新疆生物有机肥生产问题探讨及应用效益分析

侯新强,张慧涛,詹发强

(新疆农业科学院微生物应用研究所新疆特殊环境微生物实验室,新疆 乌鲁木齐 830091)

生物有机肥是有益微生物菌群和有机肥结合而成的新型肥料。它是以大自然中的有机物为基质和载体,加入适量的无机元素,然后加入有利于土壤疏松、作物生长、元素释放等功能微生物,经特殊工艺加工而成。它是传统有机肥和单纯菌肥的有机结合,兼有微生物接种剂和传统有机肥双重优势。

1 新疆生物有机肥发展潜力

1.1 新疆农牧业发达,为生物有机肥提供资源

“十二五”以来新疆农牧业得到了快速发展[1]。(表1、表2)截止2018 年有粮、棉、林果、蔬菜等作物耕地面积524.23 万hm2,产值3 337.6 亿元,这为生物有机肥市场提供了广阔空间。同时新疆是中国5 大牧区之一,畜牧业也相当发达,截止2018 年猪、牛、羊存栏分别有335.80万头、457.2 万头、4 159.70 万只,家禽存栏超9 000 万羽,高度发达的畜牧业为生物有机肥的发展提供了丰富的资源[2],在新疆粪肥约有2 亿t,占有机肥资源总量的80%。

表2 2010～2018 年末新疆牲畜、家禽存栏量

1.2 国家政策支持

国家减少化肥用量及各项优惠政策实施,给生物有机肥带来发展空间。2015 年原农业部下发《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》提出到2020 年实现化肥使用量零增长目标。国家对生物有机肥生产、销售企业免征产品增值税,对企业研发费加计扣除、固定资产加速折旧等有利于减少企业所得税措施。政府通过向生物有机肥企业购买服务方式,将有机肥运送到田间地头供农民使用,以市场化、多元化促进生物有机肥生产使用模式。这给生物有机肥生产带来巨大商机。

1.3 新疆耕地土壤现状,为生物有机肥发展带来契机

新疆耕地普遍盐碱大且由于长期低效、大量化肥使用,造成土壤板结、养分单一作物产量下降现象十分普遍。新疆耕地有机质含量11.1 g/kg,现有耕地60%缺氮,71%缺磷。由于生物有机肥料有固氮、解磷、解钾的功能,能大大提高肥料使用效率从而增加作物产量和质量,将会受到广大农民的青睐。

2 生物有机肥生产工艺

2.1 原料加工处理

生物有机肥原料加工处理的首要目的是调整物料的水分含量和碳氮元素比例,调节物料水分的同时添加活性微生物菌剂加速发酵进程。首先用混料机将畜禽粪便和作物秸秆等辅料按一定搅拌混合均匀,后由皮带机传送于发酵槽中,再调整物料水分在50%～60%之间,以手捏不滴水为宜。肥料堆制过程中,当温度上升到65 ℃左右,并持续3 d 后需用翻抛机进行翻抛以增大供氧量使肥料持续发酵。一般经过21 d 发酵结束,充分发酵后物料温度显著下降至40 ℃,含水率一般在40%左右,物料可用铲车或皮带移出发酵槽送到陈化车间或晾晒场陈化。

2.2 工艺流程简述

腐熟发酵完成后,根据不同工艺需求制定相应的生物有机肥后期生产方式:发酵好物料通过设备烘干或者自然晾晒使水分达到国家标准要求(含水量低于30%),过筛分、粉碎,加入功能菌剂,造粒,计量包装制成成品生物有机肥料(见图1)。

3 生物有机肥应用效益分析

3.1 经济效益分析

生物有机肥的使用,能促进蔬菜、果树、棉花等作物的生长发育,使其植株健壮、叶片肥厚,且使用安全环保实现化肥减量增效,提高作物的抗逆性,具有明显的增产增收效果。邓接楼研究表明小白菜在施用生物有机肥后,产量分别比对照增加15.4%和9.1%[5]。黄基友研究明确了生物有机肥对优化辣椒品质和增加产量具有很好效果,其产量提高8.33%[6]。生物有机肥对加工番茄产量也有显著影响,比基质对照增产6.2%,比常规增产11.3%。张计峰研究表明枣园施用生物有机肥后可使红枣产量提高6.5%,化肥用量减少18.2%,且单果重增加9.4%,裂果率降低2.6%,明显增加红枣商品性,为其收益稳定打下基础[7]。孙桂兰等研究表明用生物有机肥替换40% 化肥施用条件下,棉花籽棉增产10.3%,皮棉增产6.4%,经济效益显著且很好完成双减目标[8]。

3.2 社会效益、生态效益分析

生物有机肥料属高科技、高附加值产品,生物有机肥产业具有巨大的社会效益。有利于推动国家生态农业的战略的实施,有利于城乡环境保护和可持续发展,从生物有机肥生产销售而言,其生产项目可以解决一定人数就业,缓解社会就业压力,同时增加农民收入,促进和谐社会发展。从事生物有机肥使用而言,可使人民群众吃上没有化肥污染的、高质量的果蔬产品,对人们身心健康有益,同时对发展绿色农业意义重大。

生物有机肥的使用能促进肥效、避免肥害,消除板结、改善土壤环境并使其常期使用,生产出绿色、健康的无公害有机食品。粮食作物、经济作物亩产增加显著,生态经济效益巨大。

4 生物有机肥生产社会影响分析

生物有机肥项目建成后,可以充分利用农作物秸秆、畜禽粪便等有机废弃物,符合国家环保和产业促进政策,符合国家“加强农业面源污染治理,推进农业废物资源化,清洁化利用”的文件精神。同时,减少农作物秸秆、畜禽粪便对环境、土地和地下水源的污染,为农作物生产提供了大量优质肥料,对有效提高各类作物产量、质量,保护环境,改良土壤,提高肥力,具有重大作用。另外,生物有机肥生产项目建成后,可创造一定数量就业岗位,可带动大量相关供应、销售商企业,拉动项目周边产业链、物流良性发展,对社会和经济的和谐发展都具有促进作用。

5 新疆生物有机肥生产中存在的问题

5.1 企业生产规模偏小

目前,新疆生物有机肥生产企业大多是一些小型民营企业,其生产规模小,且品种单一,市场竞争力差,生产规模在10 万t 以上企业有53 家[3],这与其他省区相比是较少的。同时,生物有机肥生产过程中需添加功能菌剂这就需要一定的研发投入和科技人才,而大多数企业缺乏此类技术支撑,发展规模受到限制。

5.2 生物有机肥生产工艺的不足且设备性能差

生物有机肥的加工工艺过程中造粒环节需要加入一定水分,使本已通过发酵环节水分已降低到40%的有机质再次增加水分,不得不在后续工序增加加热烘干环节造成二次干燥,这大大增加了生产成本,工艺合理性还有待完善。生产设备没有统一标准,普遍能耗大,维护成本高,造粒机成球率不超过60%,且返料水分高,增加二次加工成本[4]。

5.3 生产、运输成本偏高

据中国科学院相关研究表民,生产标准单位的纯养分,生物有机肥所需的油气消耗是化肥的两倍,电力消耗比化肥多16 倍。目前,畜禽粪便生产成商品生物有机肥的比率约为5∶3,而标准的生物有机肥提供的氮养分是化肥的6.7%,既100 t 生物有机肥提供的氮养分仅相当于6.7 t 化肥提供量,造成运输成本远远高于化肥。

5.4 推广力量弱

生物有机肥料作为新型肥料有其自身优势,但要让广大农户完全接受、认可,政府、企业推广力度需要进一步加强,改变农户不会用、不愿用、不敢用的思想并制定出一套从示范使用到合理销售有效推广模式。

6 新疆生物有机肥生产合理化建议

我国生物有机肥使用量占肥料总量的7%,而国外这一比例达到40%以上。随着市场逐步认可,生物有机肥发展将有巨大潜力。

6.1 合理确定企业规模、优化生产工艺

应根据市场需求及企业自生情况合理确定企业生产规模。应对物料配比和发酵工艺参数、生产流程进行优化,建立能灵活配置成多种生产工艺的模块化构建,为企业生产粉剂、颗粒生物有机肥或有机无机复混肥、液态生物有机肥等打下基础。

6.2 加强质量管理

生物有机肥质量提升重点是微生物菌种筛选和使用。加强与相关科研院所合作,提升企业研发能力,保证菌种质量。企业应加强相关人才培养,建立质量检测队伍,对产品实时抽样检测,保证产品质量。

6.3 做好产品应用效果实验

据相关研究表明,土壤肥力不同使用生物有机肥的效果有明显差异。在土壤肥力低、pH 中性土壤和旱地中施用效果较好。生产企业应根据各区域的土壤情况和作物品种进行田间试验,合理制定不同作物生物有机肥施用方式和施用量,为大面积推广、销售提供科学依据。

6.4 加强宣传推广力度

生物有机肥生产企业应加强自身产品的宣传和推广工作。首先要做好生物有机肥农户示范,用事实和效益说服农民。其次,要进行形式多样的宣传培训,利用传单、墙报、田间实操等形式并结合农时农事进行针对性宣传培训,为农民解决问题,使其掌握正确使用生物有机肥的方法。最后,还要有效利用和正确引导农民利用政府的优惠政策,例如政府对生物有机肥生产企业增值税减免,对使用生物有机肥的农民进行补贴等。