余杰楊水平
有機肥料主要指來自農村、城市可用作肥料的有機物,包括人畜糞尿、作物秸稈、綠肥和各類城鎮生活垃圾及廢棄物等。我國在有機肥的利用上有著悠久的歷史和豐富的經驗,春秋時代就有施用有機肥的記載。我國一些古老農業地區,從事耕種已逾數千年,土壤肥力不僅持久不衰,而且越種越肥,這主要是依賴于有機肥料的施用。
目前,我國有機肥料基礎資源每年約5.7×109t實物量,其中畜禽糞尿約3.8×109t(鮮),人糞尿約8×108t(鮮),秸稈約1.0×109t(風干),餅肥約2×107t(風干)。折合 N 約 3.0×107t、P2O5約 1.30×107t和 K2O 約 3.0×107t,N+P2O5+K2O養分總量約7.30×107t。
雖然我國有悠久的有機肥利用歷史和傳統,總體來看,目前有機肥資源利用率很低。
2008年,我國規模化養殖場共有107.4萬個,養殖數量48億頭(只),糞便總量7.76×108t,糞便資源主要以豬糞、牛糞和雞糞為主。規?;B殖場對畜禽糞便的處理方式主要包括傳統堆漚方式、工廠化處理和沼氣發酵處理,處理的畜禽糞便共5.6×108t,占總量的72%。其中,采用工廠化處理的占總量的8.73%,沼氣發酵占總量的13.7%,采用傳統堆漚方式處理占總量的49.9%,還有近1/5的養殖場沒有采取任何處理方式,占糞總便量15.9%。除工廠化處理外,傳統方式堆漚、沼氣發酵方式仍然或多或少帶來環境和水源污染,尤其未利用部分,形成巨大環境保護壓力。其中,各類商品有機肥年生產和實際使用總量分別2.49×107t、2.22×107t,分別僅占規?;B殖畜禽糞便總量的3.21%和2.86%。
秸稈的利用,據統計,目前全國每年秸稈還田總量為約4.5×108t,占秸稈資源總量的不到一半。其中,秸稈通過機械翻壓、覆蓋和留高茬等方式直接還田量2.5×108t,占還田總量的57%,還田總量的43%為過腹還田。田間直接焚燒量1.5×108t,占資源總量的15%。另外,還有40%(4.0×108t)的秸稈幾乎未被利用。直接焚燒和未被利用超過一半以上,浪費資源且構成環境保護壓力。
城鎮垃圾處理是困擾城市發展的全球性問題,尤其是特大型城市。生活垃圾、市政污泥、餐飲垃圾及其他有機廢棄物,既是資源,又是垃圾,構成巨大環境保護壓力。目前,處理方式多以填埋和焚燒為主,通過一定工藝制成堆肥而資源化利用的比重還不大。
影響有機肥資源利用的原因主要有:化肥競爭、技術因素、政策與管理因素
我國現有耕地土壤有機質含量普遍偏低,平均約為1.4%,南方土壤甚至低于0.5%以下,遠低于美歐國家2.5~4.5%的含量。
有機肥料是作物全價營養物,含有作物生長發育所需的各種營養元素,如氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和微量元素。有機肥料在平衡土壤養分中起重要作用。
除含有無機養分外,還含有較多的有機養分,主要包括氮、含磷及其它有機化合物。其中,小分子含磷有機物能被吸收且參與代謝,植物也能吸收RNA和核酸的降解產物。其中部分水溶性的碳水化合物(可溶性糖、酚類、有機酸等)易被作物吸收利用。
有機肥料是土壤有機碳庫的重要要來源,具有極重要的改良土壤的作用。主要體現在三方面:增加和更新土壤有機質、改善土壤理化性狀、提高土壤生物活性
有機肥生產和利用,是緩解環境保護壓力的有效途徑。有機肥合理利用,消納環境中有機物,變廢為寶,促進資源節約和循環經濟發展,符合當今綠色環保發展理念。除直接消除污染源減少污染物數量,緩解畜禽業集中飼養而帶來的排泄物、各類城鎮生活垃圾及廢棄物等對土壤、水源、空氣的污染,還可通過提高土壤的吸附力來消除和減弱農藥、重金屬等對作物的毒害。試驗證明,腐殖質的存在直接影響和控制農藥在土壤中的殘留、降解、生物有效性、流失、揮發等。
逐年增長的化肥施用量和過高的化肥施用強度,構成我國主要的農業面源污染,給環境和農產品質量安全帶來了巨大壓力。我國化肥施用量平均達30kg/畝,一些蔬菜基地化肥使用量高達70~100kg/畝,遠遠超過發達國家設置的14.7kg/畝施用量安全上限,其結果造成土壤和農產品氮、磷等營養物質過剩,引起水環境(地下水、河流、湖泊、淺海)富營養化,引起人畜健康問題。氮肥氣態損失的危害也不可估量,據統計,我國農田化肥和導致的氮氧化物溫室氣體逸失量約占世界的1/3。持續而過高的化肥,導致土壤酸化、板結,使耕性變差和生產力衰退。同時,化肥的生產也帶來了天然氣、煤等能源的大量消耗,鉀肥依賴進口的程度更高,部分耕地地力衰退,持續產出能力受到影響。化肥的減量施用勢在必行。有機肥代替部分化肥,是化肥減量施用有效措施。施用有機肥,減少化肥使用量,可以保障農產品生產和食品安全,維護土壤持久生產力,降低因化肥生產和使用引起生態環境壓力。有機肥與無機肥料配合施用,被廣泛證明,可以促進農作物增產和有效提高農產品品質;有機肥的礦化分解,提高化學氮肥的利用率,減少磷肥固定,增加磷的有效性,補充土壤有效鉀和微量元素,維持土壤中的養分平衡,促進化肥增效;大量的研究表明,有機肥與化肥配合施用,能提高土壤有機質量,增加土壤有機無機復合體和陽離子交換量,增強土壤的生物活性等,達到培肥地力、用養結合的效果。
采用先進的技術,是解決有機肥資源循環利用的關鍵。攻克有機肥農用的關鍵技術,重點攻克有機肥料資源化利用中快速腐熟、發酵、除臭等方面的關鍵技術,解決脫水、滅菌、烘干、造粒等問題,生產合格、優質的商品有機肥,開發出適合各地不同土壤、不同作物的商品有機肥料品種。高溫堆肥發酵技術,其投資少、見效快。垃圾堆肥應以有機垃圾為好,在微生物代謝過程中,碳氮比例調控很重要,耐高溫強腐解的微生物菌種極關鍵,先進的裝備、工藝技術也是至關重要的因素,它們決定生產效率、效果、成本和效益。沼氣厭氧發酵技術,可獲得較好的沼渣和沼氣能源。槽式好氣發酵技術是利用光能和生物能,通過定期供氧蒸發發酵,可把含水量從大幅度降低;遠紅外微波處理是一種有快速、衛生的直接處理技術,但成本高;烘干設備的恰當選用,可以兼顧產品質量和節能。工廠化生產可一次性完成收貯、分類,集快速烘干、滅菌和除臭于一體,減少中間環節及其對環境的影響。
標準化建設是技術的重要方面。標準化設施、標準化養殖場、標準化有機肥料生產、標準化有機肥產品等建設是標準化建設重要內容。實施養殖場“三改兩分”(改水沖清糞或人工干清糞為漏縫地板下刮糞板清糞、改無限用水為控制用水、改明溝排污為暗道排污,固液分離、雨污分離),實現從源頭控制養分排放與流失。
因地制宜地開辟有機肥資源利用的多條途徑,為有機肥農用技術難題的提供種選擇。例如秸稈資源可以直接還田,可以作飼料養殖過腹還田,還可以加工成生物炭改良土壤等。
從垃圾分類回收、儲運、有機肥生產、銷售和農業施用等環節,政策的鼓勵和法規的強制都能起到決定性的促進和推動作用。尤其補貼(補償)政策,實施的范圍、對象、環節和力度都還有很大的積極作為的空間。有機廢棄物的回收、加工、農用是一項投資大、復雜系統工程,更是一項社會公益事業,僅靠市場機制難以實現預期效果,需要建立和完善生態補償機制,為其提供強有力的政策支持和穩定的資金渠道,在政策支持下,建立由市場主體參與有機肥料資源利用的長效運營機制。推進有機肥料產品商品化進程,農業部提出要堅持創新市場主體參與建設機制,以市場運作為主,財政補助,競爭立項等方式,支持各種企業等實業參與投入,解決我國有機肥料產品商品化成本高,有機廢棄物收集、加工過程利益鏈條不完整的長效運營機制的問題,提高有機資源利用率,讓有機肥料像化肥一樣在生產中受到歡迎和利用。
(1)加強有機肥農用的推廣、宣傳教育,提高社會對有機肥資源利用的認識,使有機肥農用對保護生態環境和人類健康的意義深入人心,讓有機肥成為農民積極主動的、樂于接受的選擇。
(2)大力提倡科學施肥,提倡有機肥料與化學肥料配合施用、以施用有機肥料為主的施肥方法,鼓勵農民多施用有機肥,培育良好的土壤生態環境。
(3)強化監管,提高商品有機肥質量。
(4)推行循環經濟、有機農業,是解決有機肥農用的重要途徑。
積極推動有機肥農用,有利于有機廢棄物資源化利用、化肥減量施用和緩解生態環境壓力,同時,有利于促進循環經濟和健康農業發展。
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