全國(guó)7 個(gè)區(qū)域商品有機(jī)肥質(zhì)量現(xiàn)狀分析及啟示

王甲辰，田有國(guó)，李 季，譚啟玲，史凱麗，唐 蓮，李秀萍，孫薊鋒，張 磊，8*，馬茂亭

［1．北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所，北京 100097；2．全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100125；3．中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100091；4．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/新型肥料湖北省工程實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070；5．成都土壤肥料測(cè)試中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全環(huán)境因子風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（成都），四川 成都 610041；6．內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院資源環(huán)境與檢測(cè)技術(shù)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；7．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/國(guó)家化肥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（北京），北京 100081；8．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河北 保定 071001］

有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有極其重要的地位，是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“沃土工程”及果菜茶有機(jī)肥替代化肥及有機(jī)農(nóng)業(yè)的主推肥料［1-2］。施用有機(jī)肥不僅能夠提高土壤肥力、提供作物所需養(yǎng)分，還能改善土壤的理化性狀，使作物增產(chǎn)提質(zhì)［3-5］。隨著我國(guó)種養(yǎng)業(yè)集約化規(guī)?；陌l(fā)展，產(chǎn)生的作物秸稈和畜禽糞便是生產(chǎn)有機(jī)肥的主要物料來(lái)源［6］。合理化利用既能極大地降低土壤生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)又可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分的循環(huán)利用［7］。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2015 印發(fā)的“到2020 年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案”中也明確指出，要推進(jìn)有機(jī)肥資源利用，鼓勵(lì)引導(dǎo)農(nóng)民增施有機(jī)肥［8］。目前農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)度依賴(lài)化肥，有機(jī)養(yǎng)分投入比例較低，導(dǎo)致土壤酸化、養(yǎng)分失衡及土壤質(zhì)量退化等問(wèn)題比較突出［9-10］。

一方面我國(guó)有機(jī)肥資源豐富，再加上國(guó)家針對(duì)有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出臺(tái)了一系列相關(guān)政策，為有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件，促進(jìn)了有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展［11］。在迅速崛起的同時(shí)，也帶來(lái)了很多問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：（1）由于各生產(chǎn)企業(yè)起點(diǎn)不同，技術(shù)水平差異較大，很多企業(yè)技術(shù)力量薄弱，水平較低，生產(chǎn)工藝落后，質(zhì)量堪憂；（2）檢測(cè)技術(shù)手段不完備，有機(jī)質(zhì)含量和總養(yǎng)分不達(dá)標(biāo)；（3）施用技術(shù)不科學(xué)導(dǎo)致施肥效果不佳，致使農(nóng)民對(duì)有機(jī)肥的信賴(lài)度降低，嚴(yán)重阻礙了農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)商品有機(jī)肥的積極性［12］。另外，在有機(jī)肥的主要作用是起營(yíng)養(yǎng)功能，還是土壤協(xié)調(diào)功能，還是具備雙重功能以及執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)是否過(guò)于嚴(yán)苛等方面存在爭(zhēng)議。

因此，為全面掌握我國(guó)有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)成品質(zhì)量，從全國(guó)7 個(gè)地區(qū)搜集了236 個(gè)有機(jī)肥樣品，只對(duì)有機(jī)肥料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《有機(jī)肥料》（NY 525-2012）中的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀總養(yǎng)分、pH 和含水量等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析，為我國(guó)有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和政策制定提供參考。

1 材料與方法

1.1 商品有機(jī)肥的采集

為了保障樣品新鮮，2019 年11 月，從分布在西南、西北、華中、華南、華東、華北及東北7 個(gè)地區(qū)的有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)里使用冷凍保鮮袋進(jìn)行隨機(jī)采樣，采集具有代表性的有機(jī)肥樣品236 個(gè)。采集樣品時(shí)調(diào)查每個(gè)有機(jī)肥樣品的生產(chǎn)原料，具體樣品來(lái)源及數(shù)量見(jiàn)圖1。本次采集的商品有機(jī)肥生產(chǎn)原料主要包括雞糞、牛糞、羊糞、豬糞、馬糞、秸稈、蘑菇渣、中藥渣、蚯蚓糞、糖醛渣、腐植酸、骨粉及海藻等。所采集的有機(jī)肥成品樣品外觀均為褐色或黑褐色、粒狀或粉末狀、均勻、無(wú)惡臭、無(wú)機(jī)械雜質(zhì)。樣品一部分用于水分測(cè)定，另一部分風(fēng)干后過(guò)1 mm 篩保存?zhèn)溆?，用于其它技術(shù)指標(biāo)測(cè)定。

圖1 樣品來(lái)源及數(shù)量

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

采集樣品根據(jù)《有機(jī)肥料》（NY 525-2012）進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定項(xiàng)目有酸堿度（pH）、有機(jī)質(zhì)、全氮磷鉀、水分等技術(shù)指標(biāo)。其中酸堿度采用pH 計(jì)法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定；全氮采用硫酸-過(guò)氧化氫消煮，凱氏定氮法測(cè)定；全磷采用硫酸-過(guò)氧化氫消煮，分光光度法測(cè)定；全鉀采用硫酸-過(guò)氧化氫消煮，火焰光度法測(cè)定；水分含量采用真空烘箱法測(cè)定。

1.3 有機(jī)肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求

根據(jù)《有機(jī)肥料》（NY 525-2012）對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1 要求，表1中有機(jī)肥樣本合格以樣品的所有指標(biāo)含量均合格為標(biāo)準(zhǔn)，只要1 項(xiàng)不達(dá)標(biāo)即視為該樣品不合格。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理采用Excel 2016、分析過(guò)程運(yùn)用SPSS 22.0，作圖使用Origin。

2 結(jié)果與分析

2.1 全國(guó)7 個(gè)區(qū)域商品有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量分布

由表2 可知，整體商品有機(jī)肥樣本有機(jī)質(zhì)含量范圍為0.35%～100.00%，共有130 個(gè)樣品不合格，總體合格率為44.92%。西南、華中、華南和華東地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量平均值均低于（有機(jī)質(zhì)≥45%）的標(biāo)準(zhǔn)限值。華中地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量變幅為0.35%～63.86%，有53 個(gè)樣品不合格，合格率僅為20.90%。華東地區(qū)變幅為34.43%～49.95%，有3 個(gè)樣品不合格，合格率為25.00%。西南地區(qū)變幅為27.32%～61.40%，有15 個(gè)樣本不合格，合格率為40.00%。華南地區(qū)變幅為15.76%～72.61%，有10 個(gè)樣品不合格，合格率為37.50%。華北、東北、西北地區(qū)相比之下較為理想，樣品合格率分別為71.88%、54.76%和58.00%。

2.2 全國(guó)7 個(gè)區(qū)域商品有機(jī)肥養(yǎng)分含量分布

由表3 可知，總養(yǎng)分范圍分布為0.14% ～36.29%，共有126 家有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)總養(yǎng)分含量不達(dá)標(biāo)，總體合格率僅為46.61%。其中，西北、華南地區(qū)總養(yǎng)分平均值僅為3.91%和3.65%，遠(yuǎn)低于（總養(yǎng)分≥5%）的標(biāo)準(zhǔn)限值，總養(yǎng)分變化范圍分別為1.27%～6.72%和0.14%～8.76%，未達(dá)標(biāo)樣本數(shù)分別為39 和14，合格率僅為22.00%和12.50%，其養(yǎng)分含量嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)。華中地區(qū)總養(yǎng)分范圍為0.30%～36.29%，未達(dá)標(biāo)樣本數(shù)為44，合格率為34.33%。西南地區(qū)的養(yǎng)分狀況較為理想，共有1 個(gè)樣本不合格，其合格率為96.00%。華東、華北和東北地區(qū)合格率分別為75.00%、62.50%和64.29%。

表2 區(qū)域商品有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量

表3 區(qū)域商品有機(jī)肥養(yǎng)分含量

2.3 全國(guó)7 個(gè)區(qū)域商品有機(jī)肥酸堿度分布

由表4 可知，整體樣本pH 值范圍為4.20 ～9.90，共有69 個(gè)樣品不合格，占29.24%，合格率為70.76%。區(qū)域內(nèi)pH 變異系數(shù)為10.88%～20.42%，波動(dòng)范圍均較小。華南地區(qū)有機(jī)肥pH 變幅為4.81 ～9.59，其中有14 個(gè)不合格樣品，合格率僅為12.50%。東北地區(qū)有機(jī)肥pH 值范圍為5.28 ～8.43，其中只有1 個(gè)不合格樣品，合格率高達(dá)97.62%。西南、西北、華中、華東和華北地區(qū)合格率分別為72.00%、84.00%、56.75%、50.00%和75.00%，合格率均較低。

2.4 全國(guó)7 個(gè)區(qū)域商品有機(jī)肥水分含量分布

由表5 可知，西北、華中、華南及華東地區(qū)有機(jī)肥含水量未檢測(cè)。除西南外，其他兩個(gè)區(qū)域水分含量合格率較高。西南地區(qū)有7 個(gè)樣品不合格，合格率為72.00%，東北地區(qū)有1 個(gè)樣品不合格，合格率為97.62%。華北地區(qū)合格率為100.00%。檢測(cè)的3 個(gè)區(qū)域總體合格率為96.61%。

表4 區(qū)域商品有機(jī)肥酸堿度

表5 區(qū)域商品有機(jī)肥水分含量

2.5 全國(guó)7 個(gè)區(qū)域商品有機(jī)肥技術(shù)指標(biāo)總體合格率分析

如圖2 可知，全國(guó)7 個(gè)區(qū)域有機(jī)肥技術(shù)指標(biāo)總體合格率為20.34%，而各區(qū)域商品有機(jī)肥的合格率也均較低，即使華南和華東地區(qū)樣本調(diào)查率低，但所調(diào)查樣品均不合格。此外西南、西北、華中、華北及東北地區(qū)總體合格率也較低，分別為28.00%、14.00%、4.48%、40.63%和42.86%，均不足50%。

圖2 區(qū)域商品有機(jī)肥總體合格率

3 討論

一般作物適宜在中性的土壤中生長(zhǎng)，過(guò)酸過(guò)堿會(huì)嚴(yán)重會(huì)制約其生長(zhǎng)［13-14］，因土壤過(guò)酸或過(guò)堿會(huì)影響土壤養(yǎng)分的有效性。在pH 較低的酸性土壤中會(huì)降低磷的有效性，而在pH 較高的堿性土壤中會(huì)造成氨揮發(fā)和降低錳、鋅、鉬、硼等微量元素的溶解度，造成植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的有效吸收降低。土壤過(guò)酸過(guò)堿對(duì)土壤結(jié)構(gòu)也會(huì)造成一定影響，阻礙土壤中空氣和水分的調(diào)節(jié)，不利于作物生長(zhǎng)，同時(shí)也會(huì)影響微生物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性，造成土壤元素轉(zhuǎn)換受阻，影響土壤營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)［15］。若生產(chǎn)企業(yè)對(duì)原料和生產(chǎn)工藝把關(guān)不嚴(yán)，出現(xiàn)產(chǎn)品未腐熟就提前上市，會(huì)造成一系列問(wèn)題，如酸堿度不合格、水分含量高、雜草籽和大腸桿菌沒(méi)有徹底死亡，會(huì)出現(xiàn)大量雜草和大腸桿菌污染農(nóng)產(chǎn)品。此外，沒(méi)有腐熟的有機(jī)肥還會(huì)繼續(xù)在農(nóng)田發(fā)酵釋放氨和硫化氫等有害氣體，對(duì)作物幼苗造成傷害。我國(guó)東北地區(qū)有機(jī)肥酸堿度合格率為97.62%，華南地區(qū)的合格率僅為12.50%，全國(guó)整體合格率為70.76%，可能是由于添加物或未腐熟造成的，建議執(zhí)法機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管力度。

在國(guó)家政策鼓勵(lì)生產(chǎn)有機(jī)肥的大背景下，商品有機(jī)肥中的養(yǎng)分含量顯得更加重要。連續(xù)施用有機(jī)肥能顯著改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的水肥調(diào)控能力，增加土壤養(yǎng)分的有效性［16-17］，平衡土壤養(yǎng)分，提高土壤酸堿緩沖性能，優(yōu)化土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能［18］。不合格商品在使用后達(dá)不到預(yù)期的增產(chǎn)效果，嚴(yán)重制約了廣大農(nóng)戶(hù)使用有機(jī)肥的積極性。我國(guó)西南地區(qū)的總養(yǎng)分合格率為96.00%，其他地區(qū)總養(yǎng)分含量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值，合格率在22.00%～75.00%的范圍內(nèi)。此外，養(yǎng)分含量與發(fā)酵工藝息息相關(guān)，因?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程既是有機(jī)大分子分解致大量碳氮損失和物料緊實(shí)的過(guò)程，又是磷鉀富集的過(guò)程，但是如何除臭保氮是發(fā)酵環(huán)節(jié)中的重要要一環(huán)，并且還有利于環(huán)保。另外，發(fā)酵過(guò)程存在pH 劇烈變化、水分散失等現(xiàn)象。合格的發(fā)酵工藝對(duì)有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分、水分和pH 能均衡保持，保證養(yǎng)分含量合格。

有機(jī)質(zhì)是有機(jī)肥料中最重要的組成部分，其含量直接或間接地影響作物對(duì)養(yǎng)分的需求，在土壤保肥、保水性及營(yíng)養(yǎng)元素供應(yīng)扮演著重要角色。對(duì)于大多數(shù)農(nóng)作物而言，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，對(duì)土壤肥力和性狀調(diào)節(jié)越好，作物更容易優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。土壤有機(jī)質(zhì)更有利于土壤團(tuán)聚體的形成；有機(jī)質(zhì)也能為微生物提供豐富的碳源和氮源，增加土壤微生物多樣性［19-20］。我國(guó)華北地區(qū)商品有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)合格率為71.88%，其他地區(qū)合格率均不理想，全國(guó)整體合格率僅為44.92%。不管在修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)其他指標(biāo)如何修改，建議有機(jī)質(zhì)含量指標(biāo)都不要變動(dòng)，但建議把測(cè)定數(shù)值再乘以1.5 的系數(shù)改成直接測(cè)定指標(biāo)值。

在全國(guó)范圍內(nèi)，有機(jī)肥技術(shù)指標(biāo)綜合質(zhì)量問(wèn)題比較嚴(yán)重，華南和華東地區(qū)所取樣品整體均未達(dá)到合格要求，華北和東北地區(qū)的合格率為40.63%和42.86%，全國(guó)整體合格率僅為20.34%。政府應(yīng)該強(qiáng)化監(jiān)管力度?，F(xiàn)在社會(huì)上要求降低有機(jī)肥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的呼聲比較強(qiáng)烈，認(rèn)為有機(jī)肥不是養(yǎng)分供應(yīng)主體肥料，可以適當(dāng)降低養(yǎng)分含量指標(biāo)，從而放松了對(duì)原料、設(shè)備、工藝及人才缺乏的企業(yè)整改要求。從本研究可知，就這些技術(shù)指標(biāo)而言，近八成企業(yè)指標(biāo)不合格?？梢酝茢?，有機(jī)肥指標(biāo)不合格恰是生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有按照有機(jī)肥生產(chǎn)工藝要求開(kāi)展生產(chǎn)，所以管理部門(mén)一定要求企業(yè)完善有機(jī)肥原料和產(chǎn)品標(biāo)注，健全有機(jī)肥其他質(zhì)量保證體系。企業(yè)應(yīng)該制定合理科學(xué)的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各項(xiàng)工藝流程嚴(yán)格把關(guān)，做到有機(jī)肥原料標(biāo)準(zhǔn)化和無(wú)害化、加工工藝正規(guī)化，同時(shí)引進(jìn)高端人才，嚴(yán)格把控好質(zhì)量關(guān)，生產(chǎn)合格有機(jī)肥產(chǎn)品。

4 結(jié)論

按《有機(jī)肥料》（NY 525-2012）表1 中的技術(shù)指標(biāo)總體衡量，全國(guó)抽查的236 個(gè)有機(jī)肥樣品中只有20.34%合格。其中，只有水分含量總體合格率相對(duì)較高，為96.61%，有機(jī)質(zhì)合格率最低，只有44.92%。

有關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管力度，嚴(yán)把商品有機(jī)肥市場(chǎng)準(zhǔn)入關(guān)。同時(shí)，企業(yè)也要按正規(guī)生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。