農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物生物多效堆肥資源化利用技術(shù)規(guī)程

孫 青，王志葵，張洪生，董芳宇，孫先麗，姜 雯，宗 睿，鞠瑞成，倪海平*

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山東 青島 266109；2.山東省青島市即墨區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 青島 266200；3.青島和協(xié)生物科技有限公司，山東 青島 266000）

隨著我國農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物不斷增加。目前，我國的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物以農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便為主，秸稈年產(chǎn)量約1.04×10噸，每年產(chǎn)生的畜禽養(yǎng)殖廢棄物已達(dá)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(fèi)，還會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題。而農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物可通過高溫堆肥等方式產(chǎn)生有機(jī)肥，有機(jī)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(jī)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(qiáng)度使用模式下，土壤養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)含量等土壤肥力和質(zhì)量明顯下降，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物發(fā)酵后作為有機(jī)肥應(yīng)用已成為研究的重要任務(wù)。

目前，發(fā)達(dá)國家大多實(shí)行種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物基本實(shí)現(xiàn)資源化利用，有機(jī)肥的使用量要遠(yuǎn)大于我國，日本的有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)種植中的施用高達(dá)76%左右，而目前我國有機(jī)肥的施用量不到20%，有機(jī)肥替代化肥基本以政府行為推動。目前，在我國有機(jī)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(yuǎn)距離銷售運(yùn)輸，導(dǎo)致價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其價值。由于價格高，農(nóng)民只能選擇在部分經(jīng)濟(jì)作物上用，大田作物不用或少用，有機(jī)肥施用量遠(yuǎn)未到達(dá)預(yù)期的量和使用效果。我國耕地總面積18億畝，經(jīng)濟(jì)作物6億畝，若普遍施用有機(jī)肥料進(jìn)行土壤改良，地力提升，每年所需有機(jī)肥量達(dá)50億噸。隨著我國有機(jī)肥替代化肥戰(zhàn)略的推動，預(yù)計(jì)到2023年，我國有機(jī)肥料需求將達(dá)到2273億元。相比商品有機(jī)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(jī)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(jī)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。基于此，本規(guī)程結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)需求，闡述了農(nóng)業(yè)有機(jī)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(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)適用于農(nóng)業(yè)有機(jī)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(jī)物質(zhì)通過微生物化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生高溫（≥55℃），達(dá)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(jī)廢棄物發(fā)酵進(jìn)程的功能性微生物制劑。

3 堆肥前期準(zhǔn)備

3.1 堆肥場地選擇和原料準(zhǔn)備

堆肥場地要求地形平坦、地勢較高、地表結(jié)實(shí)、排水系統(tǒng)良好、交通便捷，應(yīng)該遠(yuǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(dāng)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(dāng)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(dāng)堆體溫度超過65℃時，應(yīng)立即翻拋。當(dāng)堆體溫度在35～55℃，每7～12天翻拋一次。當(dāng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

5 腐熟度判定

判定堆肥樣品是否腐熟的指標(biāo)見表1。

表1 腐熟度判定指標(biāo)

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(jī)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(jìn)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(diǎn)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(jī)法多點(diǎn)法（≥5點(diǎn)）采集開始發(fā)酵產(chǎn)物，每個樣點(diǎn)至少取樣1公斤。取樣點(diǎn)選擇堆體中心位置，每隔兩天取1次樣。當(dāng)樣品測定指標(biāo)達(dá)到表1判定的標(biāo)準(zhǔn)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(jì)測定堆體中心部位；堆體外觀、含水量、酸堿度（pH）、有機(jī)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(jìn)行測定；重金屬含量按NY23349肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)的規(guī)定進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)肥效果。

7.1 基肥

撒施：在耕地前用撒肥車將腐熟好的有機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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。