农牧场规模生产有机肥的技术方法

姜竹会，孙志强，李国良，李志才

1 山东省莱阳市谭格庄镇农业综合服务中心，山东莱阳 265200

2 山东省潍坊紫鸢乳业科技发展有限公司，山东潍坊 261000

3 山东省青岛亿盛隆塑料包装有限公司，山东青岛 266000

4 山东省青岛市畜禽良种有限公司，山东青岛 266000

0 引言

目前，我国农牧业生产开始进入现代化快速发展的转型期，走绿色环保生态循环发展之路，是发展现代农牧业生产的必然趋势。有机肥能为农作物生长提供所需肥料养分；改善和促进农作物对肥料养分的吸收；提高土壤的活性和肥力；提高农产品品质等。近年来，伴随着我国农牧业的快速发展，每年畜禽养殖固体粪污的产生量约为31 亿吨、农作物秸秆的产生量约为9 亿吨。目前农牧业面临两大问题，一方面是固体粪污和农业农作物秸秆无害化处理利用率低；另一方面优质有机肥产量不能满足农业种植业的需要。因此，为解决农牧业生产伴生的农作物秸秆和畜牧业固体粪污，对其进行无害化、肥料化处理，科学合理利用，本文将农牧场规模生产有机肥的技术方法进行归纳总结，供农牧场参考使用。

1 有机肥生产工艺流程

有机肥生产工艺流程图，详见图1。

图1 有机肥生产工艺流程图

2 有机肥生产机械设备与生产厂房配置

2.1 有机肥生产设备

有机肥主要生产设备为原料前处理、粪肥发酵、有机肥造粒和运输包装等（表2）。

表2 有机肥生产主要设备配套表

2.2 有机肥生产厂房（棚）配置

有机肥生产厂房（棚）主要配置为秸秆粉碎与存储工棚、粪污固液分离与原料存储工棚、发酵物料混合搅拌工棚、多列式发酵条槽工棚、有机肥造粒与包装工棚和成品有机肥存储仓库等（表3）。

表3 有机肥生产厂房（棚）配置配套表

3 规模生产有机肥技术方法

3.1 有机肥生产原料组成

有机肥生产原料主要以农牧场畜禽养殖产生的固体粪污、农作物种植产生的秸秆为主和有利于促进有机肥发酵腐熟的微生物好氧发酵菌剂等。严禁使用国家有关管理部门明确禁止的粉煤灰、钢渣、污泥、生活垃圾、含有外来入侵物种及物料和法律法规禁止存有生物安全隐患的禁用类原料，如病死畜禽等危害公共卫生的各种物料[1]。

3.2 有机肥原料预处理

3.2.1 畜禽粪污集纳与固液分离

农牧场畜禽养殖产生的粪污，应本着快捷简便、不污染环境等原则，运用车辆、管道、沟渠等动力机械设备设施，将固体粪污集纳至粪污处理场，使用螺旋挤压式或筛滤等形式的固液分离机设备，将粪污中的部分水分从固液分离机中滤出，将粪污中的水分含量降低至65.0%～70.0%，达到生产有机肥发酵腐熟的要求。

畜禽粪污固液分离机的固液分离能力，一般要求达到20～50 m3/h；配备7～13.0 kw功率的电机动力。

农牧场需规划设立专门的畜禽养殖粪污预处理场，其粪污的存储容量和占用面积，应根据畜禽养殖产生的粪污数量和预处理能力等因素确定。一般饲养规模1 000 头泌乳奶牛的粪污预处理场的容量不能低于500 m3，须能存储15～20 天畜禽养殖产生的固体粪污[2]。

3.2.2 农作物秸秆粉碎制粉

农牧场种植产生的秸秆一般大部分会直接粉碎还田，少部分没有直接还田的秸秆，经自然干燥粉碎成粉状后，可作为生产有机肥的辅助原料。

农作物秸秆粉碎设备，可根据秸秆粉碎数量和时间的实际需求配备农作物秸秆粉碎机。一般农作物秸秆的粉碎制粉能力要求达到3～4 吨/h，单机配套电机动力为13.0 kw。

3.2.3 应用有机肥原料微生物好氧发酵菌剂

应用优质的有机肥原料微生物好氧发酵菌剂，是保证有机肥原料生产发酵腐熟质量的重要影响因素之一。优质的有机肥原料微生物好氧发酵菌剂能使有机肥原料发酵快、分解快、腐熟快，并能有效地去除臭味和杀灭虫卵及病菌。

有机肥原料微生物好氧发酵菌剂主要由好氧耐热的芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌和各种分解酶等复合而成。通常有好氧型、复合型等有机肥原料微生物好氧发酵菌剂可供选择使用。一般使用量为0.1%，即1 kg有机肥原料微生物好氧发酵菌剂可用于1 吨有机肥原料发酵腐熟。

优质的有机肥原料微生物好氧发酵菌剂，可使有机肥原料中的好氧微生物细菌迅速繁殖，可使有机肥原料的发酵腐熟温度在1 周内，迅速上升至60～70 ℃，不仅能够杀灭有机肥原料中大部分的虫卵、病菌，还能促使发酵腐熟的有机肥原料产生能促进农作物生长的酶等物质，提高有机肥的质量[2]。

有机肥原料微生物好氧发酵菌剂在使用前应先活化扩繁。具体方法：一是将优质有机肥原料微生物好氧发酵菌剂与小麦麸皮，按1∶10的比例进行混合，一边混合搅拌，一边喷清洁饮用水。喷水量占混合搅拌物总质量20.0%～25.0%左右，待混合搅拌均匀后，置入不锈钢容器内保温24 h进行发酵菌剂活化后，即可作为有机肥原料的微生物好氧发酵母菌剂使用[3]。

二是扩繁有机肥原料微生物好氧发酵母菌剂。为保证发酵母菌剂能均匀地混合在有机肥原料中，可先将发酵母菌剂和干草粉或秸秆粉，按1∶50的比例预先混合均匀，并添加适量的水分扩繁后，再按比例数量准确地添加进待发酵的有机肥原料中[3]。

有机肥原料与活化扩繁后的微生物好氧发酵菌剂混合搅拌。将已经预处理的有机肥原料与农作物秸秆粉，按7∶3的质量比例混合，并按有机肥原料0.1%质量比例，添加已经活化扩繁的微生物好氧发酵菌剂。具体方法是：使用装载机和物料连续输送带，把已经添加微生物好氧发酵菌剂的有机肥原料投入混合搅拌机进行混合搅拌。在进行混合搅拌时，要注意检查有机肥原料的水分含量，一般以手握有机肥原料，水滴不从手指间有流出为准，即水分含量调节至60.0%左右。

3.3 有机肥原料好氧微生物发酵腐熟

为保证有机肥原料能够充分发酵腐熟，有机肥原料微生物好氧发酵腐熟的过程，需要进行二次好氧微生物发酵腐熟，方能达到《NY/T525—2021 有机肥料》标准要求，即有机肥原料发酵腐熟时间必须达到60 天以上的要求。

3.3.1 有机肥原料一次微生物好氧发酵

有机肥原料一次好氧微生物发酵为高温好氧发酵阶段。可采用条列式好氧发酵槽，连续投料、出料，连续进行有机肥原料好氧微生物高温发酵生产。一般有机肥原料好氧发酵槽宽6.0～8.0 m，深1.3～1.5 m，长50.0～60.0 m。在发酵槽两侧槽壁的顶面上安装好氧发酵翻混机行进轨道，以便好氧发酵自动翻混机，能够前后运行进行翻混生产作业。一般年产规模5 000 吨有机肥，需配备4～5 条，长50.0～60.0 m的并列式有机肥原料好氧微生物发酵条型槽。

有机肥好氧发酵翻混机在向前运行翻混作业的过程中，安装在机器下部的翻混刀片对物料进行旋转翻混搅拌，以增加有机肥发酵原料与空气的接触面积，促进有机肥好氧发酵和水分蒸发，同时对结块的有机肥发酵原料进行切割粉碎成疏松的粉状。有机肥好氧发酵翻混机旋转刀片旋转运行产生的离心力，能将粪肥物料向后（出料口）方向抛送2.0～2.5 m。因此，需在有机肥好氧发酵条型槽的前端留出2.0～2.5 m的空间，防止有机肥进行翻混时抛撒至发酵条型槽外边。

正在进行发酵的有机肥原料与新投入的有机肥原料经有机肥好氧发酵翻混机翻混后，可使新投入的有机肥原料在发酵24 h后温度升至50 ℃，72 h后升到70～75 ℃。连续发酵28～30 天，有机肥原料经好氧高温发酵基本腐熟，达到除臭味、灭虫卵、灭草籽，杀死病原细菌等有害微生物，无害化处理的要求，完成粪肥一次好氧微生物高温发酵[4]。

一般好氧高温发酵时期，每天翻混机每个发酵条型槽翻混作业1～2 次。通过横向移动装置，可将好氧发酵翻混机移至其他并列的发酵条型槽，依次分别进行有机肥原料的翻混作业工作。好氧发酵翻混机翻混作业的行进速度通常设置为500 mm/min，每小时行进翻混28.0～30.0 m。一台好氧发酵翻混机可在8 h以内完成4～5 条发酵条槽粪肥物料翻混的作业任务[2]。

3.3.2 有机肥原料二次好氧微生物发酵

有机肥原料二次好氧微生物发酵为低温发酵阶段。通过有机肥原料好氧发酵翻混机将二次低温发酵需添加的发酵菌剂，均匀翻混至已经完成一次好氧微生物高温发酵阶段的有机肥原料中。然后用机动装载机和机动拖车将完成有机肥一次好氧微生物发酵的有机肥原料运送至二次好氧微生物低温发酵处。即有防雨设施或露天的混凝土硬化地面上，将待进行二次发酵的有机肥原料堆成底宽1.5～1.8 m，上宽0.8～1.0 m，高1.0～1.2 m的梯形长条堆，条堆之间间距1.0～1.5m。一般有机肥原料二次好氧低温发酵时间需要30～40 天，每6～7 天用自行骑跨式翻混机翻堆1 次，促进有机肥原料进一步发酵腐熟和水分蒸发[4]。为提高有机肥的质量，可将二次好氧低温发酵时间再延长20～30 天，即粪肥二次好氧低温发酵总需用时间为60 天左右[5]。

有机肥原料完成二次好氧低温发酵后，其原料的颜色会由褐黄色渐变为黑褐色；原料的温度逐渐降低至25 ℃左右；结构疏松，有白色菌丝，稍有氨味，原臭味不明显；水分含量35.0%左右，为使水分含量减少至30.0%以下，须通过增加翻堆次数，翻晒晾干降低水分含量。二次发酵的粪肥条堆，需备好防水塑料布，避免雨雪天气淋湿发酵粪肥，降低发酵质量。

在有机肥原料二次好氧低温发酵阶段的后期，有机肥原料中的好氧微生物不断地将有机肥原料中的有机物腐殖质化，并产生有益于土壤改良和植物生长的代谢物。二次好氧低温发酵阶段的过程需要较长的时间，一般为30～60天。

有机肥原料微生物好氧发酵腐熟总的需要时间为60～90 天，不能少于60 天的时间。

3.4 发酵腐熟有机肥原料造粒

发酵腐熟后的有机肥原料呈粉末状，可采取造粒生产工艺，将粉末状有机肥变为既有利存储，又方便施用的颗粒状，提高商业价值。有机肥造粒的方法主要有圆盘造粒、滚筒造粒、挤压造粒、高塔造粒和喷浆造粒等。现将有机肥生产常用的圆盘造粒生产工艺方法介绍如下。

3.4.1 发酵腐熟粪肥细化粉碎

应用电机功率21.0～30.0 kw，粉碎能力为2～3 吨/h，可粉碎含水量在35.0%以下的湿状物料的粉碎机，对已经完成二次发酵的有机肥原料进行粉碎，粉碎的细度须满足造粒20～30 目的细度要求。

3.4.2 调配氮、磷、钾含量

按有机肥氮、磷、钾不得低于5.0%的标准和有机肥原料发酵后氮、磷、钾的实际含量，核算氮、磷、钾各种无机肥料的添加补充数量，将需添加的氮、磷、钾无机肥料均匀地添加至粉碎后，待造粒的的有机肥原料中，调配好氮、磷、钾肥分达到《NY/T525—2021有机肥料》产品质量标准[6]。

3.4.3 圆盘机械离心造粒

将调配好的腐熟有机肥造粒原料，通过皮带输送机输送至圆盘造粒机，并调整好造粒进、出料量和淋水量，保证圆盘造粒机有机肥原料和淋水连续不断的定量持续稳定供应。

圆盘机械造粒的原理：旋转的圆盘对圆盘中的原料产生摩擦力和离心力，使圆盘中的原料自然地向四周运动，原料的粉粒间相互摩擦挤压，逐渐聚团成圆粒形球状体并抛甩出圆盘机械造粒机。发酵粪肥原料完成圆盘造粒后，经输送机输送至长筒型旋转热风烘干机中，球粒形物料在不高于40 ℃的低温热风中缓慢蒸发水分，水分含量达到低于≤30.0%的标准要求。烘干后的球粒形物料还需经长筒型旋转自然风冷机将球粒形物料的温度降至25 ℃以下。

圆盘机械造粒机、长筒型热风烘干机和长筒型自然风冷机的产能要与粪肥发酵产能配套配置。一般圆盘造粒可选择产能1～2 吨/h，电机动力功率11.0 kw圆盘机械造粒机。长筒型热风烘干机和长筒型自然风冷机各需配套电机动力13.0 kw[7]。

3.5 料粒筛分包膜

3.5.1 料粒筛分

一般选用产能1～2 吨/h，电机动力功率7.5 kw，滚筒式筛分机对完成圆盘机械造粒的球形粒料进行筛分。滚筒筛分机先将成品与需返工细化粉碎的物料分离，再对成品进行等级筛分。随后经输送机将筛分的成品球粒物料送往包膜机。

3.5.2 料粒包膜

有机肥料粒经包膜机包膜后，不仅观感好，还能防结块和肥分流失。料粒包膜常用液体涂膜或粉体黏膜包膜生产形式，一般有机肥料粒包膜大多选用液体涂膜的包膜生产工艺。粒料包膜机配套电机动力为7.5～13.0 kw。

3.6 产品包装

有机肥产品包装可选用25 kg/袋的防水塑料编织袋包装。可根据有机肥生产规模配备1～2 套产能10.0～12.0 kw/h的有机肥产品，自动剂量，自动封口包装机。

有机肥产品包装后运送至防雨、防潮、通风、避光和便于装卸储存的仓库储存保管待售[8]。

4 有机肥质量检验标准

有机肥成品质量标准应符合《NY/T525—2021 有机肥料》的规定。有机质质量分数（以烘干计，%）≥30.0；总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）质量分数（以烘干基计，%）≥4.0；水分质量分数（%）≤30.0；pH值5.5～8.5；外观（感官）均匀，粉状或颗粒状，无恶臭。

粪大肠菌群数[个/g（mL）]≤100；蛔虫卵死亡率（%）≥95.0；种子发芽指数（%）≥70.0（腐熟度监测）；机械杂质的质量分数（%）≤0.5。

重金属的限量指标（以烘干基计，mg/kg）：砷≤15 ；汞≤2；铅≤50；镉≤3；铬≤150[1]。