1  生物有機肥的效用

生物有機肥含有較高的有機物質以及具有特定功能的微生物，該類肥料具有改良土壤、提高土壤肥力、減輕作物病蟲害、提高農產品質量與產量等方面的效用與優(yōu)點。

1.1  改善土壤環(huán)境與提高肥力

施用有機肥后可增加土壤的有機質含量，而且還能補充植物所需要的養(yǎng)分。有機物經微生物分解后形成腐殖酸，能改善土壤結構，增加土壤中有益微生物的含量，其中的解磷、解鉀細菌能有效活化被土壤固定的養(yǎng)分，為作物生長提供適宜的生長環(huán)境[1]。另外，土壤有機質直接影響著土壤的保肥性、保水性、保溫性、緩沖性和通氣性等。

1.2  改善土壤微生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮微生物的優(yōu)勢

加有功能菌的生物有機肥含有固氮菌、硅酸鹽細菌、溶磷微生物、光合細菌及假單胞菌等一些有益菌，使土壤中的微生態(tài)系統(tǒng)結構發(fā)生了改變，增強了其固氮、溶磷、解鉀等能力[2]，可充分發(fā)揮各類功能微生物的優(yōu)勢，調節(jié)作物根際菌群平衡，抑制病原菌系列，進而增強了農作物抗病蟲害的能力。

1.3  提高農產品產量，改善作物品質

生物有機肥中的微生物在發(fā)酵培養(yǎng)的代謝過程中，產生了大量活性物質，如氨基酸或NH4+、維生素、赤霉素及細胞分裂素等，可刺激根系發(fā)育，且營養(yǎng)物質易于植物細胞合成，促進了作物生長，使產品品質改善。

2  生物有機肥的原料

我國綜合利用固體廢棄物生產生物有機肥的原料選用，一方面考慮其有機質的成分、含量，所含的營養(yǎng)物質、元素；另一方面考慮其是否符合進行生物堆肥的條件或要求。目前，我國主要采用的生產原料有：城市污水處理廠的污泥、生活垃圾、禽畜糞便、作物秸稈、酒精廠或醋廠等的廢醩液、煤矸石、粉煤灰等。在具體的生產工藝中，可選用其中的一種或幾種作為原料。對于多種物料的配合使用，可按其各自的有機質、營養(yǎng)物質含量選用合適的配比，并充分體現(xiàn)不同組分在生物有機肥中的效用，以滿足各類或不同用途的生物有機肥的需求。比如，山西省陽泉市某農業(yè)科技開發(fā)有限公司的生物有機復合肥項目，其主要生產原料為生活污泥（占70%）、雞糞（占15%）、風化煤（占5%）、醋醩（占5%）、蛭石（占5%），其中生活污泥是作為肥料的基質，雞糞等可增加有機質，同時提高氮磷鉀的含量，而蛭石的作用在于可疏松土壤、保持水分。

3  生物有機肥技術

3.1  生產原理

以固體廢棄物為主要原料生產生物有機肥，目前多采用的是堆肥技術，特別是好氧堆肥，該技術具有分解氧化較為徹底，產生惡臭較少的特點。堆肥技術是利用微生物的作用先將固廢中易腐化的有機物質進行分解，轉變成富含有機質和含有一定量氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的熟料，然后根據土壤自然生態(tài)結構特點和農作物的生長所必需的營養(yǎng)元素、微量元素和具有固氮、解鉀、溶磷等活性作用的有益微生物，配制生產菌液產品[3]。堆肥產生的固劑與培養(yǎng)微生物所制成的菌液相結合可生產出具有綜合效應的生物有機肥。

3.2  工藝流程

生物有機肥的生產工藝流程包括固劑載體的生產、菌液的生產以及顆粒肥的生產，如圖1所示為生產生物有機肥的一般工藝流程，在具體的生產過程中，可根據不同的要求進行工藝的調整。國內相關的研究[3]～[11]表明，以不同有機固廢為原料的生產工藝過程存在著相似性。首先是收集并選取不同類型的固體廢棄物，對其進行前期的篩選、處理，并按各自的功能效用進行配比。之后，在對環(huán)境、技術條件等的控制下進行堆肥，腐熟后破碎、篩分、烘干，成為固劑載體。與此同時進行的是微生物的培養(yǎng)、營養(yǎng)液的配制及菌液的制備。最后可將固劑與菌液混合并進行造粒等工序而生產出生物有機肥。

圖1　生物有機肥生產工藝流程簡圖

3.3  生產工藝的技術要點

（1）在生物有機肥的生產過程中需有效地控制影響有機廢物發(fā)酵、微生物繁殖的各因素。主要的影響因素為有機質含量、含水率、碳氮比、堆肥過程的氧濃度和溫度以及pH值等［9］。一方面，通過對諸因素的控制滿足各微生物菌種的生長繁殖所必需的碳氮比、溫度、濕度、pH值、氧量及其它的營養(yǎng)元素；另一方面，不同的營養(yǎng)物質含量可產生不同效果的肥效，比如含碳量高有助于土壤真菌增多，氮則有助于土壤細菌增多，而鈣對于作物抗病有明顯的效用［12］。

（2）對堆肥產生的惡臭需加以防治與控制，避免二次污染。自然發(fā)酵有機廢物一般會伴有較濃烈的異味，且污染周圍的環(huán)境空氣，在堆料中加入發(fā)酵劑或快速分解菌可在較短時間內使臭氣基本消失，且感官效果較好；或者對堆肥場產生的惡臭氣體以生物除臭技術等進行處理。

（3）嚴格控制原料中的重金屬含量。在生產前期對固體廢物進行篩選預處理的過程中，應排除重金屬的干擾，防止在后期的生產過程中微生物中毒，以及成品有機肥中重金屬超標，污染土壤及農作物。

（4）生物有機肥的成品應能夠滿足國家有關生物有機肥產品的質量控制標準，成品經過分析檢測，其有機質、腐殖酸、氮、磷、鉀及其中微量元素含量、活菌數等應達到或超過國家標準［13］。

4  綜合利用固廢生產生物有機肥的效益

4.1  環(huán)境、社會效益

（1）生物有機肥的使用減少了化肥的施用量，同時減輕了化肥施用所帶來的土壤環(huán)境污染、農作物產量低及品質差、以及導致的周圍空氣與水體污染、特別是對人類健康的直接和間接影響。

（2）生物有機肥的應用在一定程度上緩解了目前愈來愈多的有機固體廢棄物的污染問題。減少了大面積的土地污染與占用問題，減輕了對河流、湖泊和地下水的污染，改善了固廢堆積所散發(fā)的惡臭對空氣的污染以及抑制了蚊蟲等孽生而引起的病原體傳播［4］。

（3）有機固體廢棄物的產生量較大，生物有機肥的生產以其作為主要的生產原料，較大程度地實現(xiàn)了固體廢棄物的減量化。

（4）生物有機肥的施用對于土壤環(huán)境與土壤結構、功能的改善，為實施農業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供了保障。

（5）隨著社會對環(huán)境保護的日益重視和生態(tài)農業(yè)的迅速發(fā)展，人們越來越崇尚無公害食品，生物有機肥作為優(yōu)質的“綠色肥料”，也必將推動新興的“綠色產業(yè)”。

4.2  經濟效益

（1）我國的有機廢物每年的排放量是相當可觀的，其中所含的有機成分及氮、磷等有效成分將是一筆不小的財富。比如，一個年出欄10000頭的養(yǎng)豬場，平均每天的糞便排放量達17.5t，其中氮和磷的排放量分別可達到105kg和70kg。

（2）化肥生產需消耗大量的能源，生物有機肥的施用意味著化肥使用量的減少，于是就減少了能源的消耗，并使氮的利用率提高，而且在相同作物產量的情況下，可節(jié)約氮肥30%以上［4］。

（3）生物有機肥作為一種新型肥料，它集化肥、農家肥的優(yōu)點于一身，且肥效穩(wěn)定，使得農作物增產明顯，這也必將帶來可觀的經濟收益［3］。

（4）逐步建立以有機廢物綜合利用、有機肥生產、綠色農產品種植為一體的農業(yè)循環(huán)型經濟生產結構，是實現(xiàn)廢物資源化的有效途徑，同時也促進了我國綠色食品的發(fā)展。

5  生物有機肥的發(fā)展趨勢與應用前景

環(huán)境的日益惡化以及可供人類利用的自然資源的銳減，使人們逐步認識到了控治污染物的排放與進行資源能源的再循環(huán)、再利用，才能實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。農業(yè)要走可持續(xù)發(fā)展的道路，開發(fā)生態(tài)農業(yè)是關鍵，因而推廣生物有機肥的施用成為有效的途徑。

5.1  生物有機肥技術的發(fā)展趨勢

目前，世界各國都在加大生物有機肥的開發(fā)生產和推廣應用力度，從國內外現(xiàn)狀來看，生物有機肥技術的研究發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在：一是實現(xiàn)生物有機肥類型的多元化生產，包括粒狀、粉狀、液體型，以及富含不同營養(yǎng)元素和微生物種類的不同功能的有機肥類型；二是不斷加強生物技術在生產中的滲透和結合，選育、改造和重組新的菌種，并組合和使用聯(lián)合菌群，拓寬生物有機肥的作物應用范圍以及多功能化［15］。三是提高對有機廢物的利用率，盡量選用能耗低的生產工藝技術，嚴格控制能耗、物耗指標。四是隨著技術的發(fā)展，不斷建立新的標準，控制、提高產品質量，加強質檢條件的建設，提高產品質量檢測的能力［2］［15］。

5.2  生物有機肥的應用前景

發(fā)展生物有機肥既是提供作物營養(yǎng)、實現(xiàn)農業(yè)增產增收的需要，也是保護土壤肥力與農村環(huán)境、實現(xiàn)循環(huán)經濟的需要［16］。另外，我國充足的有機廢物資源為生物有機肥的生產提供了可靠的原料保障。所以，無論是發(fā)展可持續(xù)的生態(tài)農業(yè)、發(fā)展無公害、無污染的綠色農產品生產，還是減少農藥和化肥的田間施用量以減少環(huán)境污染、降低生成成本，以及推動生物技術的發(fā)展和高新技術的滲透，都將使得生物有機肥的生產與應用具有良好的前景。

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