姜竹會，孫志強(qiáng)，李國良，李志才

1 山東省萊陽市譚格莊鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東萊陽 265200

2 山東省濰坊紫鳶乳業(yè)科技發(fā)展有限公司，山東濰坊 261000

3 山東省青島億盛隆塑料包裝有限公司，山東青島 266000

4 山東省青島市畜禽良種有限公司，山東青島 266000

0 引言

目前，我國農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)開始進(jìn)入現(xiàn)代化快速發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，走綠色環(huán)保生態(tài)循環(huán)發(fā)展之路，是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢。有機(jī)肥能為農(nóng)作物生長提供所需肥料養(yǎng)分；改善和促進(jìn)農(nóng)作物對肥料養(yǎng)分的吸收；提高土壤的活性和肥力；提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等。近年來，伴隨著我國農(nóng)牧業(yè)的快速發(fā)展，每年畜禽養(yǎng)殖固體糞污的產(chǎn)生量約為31 億噸、農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生量約為9 億噸。目前農(nóng)牧業(yè)面臨兩大問題，一方面是固體糞污和農(nóng)業(yè)農(nóng)作物秸稈無害化處理利用率低；另一方面優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥產(chǎn)量不能滿足農(nóng)業(yè)種植業(yè)的需要。因此，為解決農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)伴生的農(nóng)作物秸稈和畜牧業(yè)固體糞污，對其進(jìn)行無害化、肥料化處理，科學(xué)合理利用，本文將農(nóng)牧場規(guī)模生產(chǎn)有機(jī)肥的技術(shù)方法進(jìn)行歸納總結(jié)，供農(nóng)牧場參考使用。

1 有機(jī)肥生產(chǎn)工藝流程

有機(jī)肥生產(chǎn)工藝流程圖，詳見圖1。

圖1 有機(jī)肥生產(chǎn)工藝流程圖

2 有機(jī)肥生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備與生產(chǎn)廠房配置

2.1 有機(jī)肥生產(chǎn)設(shè)備

有機(jī)肥主要生產(chǎn)設(shè)備為原料前處理、糞肥發(fā)酵、有機(jī)肥造粒和運(yùn)輸包裝等（表2）。

表2 有機(jī)肥生產(chǎn)主要設(shè)備配套表

2.2 有機(jī)肥生產(chǎn)廠房（棚）配置

有機(jī)肥生產(chǎn)廠房（棚）主要配置為秸稈粉碎與存儲工棚、糞污固液分離與原料存儲工棚、發(fā)酵物料混合攪拌工棚、多列式發(fā)酵條槽工棚、有機(jī)肥造粒與包裝工棚和成品有機(jī)肥存儲倉庫等（表3）。

表3 有機(jī)肥生產(chǎn)廠房（棚）配置配套表

3 規(guī)模生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)方法

3.1 有機(jī)肥生產(chǎn)原料組成

有機(jī)肥生產(chǎn)原料主要以農(nóng)牧場畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的固體糞污、農(nóng)作物種植產(chǎn)生的秸稈為主和有利于促進(jìn)有機(jī)肥發(fā)酵腐熟的微生物好氧發(fā)酵菌劑等。嚴(yán)禁使用國家有關(guān)管理部門明確禁止的粉煤灰、鋼渣、污泥、生活垃圾、含有外來入侵物種及物料和法律法規(guī)禁止存有生物安全隱患的禁用類原料，如病死畜禽等危害公共衛(wèi)生的各種物料[1]。

3.2 有機(jī)肥原料預(yù)處理

3.2.1 畜禽糞污集納與固液分離

農(nóng)牧場畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污，應(yīng)本著快捷簡便、不污染環(huán)境等原則，運(yùn)用車輛、管道、溝渠等動力機(jī)械設(shè)備設(shè)施，將固體糞污集納至糞污處理場，使用螺旋擠壓式或篩濾等形式的固液分離機(jī)設(shè)備，將糞污中的部分水分從固液分離機(jī)中濾出，將糞污中的水分含量降低至65.0%～70.0%，達(dá)到生產(chǎn)有機(jī)肥發(fā)酵腐熟的要求。

畜禽糞污固液分離機(jī)的固液分離能力，一般要求達(dá)到20～50 m3/h；配備7～13.0 kw功率的電機(jī)動力。

農(nóng)牧場需規(guī)劃設(shè)立專門的畜禽養(yǎng)殖糞污預(yù)處理場，其糞污的存儲容量和占用面積，應(yīng)根據(jù)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污數(shù)量和預(yù)處理能力等因素確定。一般飼養(yǎng)規(guī)模1 000 頭泌乳奶牛的糞污預(yù)處理場的容量不能低于500 m3，須能存儲15～20 天畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的固體糞污[2]。

3.2.2 農(nóng)作物秸稈粉碎制粉

農(nóng)牧場種植產(chǎn)生的秸稈一般大部分會直接粉碎還田，少部分沒有直接還田的秸稈，經(jīng)自然干燥粉碎成粉狀后，可作為生產(chǎn)有機(jī)肥的輔助原料。

農(nóng)作物秸稈粉碎設(shè)備，可根據(jù)秸稈粉碎數(shù)量和時間的實(shí)際需求配備農(nóng)作物秸稈粉碎機(jī)。一般農(nóng)作物秸稈的粉碎制粉能力要求達(dá)到3～4 噸/h，單機(jī)配套電機(jī)動力為13.0 kw。

3.2.3 應(yīng)用有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑

應(yīng)用優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑，是保證有機(jī)肥原料生產(chǎn)發(fā)酵腐熟質(zhì)量的重要影響因素之一。優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑能使有機(jī)肥原料發(fā)酵快、分解快、腐熟快，并能有效地去除臭味和殺滅蟲卵及病菌。

有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑主要由好氧耐熱的芽孢桿菌、放線菌、酵母菌、絲狀真菌和各種分解酶等復(fù)合而成。通常有好氧型、復(fù)合型等有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑可供選擇使用。一般使用量為0.1%，即1 kg有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑可用于1 噸有機(jī)肥原料發(fā)酵腐熟。

優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑，可使有機(jī)肥原料中的好氧微生物細(xì)菌迅速繁殖，可使有機(jī)肥原料的發(fā)酵腐熟溫度在1 周內(nèi)，迅速上升至60～70 ℃，不僅能夠殺滅有機(jī)肥原料中大部分的蟲卵、病菌，還能促使發(fā)酵腐熟的有機(jī)肥原料產(chǎn)生能促進(jìn)農(nóng)作物生長的酶等物質(zhì)，提高有機(jī)肥的質(zhì)量[2]。

有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑在使用前應(yīng)先活化擴(kuò)繁。具體方法：一是將優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵菌劑與小麥麩皮，按1∶10的比例進(jìn)行混合，一邊混合攪拌，一邊噴清潔飲用水。噴水量占混合攪拌物總質(zhì)量20.0%～25.0%左右，待混合攪拌均勻后，置入不銹鋼容器內(nèi)保溫24 h進(jìn)行發(fā)酵菌劑活化后，即可作為有機(jī)肥原料的微生物好氧發(fā)酵母菌劑使用[3]。

二是擴(kuò)繁有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵母菌劑。為保證發(fā)酵母菌劑能均勻地混合在有機(jī)肥原料中，可先將發(fā)酵母菌劑和干草粉或秸稈粉，按1∶50的比例預(yù)先混合均勻，并添加適量的水分?jǐn)U繁后，再按比例數(shù)量準(zhǔn)確地添加進(jìn)待發(fā)酵的有機(jī)肥原料中[3]。

有機(jī)肥原料與活化擴(kuò)繁后的微生物好氧發(fā)酵菌劑混合攪拌。將已經(jīng)預(yù)處理的有機(jī)肥原料與農(nóng)作物秸稈粉，按7∶3的質(zhì)量比例混合，并按有機(jī)肥原料0.1%質(zhì)量比例，添加已經(jīng)活化擴(kuò)繁的微生物好氧發(fā)酵菌劑。具體方法是：使用裝載機(jī)和物料連續(xù)輸送帶，把已經(jīng)添加微生物好氧發(fā)酵菌劑的有機(jī)肥原料投入混合攪拌機(jī)進(jìn)行混合攪拌。在進(jìn)行混合攪拌時，要注意檢查有機(jī)肥原料的水分含量，一般以手握有機(jī)肥原料，水滴不從手指間有流出為準(zhǔn)，即水分含量調(diào)節(jié)至60.0%左右。

3.3 有機(jī)肥原料好氧微生物發(fā)酵腐熟

為保證有機(jī)肥原料能夠充分發(fā)酵腐熟，有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵腐熟的過程，需要進(jìn)行二次好氧微生物發(fā)酵腐熟，方能達(dá)到《NY/T525—2021 有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)要求，即有機(jī)肥原料發(fā)酵腐熟時間必須達(dá)到60 天以上的要求。

3.3.1 有機(jī)肥原料一次微生物好氧發(fā)酵

有機(jī)肥原料一次好氧微生物發(fā)酵為高溫好氧發(fā)酵階段?？刹捎脳l列式好氧發(fā)酵槽，連續(xù)投料、出料，連續(xù)進(jìn)行有機(jī)肥原料好氧微生物高溫發(fā)酵生產(chǎn)。一般有機(jī)肥原料好氧發(fā)酵槽寬6.0～8.0 m，深1.3～1.5 m，長50.0～60.0 m。在發(fā)酵槽兩側(cè)槽壁的頂面上安裝好氧發(fā)酵翻混機(jī)行進(jìn)軌道，以便好氧發(fā)酵自動翻混機(jī)，能夠前后運(yùn)行進(jìn)行翻混生產(chǎn)作業(yè)。一般年產(chǎn)規(guī)模5 000 噸有機(jī)肥，需配備4～5 條，長50.0～60.0 m的并列式有機(jī)肥原料好氧微生物發(fā)酵條型槽。

有機(jī)肥好氧發(fā)酵翻混機(jī)在向前運(yùn)行翻混作業(yè)的過程中，安裝在機(jī)器下部的翻混刀片對物料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)翻混攪拌，以增加有機(jī)肥發(fā)酵原料與空氣的接觸面積，促進(jìn)有機(jī)肥好氧發(fā)酵和水分蒸發(fā)，同時對結(jié)塊的有機(jī)肥發(fā)酵原料進(jìn)行切割粉碎成疏松的粉狀。有機(jī)肥好氧發(fā)酵翻混機(jī)旋轉(zhuǎn)刀片旋轉(zhuǎn)運(yùn)行產(chǎn)生的離心力，能將糞肥物料向后（出料口）方向拋送2.0～2.5 m。因此，需在有機(jī)肥好氧發(fā)酵條型槽的前端留出2.0～2.5 m的空間，防止有機(jī)肥進(jìn)行翻混時拋撒至發(fā)酵條型槽外邊。

正在進(jìn)行發(fā)酵的有機(jī)肥原料與新投入的有機(jī)肥原料經(jīng)有機(jī)肥好氧發(fā)酵翻混機(jī)翻混后，可使新投入的有機(jī)肥原料在發(fā)酵24 h后溫度升至50 ℃，72 h后升到70～75 ℃。連續(xù)發(fā)酵28～30 天，有機(jī)肥原料經(jīng)好氧高溫發(fā)酵基本腐熟，達(dá)到除臭味、滅蟲卵、滅草籽，殺死病原細(xì)菌等有害微生物，無害化處理的要求，完成糞肥一次好氧微生物高溫發(fā)酵[4]。

一般好氧高溫發(fā)酵時期，每天翻混機(jī)每個發(fā)酵條型槽翻混作業(yè)1～2 次。通過橫向移動裝置，可將好氧發(fā)酵翻混機(jī)移至其他并列的發(fā)酵條型槽，依次分別進(jìn)行有機(jī)肥原料的翻混作業(yè)工作。好氧發(fā)酵翻混機(jī)翻混作業(yè)的行進(jìn)速度通常設(shè)置為500 mm/min，每小時行進(jìn)翻混28.0～30.0 m。一臺好氧發(fā)酵翻混機(jī)可在8 h以內(nèi)完成4～5 條發(fā)酵條槽糞肥物料翻混的作業(yè)任務(wù)[2]。

3.3.2 有機(jī)肥原料二次好氧微生物發(fā)酵

有機(jī)肥原料二次好氧微生物發(fā)酵為低溫發(fā)酵階段。通過有機(jī)肥原料好氧發(fā)酵翻混機(jī)將二次低溫發(fā)酵需添加的發(fā)酵菌劑，均勻翻混至已經(jīng)完成一次好氧微生物高溫發(fā)酵階段的有機(jī)肥原料中。然后用機(jī)動裝載機(jī)和機(jī)動拖車將完成有機(jī)肥一次好氧微生物發(fā)酵的有機(jī)肥原料運(yùn)送至二次好氧微生物低溫發(fā)酵處。即有防雨設(shè)施或露天的混凝土硬化地面上，將待進(jìn)行二次發(fā)酵的有機(jī)肥原料堆成底寬1.5～1.8 m，上寬0.8～1.0 m，高1.0～1.2 m的梯形長條堆，條堆之間間距1.0～1.5m。一般有機(jī)肥原料二次好氧低溫發(fā)酵時間需要30～40 天，每6～7 天用自行騎跨式翻混機(jī)翻堆1 次，促進(jìn)有機(jī)肥原料進(jìn)一步發(fā)酵腐熟和水分蒸發(fā)[4]。為提高有機(jī)肥的質(zhì)量，可將二次好氧低溫發(fā)酵時間再延長20～30 天，即糞肥二次好氧低溫發(fā)酵總需用時間為60 天左右[5]。

有機(jī)肥原料完成二次好氧低溫發(fā)酵后，其原料的顏色會由褐黃色漸變?yōu)楹诤稚辉系臏囟戎饾u降低至25 ℃左右；結(jié)構(gòu)疏松，有白色菌絲，稍有氨味，原臭味不明顯；水分含量35.0%左右，為使水分含量減少至30.0%以下，須通過增加翻堆次數(shù)，翻曬晾干降低水分含量。二次發(fā)酵的糞肥條堆，需備好防水塑料布，避免雨雪天氣淋濕發(fā)酵糞肥，降低發(fā)酵質(zhì)量。

在有機(jī)肥原料二次好氧低溫發(fā)酵階段的后期，有機(jī)肥原料中的好氧微生物不斷地將有機(jī)肥原料中的有機(jī)物腐殖質(zhì)化，并產(chǎn)生有益于土壤改良和植物生長的代謝物。二次好氧低溫發(fā)酵階段的過程需要較長的時間，一般為30～60天。

有機(jī)肥原料微生物好氧發(fā)酵腐熟總的需要時間為60～90 天，不能少于60 天的時間。

3.4 發(fā)酵腐熟有機(jī)肥原料造粒

發(fā)酵腐熟后的有機(jī)肥原料呈粉末狀，可采取造粒生產(chǎn)工藝，將粉末狀有機(jī)肥變?yōu)榧扔欣鎯Γ址奖闶┯玫念w粒狀，提高商業(yè)價值。有機(jī)肥造粒的方法主要有圓盤造粒、滾筒造粒、擠壓造粒、高塔造粒和噴漿造粒等。現(xiàn)將有機(jī)肥生產(chǎn)常用的圓盤造粒生產(chǎn)工藝方法介紹如下。

3.4.1 發(fā)酵腐熟糞肥細(xì)化粉碎

應(yīng)用電機(jī)功率21.0～30.0 kw，粉碎能力為2～3 噸/h，可粉碎含水量在35.0%以下的濕狀物料的粉碎機(jī)，對已經(jīng)完成二次發(fā)酵的有機(jī)肥原料進(jìn)行粉碎，粉碎的細(xì)度須滿足造粒20～30 目的細(xì)度要求。

3.4.2 調(diào)配氮、磷、鉀含量

按有機(jī)肥氮、磷、鉀不得低于5.0%的標(biāo)準(zhǔn)和有機(jī)肥原料發(fā)酵后氮、磷、鉀的實(shí)際含量，核算氮、磷、鉀各種無機(jī)肥料的添加補(bǔ)充數(shù)量，將需添加的氮、磷、鉀無機(jī)肥料均勻地添加至粉碎后，待造粒的的有機(jī)肥原料中，調(diào)配好氮、磷、鉀肥分達(dá)到《NY/T525—2021有機(jī)肥料》產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[6]。

3.4.3 圓盤機(jī)械離心造粒

將調(diào)配好的腐熟有機(jī)肥造粒原料，通過皮帶輸送機(jī)輸送至圓盤造粒機(jī)，并調(diào)整好造粒進(jìn)、出料量和淋水量，保證圓盤造粒機(jī)有機(jī)肥原料和淋水連續(xù)不斷的定量持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。

圓盤機(jī)械造粒的原理：旋轉(zhuǎn)的圓盤對圓盤中的原料產(chǎn)生摩擦力和離心力，使圓盤中的原料自然地向四周運(yùn)動，原料的粉粒間相互摩擦擠壓，逐漸聚團(tuán)成圓粒形球狀體并拋甩出圓盤機(jī)械造粒機(jī)。發(fā)酵糞肥原料完成圓盤造粒后，經(jīng)輸送機(jī)輸送至長筒型旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)烘干機(jī)中，球粒形物料在不高于40 ℃的低溫?zé)犸L(fēng)中緩慢蒸發(fā)水分，水分含量達(dá)到低于≤30.0%的標(biāo)準(zhǔn)要求。烘干后的球粒形物料還需經(jīng)長筒型旋轉(zhuǎn)自然風(fēng)冷機(jī)將球粒形物料的溫度降至25 ℃以下。

圓盤機(jī)械造粒機(jī)、長筒型熱風(fēng)烘干機(jī)和長筒型自然風(fēng)冷機(jī)的產(chǎn)能要與糞肥發(fā)酵產(chǎn)能配套配置。一般圓盤造?？蛇x擇產(chǎn)能1～2 噸/h，電機(jī)動力功率11.0 kw圓盤機(jī)械造粒機(jī)。長筒型熱風(fēng)烘干機(jī)和長筒型自然風(fēng)冷機(jī)各需配套電機(jī)動力13.0 kw[7]。

3.5 料粒篩分包膜

3.5.1 料粒篩分

一般選用產(chǎn)能1～2 噸/h，電機(jī)動力功率7.5 kw，滾筒式篩分機(jī)對完成圓盤機(jī)械造粒的球形粒料進(jìn)行篩分。滾筒篩分機(jī)先將成品與需返工細(xì)化粉碎的物料分離，再對成品進(jìn)行等級篩分。隨后經(jīng)輸送機(jī)將篩分的成品球粒物料送往包膜機(jī)。

3.5.2 料粒包膜

有機(jī)肥料粒經(jīng)包膜機(jī)包膜后，不僅觀感好，還能防結(jié)塊和肥分流失。料粒包膜常用液體涂膜或粉體黏膜包膜生產(chǎn)形式，一般有機(jī)肥料粒包膜大多選用液體涂膜的包膜生產(chǎn)工藝。粒料包膜機(jī)配套電機(jī)動力為7.5～13.0 kw。

3.6 產(chǎn)品包裝

有機(jī)肥產(chǎn)品包裝可選用25 kg/袋的防水塑料編織袋包裝。可根據(jù)有機(jī)肥生產(chǎn)規(guī)模配備1～2 套產(chǎn)能10.0～12.0 kw/h的有機(jī)肥產(chǎn)品，自動劑量，自動封口包裝機(jī)。

有機(jī)肥產(chǎn)品包裝后運(yùn)送至防雨、防潮、通風(fēng)、避光和便于裝卸儲存的倉庫儲存保管待售[8]。

4 有機(jī)肥質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

有機(jī)肥成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《NY/T525—2021 有機(jī)肥料》的規(guī)定。有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以烘干計，%）≥30.0；總養(yǎng)分（氮+五氧化二磷+氧化鉀）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以烘干基計，%）≥4.0；水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）≤30.0；pH值5.5～8.5；外觀（感官）均勻，粉狀或顆粒狀，無惡臭。

糞大腸菌群數(shù)[個/g（mL）]≤100；蛔蟲卵死亡率（%）≥95.0；種子發(fā)芽指數(shù)（%）≥70.0（腐熟度監(jiān)測）；機(jī)械雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）≤0.5。

重金屬的限量指標(biāo)（以烘干基計，mg/kg）：砷≤15 ；汞≤2；鉛≤50；鎘≤3；鉻≤150[1]。