于 磊

(黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081)

1 国内外生物质有机肥应用现状

21世纪是个“绿色有机”的时代，同时也面临日益严重的环境污染和资源不足等问题，世界各国将在实施可持续发展战略的基础上展开全面的实质性行动，而作为第一产业的农作物种植业和农产品加工业将成为采取实际行动的重点领域。

美国政府已深刻意识到过度依赖现代化商品投入的常规种植业将对资源、环境、食品卫生、人体健康造成巨大危害，而这种危害具有强大的潜伏性、累积性和扩散性，如土壤肥力缺乏、地下水污染、减少生物多样性等。欧盟国家已经开始严格管控化学农药的使用，如畜牧业发达的荷兰已对兽药的使用制定了严格要求。从2000年开始，瑞典政府决定把百分之十的耕地转为生态种植，以推动本国生态农业和绿色食品的发展。澳大利亚联邦政府也提出了可持续发展的国家农林渔业战略，并推出“洁净食品”计划，其首要目标就是占领亚洲市场。日本也同样有所部署，农林水产省已推出“环保型农业”的发展策略。

目前，我国对无公害农产品及绿色农产品的要求和呼声日益高涨,随着人民生活水平的提高，对农产品安全性的要求也越来越高。无公害、绿色农产品的生产主要分种植、养植和加工三个环节。农药、化肥在种植环节过程中是尤为关键，农药的使用要求是必须低毒、低残留，尽量使用化学元素低、有机质含量高的农药。施肥则要使用以秸秆和畜禽粪便为原料，经有益微生物菌群分解腐熟后的有机肥料为主。据统计，我国每年因施用未经腐熟的畜禽粪便而使作物遭受损失的情况高达30%以上，尤其是在苗期导致的烧苗现象更为严重。因此利用有益微生物菌群充分降解和发酵配制秸秆、畜禽粪便等农业有机废弃物生产生物有机肥料，是培养土壤肥力、改良土壤结构的有效途径。

2 黑龙江省生物质有机肥综合利用趋势

以黑龙江省为例，随着化肥农药对黑土地土壤生态环境破坏程度的日趋严重，随着《黑龙江省绿色食品产业发展纲要》《畜禽规模养殖污染防治条例》和史上最严“秸秆禁烧令”的相继实施与执行，如何开发利用秸秆和畜禽粪便发酵生产生物有机肥技术与成套装备已成为当务之急。

2.1 改良土壤，促进绿色有机食品产业发展

高温快速发酵技术是有机肥生产的关键技术。利用多种有益于秸秆发酵的微生物菌群进行共生发酵，发酵后的微生物对作物生长形成共生菌群，并能分解土壤中的有害物质，发酵后的秸秆分解成易被作物吸收的有机物和腐殖质，增强作物的生长能力。同时，可减少因大量施用化肥造成土壤板结等问题，改良土壤结构、遏制土壤环境的破坏。此外，《黑龙江省绿色食品产业发展纲要》自2013年11月实施以来，亩耕地化肥和农药施用量并未减少，与实用的专用生物有机肥缺失不无关系。生物有机肥根据作物品种和生长期专用细分，可替代化学肥料，使用低残留或生物农药，为绿色有机农产品的生产和绿色食品产业的发展提供新的原料保障。

2.2 解决秸秆禁烧后出路

黑龙江省玉米种植面积600万余hm2，产生玉米秸秆5000万余t，水稻种植面积 40万余hm2，产生水稻秸秆超过2000万t，这些玉米和水稻秸秆大部分用于炊事和取暖，只有少数用于还田和饲料等，剩余则堆放田间地头或焚烧，不仅严重污染环境，还可能造成火灾等事故，造成了大量的资源浪费。为此，黑龙江省政府针对此情况及时出台了“秸秆禁烧令”，规定“哈尔滨市、绥化市、省农垦总局辖区全域”、“城镇建设区(包括县城)周围10公里；机场周围15公里”、“沿高速公路两侧各5公里，铁路两侧各2公里，国道、省道公路干线两侧各1公里”均为秸秆禁烧区。“禁烧”对大气质量改善确实起到一定作用，但因未找到秸秆的出路，结果要么农民偷着在夜里烧，要么秸秆躺或站在地里，把难题留给下一年的春耕生产。将这些秸秆用于生产生物有机肥进行综合利用，对于缓解资源紧张、减轻环境压力、稳定农业生态平衡都有着重要意义。

2.3 实现畜禽规模养殖污染防治

黑龙江省已于2014年1月1日起施行《畜禽规模养殖污染防治条例》。我省是国内最大的奶源基地，多年来奶牛的存栏量一直居于全国首位。近年来奶牛的规模化饲养水平稳步提高，目前存栏100头以上的奶牛规模养殖小区、现代化牧场、奶牛养殖专业合作社及奶牛养殖大户已达2100多个，奶牛饲养量超过了80万头。现一头奶牛年均产粪便6 t以上，一头肉牛年均产粪便5 t以上，规模化饲养量分别按照80万头奶牛和60万头肉牛计算，每年产生牛粪超过780万t。随着畜牧业的健康发展，粪便污染已成为企业和政府共同面临的一大难题，将这些规模化养殖所产生的牛粪等畜禽粪便用于生产生物有机肥进行综合利用，既能解决畜禽规模养殖企业面临的违反“污染防治条例”难题，又可化害为益、变废为宝。

2.4 完善现代农业中游生物产业链

为促进生物产业发展，黑龙江省2008年制定并实施了《生物产业发展规划》，将“生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保和生物服务”等六大新兴产业领域作为主要任务和发展重点。牛粪、猪粪、鸡粪生物工程处理资源化技术是生物环保领域中的重要任务之一。玉米秸秆和牛粪生产生物有机肥技术正是利用秸秆、牛粪等可再生资源，进行高效资源化、无害化生物工程处理，实现农牧业废弃物综合利用，改善农村、农业环境，进一步完善现代农业产业“中游生物产业链”，促进农业循环经济发展，提高生物农业和功能农业竞争力。

3 生物质有机肥制备工艺

生物质有机肥能够改善黑土区生态环境，提升黑土耕地质量，实现作物秸秆和畜禽粪便等农业废弃物的综合利用，其制备流程是通过利用有益菌和功能菌剂对作物秸秆和畜禽粪便等农业有机废弃物进行高温杀菌和高强度发酵分解，生产出长效化、专用化和无公害的生物质有机肥，突破减替化学肥料的瓶颈，促进绿色食品产业和功能农业的可持续发展。

制备有机肥的原料有很多，包括畜禽粪便、农作物秸秆、豆粕、酒糟、木薯渣、糠醛渣、污泥、沼气，甚至日常生活中产生的厨余垃圾等，不同的原料可采用不同的制备工艺及生产方法。目前，农作物秸秆和畜禽粪便是制备生物质有机肥的主要生产原料，其生产加工工艺过程如图1所示。

图1 有机肥制备工艺流程

生物质有机肥制备工艺流程可分为前处理、混合发酵、后处理三个过程。前处理是将作物秸秆、畜禽粪便等原料运送到堆场，粉碎称量后进行混合搅拌，并按原料成分调整水分、碳氮比、pH值后进入下一步工序进行混合发酵。将混合后的原料堆成发酵堆，用风机从发酵池的底部向上进行通风供氧，2天后进行机械翻倒并补充水分和养分，发酵温度控制在500～600 ℃，进行有氧发酵。待发酵高温期过后，物料温度小于40 ℃时，添加有益菌和功能菌剂。发酵周期为8天左右，发酵好的半成品进入下一步工序后处理。发酵后半成品通过筛分将筛下物根据水分含量高低进行分别处理，称量包装或造粒后称装，形成生物质有机肥产品。

4 结论

生物质有机肥营养元素齐全，能够有效促进农作物的生长，提高生产效率，提升农产品的品质。添加有益菌的生物质有机肥，利用菌群的占位效应，可改善农作物根际微生物群，提高植物的抗病虫能力，减少病害的发生。利用酵素菌发酵秸秆和畜禽粪便生产的有机肥，还能有效改善优化土壤结构和生物特性，提高土壤的保肥供肥能力和缓冲能力，同时解决农民取土破坏植被和“取土难”等问题。综上所述，生物质有机肥的综合利用是实现节能减排、发展农业循环经济、促进黑龙江省绿色食品产业和功能农业的发展的有效途径。