生物多效堆肥資源化利用技術分析

時間:2022-09-26 15:54:18

導語:生物多效堆肥資源化利用技術分析一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

生物多效堆肥資源化利用技術分析

摘要:針對我國農業有機廢棄物產量大、處理不當會造成嚴重的面源污染等問題,本文總結了農業有機廢棄物生物多效堆肥資源利用技術規程,主要包括堆肥的前期準備、原料預處理、高溫堆肥流程、腐熟度判定及檢測等技術環節,以期為農業廢棄物資源化利用、提高土壤地力提供支撐。

關鍵詞:農業有機廢棄物;生物多效堆肥;資源化利用

隨著我國農業的不斷發展,農業有機廢棄物不斷增加。目前,我國的農業有機廢棄物以農作物秸稈和畜禽糞便為主,秸稈年產量約1.04×109噸,每年產生的畜禽養殖廢棄物已達到38億噸,如果這些農業廢棄物得不到有效處理,不僅造成巨大的資源浪費,還會帶來嚴重的環境污染等問題。而農業有機廢棄物可通過高溫堆肥等方式產生有機肥,有機肥與農業可持續發展密切相關,不但提供作物所需的有機質,還能提供作物生長所需的微量元素、氨基酸、腐殖酸等營養物質,在提高作物產量的同時,顯著改善作物品質,增加土壤肥力。在我國耕地高強度使用模式下,土壤養分、有機質含量等土壤肥力和質量明顯下降,農業有機廢棄物發酵后作為有機肥應用已成為研究的重要任務。目前,發達國家大多實行種養結合、農牧循環,農業有機廢棄物基本實現資源化利用,有機肥的使用量要遠大于我國,日本的有機肥在農業種植中的施用高達76%左右,而目前我國有機肥的施用量不到20%,有機肥替代化肥基本以政府行為推動。目前,在我國有機肥生產走入了一個誤區,投資規模大,過度加工、包裝,遠距離銷售運輸,導致價格遠遠高于其價值。由于價格高,農民只能選擇在部分經濟作物上用,大田作物不用或少用,有機肥施用量遠未到達預期的量和使用效果。我國耕地總面積18億畝,經濟作物6億畝,若普遍施用有機肥料進行土壤改良,地力提升,每年所需有機肥量達50億噸。隨著我國有機肥替代化肥戰略的推動,預計到2023年,我國有機肥料需求將達到2273億元。相比商品有機肥,農民更傾向于傳統的田間秸稈直接還田,生糞還田,田間地頭堆漚,然而這些方式會造成農田土壤潛在隱患,病蟲害加重,環境污染問題突出,而低成本的農業有機廢棄物生物多效堆肥技術可以有效克服傳統堆肥“臟大累臭”問題,對解決農村有機廢棄物資源化利用、改善人居環境、土壤地力提升和改良具有重要意義。基于此,本規程結合實際的生產需求,闡述了農業有機廢棄物生物多效堆肥資源化利用技術規程,對解決農村有機廢棄物資源化利用、改善人居環境和提升土壤地力具有重要意義。

1范圍

本規程規定了農業有機廢棄物高溫堆肥的術語和定義、基本要求、高溫堆肥流程、腐熟度判定及檢測等技術環節的要求。本標準適用于農業有機廢棄物高溫堆肥資源化利用。

2術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。高溫堆肥,是指在人工控制條件下,物料有機物質通過微生物化學反應產生高溫(≥55℃),達到病菌、蟲卵和雜草種子等滅活,以及穩定腐熟的過程。腐熟劑,是指能夠加速農業有機廢棄物發酵進程的功能性微生物制劑。

3堆肥前期準備

3.1堆肥場地選擇和原料準備

堆肥場地要求地形平坦、地勢較高、地表結實、排水系統良好、交通便捷,應該遠離居民區或與居民區隔離。堆肥原料主要包括農作物秸稈、尾菜和畜禽糞便等。

3.2原料貯存及預處理

為了滿足堆肥生產的需要,部分堆肥原料要進行貯存,原料貯存要求如下:原料貯存應有專門的原料貯存區域,最好設置原料貯存車間并根據不同原料特性分類進行存放;供應便捷、使用量大的物料盡量不貯存或者少量貯存,保證盡可能短的貯存期。含水率較低的干物料應避雨存放,保持低的含水率;含水率高的濕物料不宜長期存放,要及時處理,盡可能減少臭氣和滲濾液的產生,防止環境二次污染。選擇適宜的粉碎設備,對秸稈、尾菜類廢棄物進行碾絲、揉搓等破碎處理,物料粒徑宜控制在5厘米以下。輔料選擇菌菇渣、鋸末等,用于調節堆體含水率、碳氮比和通透性等。

4高溫堆肥工藝流程

4.1碳氮比和含水量調節

堆肥前,將農作物秸稈、畜禽糞便、輔料混合均勻,調節堆料的碳氮比至(25~35)∶1;通過干、濕物料混配或者加水調節堆料的含水量至55%~65%。

4.2腐熟劑添加

根據堆肥農業廢棄物的種類選用合適的腐熟劑菌種,腐熟劑接種量為堆肥物料質量的0.4%~0.5%,應在原料混合時均勻加入。

4.3起垛

將混勻的堆肥物料堆起,堆體底部寬控制在1.2~3.0米,以2.0米左右為最適宜,堆高控制在0.8~2.0米,以1.5米左右為最適宜,其橫截面呈三角形或梯形的垛堆,垛長度可根據實際情況確定,各條垛間距為0.8~1.0米。

4.4翻拋

堆肥過程中,每天在同一時間測定堆體中心部位溫度1次。當堆體溫度首次上升至55~60℃,翻拋一次,翻拋時務必徹底均勻,將底層物料盡量翻入料堆中上部。當堆體溫度保持在55~65℃,每2~5天翻拋一次,并調節物料的含水量在50%~65%。但當堆體溫度超過65℃時,應立即翻拋。當堆體溫度在35~55℃,每7~12天翻拋一次。當堆體溫度趨于室外溫度,且發酵物料不再升溫、堆體基本無臭味,停止翻拋。

4.5后熟

經過高溫發酵后,為使堆肥進一步熟化,將腐熟后物料移出堆肥場地繼續堆置15~30天,后續堆置期間物料的含水率控制在40%~50%,中間翻拋1~2次。

4.6功能性微生物添加

在堆肥發酵結束后均勻加入解磷、解鉀、固氮等功能性微生物,以提高堆肥的品質,添加量應控制在有效活菌數不少于0.2億/克。4.7惡臭控制通過在發酵前期和發酵過程中添加屎腸球菌、雙歧桿菌、植物乳桿菌等除臭菌株,控制和減少臭氣的產生,惡臭排放符合GB14554惡臭污染物排放標準中的規定。

5腐熟度判定

判定堆肥樣品是否腐熟的指標見表1。

6檢測

6.1檢測要求

堆肥原料及發酵過程中各工藝參數的檢測應至少每批次檢測一次,檢測內容應包括:碳氮比(C/N)、pH、含水率、總有機質、質量密度和堆層溫度的變化等。發酵過程中以日為單位對各工藝參數的變化進行跟蹤檢測,繪制日變化曲線,直至發酵終止。

6.2取樣

堆肥發酵過程中的取樣應用多點采樣,采樣前預備好不銹鋼勺、抽樣器、封樣袋、封條等取樣工具。采用隨機法多點法(≥5點)采集開始發酵產物,每個樣點至少取樣1公斤。取樣點選擇堆體中心位置,每隔兩天取1次樣。當樣品測定指標達到表1判定的標準時,停止取樣。

6.3檢測方法

堆體溫度測定采用接觸式溫度計測定堆體中心部位;堆體外觀、含水量、酸堿度(pH)、有機質含量和種子發芽指數按NY/T3442畜禽糞便堆肥技術規范的規定進行測定;重金屬含量按NY23349肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態指標的規定進行測定;糞大腸菌群數按GB/T19524.1肥料中糞大腸菌群的測定的規定進行測定;蛔蟲卵死亡率按GB/T19524.2肥料中蛔蟲卵死亡率的測定的規定進行測定。

7堆肥產品的使用

高溫發酵結束后,該堆肥產品可用作基肥或追肥施用,但需要注意的是堆肥產品中含有磷、解鉀、固氮等功能性微生物,不能與殺菌農藥混用,避免影響有機肥效果。

7.1基肥

撒施:在耕地前用撒肥車將腐熟好的有機肥均勻撒施到耕地表面,結合耕地把肥料翻入耕層中,使有機肥與土壤充分混勻。條施:結合犁地開溝等耕作方式,將腐熟好的有機肥施于播種行內。穴施:在播種穴或種植穴內施用腐熟完畢的有機肥,覆土。

7.2追肥

條施:使用方法同基施中的條施。穴施:在苗期按株或在兩株間開穴施肥。

作者:孫青 王志葵 張洪生 董芳宇 孫先麗 姜雯 宗睿 鞠瑞成 倪海平 單位:青島農業大學?農學院 山東省青島市即墨區農業農村局 青島和協生物科技有限公司