農牧場規模生產有機肥的技術方法

姜竹會，孫志強，李國良，李志才

1 山東省萊陽市譚格莊鎮農業綜合服務中心，山東萊陽 265200

2 山東省濰坊紫鳶乳業科技發展有限公司，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，我國農牧業生產開始進入現代化快速發展的轉型期，走綠色環保生態循環發展之路，是發展現代農牧業生產的必然趨勢。有機肥能為農作物生長提供所需肥料養分；改善和促進農作物對肥料養分的吸收；提高土壤的活性和肥力；提高農產品品質等。近年來，伴隨著我國農牧業的快速發展，每年畜禽養殖固體糞污的產生量約為31 億噸、農作物秸稈的產生量約為9 億噸。目前農牧業面臨兩大問題，一方面是固體糞污和農業農作物秸稈無害化處理利用率低；另一方面優質有機肥產量不能滿足農業種植業的需要。因此，為解決農牧業生產伴生的農作物秸稈和畜牧業固體糞污，對其進行無害化、肥料化處理，科學合理利用，本文將農牧場規模生產有機肥的技術方法進行歸納總結，供農牧場參考使用。

1 有機肥生產工藝流程

有機肥生產工藝流程圖，詳見圖1。

圖1 有機肥生產工藝流程圖

2 有機肥生產機械設備與生產廠房配置

2.1 有機肥生產設備

有機肥主要生產設備為原料前處理、糞肥發酵、有機肥造粒和運輸包裝等（表2）。

表2 有機肥生產主要設備配套表

2.2 有機肥生產廠房（棚）配置

有機肥生產廠房（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、發酵物料混合攪拌工棚、多列式發酵條槽工棚、有機肥造粒與包裝工棚和成品有機肥存儲倉庫等（表3）。

表3 有機肥生產廠房（棚）配置配套表

3 規模生產有機肥技術方法

3.1 有機肥生產原料組成

有機肥生產原料主要以農牧場畜禽養殖產生的固體糞污、農作物種植產生的秸稈為主和有利于促進有機肥發酵腐熟的微生物好氧發酵菌劑等。嚴禁使用國家有關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生的各種物料[1]。

3.2 有機肥原料預處理

3.2.1 畜禽糞污集納與固液分離

農牧場畜禽養殖產生的糞污，應本著快捷簡便、不污染環境等原則，運用車輛、管道、溝渠等動力機械設備設施，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設備，將糞污中的部分水分從固液分離機中濾出，將糞污中的水分含量降低至65.0%～70.0%，達到生產有機肥發酵腐熟的要求。

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

農牧場需規劃設立專門的畜禽養殖糞污預處理場，其糞污的存儲容量和占用面積，應根據畜禽養殖產生的糞污數量和預處理能力等因素確定。一般飼養規模1 000 頭泌乳奶牛的糞污預處理場的容量不能低于500 m3，須能存儲15～20 天畜禽養殖產生的固體糞污[2]。

3.2.2 農作物秸稈粉碎制粉

農牧場種植產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，經自然干燥粉碎成粉狀后，可作為生產有機肥的輔助原料。

農作物秸稈粉碎設備，可根據秸稈粉碎數量和時間的實際需求配備農作物秸稈粉碎機。一般農作物秸稈的粉碎制粉能力要求達到3～4 噸/h，單機配套電機動力為13.0 kw。

3.2.3 應用有機肥原料微生物好氧發酵菌劑

應用優質的有機肥原料微生物好氧發酵菌劑，是保證有機肥原料生產發酵腐熟質量的重要影響因素之一。優質的有機肥原料微生物好氧發酵菌劑能使有機肥原料發酵快、分解快、腐熟快，并能有效地去除臭味和殺滅蟲卵及病菌。

有機肥原料微生物好氧發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合而成。通常有好氧型、復合型等有機肥原料微生物好氧發酵菌劑可供選擇使用。一般使用量為0.1%，即1 kg有機肥原料微生物好氧發酵菌劑可用于1 噸有機肥原料發酵腐熟。

優質的有機肥原料微生物好氧發酵菌劑，可使有機肥原料中的好氧微生物細菌迅速繁殖，可使有機肥原料的發酵腐熟溫度在1 周內，迅速上升至60～70 ℃，不僅能夠殺滅有機肥原料中大部分的蟲卵、病菌，還能促使發酵腐熟的有機肥原料產生能促進農作物生長的酶等物質，提高有機肥的質量[2]。

有機肥原料微生物好氧發酵菌劑在使用前應先活化擴繁。具體方法：一是將優質有機肥原料微生物好氧發酵菌劑與小麥麩皮，按1∶10的比例進行混合，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量20.0%～25.0%左右，待混合攪拌均勻后，置入不銹鋼容器內保溫24 h進行發酵菌劑活化后，即可作為有機肥原料的微生物好氧發酵母菌劑使用[3]。

二是擴繁有機肥原料微生物好氧發酵母菌劑。為保證發酵母菌劑能均勻地混合在有機肥原料中，可先將發酵母菌劑和干草粉或秸稈粉，按1∶50的比例預先混合均勻，并添加適量的水分擴繁后，再按比例數量準確地添加進待發酵的有機肥原料中[3]。

有機肥原料與活化擴繁后的微生物好氧發酵菌劑混合攪拌。將已經預處理的有機肥原料與農作物秸稈粉，按7∶3的質量比例混合，并按有機肥原料0.1%質量比例，添加已經活化擴繁的微生物好氧發酵菌劑。具體方法是：使用裝載機和物料連續輸送帶，把已經添加微生物好氧發酵菌劑的有機肥原料投入混合攪拌機進行混合攪拌。在進行混合攪拌時，要注意檢查有機肥原料的水分含量，一般以手握有機肥原料，水滴不從手指間有流出為準，即水分含量調節至60.0%左右。

3.3 有機肥原料好氧微生物發酵腐熟

為保證有機肥原料能夠充分發酵腐熟，有機肥原料微生物好氧發酵腐熟的過程，需要進行二次好氧微生物發酵腐熟，方能達到《NY/T525—2021 有機肥料》標準要求，即有機肥原料發酵腐熟時間必須達到60 天以上的要求。

3.3.1 有機肥原料一次微生物好氧發酵

有機肥原料一次好氧微生物發酵為高溫好氧發酵階段。可采用條列式好氧發酵槽，連續投料、出料，連續進行有機肥原料好氧微生物高溫發酵生產。一般有機肥原料好氧發酵槽寬6.0～8.0 m，深1.3～1.5 m，長50.0～60.0 m。在發酵槽兩側槽壁的頂面上安裝好氧發酵翻混機行進軌道，以便好氧發酵自動翻混機，能夠前后運行進行翻混生產作業。一般年產規模5 000 噸有機肥，需配備4～5 條，長50.0～60.0 m的并列式有機肥原料好氧微生物發酵條型槽。

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

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

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

3.3.2 有機肥原料二次好氧微生物發酵

有機肥原料二次好氧微生物發酵為低溫發酵階段。通過有機肥原料好氧發酵翻混機將二次低溫發酵需添加的發酵菌劑，均勻翻混至已經完成一次好氧微生物高溫發酵階段的有機肥原料中。然后用機動裝載機和機動拖車將完成有機肥一次好氧微生物發酵的有機肥原料運送至二次好氧微生物低溫發酵處。即有防雨設施或露天的混凝土硬化地面上，將待進行二次發酵的有機肥原料堆成底寬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。一般有機肥原料二次好氧低溫發酵時間需要30～40 天，每6～7 天用自行騎跨式翻混機翻堆1 次，促進有機肥原料進一步發酵腐熟和水分蒸發[4]。為提高有機肥的質量，可將二次好氧低溫發酵時間再延長20～30 天，即糞肥二次好氧低溫發酵總需用時間為60 天左右[5]。

有機肥原料完成二次好氧低溫發酵后，其原料的顏色會由褐黃色漸變為黑褐色；原料的溫度逐漸降低至25 ℃左右；結構疏松，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，翻曬晾干降低水分含量。二次發酵的糞肥條堆，需備好防水塑料布，避免雨雪天氣淋濕發酵糞肥，降低發酵質量。

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

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

3.4 發酵腐熟有機肥原料造粒

發酵腐熟后的有機肥原料呈粉末狀，可采取造粒生產工藝，將粉末狀有機肥變為既有利存儲，又方便施用的顆粒狀，提高商業價值。有機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。現將有機肥生產常用的圓盤造粒生產工藝方法介紹如下。

3.4.1 發酵腐熟糞肥細化粉碎

應用電機功率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，對已經完成二次發酵的有機肥原料進行粉碎，粉碎的細度須滿足造粒20～30 目的細度要求。

3.4.2 調配氮、磷、鉀含量

按有機肥氮、磷、鉀不得低于5.0%的標準和有機肥原料發酵后氮、磷、鉀的實際含量，核算氮、磷、鉀各種無機肥料的添加補充數量，將需添加的氮、磷、鉀無機肥料均勻地添加至粉碎后，待造粒的的有機肥原料中，調配好氮、磷、鉀肥分達到《NY/T525—2021有機肥料》產品質量標準[6]。

3.4.3 圓盤機械離心造粒

將調配好的腐熟有機肥造粒原料，通過皮帶輸送機輸送至圓盤造粒機，并調整好造粒進、出料量和淋水量，保證圓盤造粒機有機肥原料和淋水連續不斷的定量持續穩定供應。

圓盤機械造粒的原理：旋轉的圓盤對圓盤中的原料產生摩擦力和離心力，使圓盤中的原料自然地向四周運動，原料的粉粒間相互摩擦擠壓，逐漸聚團成圓粒形球狀體并拋甩出圓盤機械造粒機。發酵糞肥原料完成圓盤造粒后，經輸送機輸送至長筒型旋轉熱風烘干機中，球粒形物料在不高于40 ℃的低溫熱風中緩慢蒸發水分，水分含量達到低于≤30.0%的標準要求。烘干后的球粒形物料還需經長筒型旋轉自然風冷機將球粒形物料的溫度降至25 ℃以下。

圓盤機械造粒機、長筒型熱風烘干機和長筒型自然風冷機的產能要與糞肥發酵產能配套配置。一般圓盤造粒可選擇產能1～2 噸/h，電機動力功率11.0 kw圓盤機械造粒機。長筒型熱風烘干機和長筒型自然風冷機各需配套電機動力13.0 kw[7]。

3.5 料粒篩分包膜

3.5.1 料粒篩分

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

3.5.2 料粒包膜

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

3.6 產品包裝

有機肥產品包裝可選用25 kg/袋的防水塑料編織袋包裝。可根據有機肥生產規模配備1～2 套產能10.0～12.0 kw/h的有機肥產品，自動劑量，自動封口包裝機。

有機肥產品包裝后運送至防雨、防潮、通風、避光和便于裝卸儲存的倉庫儲存保管待售[8]。

4 有機肥質量檢驗標準

有機肥成品質量標準應符合《NY/T525—2021 有機肥料》的規定。有機質質量分數（以烘干計，%）≥30.0；總養分（氮+五氧化二磷+氧化鉀）質量分數（以烘干基計，%）≥4.0；水分質量分數（%）≤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[個/g（mL）]≤100；蛔蟲卵死亡率（%）≥95.0；種子發芽指數（%）≥70.0（腐熟度監測）；機械雜質的質量分數（%）≤0.5。

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