劉善江,薛文濤,苗萬有,孫 昊,吳 榮,杜 穎,田 野,李亞星
(1.北京市農林科學院植物營養與資源研究所,北京 100097;2.北京豐泰民安生物科技有限公司,北京 100084)
隨著我國畜禽養殖業集約化程度的不斷提升,畜禽廢棄物的污染問題愈加嚴重[1]。據估算,我國每年產生畜禽糞污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重的環境污染問題。
堆肥技術是指在人工控制下利用微生物將不穩定有機物料轉化為穩定腐殖質的過程,主要包括集約化有機肥料加工技術和自然堆肥技術。處理畜禽糞污由于具有產品肥料化、無害化、處理量大、處理技術成熟等優勢,目前在國內外均得到了廣泛推廣應用,其生產的有機肥養分全面,緩釋長效,肥力柔和、持久、穩定,對于土壤質地改良、肥力提升以及作物增產增收效果顯著[3]。
我國施用有機肥歷史悠久,但是直到20世紀70年代,隨著種植業、畜牧業的快速發展,所產生的廢棄物大幅增加,才促進了商品有機肥產業的興起。20世紀80、90年代,為了提升有機肥發酵效果和生產過程環境控制,大量科學研究得以開展。20世紀90年代中后期,隨著有機肥工業化生產技術的開發和推廣應用,商品有機肥料的生產與利用得到了快速的發展。到了21世紀,隨著種養殖業集約化程度越來越高,環境壓力逐漸增加,以及我國土壤肥力的日趨下降,進一步推進了有機肥料產業的發展進程[4]。
在此過程中,國家也出臺了相關政策,鼓勵農業廢棄物有機肥產業化。20世紀90年代中后期,農業部實施了“沃土工程”及發展“綠色食品”和推行“無公害農產品”行動計劃;2013年國務院發布了《畜禽規模養殖污染防治條例》,更是明確提出了有機肥生產在稅收、運輸等方面的支持及有機肥購買、使用、補貼等方面的優惠政策[5];2017年農業部發布了“果菜茶優先實施有機肥替代化肥、農業化肥生產零增長行動規劃”[6],發改委、農業部聯合發布了“全國畜禽糞污資源化利用整縣推進項目工作方案(2018—2020年)[7]”,進一步推進了我國有機肥產業的發展。2011年我國有機肥行業銷售額達到86.35億元,2015年增長至148.66億元,市場增長速度非???。
所謂有機肥料產業化,就是以市場為導向,以提高經濟效益和生態效益為中心,對有機肥實行專業化生產、社會化服務、企業化管理的生產經營機制,其中商品化有機肥料的生產經營是有機肥產業化的核心[8]。根據生產產品的不同,生產單位可分為有機無機復混肥企業、精制有機肥企業和生物有機肥企業3大類[9];根據發酵原料不同,生產的產品可分為秸稈有機肥、畜禽糞便有機肥、綠肥、腐植酸肥料以及混合發酵肥料等。
據相關數據顯示:目前我國有機肥料生產企業有2 283家,實際生產能力達3 483萬t。我國的商品有機肥料使用量為947萬t,其中精制有機肥料使用量318萬t,有機無機復混肥料422萬t,生物有機肥料用量151萬t,其他有機肥料66萬t。我國有機肥料生產企業的規模大致分為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]。
有機肥產業不同于一般的商品行業,具有一定的公益性及相對較低經濟效益的特點,其出發點是農業廢棄物的資源化、無害化處理,對于降低農業污染風險、提高土壤肥力、改善農村人居環境乃至我國鄉村振興戰略實施發揮著重要作用。
有機肥產業是一個完整的鏈條,包括收集、運輸、儲存、處理、銷售等一系列環節,如果某一環節不通暢,便會影響整個鏈條穩定運行,依靠企業自身解決環節暢通問題難度較大;此外,過多的環節導致整體生產成本較高,以北京地區精制有機肥為例,生產成本為400~450元/t,銷售價格普遍在400~600元/t,過高的售價往往導致用戶難以承擔;所以,在有機肥產業整個鏈條中,政府部門的相關政策起到關鍵性作用,包括原料收集協調、處理場地匹配、處理設備和有機肥購置補貼等,政策的傾斜及保障力度維持著整個鏈條的順暢運行。
我國有機肥產業經過多年的發展,生產技術、產業結構日臻完善;在目前新形勢下,對有機肥產業又提出了新的要求,其發展趨勢已日趨明朗,主要包括以下幾點。
隨著國家環保政策的頒布與嚴格實施,有機肥料企業的發展趨勢已從小而散轉而向規模化、環保型的方向發展,工藝從簡單的手工作坊向機械化、自動化方向發展。尤其是環保要求日益提高,要求生產企業盡量減少氨氣排放。氨排放的降低對減輕PM2.5污染貢獻十分突出,可防止面源污染向點源污染方向發展,對于處置畜禽糞便的有機肥料生產企業,這是一個嚴峻的考驗。北京市農林科學院營養與資源研究所聯合華北地區規模最大的有機肥生產企業——北京首農集團下屬北京養雞業協會創辦的北京豐泰民安生物科技有限公司,通過調節堆肥工藝,使得氨排放量較傳統堆漚方式降低了60%以上,除臭效果明顯;此外,所應用的密閉堆肥反應倉由于具有高度的機械化、自動化以及生產過程環保水平高的優勢,目前已成為堆肥工藝發展的主要趨勢。
目前我國大部分有機肥為精制有機肥,其目的主要是提升土壤養分及有機質含量,功能較為單一,難以滿足不同目的的施肥需求;因此,多品種、多功能是未來有機肥產品發展的主要方向,如針對不同作物養分需求的有機肥、土壤改良型有機肥、生物功能性有機肥等。具有一定功能的有機肥產品,對滿足多樣性市場需求、最終替代傳統化肥應用將起到十分關鍵的作用。
5.1.1 相關政策、方針急需完善
當前,我國有機肥產業相關政策,包括土地、稅收、設備、銷售方面的補貼,缺乏主體針對性。扶持政策大多集中于某個關鍵環節,如秸稈收集拉運補貼,蔬菜、園林廢棄物前端收儲運補貼,畜禽糞污處理補貼等[10],而有機肥產業涉及多個環節,只針對某個環節進行資金扶持,短期可提高企業參與的積極性,但長期對整個產業的發展幫助較小。例如,對農業廢棄物處理、加工的有機肥企業,其肥料產品的銷售需靠企業通過招投標形式進行,而目前市場生產量遠超政府采購量,這就造成了企業生產的有機肥銷售困難,整個產業難以持續、健康發展。
5.1.2 產品評價指標單一,缺乏長期農用研究
目前有機肥產業趨于單一生產商品有機肥,造成整體處理途徑單一化;而且,目前有機肥執行統一的農業行業標準,即NY 525—2012,只有達到規定的各項指標,才可以成為商品有機肥,但是不同種類廢棄物理化指標差異性大,難以確保堆肥產品指標的穩定性,尤其對于秸稈和園林廢棄物來說更是如此。此外,不同種類農業廢棄物在不同處理技術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,對作物產量、品質的影響,相關施用技術規范效果,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 建立合理完善的財政補貼、激勵機制
目前有機肥產業應完善財政補貼、激勵機制,可聯合農業部和環保部等有關部門,加快各種農業廢棄物處理設施的規范與建設。根據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范和施用規范。對廢棄物收集、加工、銷售和施用等環節成本進行核算,建立財政補貼機制。政府做好頂層設計,從全局角度拓寬資金扶持范圍,實現有機肥產業補貼精準化。根據不同處理、處置類型,分別制定扶持政策,有針對性地制定直接作業補貼,或者對有機肥加工處理中的共性工作給予資金及政策扶持。此外,政府應結合各地運行的實際情況,做好調研、測算工作,及時完善或出臺更為精準的扶持政策。
5.2.2 構建以無害化、資源化為主的有機肥綜合評價指標,開展長期施用研究
目前商品有機肥執行NY 525—2012標準,對于養分含量有一定要求,而部分企業為了實現規定標準,采取摻雜化肥等手段,造成了市場惡性競爭;此外,由于人工費用激增等,有機肥產品實現此標準成本較高,造成市場化推廣困難。其實,農業廢棄物處理利用的本質主要是無害化和資源化,即產品實現了無害化要求,對土壤肥力有一定的提升效果即可,而養分提供是次要因素,應以土壤有機質提升作為堆肥產品效果的主要評價指標;此外,通過有機肥長期施用研究,開展有機肥施用對農產品品質及環境效益的評價。
隨著生態環境建設要求的提高、畜禽養殖規模的增加、養殖圈舍清糞工藝的改進、農田土壤肥力的下降及生態循環農業的發展,通過農業廢棄物有機肥生產實現資源循環利用必將成為今后主要的發展方向。近年來,人們對農產品的食用安全、風味口感、健康功效、環保指標日益關注,有機食品的需求潛力巨大,有機肥料需求量必將呈現迅速增長的局面。農業部推出的在果菜茶上實施有機肥替代化肥的行動正在穩步深入推進,據農業部數據顯示,目前我國有機肥資源養分總量已超7 000萬t,到2020年,我國有機肥市場尚有900萬t缺口。有機肥料的功能化包括基礎土壤改良型、營養功能型、生物多功能型等,功能型有機肥的農資市場實際需求潛力很大,因此有機肥料行業的發展無論是在新產品、功能型產品的研發方面,還是已有產品的市場需求方面,前景都將十分廣闊。