chǔ)。

6.2 加強質(zhì)量管理

生物有機肥質(zhì)量提升重點是微生物菌種篩選和使用。加強與相關(guān)科研院所合作,提升企業(yè)研發(fā)能力,保證菌種質(zhì)量。企業(yè)應(yīng)加強相關(guān)人才培養(yǎng),建立質(zhì)量檢測隊伍,對產(chǎn)品實時抽樣檢測,保證產(chǎn)品質(zhì)量。

6.3 做好產(chǎn)品應(yīng)用效果實驗

據(jù)相關(guān)研究表明,土壤肥力不同使用生物有機肥的效果有明顯差異。在土壤肥力低、pH 中性土壤和旱地中施用效果較好。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)各區(qū)域的土壤情況和作物品種進行田間試驗,合理制定不同作物生物有機肥施用方式和施用量,為大面積推廣、銷售提供科學依據(jù)。

6.4 加強宣傳推廣力度

生物有機肥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強自身產(chǎn)品的宣傳和推廣工作。首先要做好生物有機肥農(nóng)戶示范,用事實和效益說服農(nóng)民。其次,要進行形式多樣的宣傳培訓,利用傳單、墻報、田間實操等形式并結(jié)合農(nóng)時農(nóng)事進行針對性宣傳培訓,為農(nóng)民解決問題,使其掌握正確使用生物有機肥的方法。最后,還要有效利用和正確引導農(nóng)民利用政府的優(yōu)惠政策,例如政府對生物有機肥生產(chǎn)企業(yè)增值稅減免,對使用生物有機肥的農(nóng)民進行補貼等。