生物多效堆肥資源化利用技術(shù)分析
時間:2022-09-26 15:54:18
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摘要:針對我國農(nóng)業(yè)有機廢棄物產(chǎn)量大、處理不當會造成嚴重的面源污染等問題,本文總結(jié)了農(nóng)業(yè)有機廢棄物生物多效堆肥資源化利用技術(shù)規(guī)程,主要包括堆肥的前期準備、原料預(yù)處理、高溫堆肥流程、腐熟度判定及檢測等技術(shù)環(huán)節(jié),以期為農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用、提高土壤地力提供支撐。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)有機廢棄物;生物多效堆肥;資源化利用
隨著我國農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)有機廢棄物不斷增加。目前,我國的農(nóng)業(yè)有機廢棄物以農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便為主,秸稈年產(chǎn)量約1.04×109噸,每年產(chǎn)生的畜禽養(yǎng)殖廢棄物已達到38億噸,如果這些農(nóng)業(yè)廢棄物得不到有效處理,不僅造成巨大的資源浪費,還會帶來嚴重的環(huán)境污染等問題。而農(nóng)業(yè)有機廢棄物可通過高溫堆肥等方式產(chǎn)生有機肥,有機肥與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān),不但提供作物所需的有機質(zhì),還能提供作物生長所需的微量元素、氨基酸、腐殖酸等營養(yǎng)物質(zhì),在提高作物產(chǎn)量的同時,顯著改善作物品質(zhì),增加土壤肥力。在我國耕地高強度使用模式下,土壤養(yǎng)分、有機質(zhì)含量等土壤肥力和質(zhì)量明顯下降,農(nóng)業(yè)有機廢棄物發(fā)酵后作為有機肥應(yīng)用已成為研究的重要任務(wù)。目前,發(fā)達國家大多實行種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán),農(nóng)業(yè)有機廢棄物基本實現(xiàn)資源化利用,有機肥的使用量要遠大于我國,日本的有機肥在農(nóng)業(yè)種植中的施用高達76%左右,而目前我國有機肥的施用量不到20%,有機肥替代化肥基本以政府行為推動。目前,在我國有機肥生產(chǎn)走入了一個誤區(qū),投資規(guī)模大,過度加工、包裝,遠距離銷售運輸,導致價格遠遠高于其價值。由于價格高,農(nóng)民只能選擇在部分經(jīng)濟作物上用,大田作物不用或少用,有機肥施用量遠未到達預(yù)期的量和使用效果。我國耕地總面積18億畝,經(jīng)濟作物6億畝,若普遍施用有機肥料進行土壤改良,地力提升,每年所需有機肥量達50億噸。隨著我國有機肥替代化肥戰(zhàn)略的推動,預(yù)計到2023年,我國有機肥料需求將達到2273億元。相比商品有機肥,農(nóng)民更傾向于傳統(tǒng)的田間秸稈直接還田,生糞還田,田間地頭堆漚,然而這些方式會造成農(nóng)田土壤潛在隱患,病蟲害加重,環(huán)境污染問題突出,而低成本的農(nóng)業(yè)有機廢棄物生物多效堆肥技術(shù)可以有效克服傳統(tǒng)堆肥“臟大累臭”問題,對解決農(nóng)村有機廢棄物資源化利用、改善人居環(huán)境、土壤地力提升和改良具有重要意義?;诖?,本規(guī)程結(jié)合實際的生產(chǎn)需求,闡述了農(nóng)業(yè)有機廢棄物生物多效堆肥資源化利用技術(shù)規(guī)程,對解決農(nóng)村有機廢棄物資源化利用、改善人居環(huán)境和提升土壤地力具有重要意義。
1范圍
本規(guī)程規(guī)定了農(nóng)業(yè)有機廢棄物高溫堆肥的術(shù)語和定義、基本要求、高溫堆肥流程、腐熟度判定及檢測等技術(shù)環(huán)節(jié)的要求。本標準適用于農(nóng)業(yè)有機廢棄物高溫堆肥資源化利用。
2術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。高溫堆肥,是指在人工控制條件下,物料有機物質(zhì)通過微生物化學反應(yīng)產(chǎn)生高溫(≥55℃),達到病菌、蟲卵和雜草種子等滅活,以及穩(wěn)定腐熟的過程。腐熟劑,是指能夠加速農(nóng)業(yè)有機廢棄物發(fā)酵進程的功能性微生物制劑。
3堆肥前期準備
3.1堆肥場地選擇和原料準備
堆肥場地要求地形平坦、地勢較高、地表結(jié)實、排水系統(tǒng)良好、交通便捷,應(yīng)該遠離居民區(qū)或與居民區(qū)隔離。堆肥原料主要包括農(nóng)作物秸稈、尾菜和畜禽糞便等。
3.2原料貯存及預(yù)處理
為了滿足堆肥生產(chǎn)的需要,部分堆肥原料要進行貯存,原料貯存要求如下:原料貯存應(yīng)有專門的原料貯存區(qū)域,最好設(shè)置原料貯存車間并根據(jù)不同原料特性分類進行存放;供應(yīng)便捷、使用量大的物料盡量不貯存或者少量貯存,保證盡可能短的貯存期。含水率較低的干物料應(yīng)避雨存放,保持低的含水率;含水率高的濕物料不宜長期存放,要及時處理,盡可能減少臭氣和滲濾液的產(chǎn)生,防止環(huán)境二次污染。選擇適宜的粉碎設(shè)備,對秸稈、尾菜類廢棄物進行碾絲、揉搓等破碎處理,物料粒徑宜控制在5厘米以下。輔料選擇菌菇渣、鋸末等,用于調(diào)節(jié)堆體含水率、碳氮比和通透性等。
4高溫堆肥工藝流程
4.1碳氮比和含水量調(diào)節(jié)
堆肥前,將農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、輔料混合均勻,調(diào)節(jié)堆料的碳氮比至(25~35)∶1;通過干、濕物料混配或者加水調(diào)節(jié)堆料的含水量至55%~65%。
4.2腐熟劑添加
根據(jù)堆肥農(nóng)業(yè)廢棄物的種類選用合適的腐熟劑菌種,腐熟劑接種量為堆肥物料質(zhì)量的0.4%~0.5%,應(yīng)在原料混合時均勻加入。
4.3起垛
將混勻的堆肥物料堆起,堆體底部寬控制在1.2~3.0米,以2.0米左右為最適宜,堆高控制在0.8~2.0米,以1.5米左右為最適宜,其橫截面呈三角形或梯形的垛堆,垛長度可根據(jù)實際情況確定,各條垛間距為0.8~1.0米。
4.4翻拋
堆肥過程中,每天在同一時間測定堆體中心部位溫度1次。當堆體溫度首次上升至55~60℃,翻拋一次,翻拋時務(wù)必徹底均勻,將底層物料盡量翻入料堆中上部。當堆體溫度保持在55~65℃,每2~5天翻拋一次,并調(diào)節(jié)物料的含水量在50%~65%。但當堆體溫度超過65℃時,應(yīng)立即翻拋。當堆體溫度在35~55℃,每7~12天翻拋一次。當堆體溫度趨于室外溫度,且發(fā)酵物料不再升溫、堆體基本無臭味,停止翻拋。
4.5后熟
經(jīng)過高溫發(fā)酵后,為使堆肥進一步熟化,將腐熟后物料移出堆肥場地繼續(xù)堆置15~30天,后續(xù)堆置期間物料的含水率控制在40%~50%,中間翻拋1~2次。
4.6功能性微生物添加
在堆肥發(fā)酵結(jié)束后均勻加入解磷、解鉀、固氮等功能性微生物,以提高堆肥的品質(zhì),添加量應(yīng)控制在有效活菌數(shù)不少于0.2億/克。4.7惡臭控制通過在發(fā)酵前期和發(fā)酵過程中添加屎腸球菌、雙歧桿菌、植物乳桿菌等除臭菌株,控制和減少臭氣的產(chǎn)生,惡臭排放符合GB14554惡臭污染物排放標準中的規(guī)定。
5腐熟度判定
判定堆肥樣品是否腐熟的指標見表1。
6檢測
6.1檢測要求
堆肥原料及發(fā)酵過程中各工藝參數(shù)的檢測應(yīng)至少每批次檢測一次,檢測內(nèi)容應(yīng)包括:碳氮比(C/N)、pH、含水率、總有機質(zhì)、質(zhì)量密度和堆層溫度的變化等。發(fā)酵過程中以日為單位對各工藝參數(shù)的變化進行跟蹤檢測,繪制日變化曲線,直至發(fā)酵終止。
6.2取樣
堆肥發(fā)酵過程中的取樣應(yīng)用多點采樣,采樣前預(yù)備好不銹鋼勺、抽樣器、封樣袋、封條等取樣工具。采用隨機法多點法(≥5點)采集開始發(fā)酵產(chǎn)物,每個樣點至少取樣1公斤。取樣點選擇堆體中心位置,每隔兩天取1次樣。當樣品測定指標達到表1判定的標準時,停止取樣。
6.3檢測方法
堆體溫度測定采用接觸式溫度計測定堆體中心部位;堆體外觀、含水量、酸堿度(pH)、有機質(zhì)含量和種子發(fā)芽指數(shù)按NY/T3442畜禽糞便堆肥技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進行測定;重金屬含量按NY23349肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標的規(guī)定進行測定;糞大腸菌群數(shù)按GB/T19524.1肥料中糞大腸菌群的測定的規(guī)定進行測定;蛔蟲卵死亡率按GB/T19524.2肥料中蛔蟲卵死亡率的測定的規(guī)定進行測定。
7堆肥產(chǎn)品的使用
高溫發(fā)酵結(jié)束后,該堆肥產(chǎn)品可用作基肥或追肥施用,但需要注意的是堆肥產(chǎn)品中含有磷、解鉀、固氮等功能性微生物,不能與殺菌農(nóng)藥混用,避免影響有機肥效果。
7.1基肥
撒施:在耕地前用撒肥車將腐熟好的有機肥均勻撒施到耕地表面,結(jié)合耕地把肥料翻入耕層中,使有機肥與土壤充分混勻。條施:結(jié)合犁地開溝等耕作方式,將腐熟好的有機肥施于播種行內(nèi)。穴施:在播種穴或種植穴內(nèi)施用腐熟完畢的有機肥,覆土。
7.2追肥
條施:使用方法同基施中的條施。穴施:在苗期按株或在兩株間開穴施肥。
作者:孫青 王志葵 張洪生 董芳宇 孫先麗 姜雯 宗睿 鞠瑞成 倪海平 單位:青島農(nóng)業(yè)大學?農(nóng)學院 山東省青島市即墨區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 青島和協(xié)生物科技有限公司
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