利用畜禽粪便生产生物有机肥生物有机无机复混肥的研究.docx

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利用畜禽粪便生产生物有机肥生物有机无机复混肥的研究

利用畜禽粪便生产生物有机肥生物有机无机复混肥的研究

   l研究的目的和意义

    为使农作物茁壮生长及增加产量则需要施用各种肥料。

化肥在农作物增产中所起的作用占40%L右。

但是，化肥施入土壤后，由于化肥自身的性能和土壤条件等因素的制约，化肥当季作物的利用率较低。

我国对氮、磷、钾使用量较大，但是，氮肥当季利用率只有30-35%磷肥的只有20%-30%钾肥则为35-40%[1]。

化肥利用率低，不仅造成化肥的大量浪费，而且还会给生态环境带来不良影响。

    为此，近些年来世界各国在研制开发肥料新品种、组织生产和使用肥料时，都把能否提高化肥的利用率、减少损失，作为工作的出发点。

据2001年8月在北京召开的第12届世界肥料大会动态表明，西欧、北美、日本等发达国家不再以增产作为粮食生产的主要目的，而是以提高作物品质为主要目的。

在肥料的发展趋势上，则是从化肥的高浓度复合化，逐步向肥料的专用化、长效化、无公害化的方向发展，以求进一步提高肥料的利用率，降低生产成本，减少化肥对生态环境的影响。

    我国是一个蔬菜生产大国。

近年来，随着我国蔬菜种植面积的不断扩大，产量不断提高的同时，又面临一系列的难题，如市场供过于求，蔬菜品质低等。

尤其是蔬菜中的亚硝酸盐等物质含量超标问题十分普遍。

上海，广州等大城市部分蔬菜中硝酸盐的含量超标5～8倍，消费者食用韭菜等蔬菜及瓜果导致中毒事件屡屡发生。

因此，要解决蔬菜生产中的质量问题，只有通过推行无公害、绿色蔬菜生产，才能优化、提高蔬菜品质，保障消费者身体健康，保护生态环境。

近几年我国无公害、绿色蔬菜生产面积迅速增加，得到认证的绿色蔬菜产品逐年增多。

无公害、绿色蔬菜将成为今后蔬菜生产的方向。

    目前，一些发达国家人们的饮食结构己逐步向保健型过渡。

美国和欧洲各国正在迅速调整饮食结构，由过去以肉食为主转化为素荤搭配，其中蔬菜对人类健康的作用是其他任何食品都不可代替的。

因此，全世界蔬菜年贸易额不断增加。

我国是世界上蔬菜种类最多，种植面积最大的国家，加之我国自然条件优越，劳动力资源丰富，蔬菜生产成本较低，国内菜价仅为国外的1/5～1/8,因此有较强的竞争力。

但我国蔬菜与国际市场对蔬菜的高档化和无害化的要求尚有很大差距。

为了解决这一问题，我们认为在种植环节中，农药应使用低毒，低残留的，在施肥方面应使用经微生物复合菌群充分发酵的有机肥，再配合适量无机养分，或使用生物有机无机复混肥。

这样，既能使作物充分吸收利用而又无不良影响。

据有关资料表明，我国每年因施用未经腐熟的农家肥而导致作物减产30%以上。

针对这种状况，我所按照绿色食品的质量要求研制出生物有机肥、生物有机无机复混肥在茄果类蔬菜上进行试验，通过测定各项指标结果表明，与无机肥料对比，生物有机无机复混肥可以提高茄果类蔬菜的品质，产量不低于无机肥，而且能够达到绿色食品标准；施用生物有机无机复混肥料还可以培肥地力，改良土壤，经济效益较高，深受广大农民欢迎。

随着我国畜牧业的集约化生产程度的不断提高，畜牧业规模日益递增。

全国的家禽数量2000年比1995年增加5倍，达80多亿只，猪2000年比1995年增加3.2倍，达44169.1万头；牛2000年比1995年增加8倍，达13205.8万头圈。

预计随着人们膳食结构的调整，到2010年畜牧业还会有一个较大的发展。

畜禽数量的增加，粪便处理的问题，特别是对大城市来说就显得十分严峻。

辽宁省的几个大城市，如沈阳、大连等地畜牧业的规模较大。

大连某集团鸡存栏量达100万只以上，鸡蛋的供应占大连地区鸡蛋总供应量的50%以上，每天的粪便排泄量达100多吨，加上其他养殖户，仅大连地区每天的鸡粪排放量高达50凹屯以上。

沈阳地区的畜禽数量是大连地区的4倍，鸡存栏量300万只，牛的存栏量达30万头，猪的存栏量达50万头，集约化养鸡场12个，养猪场8个，奶牛基地2个，每天畜禽粪便排放量达2000吨以上，如此大量的畜禽粪便排放对当地的生态环境造成巨大的威胁，如不及时妥善处理将会严重污染环境。

另一方面，畜禽粪便又是放错位置的肥料资源。

根据国家对畜禽粪便无害化、资源化、产业化处理的原则，本研究利用有益微生物菌群降解畜禽粪便，并在其过程中产生高温，杀死有害病原菌及虫卵，把不稳定的物质转化成较稳定的腐殖质，再配合适当的无机营养开发成无公害、绿色食品专用肥料。

达到既对畜禽粪便无害化处理，又将其利用生产优质生物有机复混肥料的双重目的。

该项技术的推广应用将对畜禽粪便无害化处理及资源化利用起到重要作用，对保护生态环境，提高人们生活水平有着重要意义。

2生物有机肥、生物有机无机复混肥生产工艺

    在本项目中，关键是分离和筛选快速发酵畜禽粪便的复合微生物菌群，其目的一方面是将畜禽粪便中的纤维、蛋白质等物质充分降解，另一方面是使多种有益菌在有机质中大量增殖，然后随有机质施入土壤中，改善土壤中微生物生态，增加有益微生物种群和数量。

本项目中的畜禽粪便处理工艺流程图见图l。

3鸡粪等物料发酵过程

用草炭、稻糠等调节干、湿度和碳氮比。

向鸡粪中添加草炭、稻糠及1%FM菌，物料湿度调到50%左右，拌混均匀。

堆0.8m病，长短随鸡粪量而定，宽2m以方便生产为宜，粪堆上插温度计。

当温度超过50℃时开始进行第一次翻倒。

待温度升到60℃以上时（2~3天后），进行下一次翻倒，当温度再次超过55℃时，进行第三次翻倒，即发酵过程完成。

气温20℃以上的情况下，7~10天后物料松散无臭味则已达到腐熟标准。

3.1氨态氮变化

    由图2可见，氨态氮的缺失及减少是腐熟堆肥的标志。

当堆肥中氨态氮浓度小于400mg/kg时，被认为已经腐熟。

可见，堆肥开始时氨态氮含量较高，经过高温堆肥阶段后，加入腐熟剂的堆肥氨态氮含量急剧下降，堆肥结束时含量为215mg/kg.但自然发酵的堆肥氨态氮含量下降缓慢，堆肥结束时仍维持在898mg/kg的高浓度。

根据腐熟堆肥中氨态氮浓度小于400mg/kg的标准，加入腐熟剂的鸡粪堆肥在发酵第13天时己彻底腐熟。

32碳氮比下降

    一般来说，堆肥C/N比达到20以下，就认为堆肥腐熟，可以直接施用。

自然发酵鸡粪在第42天时，C/N比降到20以下。

而加入腐熟剂的鸡粪在第10天时降到20以下。

可见用腐熟剂处理的鸡粪能明显促进堆肥腐熟进程，缩短堆制时间，使鸡粪快速腐熟。

如图3所示。

33提高物料中酶活性

    由图4可见，蛋白酶活性的高低直接影响堆

肥组分的发展方向。

用FM菌发酵的鸡粪酶活性比自然发酵鸡粪高37u/mL,有利于蛋白质分解。

显然经FM菌发酵的鸡粪中的蛋白质可以充分水解，利于作物吸收。

34温度效果变化

    不同堆肥处理温度的变化见图5

自然发酵鸡粪到第4天时才达到高温阶段，到第6天时开始回落，高温期一般维持两天。

加入 FM菌的鸡粪从第2天温度开始上升，进入高温阶段，第7天回落。

说明，自然发酵高温阶段时间短、来的迟，不利于鸡粪彻底发酵；而加腐熟剂高温阶段来的早、保持时间长，鸡粪发酵彻底。

35物料pH值下降

    自然发酵完毕后pH值一般达到9．O，见图6.

pH偏高不利于鸡粪养分保持；加FM菌鸡粪发酵完成后，pH值一般为8.0，pH值降低有利于减少鸡粪的氨挥发，保持较多有效氮，提高鸡粪肥效。

36除臭效果好

    自然发酵鸡粪、猪粪一直伴有较浓烈的臭味，周围蚊蝇多；加入快速分解菌的鸡粪、猪粪第4天时臭味基本消失，第7天散发出泥土的清香。

感官效果较好。

37提高物料松散度

    自然发酵的鸡粪有大小不等的结块，用快速分解菌的鸡粪从第5天即松散，成碎沫状。

38降低物料含水量

    发酵鸡粪最适宜的含水量是50%在发酵同等时间内，自然发酵完毕后含水量下降较慢，一般降至30%腐熟剂发酵则下降较快，一般降到20%（见图7），因此更有利肥料储存。

39有益菌群大量增加

    加入快速分解菌的鸡粪与自然发酵的鸡粪相比，各种有益菌数量明显增加。

其中，细菌增加了8倍，放线菌增加14倍，酵母菌增加100倍，真菌增加3倍。

说明加入快速分解菌FM豹物料更有利于形成优势菌群。

施入土壤后，有利于形成良好的根际微生物种群，对作物促生、防病有较好的效果。

3lO提高种子发芽率

    加FM发酵剂的鸡粪，在发酵第10天时就可使种子发芽率达到80%以上，即可施入农田使用。

而自然发酵的鸡粪堆肥在发酵第13天时，发芽率还未达到60%并且从曲线趋势来看，很难使种子发芽达到80%0以上。

这可能是施入自然发酵的鸡粪或未发酵鸡粪极易造成烧苗现象，易给农民造成较大经济损失，见图8.

4生物有机肥、生物有机无机复混肥肥效研究

4.1材料与方法

    本试验于2003年在辽宁省沈阳市东陵区后桑林子村的保护地内进行。

供试作物番茄，品种为锦盛，前茬作物为玉米。

试验地土壤为棕壤，试验土壤基本理化性状见表l。

    试验共设价处理，分别是生物有机肥（沈阳绿源生物技术研究所提供），生物有机无机复合肥（辽宁三森生物有机肥料有限公司提供），以纯无机肥（秦皇岛中阿肥料有限公司提供）作对照，设3个重复。

番茄于2003年4月19日定植，试验小区，长6m宽1.0m周围设保护行。

本实验所用肥料均定植前施用。

每个小区28株，按常规进行田间管理。

42结果与讨论

421不同施肥处理对番茄外观性状及产量的影响    表2为番茄在定植30天时测定结果。

从表2中可以看出，施用生物有机无机复混肥的番茄植株最高，座果数最多，百叶重最高，但植株茎粗较生物有机肥的低0.103cm施用生物有机肥的番茄植株横径最高；施用生物有机无机复混肥的亩产量最高。

422不同施肥处理对番茄品质的影响

    表3表明，施用生物有机肥的番茄果实硝酸盐含量比施用纯无机肥的低79.7%，施用生物有机无机复混肥的番茄果实硝酸盐含量比施用纯无机肥的低75．7%；这可能由于有机肥养分释放缓慢，适合蔬菜对养分的吸收，土壤中有机质能有效地降低土壤中硝态氮的浓度，减少了蔬菜对硝态氮的吸收。

    从表3还可以看出，施用生物有机肥和生物有机无机复混肥的番茄果实还原糖含量较施用纯无机肥的高8.6%和19.7%，维生素C含量较施用纯无机肥的高15.7%和l4.1%；并且可溶性固形物含量较施用纯无机肥的高28.3%和21.4%。

从而果实硬实，无裂果，整齐度高。

423不同施肥处理对番茄的病害的影响

    本试验未喷施任何一种农药，番茄在定植40天时开始出现花叶病，其中施用生物有机肥的番茄病害最轻而且蔓延速度慢，施用生物有机无机复混肥的番茄的发病率略高于施用生物有机肥的番茄，施用无机肥的番茄发病率最高，而且发病较快。

植株早衰现象严重，见图9。

424不同施肥处理对土壤理化性状的影响

不同施肥处理对土壤理化性状的影响见表4   

从表4中可以看出施用生物有机肥和生物有机无机复混肥的土壤的理化性状得到明显改善，有机质的含量分别提高38.7%和34.7%，而施用无机肥的有机质增加只有2.13%;有效磷的含量分别提高57.7%0和56.4%，施无机肥的增加22.3%0;碱解氮的含量分别增加29.2%和26.6%，施无机肥的只有l2%；速效钾含量分别提高50.8%和48.4%，施用无机肥的增加36.6%可见施用生物肥对于改良土壤，增加土壤养分有显著的作用。

培肥土壤，保护生态。

5结论

（1）用分离筛选出的复合微生物菌群，能快速分解鸡粪，制成优质生物有机肥；进一步把生物有机肥和无机养分科学配合制成了生物有机无机复混肥。

施用生物有机肥和生物有机无机复混肥，可以显著降低蔬菜中硝酸盐的含量。

提高维生素G还原糖及可溶性固性物的含量，从而提高蔬菜品质。

（2）施用生物有机肥和生物有机无机复混肥，可提高作物抗病能力，减少作物病虫害的发生。

 （3）施用生物有机肥和生物有机无机复混肥，产量不低于无机肥，而产品品质却显著提高，同时还可改良土壤，培肥地力。

具有明显的生态效益和经济效益。

何随成 江志阳 尹  微（中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳）