中國科學院沈陽應用生(shēng)态研究所 何随成

　　我國是世界上(shàng)最大(dà)的發展中國家(jiā)，人(rén)口衆多(duō)，“吃(chī)飯”“喝(hē)水(shuǐ)”“穿衣”是頭等大(dà)事，因此必須優先發展農業。我國國民經濟和(hé)社會(huì)對農業提出的一個(gè)基本要求是：要以占世界6.8%的耕地、35%的化肥生(shēng)産占世界20%的糧食，養活占世界22%的人(rén)口，而我國自然資源總量雖大(dà)，但(dàn)相對量小(xiǎo),人(rén)均資源占有(yǒu)量與世界平均水(shuǐ)平相差較大(dà)。我國又是化肥生(shēng)産與使用大(dà)國，2018年全國化肥用量達8321萬噸，其中用量最大(dà)的氮肥達2172萬噸，化肥投入占農業生(shēng)産物資費用的50%左右，每年農民購買化肥支付1400餘億元。根據我國今後人(rén)口的增長和(hé)糧食生(shēng)産的發展趨勢，參考發達國家(jiā)單位面積的化肥用量水(shuǐ)平，我國對化肥的需求仍保持一個(gè)相對穩定的态勢。
　　化肥投入如此之大(dà)，但(dàn)利用率卻很(hěn)低(dī)，用量最大(dà)的是氮肥，但(dàn)氮的利用率隻在30－35%，磷肥的隻有(yǒu)20%-30%，鉀肥則為(wèi)30%-35%，與發達國家(jiā)相比，低(dī)10個(gè)百分點左右。氮肥施入土壤後，通(tōng)過硝化與反硝化，氨揮發，氣态氮逸失，給江河(hé)水(shuǐ)域、地下水(shuǐ)、大(dà)氣層造成嚴重的污染。
　　近幾年來(lái)國家(jiā)提倡有(yǒu)機肥替代化肥，首先在果菜茶等作(zuò)物開(kāi)展有(yǒu)機肥替代化肥的行(xíng)動，以減少(shǎo)化肥的過量施用，事實上(shàng)有(yǒu)機肥經過功能微生(shēng)物菌劑發酵降解後，施入土壤中後不僅可(kě)以替代一部分化肥施用，還(hái)可(kě)以改良土壤，增肥地力，提高(gāo)作(zuò)物産品的品質，還(hái)能提高(gāo)化學肥料的利用率等效果，更重要的是減少(shǎo)碳排放及達到碳中和(hé)等綜合效果。
　　随着我國畜牧業的集約化生(shēng)産程度的不斷提高(gāo),畜牧業規模日益遞增.全國的家(jiā)禽數(shù)量2018年比2012年增加5倍,達80多(duō)億隻,豬2018年比2012年增加3.2倍,達44169.1萬頭；牛增加8倍,達13205.8萬頭。我國雞、豬、牛等年排糞量為(wèi)20.62億噸。據測算(suàn)，一個(gè)年飼養量為(wèi)1萬頭的豬場(chǎng)排至環境中的氨為(wèi)100噸，磷30噸。全國每年豬糞中氨排放量為(wèi)1000萬噸左右，磷為(wèi)200萬噸左右，這些(xiē)排洩物如不進行(xíng)無害化處理(lǐ)，将會(huì)嚴重污染周圍環境及水(shuǐ)源。
　　随着人(rén)們善食結構的調整，今後畜牧業還(hái)會(huì)有(yǒu)一個(gè)較大(dà)的發展。畜禽數(shù)量的增加，糞便處理(lǐ)的問題，特别是對大(dà)城市來(lái)說就顯得(de)十分嚴峻。遼甯省的幾個(gè)大(dà)城市，如沈陽、大(dà)連等地畜牧業的規模較大(dà)。大(dà)連某集團雞存欄量達3000萬隻以上(shàng),雞蛋的供應占大(dà)連地區(qū)雞蛋總供應量的50%以上(shàng),每天的糞便排洩量達500餘噸,加上(shàng)其它養殖戶,僅大(dà)連地區(qū)每天的雞糞排放量高(gāo)達800噸以上(shàng)。沈陽地區(qū)的畜禽數(shù)量是大(dà)連地區(qū)的3倍,雞存欄量3300萬隻,牛的存欄量達50萬頭,豬的存欄量達60萬頭,集約化養雞場(chǎng)12個(gè),養豬場(chǎng)8個(gè),奶牛基地8個(gè),每天畜禽糞便排放量達2000噸以上(shàng),如此大(dà)量的畜禽糞便排放對當地的生(shēng)态環境造成巨大(dà)的威脅,如不及時(shí)妥善處理(lǐ)将會(huì)嚴重污染環境。另一方面,畜禽糞便又是放錯位置的肥料資源，如果處理(lǐ)好可(kě)化害為(wèi)利、變廢為(wèi)寶。
　　我國是一個(gè)蔬菜生(shēng)産大(dà)國。近年來(lái)，随着我國蔬菜種植面積的不斷擴大(dà)，産量不斷提高(gāo)的同時(shí)，又面臨市場(chǎng)供應的蔬菜品質低(dī)，有(yǒu)農藥殘留，食用不安全等問題。尤其是蔬菜中的亞硝酸鹽等物質含量超标問題十分普遍。上(shàng)海，廣州等大(dà)城市蔬菜中硝酸鹽的含量超标5－8倍，消費者食用韭菜等蔬菜及瓜果導緻中毒事件時(shí)有(yǒu)發生(shēng)。因此，要解決蔬菜生(shēng)産中的質量問題，隻有(yǒu)通(tōng)過推行(xíng)無公害、綠色蔬菜生(shēng)産，才能優化、提高(gāo)蔬菜品質，保障消費者身體(tǐ)健康，保護生(shēng)态環境。近幾年我國無公害、綠色蔬菜生(shēng)産面積迅速增加，得(de)到認證的綠色蔬菜産品逐年增多(duō)。可(kě)以肯定無公害、綠色蔬菜将成為(wèi)今後蔬菜生(shēng)産的方向。從2017年開(kāi)始農業部多(duō)次要求有(yǒu)機肥替代化肥，首先在果、菜、茶上(shàng)開(kāi)展有(yǒu)機肥替代化肥30%左右，到2019年又擴展到大(dà)田水(shuǐ)稻等作(zuò)物有(yǒu)機肥替代化肥行(xíng)動。
　　目前，一些(xiē)發達國家(jiā)人(rén)們的飲食結構已逐步向保健型過渡。美國和(hé)歐洲各國正在迅速調整飲食結構，由過去以肉食為(wèi)主轉化為(wèi)素葷搭配，其中蔬菜對人(rén)類健康的作(zuò)用是其他任何食品都不可(kě)代替的。因此，全世界蔬菜年貿易額不斷增加。我國是世界上(shàng)蔬菜種類最多(duō)，種植面積最大(dà)的國家(jiā)，加之我國自然條件優越，勞動力資源豐富，蔬菜生(shēng)産成本較低(dī)，國內(nèi)菜價僅為(wèi)國外的1／5－1／8，因此有(yǒu)較強的競争力。但(dàn)我國蔬菜與國際市場(chǎng)對蔬菜的高(gāo)檔化和(hé)無害化的要求尚有(yǒu)很(hěn)大(dà)差距。為(wèi)了解決這一問題，我們認為(wèi)在種植環節中，農藥應使用低(dī)毒，低(dī)殘留的，在施肥方面應使用經微生(shēng)物複合菌群充分發酵的有(yǒu)機肥再配合适量無機養分，或使用生(shēng)物有(yǒu)機無機複混肥。這樣，既能使作(zuò)物充分吸收利用而又無不良影(yǐng)響。據有(yǒu)關資料表明(míng)，我國每年因施用未經腐熟的農家(jiā)肥而導緻作(zuò)物減産30%以上(shàng)。針對這種狀況，遼甯德神微生(shēng)物有(yǒu)限公司按照綠色食品的質量要求研制(zhì)出微生(shēng)物菌劑用于生(shēng)産生(shēng)物有(yǒu)機肥大(dà)面積在茄果類蔬菜上(shàng)推廣應用，通(tōng)過測定各項指标結果表明(míng)，與無機肥料對比，生(shēng)物有(yǒu)機複混肥可(kě)以提高(gāo)茄果類蔬菜的品質，産量不低(dī)于無機肥，而且能夠達到綠色食品标準；施用生(shēng)物有(yǒu)機肥還(hái)可(kě)以培肥地力，改良土壤，經濟效益較高(gāo)，深受廣大(dà)農民歡迎。
　　（一）、國內(nèi)外發展現狀及發展趨勢：
　　當前，同時(shí)面臨日益嚴重的環境和(hé)資源問題，世界各國将在實施可(kě)持續發展戰略的基礎上(shàng)采取大(dà)規模的實質性行(xíng)動，而作(zuò)為(wèi)第一産業部門(mén)的農業和(hé)食品工業将是采取行(xíng)動的重點領域。美國政府已認識到過度依賴現代化商品投入的常規農業對資源、環境、食品衛生(shēng)、人(rén)體(tǐ)健康造成的潛伏性、累積性、擴散性的危害，如土壤闆結、地下水(shuǐ)污染、生(shēng)物多(duō)樣性減少(shǎo)等。歐盟國家(jiā)已開(kāi)始對化學農藥的使用進行(xíng)更加嚴格的管理(lǐ)，如荷蘭作(zuò)為(wèi)一個(gè)畜牧業十分發達的國家(jiā)也對獸藥使用制(zhì)定了嚴格要求。瑞典政府已做(zuò)出決定，從2000年開(kāi)始把10％的耕地轉為(wèi)生(shēng)态種植，以推動本國生(shēng)态農業和(hé)生(shēng)态食品的發展。澳大(dà)利亞聯邦政府提出了可(kě)持續發展的國家(jiā)農林漁業戰略，并推出了“潔淨食品”計(jì)劃，首要目标是占領亞洲市場(chǎng)。日本也不甘落後，農林水(shuǐ)産省現已推出了“環保型農業”發展計(jì)劃。
　　我國在種植環節中，農藥、化肥是關鍵，農藥使用低(dī)毒、低(dī)殘留的農藥，在施肥方面則要求以經有(yǒu)益微生(shēng)物菌群降解腐熟的畜禽糞便為(wèi)主。但(dàn)我國每年因施用未經腐熟的畜禽糞便而使作(zuò)物遭受損失在30％以上(shàng)，尤其在苗期燒苗現象尤為(wèi)嚴重。因此利用快速分解菌群充分降解發酵畜禽糞便後配制(zhì)成生(shēng)物有(yǒu)機肥料，培肥土壤，改良土壤，使之達到作(zuò)物直接吸收利用而對環境無不良影(yǐng)響是十分必要的。
　　農作(zuò)物的生(shēng)長需要各種營養元素的供給，而營養元素的來(lái)源主要是施用各種肥料。化肥在農作(zuò)物增産中起着主要的作(zuò)用，據聯合國糧農組織多(duō)年統計(jì)資料表明(míng)，化肥對農作(zuò)物增産所起的作(zuò)用占40％左右，可(kě)見在農業生(shēng)産中，化肥起着舉足輕重的作(zuò)用。但(dàn)是，化肥施入土壤後，由于化肥自身的性能和(hé)土壤環境條件等因素的制(zhì)約，其當季作(zuò)物的化肥利用率較低(dī)。以用量最大(dà)的氮肥為(wèi)例，我國氮肥利用率隻有(yǒu)30％～35％，比發達國家(jiā)低(dī)10個(gè)百分點左右；磷肥的當季利用率隻有(yǒu)20％～30％；鉀肥的當季利用率為(wèi)35％～40％。化肥利用率低(dī)，不僅造成了化肥的大(dà)量浪費，而且還(hái)會(huì)給生(shēng)态環境帶來(lái)不良影(yǐng)響。70年代1 個(gè)純養分可(kě)增産糧食19.6公斤，但(dàn)到90年代1個(gè)純養分隻增産糧食11.4 公斤可(kě)見并不是施用量與增産成正比關系。實踐證明(míng)當農業的投入與産出比較低(dī)時(shí)，會(huì)直接影(yǐng)響農民增加投肥的積極性。經測算(suàn)，當增産的糧食價值與購買化肥的費用的比值VCR>2時(shí)， 才能調動農民增加投肥的積極性。我國投入産出比VCR≈2，所以較難激發農民增施肥料的積極性。
　　（二）、微生(shēng)物菌劑在畜禽糞便無害化處理(lǐ)中的作(zuò)用
　　畜禽糞便無害化處理(lǐ)的必要性：
　　1.畜禽糞便殘留大(dà)量重金屬，像鉛、汞、鉻、砷等，這些(xiē)重金屬對人(rén)體(tǐ)危害較大(dà)。
　　2.畜禽糞便中有(yǒu)大(dà)量病原菌、沙門(mén)氏杆菌、大(dà)腸杆菌、及H5N1型高(gāo)緻病性禽流感病毒、甲型H1N1等，豬鏈球菌、牛的口蹄疫病等，對養殖業有(yǒu)很(hěn)大(dà)威脅。
　　3.畜禽糞便中含有(yǒu)馬尿酸和(hé)尿囊素，這些(xiē)物質不經分解轉化會(huì)使作(zuò)物出現燒苗現象，全國每年因此造成的損失有(yǒu)13億元。
　　4.全球抗生(shēng)素飼料添加劑用量占抗生(shēng)素用量的45.8%。常用的抗生(shēng)素有(yǒu)：磷黴素、四環素類、氯黴素等，這些(xiē)藥物被動物吸收消化一部分，其餘30% 左右殘留在畜禽糞便中。
　　香港等地每年從內(nèi)地進口大(dà)量的畜禽等肉類産品，他們執行(xíng)的是歐盟檢測标準，不準含有(yǒu)抗生(shēng)素的蛋禽等肉類進入香港。
　　複合微生(shēng)物菌劑在畜禽糞便無害化處理(lǐ)中起到重要的作(zuò)用：
　　（1）微生(shēng)物菌劑可(kě)以鈍化畜禽糞便中的重金屬，
　　（2）微生(shēng)物菌劑可(kě)以降解畜禽糞便中的尿酸及尿囊素避免燒苗
　　（3）微生(shēng)物菌劑可(kě)以産生(shēng)高(gāo)溫殺滅畜禽糞便中的病原菌。
　　（4）微生(shēng)物菌劑可(kě)以降解畜禽糞便中的抗生(shēng)素。
　　（三）項目的主要內(nèi)容及特點
　　1、主要內(nèi)容：
　　該項目主要是以畜禽糞便為(wèi)主體(tǐ)（主要包括：雞糞、豬糞、牛糞等），經快速分解菌充分發酵無害化降解後，再适量添加無機營養、腐殖酸氮肥增效劑及磷鉀螯合劑等，實現生(shēng)物、有(yǒu)機、無機的科學配比，制(zhì)成無公害生(shēng)物長效有(yǒu)機肥料。根據市場(chǎng)的需要還(hái)可(kě)以配制(zhì)各種作(zuò)物所需的專用型生(shēng)物有(yǒu)機肥料。
　　2、主要工藝特點:
　　（1）首先向鮮畜禽糞便中添加稭稈、菌糠等輔料使物料水(shuǐ)分降至50％以下，然後加入快速分解菌FM（1:500），充分混拌均勻後進入日光溫室式發酵車(chē)間(jiān)發酵，當物料溫度達到65℃時(shí)。開(kāi)始翻料一次。當物料溫度再次升到60℃以上(shàng)，再翻倒一次，通(tōng)常翻倒三次即可(kě)。當物料松散無異味時(shí)，說明(míng)發酵過程結束，即可(kě)出料，送入熟化車(chē)間(jiān)進行(xíng)熟化，粉碎後配制(zhì)成生(shēng)物有(yǒu)機複混肥。
　　（2）發酵分為(wèi)三個(gè)階段：升溫階段、高(gāo)溫階段、降溫階段。
　　3、發酵工藝要點：
　　（1）促進畜禽糞便發酵的措施
　　為(wèi)了促使畜禽糞便的快速發酵，添加我所自主篩選的快速分解菌群。開(kāi)始發酵時(shí)，要給予這些(xiē)微生(shēng)物盡快繁殖的能量，促進微生(shēng)物繁殖速度，縮短(duǎn)達到高(gāo)溫階段的時(shí)間(jiān)，加快發酵物料中有(yǒu)機物質的充分降解。
　　（2）控制(zhì)發酵物料中的C/N。
　　發酵過程是一個(gè)利用微生(shēng)物降解畜禽糞便的生(shēng)物化學過程。在微生(shēng)物的新陳代謝和(hé)細胞物質的合成中，需要大(dà)量的營養元素。碳主要用于微生(shēng)物活動的能源，氮主要用于細胞原生(shēng)質的合成，磷是磷酸和(hé)細胞核組成的重要元素。營養條件中最重要的是發酵物料的C/N。一般發酵物料最适宜的C/N以25～35最好。
　　（3）控制(zhì)物料中的水(shuǐ)分
　　發酵過程中畜禽糞便的分解和(hé)微生(shēng)物的生(shēng)長繁殖，都離不開(kāi)水(shuǐ)。水(shuǐ)分是發酵成功的關鍵。水(shuǐ)分過高(gāo)，透氣不好，不利于發酵。水(shuǐ)分過低(dī)，不利于微生(shēng)物活動。畜禽糞便适宜的發酵水(shuǐ)分為(wèi)40-50%左右。
　　（4）控制(zhì)發酵中的溫度
　　溫度是影(yǐng)響微生(shēng)物活動的重要因素。發酵過程中有(yǒu)益微生(shēng)物分解畜禽糞便中有(yǒu)機質而放出熱量，使物料溫度上(shàng)升。溫度升高(gāo)能使發酵速度加快，但(dàn)是發酵過程是一種生(shēng)物化學過程，當溫度超過極限溫度時(shí)，微生(shēng)物的活動受到影(yǐng)響，發酵速度反而下降，高(gāo)溫階段适溫是55℃～65℃。利用機械翻料是調節溫度、供氧的最佳辦法。
　　（5）有(yǒu)益菌群富集
　　在發酵降解畜禽糞便過程中，一方面多(duō)種功能微生(shēng)物降解發酵畜禽糞便中的有(yǒu)機質；另一方面多(duō)種有(yǒu)益微生(shēng)物在畜禽糞便中大(dà)量繁殖，将畜禽糞便降解成生(shēng)物有(yǒu)機肥，這些(xiē)有(yǒu)益微生(shēng)物中有(yǒu)轉化土壤中磷、鉀物質的矽酸鹽細菌等，還(hái)有(yǒu)能增加土壤拮抗能力的放線菌等，這些(xiē)随降解後的有(yǒu)機質施入土壤當中，對多(duō)種土傳病害有(yǒu)較好的防治效果。
　　4、科學配制(zhì)：
　　利用快速分解菌把豬糞、雞糞、牛糞等畜禽糞便分解成作(zuò)物可(kě)直接利用的營養。在适量添加無機營養及氮肥增效劑和(hé)磷鉀螯合劑，肥料有(yǒu)緩釋長效的效果。這種配合明(míng)顯提高(gāo)化肥利用率，減少(shǎo)化肥對環境的污染；符合國家(jiā)碳中和(hé)碳排放的要求，增加作(zuò)物産量，提高(gāo)作(zuò)物品質，實現農業的增産增收。