堆肥是一門既傳統(tǒng)又現(xiàn)代的學(xué)科。堆肥的目的是通過(guò)一系列科學(xué)的工藝步驟,將各種有機(jī)廢物分解成穩(wěn)定無(wú)害的有機(jī)肥產(chǎn)品。
堆肥一般分為有氧堆肥和厭氧堆肥。有氧堆肥是指有機(jī)物質(zhì)在有氧條件下的分解過(guò)程,其代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳、水和熱;厭氧堆肥是無(wú)氧條件下有機(jī)物質(zhì)的分解。厭氧分解的最終代謝產(chǎn)物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產(chǎn)物,如有機(jī)酸。傳統(tǒng)的堆肥主要是厭氧堆肥,而現(xiàn)代的堆肥系統(tǒng)主要有氧堆肥。
好氧堆肥始于中國(guó)南宋時(shí)期,北方人口大量向南轉(zhuǎn)移,水稻種植開始出現(xiàn)兩種成熟,土壤肥力不足以維持高產(chǎn),解決了中國(guó)土壤力量幾千年來(lái)的問(wèn)題?,F(xiàn)代堆肥技術(shù)始于20世紀(jì)20年代至30年代的歐洲,以機(jī)械化堆肥為特色。目前,有數(shù)百種術(shù)多樣,已成為城鄉(xiāng)有機(jī)廢物處理領(lǐng)域的重要方向,受到許多城市建設(shè)、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)等部門和企業(yè)的歡迎。
一般來(lái)說(shuō),堆肥也是一種有機(jī)肥。從廣義上講,有機(jī)肥的范圍很廣,包括所有應(yīng)用于農(nóng)田的有機(jī)物,如人畜糞便、綠肥、河泥、骨粉等,以及大型有機(jī)肥廠生產(chǎn)的商品有機(jī)肥。在中國(guó)農(nóng)民的傳統(tǒng)智慧中,新鮮水分含量高的廢物必須經(jīng)過(guò)熟化過(guò)程才能返回田間,熟化是堆肥的過(guò)程;現(xiàn)代商品有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)還要求秸稈、畜禽糞便等有機(jī)廢物必須經(jīng)過(guò)發(fā)酵和腐爛。
遺憾的是,經(jīng)過(guò)40年的城市化和工業(yè)化發(fā)展,我國(guó)城鄉(xiāng)許多有機(jī)廢物不再用于堆肥,而是被送往垃圾填埋場(chǎng)、焚燒廠或簡(jiǎn)單地堆放在田間。隨著雨水流入水體,全國(guó)水質(zhì)嚴(yán)重惡化。農(nóng)村堆肥已經(jīng)遠(yuǎn)離我們,不再是農(nóng)村冬春季節(jié)獨(dú)特的風(fēng)景,這對(duì)我們這樣一個(gè)有著數(shù)千年傳統(tǒng)文化的農(nóng)業(yè)大國(guó)來(lái)說(shuō)是悲傷的!
研究表明,用有機(jī)肥代替30%的化肥可以使土壤更健康,減少土壤病蟲害的發(fā)生。江西紅壤稻田長(zhǎng)期定位試驗(yàn)始于1984年。研究發(fā)現(xiàn),與單一化肥處理相比,用30%和50%的有機(jī)肥代替化肥的處理可以增加水稻產(chǎn)量,分別增加7.7%和6.5%的產(chǎn)量,當(dāng)有機(jī)肥代替率為30%時(shí),穩(wěn)定生產(chǎn)效果最好。有機(jī)肥的應(yīng)用還可以減緩?fù)寥浪峄?,改善土壤養(yǎng)分和土壤微生物量,改善土壤結(jié)構(gòu)。與非施肥相比,在不同有機(jī)肥替代處理下,土壤微生物碳和微生物氮的發(fā)病率顯著提高了。此外,長(zhǎng)期使用有機(jī)肥也可以抑制土壤傳播疾病。長(zhǎng)期使用化肥的辣椒病發(fā)病率為81.3%,有機(jī)肥的發(fā)病率降至54.2%。
堆肥的作用和意義
堆肥有很多作用,包括廢物利用、減少污染、改良土壤、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)等,最重要的有兩點(diǎn):一是可以把大量的有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫漠a(chǎn)品,降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);二是能創(chuàng)造有價(jià)值的堆肥產(chǎn)品,可作為土壤改良劑或有機(jī)肥產(chǎn)品等。
堆肥與廢物資源利用據(jù)估算,我國(guó)每年都會(huì)產(chǎn)生高達(dá)55 億噸的有機(jī)廢棄物,其中主要是畜禽糞便和秸稈,還有城市及食品工業(yè)等的廢棄物,如有機(jī)垃圾、生活污泥、糖渣、酒糟等。資料顯示,2017 年全國(guó)秸稈可收集量為9 億噸,秸稈綜合利用率約80%,還有20% 的秸稈未得到有效利用,一些地區(qū)秸稈焚燒現(xiàn)象依然嚴(yán)重。根據(jù)估算,目前我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)每年產(chǎn)生的畜禽糞污總量約為38 億噸,按收集系數(shù)70% 來(lái)計(jì),每年需要處理的畜禽糞污量達(dá)27 億噸。除此以外,每年還有約2 億噸的有機(jī)垃圾、5000 萬(wàn)噸的市鎮(zhèn)污泥以及數(shù)千萬(wàn)噸的食品下腳料等。
有機(jī)固體廢棄物中蘊(yùn)含著豐富的養(yǎng)分。據(jù)估算,全國(guó)有機(jī)肥料資源中氮磷鉀養(yǎng)分儲(chǔ)量高達(dá)7000 萬(wàn)噸,理論上可以完全替代化肥投入,若這些有機(jī)廢棄物利用率達(dá)到50%,則可替代約一半的化肥。
據(jù)2017 年全國(guó)第二次污染源普查公報(bào)的結(jié)果顯示,來(lái)自農(nóng)業(yè)源水污染物排放量中,化學(xué)需氧量為1067.13 萬(wàn)噸, 氨氮為21.62 萬(wàn)噸,總氮為141.49 萬(wàn)噸,總磷為21.20 萬(wàn)噸,分別占總量的49.77%,22.44%,46.52% 和67.21%,是主要的污染來(lái)源。
因此,科學(xué)利用這些有機(jī)固體廢棄物,既可防止其污染環(huán)境,同時(shí)又可以加快資源的循環(huán)利用,減少資源的浪費(fèi)。當(dāng)然,開發(fā)各類有54 MAN AND THE BIOSPHERE Issue 129 -130機(jī)廢棄物需要有一定的方法、技術(shù)和設(shè)備,使之達(dá)到“減量化、無(wú)害化和資源化”要求,而堆肥就是處理各類有機(jī)廢棄物無(wú)害化與資源化最有效的途徑之一,是集處理和資源化利用于一體的生物方法,由于其無(wú)害化比較徹底,資源化率比較高,目前廣受關(guān)注。
堆肥與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 堆肥與農(nóng)業(yè)密不可分,自古以來(lái),人們將有機(jī)廢棄物進(jìn)行混合堆漚處理,并將產(chǎn)物再歸還于土壤,這既符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向,也有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的共同發(fā)展,提高人民生活質(zhì)量。
把有機(jī)廢棄物歸還到土壤,首先可以為作物提供一定的養(yǎng)分促進(jìn)作物生長(zhǎng),因?yàn)槎逊手胁粌H含有氮、磷、鉀、鈣、鎂等大量營(yíng)養(yǎng)元素,也含有鐵、銅、鋅、錳、硼等微量元素,因此是一種全面的、綜合的植物養(yǎng)分供應(yīng)源;其次可以改善土壤的理化和生物學(xué)性狀,連續(xù)施用有機(jī)肥,可逐步提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,使土壤生物活性旺盛,土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力提高,抑制土壤病害的發(fā)生;再者可以提高作物產(chǎn)量,并保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。大量的施肥試驗(yàn)表明,有機(jī)肥與化肥結(jié)合施用還能進(jìn)一步提高不同農(nóng)作物的產(chǎn)量,并提高農(nóng)業(yè)的可持續(xù)生產(chǎn)力。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前有機(jī)肥使用比例僅約25% 左右,遠(yuǎn)低于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家50%的使用比例。近年來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)主管部門發(fā)布了一系列有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)計(jì)劃、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃等指導(dǎo)性意見,對(duì)有機(jī)肥的使用給予了大力支持。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)自1993 年起在河北省曲周實(shí)驗(yàn)站開展有機(jī)肥的糧田長(zhǎng)期定位實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)27 年的時(shí)間,土壤有機(jī)質(zhì)從1.3% 提高到3%,每畝年均提高0.063%。1995~2016年間,小麥平均產(chǎn)量提高了29.4%,玉米平均產(chǎn)量提高了25.4%。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院在山東省禹城開展31 年的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),施用有機(jī)肥能夠顯著降低土壤容重,增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量及儲(chǔ)量。
目前,堆肥技術(shù)已成為發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和改善農(nóng)村環(huán)境的重要技術(shù)支撐,在秸稈、尾菜綜合處理、畜禽糞便資源化利用、商品有機(jī)類肥料的開發(fā)、有機(jī)肥替代化肥等行動(dòng)計(jì)劃中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
鄭州華之強(qiáng)有機(jī)肥堆肥設(shè)備:槽式有機(jī)肥翻堆機(jī)、雙螺旋有機(jī)肥翻堆機(jī)、鏈板翻堆機(jī)、履帶式翻拋車等有機(jī)肥堆肥發(fā)酵設(shè)備