生物质制备有机肥技术研究

张海旭

近年来，我国农产品产量不断增加，平均每年可产生农作物秸秆7.8亿t。但秸秆有效利用率不高，约70%的秸秆被废弃或焚烧，严重污染环境，影响交通安全。把农作物秸秆及畜禽粪便制作成有机肥，广泛用于农业生产，可以变废为宝，增加土壤有机质，提高农产品产量和品质，促进农业可持续发展。

1 生物质有机肥的优点

生物质有机肥是由特定功能微生物与主要以动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效用的肥料。有机肥不仅营养全面，而且肥效长，可增加土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，减少环境污染，促进新农村建设。

1.1 营养全面，肥效持久

生物质有机肥含有丰富的有机质、腐植酸、氨基酸和氮、磷、钾、钙、硫、镁、锌、铜、硼、锰、铁等元素，养分全面，是农作物的“全价肥料”。其中，有机质、腐植酸、氨基酸通过微生物活动可以不断释放出植物生长所需营养元素，对植物生长有调节作用，有利于农作物根系发育，促进农业稳产高产。

1.2 疏松土壤，保水保肥

生物质有机肥含有大量有机质、腐植酸，可以改善土壤物理性状，防止土壤板结酸化、盐碱化，增强土壤团粒结构，从而疏松土壤，有利于保水保肥、改善生物区系，为有益微生物生长创造良好的生态环境。

1.3 增强植物抗病虫害能力

施用生物质有机肥后，土壤中的多种有益微生物菌在植物根部大量生产繁殖，与植物病原菌争抢营养，可抑制植物病原菌的生长，减少病原菌数量。腐植酸不仅对植物某些病害有一定的抑制作用，而且能适当控制作物叶面气孔的开放度，减少水分蒸腾，提高作物抗旱能力。

1.4 提高农作物品质

硝酸盐是危害人体健康的重要污染物之一。实践证明，施用生物质有机肥后，可明显降低农作物体内硝酸盐含量。

2 生物质有机肥制备技术

2.1 技术原理

秸秆粉碎后加入专用生物发酵剂和畜禽粪便，使农作物秸秆和畜禽粪便快速高效分解腐熟，再进行无公害处理，即可制成有机肥料。

2.2 技术工艺流程

收集原料→前期筛选、处理→粉碎→菌液混入→造粒机挤压造粒→抛圆成型。

秸秆有机肥配方：农作物秸秆60%～70%、畜禽粪便30%～40%、生物菌剂1‰、其它辅料3%～5%。

2.3 存在的问题

现有的秸秆粪便混合有机肥造粒机普遍存在秸秆适应性差、生产效率低、耗能高等问题。需要通过改进设计，提高生产效率，减少单位能耗，降低生产成本，增加经济效益。

3 技术改进研究

3.1 总体结构设计

球形造粒机是在颗粒压制机上配置相应的抛圆装置制成的一种节能环保的多功能全自动挤压造粒机。该机对粉状肥料的挤压造粒成型最佳，既解决了对转鼓造粒、圆盘造粒机械存在的造粒难度大、造粒成型差的难题，又解决了传统造粒机抛球过程中劳动强度大、成球效果差的问题；同时，通过改进平模结构，增加平模转速，克服了现有造粒机高温杀菌不彻底及下粒不畅的难题。另外，该机可兼用于颗粒饲料生产，填补了制粒机一机多用的国内空白。

3.2 新型秸秆粪便混合有机肥造粒机调隙装置的研究设计

研制出一种螺纹调隙装置，用于控制平模与辊轮间隙，减少平模磨损，增加平模与辊轮使用寿命，从而提高生产效率。

3.3 新型有机肥造粒机抛圆装置的研究设计

采用特制的抛圆装置（即连体抛盘），实现流水线连续作业。在生产过程中无需人工操作。

3.4 主要技术参数研究

直接影响造粒效率与成型效果的是平模转速以及平模与辊轮之间的间隙。通过对不同的转速与间隙的对比试验，选择效率高、成型好的转速与间隙。

4 技术实施的意义与作用

4.1 促进农机技术创新与技术进步

目前，我国最普遍的秸秆还田利用方法主要有两种：秸秆堆沤还田和机械化秸秆还田。秸秆堆沤还田也称高温堆肥，是一种传统积肥方式。特点是积肥时间长，受环境影响大，劳动强度高，产出量少。机械化秸秆还田是近年来农业及农机推广部门大力推广的秸秆综合利用技术。特点是作业的机械化程度高，秸秆处理时间短；但秸秆腐烂时间长，会影响犁耕和旋耕作业，不利于小麦的播种。

利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥，是近年来为满足农作物特别是经济作物对有机肥的需求而引进的新技术。本项目实施后，将有力地推进有机肥生产的工厂化和产业化进程，促进农机行业技术进步，提高秸秆综合利用的技术水平。

4.2 推动农业生产和农村经济发展

化学肥料及农药的施用，虽然能提高农产品的产量，但同时也会降低农产品的品质。研制推广秸秆粪便混合有机肥技术及球形造粒机，将农作物秸秆制造成优质生物有机肥，一方面可促进绿色农业生产，另一方面可有效地解决秸秆焚烧处理造成的浪费和环境污染问题，一举两得，利国利民。

5 结论

生物质有机肥的施用对我国农业生产与农村经济发展有着重要的意义。研究开发生物质有机肥技术和制粒机是解决农村秸秆综合利用问题的有效途径之一。在我国农村，广泛推广生物质有机肥技术，不仅能够解决农村富余秸秆的出路问题，减少秸秆焚烧和浪费现象，保护生态环境；而且可增加土壤有机质含量，提高农产品品质，促进农业可持续发展。