淺述農村有機廢棄物在黑土地保護中的作用

李建亞

（遼寧省昌圖縣十八家子鎮農業綜合服務中心，遼寧 昌圖 112525）

1 農村有機廢棄物主要來源

1.1 農作物秸稈

農業種植結構的不斷調整，種植大戶大量流轉土地，農村居住人口減少，清潔能源大力使用，玉米秸稈被堆棄在田間，如何處理作物秸稈，是擺在我們面前的主要問題。目前，我地秸稈綜合利用率僅為75%，秸稈焚燒或廢棄既浪費了資源，又污染了環境。秸稈是農業生產副產物，也是寶貴的生物質資源，將我們地區豐富的秸稈資源變廢為寶，形成多元化、高值化使用格局，大幅度提高秸稈資源的產業附加值，帶動秸稈收集、儲存、運輸等服務業發展，延續秸稈利用鏈，可有效提供農民就業、增加農民收入，助推農村經濟振興。

1.2 農村養殖糞污

隨著畜禽養殖從南方向北方發展新格局，我地畜禽養殖迅猛增加，據統計我國每年產生38億t養殖業廢棄物，相當于生產含有機氮、磷量分別為1597萬t和363萬t。遼寧省2019年畜禽養殖數量近7000萬生豬當量，單位面積耕地承載數量為17頭生豬當量每公頃：2020年近1億頭生豬當量，單位面積耕地承載數量超過20頭生豬當量每公頃。遼寧省畜禽養殖廢棄物數量劇增，2020年全省產生近1億t養殖業糞污，含氮磷養分分別近50萬t和9萬t。2021年昌圖地區畜禽糞污約700萬m3。2022年遼寧省畜禽養殖仍保持增長趨勢。遼寧省畜禽養殖規模化占比增加，大型養殖場進入昌圖，糞污集中度增加，增大了糞污處理的難度。

2 農村有機廢棄物利用技術

2.1 秸稈綜合利用原則及技術

（1）秸稈利用原則：秸稈利用工作，疏堵結合是根本。秸稈綜合利用工作既需要通過制度創新和技術創新擴大“疏”的途徑，增加秸稈“出口”；更需要通過秸稈禁燒的環保問責嚴格“堵”的管控，將禁燒壓力轉化為利用動力，二者缺一不可。培育秸稈利用主體是取得秸稈全面禁燒工作的關鍵。激發市場主體活力，發展壯大秸稈綜合利用的專業化合作組織和秸稈利用企業，促進秸稈綜合利用向規模化、高值化和產業化方向發展，構建市場化運營機制，是推進秸稈綜合利用持續健康發展的關鍵所在。

農田利用優先、多元利用為輔。堅持秸稈綜合利用與農業生產相結合，在滿足種植業和畜牧業需求的基礎上，抓好肥料化、飼料化、基料化等領域新技術、新裝備、新工藝的示范推廣，合理引導燃料化、原料化等其他綜合利用方式，推動秸稈向多元循環利用的方向發展。

（2）秸稈利用技術：秸稈全部粉碎覆蓋還田，主要做法為第一年：旋耕整地--播種--噴施除草劑--防蟲防病--收獲（秸稈全部覆蓋還田）：第二年：免耕播種施肥--噴施除草劑--防蟲防病--收獲（秸稈覆蓋還田）。此后各年均與第二年作業相同，每3～5年進行一次機械深翻。實現玉米秸稈全部還田，方法最直接、操作簡便、效果明顯、成本低廉，農民容易接受。另外，秸稈粉碎深埋土壤中，秋天收獲秸稈時，直接粉碎，然后進行深翻，耕翻25～30cm，同時進行重鎮壓，來年春天直接免耕播種。上述秸稈還田好處就是秸稈中含有作物所需氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等元素，這些也是作物必需的營養元素，秸稈還田增加土壤有機質及微生物，可提高土壤保肥、緩解土壤N、P、K流失提高土壤速效磷和速效鉀含量。提高地溫促進種子發芽生長促進根系發育，增加土壤微生物，土壤生物活性提高，調節土壤酸堿度平衡，能改良土壤的結構，使得土壤松散，有利于農作物根系的發育，有節約水的功效。

2.2 推廣糞污還田技術

（1）糞污資源化利用目的。落實綠色發展理念，堅持因地制宜，就地就近、政府引導、市場運作、科技支撐，以農村糞污處理利用為重點，加強黑土地保護為目標，將糞污和其他農業有機廢棄物腐熟成為有機肥還田利用，能夠提高耕地綜合生產能力，為我地“減肥增效，綠色發展”起到重要作用。

（2）糞污資源化利用技術

農業有機廢棄物資源化利用技術即為肥料化利用。農業有機廢棄物肥料化利用技術分為固體糞污肥料化和液態糞污肥料化兩種。固體糞污肥料化技術包括傳統堆肥技術和條垛翻拋菌劑促腐熟技術，也包括分子膜覆蓋菌促腐熟技術和罐式高溫好氧發酵技術等升級方式。液體糞污肥料化技術包括糞水厭氧發酵技術和全量糞污厭氧發酵技術。

農業有機廢棄物資源化利用是指農業生產產生的各類廢棄物（玉米、水稻等秸稈）、畜牧業產生的動物類殘余廢棄物（雞、豬、牛等畜禽糞便）、農產品加工產生的加工類殘余廢棄物（稻殼、菌渣、餅渣、麩皮、沼渣等），在人工控制碳氮比、水分、溫度、通氣等條件下，加入微生物菌劑后進行生物轉化，最終形成有機肥料，進行資源化回歸土壤。昌圖地區養殖以豬、牛、雞為主，目前畜禽糞污處理采用固液分離后雙線處理技術。針對固體糞污處理，采用傳統垛式或槽式堆肥技術將糞污資源化。把秸稈和畜禽糞便等有機廢棄物快速、無害化堆漚發酵腐熟制成有機肥料，工藝簡單，成本低，能夠極大減輕焚燒秸稈和畜禽糞便處理不當造成的土壤面源污染。根據調查遼寧省、昌圖縣畜禽養殖分布組成，昌圖地區養殖以豬、牛、雞為主。以條垛式和溝槽式兩種資源化處理方法為主，引入蚯蚓生物堆肥蚯蚓養殖處理是將畜禽糞污、易腐垃圾、農作物秸稈等有機廢棄物，按一定比例混合、適宜溫度發酵預處理后，經過蚯蚓過腹消化實現高值化利用。蚯蚓糞可用于生產有機肥直接還田利用，成品蚯蚓可用于提取蚯蚓活性蛋白等。配套設備：原料預處理設備、幼蚓繁育設施、養殖場地等。這項技術模式資源化利用率較高、經濟效益較好，但需配套土地用于養殖蚯蚓，并采取污染物防控措施，對養殖技術、管理水平、氣候條件要求較高。推廣條翻拋菌劑促腐技術，分別開展了雞糞、豬糞和牛糞為主要原料的資源化利用模式。針對全縣域開展糞污資源化利用宣傳和指導，推廣畜禽糞便與秸稈堆漚有機肥技術手冊，并發放到鄉鎮、村、組、戶。

（3）糞污資源化利用方法

充分發揮保潔員、畜牧員、水利員對糞污管理機制。處理散養畜禽糞污，推動種植大戶、合作社主動加入畜禽糞污資源化利用產業鏈，主動使用安心省心肥。2022年中國科學院沈陽應用生態研究所與中科農業（昌圖）有限公司達成戰略合作，雙方將聯合開展黑土地保護性耕作農機配套體系研究、畜禽糞污資源化利用及生物有機肥研制及產業化等合作研究，已確定聯合開發粉末狀堆肥精量條帶施用機，適用于遼北春季風大時期高效減損施用，同時增強肥料保留比例，適宜風沙土區域、坡薄土壤改良。

液體糞污資源利用，針對肉、奶牛和生豬糞污中液態糞污比例高，而現行固液分離雙線路工藝繁瑣低效的現狀，推動我地農業試驗站畜禽糞污全量資源化平臺建設，該平臺適應于規模養殖豬牛糞污、散養豬牛糞污收集后集中處理。

（4）糞污資源化利用效益

深入開展對畜禽糞污資源綠色生態化利用進行研究。鐵嶺老康肥業有限公司實現了畜禽糞便資源高效綠色生態化利用。佳緣集團雙城養殖示范基地以及諸多大中型養殖企業采用罐式高溫發酵技術，提升糞污資源化技術，做到糞污不落地，少污染高環保，且節省占地，提高效率，還能增加肥料養分保留和提高利用率。積極推動畜禽糞肥還田工作。結合黑土地保護利用項目，落實糞肥還田面積約0.47萬hm2，施用堆漚有機肥3.5萬t；春季開展糞肥集中還田工作，養殖場（戶）及種植戶自主還田畜禽糞肥40萬t，配套還田土地面積約6萬hm2。利用畜禽糞便生產有機肥產品0.5萬t。有力地保障了我地糞污資源化利用。通過推廣農業有機廢棄物資源化利用技術，我縣每年畜禽糞便資源化400多萬t。

3 農村有機廢棄物對培肥黑土地作用

3.1 確保黑土地營養全面

有機肥中不但含有氮、磷、鉀三要素，還含有硼、鋅、鉬等微量元素。施入土壤后，可為農作物提供全面的營養。有機肥是一種完全性肥料，給土壤提供的養分比較全面。有機肥含有的營養成分和各種有益元素是作物必須吸收的，而且它含有的養分比例很全面，也有利于作物的吸收。這也就是為什么有機肥施得越多，越有利于土壤所含養分的比例平衡，也越有利于所種作物對養分的吸收和利用。另外，多施有機肥不會造成土壤中的某種營養元素大量增加，也就不會破壞土壤養分的比例平衡。含有作物所需要的營養成分和各種有益元素，而且養分比例全面，有利于作物吸收。因此，有機肥施得越多，越有利于土壤養分比例平衡，越有利于作物對土壤養分的吸收和利用，不會因多施有機肥而造成土壤某種營養元素大量增加，破壞土壤養分平衡。

3.2 促進土壤微生物繁殖

有機肥料含有大量的有機質，是各種微生物生長繁育的地方。據研究深耕配合施用有機肥，土壤固氮菌比對照增加近一倍，纖維分解菌增加近2倍，其他微生物群落也有明顯增加，所以施有機肥能大大促進新開墾土地的熟化進程。另外，有機肥在腐解過程中還能產生各種酚、維生素、酶、生長素等物質，能促進作物根系生長和對養分的吸收。更重要的是有機物在腐解過程中產生一種能激發根系生長的物質，促進玉米根生長和吸收營養。有機肥腐解后，可為土壤微生物的生命活動提供能量和養料，進而促進土壤微生物的繁殖。微生物又通過其活動加速有機質的分解，豐富土壤中的養分。多施有機肥還會有利于土壤微生物的生長和繁育。由于有機肥料中含有大量的有機質，所以非常適合土壤中各種微生物的生長和繁育，從而大大地促進了土地的熟化。因為有機肥在腐熟分解的過程中產生各種酚和維生素、一些酶類以及生長素等物質，對作物根系的生長有益。

3.3 改良土壤結構

有機肥施入土壤后，能有效地改善土壤中水、肥、氣、熱狀況，松緊耕層。耕作主要目的是調節土壤的水、肥、氣、熱。使土壤變得疏松肥沃，有利于耕作及作物根系的生長發育，加速土壤團聚體的形成，改善土壤理化性質有機-無機團聚體是土壤肥沃的重要指標，它含量越多，土壤物理性質越好，土壤越肥沃，保土、保水、保肥能力越強，通氣性能越好，越有利于作物根系生長。

3.4 增強土壤的保肥供肥及緩沖能力

有機肥中的有機質分解后，可增強土壤的深處供肥和耐酸堿的能力，為作物的生長發育創造一個良好的土壤條件。有機肥還能減少養分的固定，從而提高了養分的有效性。有機肥中含有許多的有機酸、腐殖酸和羥基等營養物質，而它們有很強的螯合能力，能夠與許多的金屬元素螯合，形成螯合物，如錳、鐵、鋁等。譬如說，與錳形成的螯合物可減少錳離子對作物的直接危害，還可以防止鋁和磷結合而形成的很難被作物吸收的閉蓄態磷，從而大大地提高土壤中有效磷。

3.5 刺激作物生長

有機肥腐解后產生的一些酸性物質和生理活性物質，能夠促進種子發芽和根系生長。在鹽堿地上施用有機肥，還具有改良土壤的作用，可減輕鹽堿對作物的危害。

3.6 提高抗旱、耐澇能力

有機肥施入土壤后，可增強土壤的蓄水保水能力，在干旱情況下，可提高作物的抗旱能力。施入有機肥后，還可以提高土壤的孔隙度，使土壤變得疏松，改善根系的生態環境，促進根系的發育，提高作物的耐澇能力。多施有機肥對提高土壤的保肥保水能力有很大的好處。有機肥料本身具有較強的陽離子置換能力，因此，它可以使土壤吸收更多的鉀、鎂、鋅等各種營養元素，并防止它們從土壤中淋失，從而提高了土壤的保肥能力，特別是腐熟完全的有機肥的保肥能力會更加明顯。有機肥具有另外一種特性，就是它有很強的緩沖能力這一特性，從而可以防止因土壤長期施用化肥而引起的酸度變化和土壤的板結，提高了土壤的抗逆性，保證土壤自身具有良好的生態環境。

3.7 提高化肥利用率

有機肥中的有機質分解時產生的有機酸，能促進土壤和化肥中的礦物質養分溶解，從而有利于農作物的吸收和利用。有機肥還能加速土壤團聚體的形成，也就是團粒結構的形成，從而能改善土壤的理化性質。因為有機、無機團聚體是衡量土壤肥沃程度的重要指標，它的含量越多，說明土壤的物理性質越好，土壤就越肥沃，土壤的保土、保水、保肥能力就會越強，土壤的通氣性能也會越好，所以就會越有利于作物根系的生長和營養的吸收。

總之，有機廢棄物充分利用，有機肥歸還土壤越多，越有利于土壤養分比例平衡，越有利于作物對土壤養分的吸收和利用，不會因多施有機肥而造成土壤某種營養元素大量增加，破壞土壤養分平衡。針對黑土地保護，開展“呵護生態環境、保護綠色家園”，積極倡導農藥、化肥減量，分解利用作物殘余廢棄物。由此可見，農村環境整治，把環境整治產物玉米秸稈、畜禽糞污、生活垃圾有效利用，歸還田間，以養分歸還學說為基礎，開展土地用養結合，增加土壤有機質，培肥土壤為主要方向，防治水土流失為重點，更有效地分解農藥、化肥在土壤中殘留，保護黑土地持續高產穩產，建設農村生態田園，保護“耕地中的大熊貓”。