- 農(nóng)作物秸稈處理處置與資源化
- 梁文俊 劉佳 劉春敬等
- 8565字
- 2019-04-17 11:42:10
2.5 秸稈生產(chǎn)商品有機(jī)肥技術(shù)
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)化肥施用量大幅度增長(zhǎng),在保證糧食安全方面發(fā)揮了重要作用。但近些年來(lái),隨著化肥的大量投入,外加化肥的不合理施用,導(dǎo)致土壤中微生物的生存環(huán)境被破壞,破壞土壤結(jié)構(gòu),進(jìn)而使土壤保肥、保水能力降低。過(guò)量施用化肥會(huì)使得地下水中的硝酸鹽超標(biāo),對(duì)人類健康造成威脅。此外,化肥施用后大量氨揮發(fā)到空氣中,與大氣中的硫酸鹽、硝酸鹽發(fā)生大氣化學(xué)反應(yīng),使空氣質(zhì)量惡化。
近些年,人們對(duì)食品的需求和食品的生產(chǎn)也在悄悄發(fā)生變化,溫飽問(wèn)題解決以后,人們更為重視食品的安全、口感、健康和環(huán)保。因此,在食品安全革命的背后是一場(chǎng)肥料、農(nóng)藥等農(nóng)資和種植技術(shù)的革命。2002年4月,農(nóng)業(yè)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了《無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品管理辦法》,對(duì)食品生產(chǎn)所采用的肥料、農(nóng)藥、土質(zhì)等做了全新的規(guī)定,并逐漸成為全社會(huì)的共同要求和必然趨勢(shì)。一個(gè)全新的有著巨大潛力的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)和新型項(xiàng)目——有機(jī)農(nóng)業(yè)所必備的生產(chǎn)資料——高效生物活性有機(jī)肥的時(shí)代來(lái)臨了。
2.5.1 農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)概述
農(nóng)作物秸稈制作有機(jī)肥技術(shù)主要是通過(guò)條垛翻拋設(shè)備,利用高溫型菌種制劑將小麥、玉米、水稻等作物秸稈與畜禽糞便混合,經(jīng)過(guò)好氧發(fā)酵加工成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用的一種技術(shù)。秸稈有機(jī)肥是一種營(yíng)養(yǎng)非常全面的有機(jī)肥料,如果再有針對(duì)性地配以不同的元素,便可以制成蔬菜、花卉、果樹(shù)以及糧、棉、油等系列專用肥。曬干后的有機(jī)肥可以用有機(jī)肥顆粒機(jī)進(jìn)行顆粒化加工,制成各種顆粒狀的有機(jī)肥。可以基施、追施、沖施、沾施和噴施,適合溫室大棚和大田使用。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各類果樹(shù)、蔬菜、藥材、茶樹(shù)、煙葉及糧、棉、油、麻等50多種作物有機(jī)肥,可用于有機(jī)食品、綠色食品和無(wú)公害食品的生產(chǎn)。
秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥與傳統(tǒng)的秸稈堆漚腐熟原理基本相同,但利用秸稈制造有機(jī)肥技術(shù)多采用工廠化生產(chǎn)模式。商品有機(jī)肥的生產(chǎn),可以把大量的秸稈集中起來(lái)進(jìn)行處理,在很短的時(shí)間內(nèi)加工生產(chǎn)出可被農(nóng)作物直接吸收利用的腐質(zhì)有機(jī)肥。
我國(guó)有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)區(qū)域分布受地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、資源的種類和數(shù)量、生產(chǎn)技術(shù)水平等眾多因素的制約。有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)在我國(guó)分布的區(qū)域差異較大, 從全國(guó)范圍來(lái)看主要集中在兩個(gè)大區(qū)域:一是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),包括廣東、江蘇、福建和浙江等,這些地區(qū)突出的特點(diǎn)是或具有優(yōu)惠的政策作保障,或具有先進(jìn)的技術(shù)作支持,或具有良好的環(huán)保意識(shí)作引導(dǎo);二是有機(jī)肥料資源豐富地區(qū), 包括山東、河南、河北等,秸稈有機(jī)肥的工廠化運(yùn)營(yíng),為秸稈的資源化利用提供了新的途徑。大量秸稈轉(zhuǎn)變成可以出售的商品,使有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)成為頗具潛力的新興企業(yè)。生物有機(jī)肥是將來(lái)農(nóng)業(yè)的主要生產(chǎn)資料,是一個(gè)值得投資的龐大產(chǎn)業(yè),是一項(xiàng)收益率極高的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。
秸稈生物有機(jī)肥工廠化生產(chǎn)是利用現(xiàn)代化設(shè)備和手段控制生產(chǎn)過(guò)程,將農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)生物有機(jī)肥的一種方法。其采用高新技術(shù)進(jìn)行菌種的培養(yǎng)和生產(chǎn),用現(xiàn)代化設(shè)備控制溫濕度、數(shù)量、質(zhì)量和時(shí)間,經(jīng)機(jī)械翻拋、高溫堆腐、生物發(fā)酵等過(guò)程,將農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。該技術(shù)具有自動(dòng)化程度高(1人就可操縱)、腐熟周期短(4~6周時(shí)間)、產(chǎn)量高[(2~3)×104t肥料/a]、無(wú)環(huán)境污染、科學(xué)配比肥效高等其他方法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前利用高新技術(shù)大規(guī)模高效率生產(chǎn)有機(jī)肥料的最佳途徑。利用生化快速腐熟技術(shù)制造優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥,是近年來(lái)為滿足農(nóng)作物特別是經(jīng)濟(jì)作物對(duì)有機(jī)肥的需求而發(fā)展起來(lái)的工廠化堆制秸稈有機(jī)肥生產(chǎn)技術(shù)。
2.5.2 秸稈有機(jī)肥工廠化生產(chǎn)技術(shù)原理
秸稈有機(jī)肥工廠化生產(chǎn)所用原料主要為小麥、玉米和水稻秸稈,一般建在秸稈生產(chǎn)比較集中的地方,以降低運(yùn)輸費(fèi)用。秸稈有機(jī)肥生產(chǎn)過(guò)程中,一般需要用大型鍘草機(jī)將秸稈粉碎,然后用水把秸稈浸透,分層在秸稈上撒上畜禽糞便和秸稈腐熟菌劑,堆制過(guò)程中用機(jī)械定期均勻翻堆,再堆成半圓體進(jìn)一步腐熟,曬干后粉碎,用秸稈有機(jī)肥造粒機(jī)加工成顆粒狀肥料,再裝袋運(yùn)輸和銷售。目前秸稈有機(jī)肥主要用于果園、苗木、蔬菜等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的有機(jī)食品、綠色食品和無(wú)公害食品生產(chǎn)基地[24]。
秸稈有機(jī)肥工廠化生產(chǎn)的技術(shù)原理與利用秸稈腐熟劑堆制有機(jī)肥技術(shù)相同,不同之處在于以下3個(gè)方面。
1)需要一定的機(jī)械設(shè)備 需要秸稈粉碎機(jī)和攪拌機(jī)一臺(tái),堆放肥料的廠房及一些附屬材料。
2)原料 雞糞、秸稈、玉米面、菌種等。
3)工藝過(guò)程 先將雞糞和秸稈粉摻和,一般對(duì)于含水量的要求為45%左右,也就是手捏成團(tuán),手指縫見(jiàn)水但不滴水,松手一觸即散便可。然后添加玉米面和菌種,添加玉米面的作用是增加糖分,供菌種發(fā)酵。然后將配好的混合料喂入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,攪拌一定要?jiǎng)颍福涣羯鷫K。攪拌好的配料堆成寬1.5~2m、高0.8~1m的長(zhǎng)方形條垛。好氧發(fā)酵完成后稍加晾干就可以裝袋出廠。
2.5.3 秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥生產(chǎn)工藝流程
秸稈有機(jī)肥工廠化生產(chǎn)設(shè)備方面,引進(jìn)的設(shè)備可一次完成粉碎秸稈、噴入菌種、集堆作業(yè),再經(jīng)過(guò)多次翻拋,使加入菌種的碎秸稈與空氣充分接觸,加快腐熟,最后制作成生物有機(jī)肥。設(shè)備的自動(dòng)化程度高,可實(shí)現(xiàn)全程操作,備有加溫、補(bǔ)氣設(shè)施,不受天氣影響,可實(shí)現(xiàn)一年四季連續(xù)生產(chǎn),發(fā)酵過(guò)程中噴灑除臭劑,廢氣能夠達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。利用秸稈工廠化生產(chǎn)有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝流程如圖2-31所示。

圖2-31 工廠化生產(chǎn)有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝流程
2.5.3.1 工藝流程描述
有機(jī)肥產(chǎn)品質(zhì)量的好壞影響到施用的效果,而產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵取決于產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的選擇。生物有機(jī)肥的生產(chǎn)一般經(jīng)過(guò)預(yù)混工序、發(fā)酵過(guò)程、除臭過(guò)程、造粒、烘干、過(guò)篩和包裝。造粒方式和烘干工藝中溫度與時(shí)間的選擇是影響產(chǎn)品中活菌數(shù)量的關(guān)鍵。
(1)預(yù)混工序
將收集來(lái)的豬糞與粉碎的農(nóng)作物秸稈按照事先設(shè)定的配比加入到雙軸預(yù)混機(jī)內(nèi)進(jìn)行拌和(圖2-32),添加發(fā)酵菌,并將其水分調(diào)節(jié)至50%左右,然后由皮帶輸送機(jī)送入發(fā)酵池進(jìn)行好氧高溫發(fā)酵。

圖2-32 預(yù)混物料
(2)發(fā)酵工序
發(fā)酵一般采用好氧發(fā)酵技術(shù),利用微生物的代謝活動(dòng)來(lái)分解物料中的有機(jī)物質(zhì),使物料達(dá)到穩(wěn)定和無(wú)害化。在發(fā)酵生產(chǎn)工藝上,多數(shù)企業(yè)采用槽式堆置發(fā)酵法。其他發(fā)酵方法,如平地堆置發(fā)酵法、密封倉(cāng)式發(fā)酵法、塔式發(fā)酵法等在生產(chǎn)中也有應(yīng)用。在發(fā)酵、腐熟過(guò)程中,物料的水分、碳氮比、溫度等的調(diào)節(jié)及腐熟劑的使用是生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。
1)平地堆置發(fā)酵法 在發(fā)酵棚中將調(diào)配好的原料堆成寬2m、高1.5m的長(zhǎng)壟,10d左右翻堆一次,45~60d 腐熟。見(jiàn)圖2-33。

圖2-33 平地堆置發(fā)酵法
2)發(fā)酵槽發(fā)酵法 發(fā)酵槽為水泥、磚砌造,一般每槽內(nèi)長(zhǎng)5~10m、寬6m、高2m,若干個(gè)發(fā)酵槽排列組合,置于封閉或半封閉的發(fā)酵房中。每槽底部埋設(shè)1.5mm通氣管,物料填入后用高壓送風(fēng)機(jī)定時(shí)強(qiáng)制通風(fēng),以保持槽內(nèi)通氣良好,促進(jìn)好氣微生物迅速繁殖。使用鏟裝車或?qū)S霉ぞ叨ㄆ诜眩?d 翻堆一次。經(jīng)過(guò)25~30d 發(fā)酵,溫度由最高時(shí)的70~80℃逐步下降至穩(wěn)定,即已腐熟,見(jiàn)圖2-34。

圖2-34 發(fā)酵槽發(fā)酵法
3)塔式發(fā)酵廂發(fā)酵法 發(fā)酵廂為矩形塔,內(nèi)部是分層結(jié)構(gòu),上下通風(fēng)透氣,體積可大可小。多個(gè)塔可組合成塔群。有機(jī)物料被提升到塔的頂層,通過(guò)自動(dòng)翻板定時(shí)翻動(dòng),同時(shí)落向下層。5~7d 后下落到底層,即發(fā)酵腐熟,由皮帶運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)出料。見(jiàn)圖2-35。

圖2-35 塔式發(fā)酵廂發(fā)酵法
(3)除臭工序
傳統(tǒng)的方法是利用一些物理和化學(xué)的方法加以防治,但成本高,效果不佳。研究者分離出一些放線菌接種于家禽糞便中,起到了除臭效果,之后又開(kāi)發(fā)出了硝化細(xì)菌和硫化細(xì)菌,使雞糞中的NH3和DMS(二甲基硫化物)得到了較好的控制。我國(guó)自行研制的微生物發(fā)酵劑和固體發(fā)酵設(shè)備的應(yīng)用,將迅速推動(dòng)我國(guó)生物有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)化。
(4)造粒工序
造粒方式的選擇是有機(jī)肥生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,目前生物有機(jī)肥常用的造粒方式主要有圓盤造粒和擠壓造粒兩種。
1)圓盤造粒 產(chǎn)品呈圓粒形,產(chǎn)品質(zhì)量較好,產(chǎn)品可混性好,有利于產(chǎn)品投放市場(chǎng)。但一次性投資較大,對(duì)物料要求高,顆粒質(zhì)地松,不利于貯運(yùn)和機(jī)械化施用。
2)擠壓造粒 產(chǎn)品呈長(zhǎng)柱形,生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單,對(duì)物料要求不高,顆粒硬度大,適合貯運(yùn)和機(jī)械化作業(yè),但產(chǎn)品顆粒不好看,帶粉率高,產(chǎn)品質(zhì)量難以保證,生產(chǎn)能力偏低,成本高。
生物有機(jī)肥生產(chǎn)工藝以圓盤造粒后低溫烘干工藝為佳。
(5)烘干工藝
為了降低功能性微生物的死亡率,烘干溫度不宜過(guò)高,烘干時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)。一般應(yīng)選擇烘干溫度85~90℃為宜,烘干時(shí)間在15~20min 較好。
2.5.3.2 秸稈有機(jī)肥生產(chǎn)工藝主要設(shè)備
秸稈有機(jī)肥生產(chǎn)所用工藝設(shè)備主要包括有機(jī)肥發(fā)酵翻拋機(jī)、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、造粒機(jī)、烘干機(jī)、冷卻機(jī)、篩分機(jī)和包膜機(jī)。
(1)有機(jī)肥發(fā)酵翻拋機(jī)(圖2-36)

圖2-36 有機(jī)肥發(fā)酵翻拋機(jī)
有機(jī)肥發(fā)酵翻拋機(jī)廣泛應(yīng)用于畜禽糞便、糖廠濾泥、造紙污泥、植物秸稈、城市污水污泥、城市生活垃圾、草炭、豆粕、薯渣、沼渣、煙渣等有機(jī)廢棄物進(jìn)行無(wú)害化處理生產(chǎn)有機(jī)肥料。主要作用是對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的物料進(jìn)行發(fā)酵翻堆(翻拋)。
(2)有機(jī)肥粉碎機(jī)(圖2-37)

圖2-37 有機(jī)肥粉碎機(jī)
有機(jī)肥粉碎機(jī)是生物有機(jī)發(fā)酵堆肥,城市生活垃圾堆肥,草泥炭、農(nóng)村秸稈垃圾、工業(yè)有機(jī)垃圾、雞糞、牛糞、羊糞、豬糞、鴨糞等生物發(fā)酵高濕物料粉碎工序的專用設(shè)備,其作用是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中高濕物料等原料的粉碎制粉。
(3)有機(jī)肥攪拌機(jī)(圖2-38)

圖2-38 有機(jī)肥攪拌機(jī)
有機(jī)肥生產(chǎn)作業(yè)中,物料的攪拌粉碎關(guān)系著有機(jī)肥成品的好壞,攪拌粉碎得徹底,生產(chǎn)的有機(jī)肥成型率高,外觀整齊。市場(chǎng)上攪拌設(shè)備的形式多種多樣,主要由送料筒、機(jī)架、電機(jī)、減速機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)臂等組成,其作用主要是對(duì)多種原材料進(jìn)行攪拌混合。
(4)有機(jī)肥造粒機(jī)(圖2-39)

圖2-39 有機(jī)肥造粒機(jī)
有機(jī)肥專用造粒機(jī)突破常規(guī)的有機(jī)物造粒工藝,造粒前不用對(duì)原料進(jìn)行干燥、粉碎,直接配料就可以加工出球狀顆粒,可節(jié)省大量能源。其作用是對(duì)拌和后的物料進(jìn)行制粒;便于分選、封裝。
(5)有機(jī)肥烘干機(jī)(圖2-40)

圖2-40 有機(jī)肥烘干機(jī)
有機(jī)肥烘干機(jī)主要由熱源、上料機(jī)、進(jìn)料機(jī)、回轉(zhuǎn)滾筒、出料機(jī)、物料破碎裝置、引風(fēng)機(jī)、卸料器和配電柜構(gòu)成;
脫水后的濕物料加入干燥機(jī)后,在滾筒內(nèi)均布的抄板器的翻動(dòng)下,物料在干燥機(jī)內(nèi)均勻分散,與熱空氣充分接觸,加快了干燥傳熱﹑傳質(zhì)。在干燥過(guò)程中,物料在帶有傾斜度的抄板和熱氣質(zhì)的作用下,至干燥機(jī)另一段星形卸料閥排出成品。
(6)有機(jī)肥冷卻機(jī)(圖2-41)

圖2-41 有機(jī)肥冷卻機(jī)
有機(jī)肥冷卻機(jī)又叫滾筒冷卻機(jī),主要用于有機(jī)肥生產(chǎn),冷卻一定溫度和粒度的物料,一般與干燥機(jī)配套使用。冷卻機(jī)可以大大提高冷卻速度,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。
(7)有機(jī)肥篩分機(jī)(圖2-42)

圖2-42 有機(jī)肥篩分機(jī)
肥料生產(chǎn)中一般多采用滾筒式篩分機(jī),主要用于成品與返料的分離,也可實(shí)現(xiàn)成品的分級(jí)。
(8)有機(jī)肥包膜機(jī)(圖2-43)

圖2-43 有機(jī)肥包膜機(jī)
有機(jī)肥包膜機(jī)成套設(shè)備主要由螺旋輸送機(jī)、攪拌槽、油泵、主機(jī)等組成,采用粉體撲粉或液體涂膜工藝,把制成的顆粒外部包膜,能有效防止有機(jī)肥料的結(jié)塊。
(9)自動(dòng)稱量包裝機(jī)(圖2-44)

圖2-44 自動(dòng)稱量包裝機(jī)
自動(dòng)稱量包裝機(jī)主要由物料進(jìn)口、給料機(jī)構(gòu)(閘門)、稱量斗、夾袋機(jī)構(gòu)、機(jī)架、吸風(fēng)口、氣動(dòng)系統(tǒng)、傳感器、控制箱、輸送和縫包機(jī)構(gòu)等組成。物料由給料機(jī)構(gòu)加入稱量斗,控制器收到傳感器的重量信號(hào)后,按預(yù)先設(shè)定的程序值進(jìn)行控制,開(kāi)始時(shí)進(jìn)行快速(快加、中加、慢加同時(shí))給料;當(dāng)重量≥(目標(biāo)值-粗計(jì)量值)時(shí),停止快加信號(hào)輸出,進(jìn)入中速(中加、慢加同時(shí))給料;當(dāng)重量≥(目標(biāo)值-精計(jì)量值)時(shí),停止中加信號(hào)輸出,進(jìn)入慢速(慢加)給料;當(dāng)重量≥(目標(biāo)值-過(guò)沖量值)時(shí),停止慢加信號(hào)輸出,給料門完全關(guān)閉,定值稱量完成。夾袋信號(hào)輸入后,稱量斗卸料門自動(dòng)開(kāi)啟,當(dāng)重量≤零位設(shè)定值時(shí),稱量斗卸料門自動(dòng)關(guān)閉,物料袋自動(dòng)松開(kāi)落入輸送帶上,被送到縫包機(jī)縫包之后進(jìn)入下一工序,同時(shí)控制器進(jìn)入下一控制循環(huán)。
2.5.4 農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)要點(diǎn)
2.5.4.1 原輔料配比技術(shù)要點(diǎn)
(1)原料及輔料
1)原料 生物有機(jī)肥生產(chǎn)的原料主要有農(nóng)作物秸稈、禽糞(雞、鵪鶉、鴿子、鴨、鵝等)、畜糞(豬、羊、牛等)、其他動(dòng)物糞(兔、蠶、海鳥(niǎo)、蚯蚓、蟲(chóng)等)、餅粕、草炭、風(fēng)化煤、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物(食用菌渣、糠醛渣、骨粉等)。
2)輔料 腐熟菌劑。在有機(jī)物料發(fā)酵腐熟過(guò)程中,接種發(fā)酵微生物可以促進(jìn)有機(jī)物料腐解,保存養(yǎng)分。實(shí)際發(fā)酵應(yīng)用的微生物,往往由酵母、真菌、細(xì)菌和放線菌等組成一個(gè)復(fù)合菌群,一般通過(guò)從自然界中分離、純化,得到多種多樣的發(fā)酵微生物復(fù)合菌群。
(2)原、輔料要求
畜禽糞便要求有機(jī)質(zhì)40%以上,水分在45%~55%,要保證運(yùn)輸過(guò)程的二次污染控制及堆肥前處理的水分控制為重點(diǎn)。蔬菜廢棄物要求水分控制在80%以下,物料混合前粉碎長(zhǎng)度≤10cm,不得夾雜有其他較為明顯的雜質(zhì);農(nóng)作物秸稈水分要求控制在12%~70%,處理后粉碎長(zhǎng)度≤5cm,菌種活菌數(shù)保證2×108cfu/g,雜菌率≤30%。
(3)配比工藝要求
1)原、輔料 碳氮比控制在20~30。
2)含水量 原料含水量控制在45%~55%。
3)容重 容重控制在0.4~0.8g/m3。
2.5.4.2 堆肥發(fā)酵技術(shù)要點(diǎn)
(1)工藝流程
農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥工藝流程見(jiàn)圖2-45。

圖2-45 農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥工藝流程
(2)主要工藝條件
1)高效的微生物菌劑 添加菌劑后將菌劑與原、輔料混勻,并使堆肥的起始微生物含量達(dá)到106個(gè)/g以上。
2)堆高大小 自然通風(fēng)時(shí),高1.0~1.5m,寬1.5~3.0m,長(zhǎng)度任意。
3)溫度變化 完整的堆肥過(guò)程由低溫、中溫、高溫和降溫四個(gè)階段組成。堆肥溫度一般在50~60℃,最高可達(dá)70~80℃。溫度由低向高逐漸升高的過(guò)程,是堆肥無(wú)害化處理的過(guò)程。堆肥在高溫(45~65℃)維持10d,病原菌、蟲(chóng)卵、草籽等均被殺死。
4)翻堆 堆肥溫度上升到60℃以上,保持48h后開(kāi)始翻堆,翻堆時(shí)務(wù)必均勻徹底,將底層物料盡量翻入堆中上部,以便充分腐熟,視物料腐熟程度確定翻堆次數(shù)。
2.5.4.3 發(fā)酵方式
將原料和發(fā)酵菌經(jīng)攪拌充分混合,水分調(diào)節(jié)在45%~55%,堆成寬約2m、高約1.5m的長(zhǎng)垛,長(zhǎng)度可根據(jù)發(fā)酵車間的長(zhǎng)度而定。每2~5d可用機(jī)械或人工翻垛一次,以提供氧氣、散熱和使物料發(fā)酵均勻,發(fā)酵中如果發(fā)現(xiàn)物料過(guò)干,應(yīng)及時(shí)在翻堆時(shí)噴灑水分,確保順利發(fā)酵,如此經(jīng)過(guò)7~15d的發(fā)酵達(dá)到完全腐熟。
2.5.4.4 有機(jī)肥生產(chǎn)加工技術(shù)要點(diǎn)
(1)粉碎
①先檢查粉碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,刀片、出料口布袋是否磨損破壞,一旦磨損破壞,立即更換。
②開(kāi)啟粉碎機(jī)開(kāi)關(guān)待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后勻速向粉碎機(jī)中添加物料,物料添加速度以不堵塞粉碎機(jī)為準(zhǔn)。
③粉碎過(guò)程中一定要時(shí)刻注意檢測(cè)篩網(wǎng)的破損情況,一旦破損,立即更換。
(2)配料攪拌
將各物料按照配方要求均勻合理地一層一層鋪在混料區(qū),然后用人工或機(jī)械翻混3次以達(dá)到物料混合均勻?yàn)闇?zhǔn)。
(3)包裝
①檢查機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,定量系統(tǒng)是否校正,縫包機(jī)是否加油維護(hù),場(chǎng)地是否清理干凈。
②打開(kāi)粉碎機(jī)出料口將粉碎的產(chǎn)品裝入包裝袋中,包裝前一定要檢查是否出現(xiàn)較多粗纖維(粉碎不好的)、產(chǎn)品顏色不統(tǒng)一、細(xì)度不一致、結(jié)塊發(fā)白等情況,如果出現(xiàn)不能包裝,必須重新進(jìn)行篩分處理才能包裝。
③確定產(chǎn)品外觀符合要求后,準(zhǔn)確稱量,進(jìn)行縫包操作,將成品入庫(kù)保存。
2.5.4.5 調(diào)控技術(shù)
影響發(fā)酵的主要環(huán)境因素有溫度、水分、碳氮比和pH值。在工廠化發(fā)酵中,通過(guò)人為調(diào)控,為好氧微生物活動(dòng)創(chuàng)造適宜的環(huán)境,促進(jìn)發(fā)酵的快速進(jìn)行。
(1)發(fā)酵溫度調(diào)節(jié)
溫度是反映好氣發(fā)酵中微生物活動(dòng)程度的一個(gè)重要指標(biāo)。高溫的產(chǎn)生標(biāo)志著發(fā)酵過(guò)程運(yùn)轉(zhuǎn)良好。
(2)水分調(diào)節(jié)
水分是微生物活動(dòng)不可缺少的重要因素。在好氣發(fā)酵工藝中,配料適宜的含水量為35%~50%。物料含水過(guò)高、過(guò)低都影響好氣微生物活動(dòng),發(fā)酵前應(yīng)進(jìn)行水分調(diào)節(jié)。
(3)碳氮比調(diào)控
配料碳氮比是微生物活動(dòng)的重要營(yíng)養(yǎng)條件。通常微生物繁殖要求的適宜碳氮比為(20~30)∶1。豬糞碳氮比平均為14∶1,雞糞為8∶1。單純糞肥不利于發(fā)酵,需要摻和高碳氮比的物料進(jìn)行調(diào)節(jié)。摻和物料的適宜加入量,稻草為14%~15%,木屑為3%~5%,菇渣為12%~14%,泥炭為5%~10%。谷殼、棉籽殼和玉米秸稈等都是良好的摻和物,一般加入量為15%~20%。
(4)堿度調(diào)節(jié)
配料酸堿度對(duì)微生物活動(dòng)和氮元素的保存有重要影響。好氧發(fā)酵有大量銨態(tài)氮生成,使pH值升高,發(fā)酵全過(guò)程均處于堿性環(huán)境,這是與以秸稈或綠肥為原料的堆肥發(fā)酵產(chǎn)生酸性環(huán)境所不同的。高pH環(huán)境的不利影響主要是增加氮素?fù)p失。工廠化快速發(fā)酵應(yīng)注意抑制pH值的過(guò)高增長(zhǎng),可通過(guò)加入適量的化學(xué)物質(zhì)作為保護(hù)劑,調(diào)節(jié)物料酸堿度。
2.5.4.6 注意事項(xiàng)
1)原料預(yù)處理
①如果原料水分過(guò)大,一定要將其晾曬或曬干,以滿足配料混合后達(dá)到配方的技術(shù)要求。
②如果所用原料是干原料,粒徑≥2cm的必須粉碎以滿足要求。
③如果干原料的水分≤10%,而且硬度較大,可以將濕原料與干原料按配方比例先混合浸潤(rùn)24h后再處理。
2)輔料預(yù)處理
①輔料粒徑≥2cm的要先粉碎均勻至達(dá)生產(chǎn)要求。
②混在輔料里的硬塊或金屬物及長(zhǎng)布線條等要先清除干凈。
3)包裝后的有機(jī)肥存放于通風(fēng)、陰涼、干燥處。
2.5.5 農(nóng)作物秸稈有機(jī)肥料工廠生產(chǎn)模式
目前,我國(guó)農(nóng)作物秸稈有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)大致可分3種模式:a.精制有機(jī)肥料類,不含有特定效應(yīng)的微生物,以提供有機(jī)質(zhì)和少量養(yǎng)分為主;b.有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料類,由有機(jī)和無(wú)機(jī)肥料混合或化合制成,既含有一定比例的有機(jī)質(zhì),又含有較高的養(yǎng)分;c.生物有機(jī)肥料類,生物有機(jī)肥料是指特定功能微生物與主要以動(dòng)植物殘?bào)w(如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等)為來(lái)源并經(jīng)無(wú)害化處理、腐熟的有機(jī)物料復(fù)合而成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥效應(yīng)的新型肥料。它是多種有益微生物菌群與有機(jī)肥結(jié)合形成的新型、高效、安全的微生物-有機(jī)復(fù)合肥料。它綜合了有機(jī)肥和復(fù)合微生物肥料的優(yōu)點(diǎn),能夠有效地提高肥料利用率,調(diào)節(jié)植物代謝,增強(qiáng)根系活力和養(yǎng)分吸收能力[25]。
目前,在3種生產(chǎn)模式中,有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料類占主導(dǎo)地位,這與我國(guó)當(dāng)前科學(xué)施肥所提倡的“有機(jī)和無(wú)機(jī)相結(jié)合”的原則是相符的,也是目前我國(guó)肥料行業(yè)發(fā)展的主流;其次是精制有機(jī)肥料類,精制有機(jī)肥料作為綠色農(nóng)產(chǎn)品和有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品等特色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要原料,已經(jīng)越來(lái)越受使用者的歡迎,隨著我國(guó)更加關(guān)注食品的質(zhì)量與安全,精制有機(jī)肥料的應(yīng)用將會(huì)有一個(gè)廣闊的前景。生物有機(jī)肥料的市場(chǎng)占有率最小,由于科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)工藝的限制與不確定性,致使生物有機(jī)肥料的市場(chǎng)份額較小,但生物技術(shù)的發(fā)展和突破必將推動(dòng)生物有機(jī)肥料的發(fā)展。2002年全國(guó)有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查結(jié)果表明,全國(guó)有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)近500家,有機(jī)肥料產(chǎn)品500多個(gè),其中有機(jī)無(wú)機(jī)肥料類294個(gè)、精制有機(jī)肥料156個(gè)、生物有機(jī)肥料56個(gè)[26]。
2.5.6 秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
利用農(nóng)作物秸稈等有機(jī)物料生產(chǎn)有機(jī)肥,產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行由中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司制定的有機(jī)肥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(NY 525—2012)。其中規(guī)定生產(chǎn)的有機(jī)肥外觀顏色為褐色或灰褐色,粒狀或粉狀,均勻,無(wú)惡臭,無(wú)機(jī)械雜質(zhì)。生產(chǎn)的有機(jī)肥技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足表2-4、表2-5的要求。
表2-4 有機(jī)肥產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)

表2-5 有機(jī)肥產(chǎn)品5種重金屬的限量指標(biāo)

2.5.7 農(nóng)作物秸稈有機(jī)肥的施用量及施用方式
(1)有機(jī)肥施用量
我國(guó)由于多年來(lái)忽視有機(jī)肥的施用,過(guò)度施用化肥,造成部分土地板結(jié),土壤貧瘠,有機(jī)質(zhì)含量低,僅為1%左右;而其他農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家(如日本)的土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到8%左右,所以減少化肥的用量,增加施用有機(jī)肥,提高土地有機(jī)質(zhì)含量勢(shì)在必行。在連續(xù)施用的情況下,可以使土壤有機(jī)質(zhì)含量每年提高0.1%。不同企業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)肥及不同作物品種,施用方法略有差異。有機(jī)肥應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行施用,各種作物有機(jī)肥建議施用量如下。
①設(shè)施瓜果、蔬菜 西瓜、草莓、辣椒、番茄、黃瓜等,基肥每季每畝300~500kg。
②露地瓜菜 西瓜、黃瓜、土豆、毛豆及蔥蒜類等,基肥每季每畝300~400kg;葉菜類,基肥每季每畝200~300kg;蓮子,基肥每畝500~750kg。
③糧食作物 小麥、水稻、玉米等,基肥每季每畝200~250kg。
④油料作物 油菜、花生、大豆等,基肥每季每畝300~500kg。
⑤果樹(shù)、茶葉、花卉、桑樹(shù)等 根據(jù)樹(shù)齡大小,基肥每季每畝500~750kg;新苗木基地,在育苗前每畝基施750~1000kg。
⑥對(duì)于新平整后的生土田塊,3~5年內(nèi)每年每畝增施750~1000kg,方可逐漸提高土壤肥力。
(2)有機(jī)肥的施用方法
有機(jī)肥料與化學(xué)肥料一樣,品種萬(wàn)千,養(yǎng)分含量也相差甚遠(yuǎn),需根據(jù)土壤狀況、栽種作物與有機(jī)肥的肥性狀況合理施用。方法得當(dāng),節(jié)本增效,否則不僅浪費(fèi),而且會(huì)帶來(lái)負(fù)面效果。以下是有機(jī)肥的幾種施用方法。
1)全層施肥 在翻地前將有機(jī)肥料撒在地表,隨著翻地將肥料全面翻入土壤中。這種施肥方法簡(jiǎn)單,省力。肥料施用均勻,但肥料利用率低。目前,這種方法適用于用量大、養(yǎng)分含量低的精制農(nóng)家肥的施用。
2)集中施肥 腐熟程度高的有機(jī)肥(如商品有機(jī)肥)一般采用在定植穴內(nèi)施用或挖溝施用的方法,將其集中施在作物的根系部位,可充分發(fā)揮其肥效。
3)追肥施用 腐熟程度高的有機(jī)肥速效養(yǎng)分含量高,可作追肥施用。
4)有機(jī)肥料和無(wú)機(jī)肥料配合施用 有機(jī)肥料與無(wú)機(jī)肥料的優(yōu)缺點(diǎn)各異,長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐證明,單施有機(jī)肥料或無(wú)機(jī)肥料,都不能適時(shí)、適量地滿足作物生長(zhǎng)的需要,只有兩者配合施用,才能充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn),兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短,互相補(bǔ)充,緩急相濟(jì),充分發(fā)揮肥料的增產(chǎn)潛力,達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和培肥改良土壤的雙重效果。
(3)商品有機(jī)肥施用注意事項(xiàng)
①商品有機(jī)肥的長(zhǎng)效性不能代替化學(xué)肥料的速效性,必須根據(jù)不同作物和土壤,再配合尿素、配方肥等施用,才能取得最佳效果。
②商品有機(jī)肥的施用方法一般以作基(底)肥施用為主,在作物栽種前將肥料均勻撒施,耕翻入土。如采用條施或溝施,要注意防止肥料集中施用發(fā)生燒苗現(xiàn)象,要根據(jù)作物田間的實(shí)際情況確定商品有機(jī)肥的畝施用量。
③商品有機(jī)肥作追肥施用時(shí),一定要及時(shí)澆足水分。
④商品有機(jī)肥在高溫季節(jié)旱地作物上施用時(shí),一定要注意適當(dāng)減少施用量,防止發(fā)生燒苗現(xiàn)象。
⑤商品有機(jī)肥的酸堿度一般呈堿性,在喜酸作物上施用時(shí)要注意其適應(yīng)性及施用量。