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    環保專用肥廠家淺談我國發酵有機肥歷史演變和現代時期

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    環保專用肥廠家淺談我國發酵有機肥歷史演變和現代時期

    發布日期:2021-09-10 作者: 點擊:

    環保專用肥、有機肥產業發展方向

    1.1我國古代農業對肥料的認知

    肥料是給予農作物生長發育所需的營養物質成分。按化學元素區分為:氮(N)、磷(P)、鉀(K)三種大元素肥和鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)三種中量元素肥和鉬肥、硼肥、錳肥、鋅肥、銅肥、鐵肥等六種微量元素肥。發酵有機肥也稱為堆肥或者漚肥。是采用農林廢棄物、人畜糞便或者生活垃圾等物料,通過堆積;靠微生物發酵腐熟而成為的一種肥料。

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    根據中國古代農業文獻記載。西漢泛勝著《泛勝之書》,是我國歷史上Z早的農業科學文獻。書中總結出一種叫"區(音:歐)田法"的耕作方法?!皡^田法”的實質是現代農業生產推行的秸稈還田方法。秸稈廢料翻耕入土后,靠土壤中的自然微生物分解發酵和漚熟秸稈廢料成為肥料??芍^是我國歷史上對漚肥Z早的認知。泛勝之書也有:“凡耕之本,在于趨時和土,務糞澤,早鋤早獲”之記載。其意是:翻耕土壤之目的是增加土壤的活性,保持土壤活性則必須施用糞肥。早鋤早獲是指:勤于松土可獲得好收成。由此可見,我國古代農耕對施用糞便有機肥和如何使糞便肥產生活化土壤效果,有了更為理性認知。近代農業科學研究發現,土壤具備活性;必須增加土壤的有機質含量。古代農耕增加土壤有機質含量的辦法就是“務糞澤”,即:施用糞便肥。施用糞便肥的同時勤于松土。松土的目的是滿足土壤微生物在有氧條件下對糞便有機質的分解和氧化,同時可滿足農作物根系在充足氧氣條件下對養分的吸收和利用。我國古代的這種施肥活土的農耕辦法一直沿用至今,充分體現出我國勞動人民的聰明和才智。東漢思想家王充在《論衡·率性篇》中對貧瘠的土壤說道:“深耕細鋤,厚加糞壤,勉致人功,以助地力,其樹稼與彼肥沃者,相似類也”這段文字中除了有“厚加糞壤”之說外,出現了“其樹稼與彼肥沃者”的說詞?!昂窦蛹S壤”可理解為多用自然發酵漚熟的糞肥?!捌錁浼谂c彼肥沃者”應該是指秸稈之類的廢棄物料,靠自然發酵成肥之說?!氨朔饰终摺睉撌侵附斩捀S便混合發酵成肥之意。由此可見,農耕除了多施用糞肥受到廣泛認知外,利用農作物秸稈廢棄物跟糞便混合發酵成肥;可產生相同的肥效也有了理性認知。據此可以確定,我國民間堆肥制作起源于東漢時期應該是不可爭議的歷史事實。春秋戰國時期,人們就把土壤肥力與增產聯系在一起。孟子(約公元前372-公元前289)說:“耕者之所獲,一夫百畝,百畝之糞,上農夫食九人?!保ā睹献印とf章下》)是說一人耕種一百畝地,全部施肥,所產糧食能養活九口人。元代農學家王禎在《王禎農書》(成書于1313年)里說:“田有良薄,土有肥磽(音:敲),耕農之事,糞壤為急”。清代楊雙山(1699-1794)在《知本提綱》里也提到:“田得膏潤而生息,變臭為奇,化惡為美,絲谷倍收,蔬果倍茂?!睋丝梢宰C實:宋代時期;一直到清代時期,延續了歷史上糞肥對改變貧瘠土壤和促進農作物增收所起到的重要作用。宋元時代,由于不斷開墾荒田,耕地面積擴大,農民積肥、造肥與施肥的技術又有所發展。尤其是南宋農學家陳旉(音:服)在肥料的理論與實踐上作出了重要貢獻。他在《陳旉農書》(成書于1149年)中提出了“地力常新”的理論,即主張用地與養地相結合,采用農田施肥的辦法來保持和提高地力。陳旉在《農書》中指出:“或謂土敝則草木不長,氣衰則生物不遂。凡田土種三五年,其力已乏。斯語殆不然也,是未深思也!”他對這種論點持相反的態度,他斷言:“若能時加新沃之土壤,以糞治之,則益精熟肥美,其力當常新壯矣。抑何敝何衰之有!”陳旉的這種“地力常新”論,外國科學家給予很高的評價,德國近代農業化學家李比希對我國長期保持地力不衰的經驗備加贊揚,他在《化學在農業和生理學上的應用》一書中指出:中國的農業“是以經驗為指導的,長遠的保持著土壤肥力,借以適應人口的增長而不斷提高其產量,創造了無與倫比的農業耕作方法?!标悢赀€在《陳旉農書》里設專篇來闡述肥料問題,他對積保肥料問題提出建造“糞屋”的構思是:“糞屋是挖一深池,四周用磚石砌嚴,使不滲漏,用以積制糞肥”。 “糞屋”之說,實際就是現代人使用的廁所糞池,包括農村使用的糞窖或者沼氣池。人畜糞便進入糞池后產生發酵作用,施用發酵腐熟的人畜糞便可產生極好的肥效。據此說明:南宋時期陳旉提出的這種糞池積肥原理,是我國歷史上Z早建立堆肥發酵經驗之提升,充分顯示出我國勞動人民的聰明智慧和文化積淀。為歷史以來民間堆肥制作和科學用肥起到了引領作用。同時充分證實;南宋是我國農業進入了可持續發展的新時期。

    2.2 我國近代有機肥制作和施用概況

    中國近代農耕對有機肥的認知;除了延續歷史上施用糞肥可獲得好收成外,對施用秸稈和人畜糞便混合發酵的堆肥也有了更為廣泛的認知。由此可以認定;古代農耕時期堆肥的制作和施用一直延續到近代時期化學工業的興起。

       從建國初期到1978年底,是我國農村集體經濟體制歷史時期,農業生產受計劃經濟體制的制約,農業廢棄物資源滿足不了制肥需求和堆肥產生肥效緩慢的先天性缺陷,再加上長期過量施用無機化肥獲得高產的利益驅使,堆肥的制作和施用仍然處于低潮,由此形成了施用無機化肥的農田面積和數量遠遠大于自產自用堆肥的局面。煤炭能源產業的迅猛發展給國產化肥工業注入了發展活力,我國農業生產大面積施用無機化肥有增無減,空氣質量的不斷惡化,造成雨水酸化,導致許多良田出現鹽堿化而板結,造成了農作物大面積減產欠收,農產品失去原本風味品質,引起了政府的高度關注。

    1979年初始,我國部分地區實行改革開放試點到全面推開的幾年中,我國農業經濟體制出現改革發展的好勢頭,出現部分農戶自產自用堆肥和無機化肥兼用的農耕方式,農產品產量和品質有了明細優化的同時,催生出發酵有機肥產業化生產的形成和發展。利用專用堆肥菌劑好氧發酵堆肥,使得傳統堆肥制作方式有了技術層面的提升。堆肥好氧發酵菌的研發和產品上市銷售以及成套生產設備為農業生產提供和大面積施用優質發酵有機肥提供了極大方便。 

    3.3 我國現代時期有機肥產業發展方向

    中國產業調研網發布的中國有機肥行業現狀調查分析及發展趨勢預測報告(2017年版)認為,根據目前有機肥料行業的發展特點和市場規模趨勢來分析,我國有機肥行業剛剛邁入成長期,發展前景可觀。經濟發達地區對于食品安全更為重視,有機食品的需求量較大,有機肥料需求量亦隨之增大。近年來,我國經濟作物種植面積呈現逐年上漲的態勢,有機肥的施用比例和使用量會大幅提高,但我國有機肥使用率占比尚不足10%,市場空間巨大。同時,國家對有機肥的生產十分重視,對于符合標準的生物有機肥產品實行免稅政策,為有機肥行業的發展提供了進一步的支持。隨著生產技術的全面發展,我國有機肥行業將迎來快速發展時期。面對前所未有的發展機遇,發酵有機肥產業如何把握發展方向?本人提出看法如下。

    3.31 明確發酵有機肥基本概念,是把握產品質量的關鍵

    以生物廢棄有機物為原料,在微生物或者生物酶的催化作用下,利用可發酵糖分,將生物有機物大分子分解和發酵氧化成為以含碳(C)、氫(H)、氧(O)氮(N)、磷(P)為主要元素;含有少量鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)中量元素和無機微量元素以及活性微生物細胞成分,可為植物生長發育合成有機質提供活性有機碳元素成分和無機養分需求的肥料產品稱為發酵有機肥。其中,單質有機碳(C)元素和烴基(R-CH3)化合物是發酵有機肥的終端產物;也是發酵有機肥的Z主要成分。有機碳元素具有很強的還原性,是植物合成纖維素、半纖維素、木質素、淀粉、蛋白質、脂肪和核酸等相關有機物分子的骨架元素。同時,碳元素對空氣和土壤中的微生物具有很強的吸附功能,對保持土壤生物活性和維持植物生命活動起到非常重要的作用。

        綠色植物和農作物是以碳元素為唯一能量物資需求的自養型生物,生長所需大量的無機元素;即:碳、氫、氧、氮、磷、鉀。由于碳、氫、氧通常由陽光、空氣和水來提供,這些都是植物生長發育所需的正常元素,以至于都被我們忽視了。對作物來說“碳元素”的主要來源是二氧化碳(CO2)經過光合作用轉化成碳水化合物,才能被作物吸收。事實上由于受氣候條件、轉化效率等因素的影響,作物長期處在“碳”饑餓狀態,這也是近年來肥料用量越來越大;土壤生產能力卻逐年下降的重要原因之一??茖W研究發現;植物的有機質營養本質上就是碳元素,但單質碳不溶于水,不能被吸收;因此能被植物吸收的有機質形態一定是可以被植物直接吸收的有機碳,這就是小分子水溶性有機碳??茖W研究證實;碳是是4價元素;Z外層電子層為4個電子,很容易與其他元素結合形成共價鍵。包括有:碳元素(C)、氫元素(H)、氮元素(N)、氧元素(O)、磷元素(P)......等。這些可被4價碳元素結合的元素;原本是構成有機質的化學元素,但是在生物氧化(微生物發酵)作用下,這些元素被生物氧化后失去與碳元素結合形成的共價鍵。因此,碳元素變成可被還原狀態的4價元素。4價碳元素稱為單質有機碳元素或者稱為活性炭元素。單質碳元素是一種不穩定的活潑元素,具有極強的吸附還原功能,在土壤中可被植物根系和土壤微生物直接吸收利用;還原合成新的細胞有機質成分。這就是為什么要生產和施用發酵有機肥的根本原理之所在。也是為改良和修復土壤、種植有機農作物目的之所在。

         長期以來,關于發酵有機肥的終端產物到底是什么?業界有許多說法。在實際生產過程中,對有機肥廢棄物料發酵腐熟之解說也比較模糊,以至造成施用到農田的有機肥;常有出現農作物大面積腐根燒苗問題。從發酵有機肥定義和對農作物利用碳元素的釋意來看,發酵腐熟的有機肥物料終端產物的感官顏色應該呈黑色或者褐色的單質有機碳元素和有機烴基(R-CH3)類成分的混合物。手感質地松軟,呈輕質粉末狀態,沒有臭味,具有發酵霉香氣味,不含化學激素,不含病蟲害和產生抗性成分的抗生素藥物成分、不含或者含有限量重金屬,其他理化指標符合國家標準,應該是符合要求的產品。

    3.32 對有機廢棄物原料資源科學分類,有利于根據原料性質確定產品生產工藝。

         可被微生物降解的有機廢棄物幾乎都可以生產發酵有機肥。但是有機廢棄

    物的碳(C)氮(N)元素含量確不完全相同。對以蛋白質含量為主要成分的廢棄物而言,要求蛋白質被分解成的終端產物是氨基酸和多肽即可。單純采用堆肥菌劑堆積翻拋供氧發酵,不可能產生這樣的效果。采用以蛋白酶制劑或者復合酶制劑水解生產,顯得更為合理。有機廢棄物跟不同產業的產品生產有著密切關系,因此出現廢棄物形態的多樣性和碳(C)氮(N)元素含量的復雜性。如果對其科學分類,對確定合理的產品生產工藝具有十分重要的意義。這也是合理利用有機廢棄原料資源的必然需要。

    3.33靶向性產品的研發是產業發展方向

    發酵有機肥的產品性質實質的碳基有機肥。其中包括單質碳元素、碳氫基質或者氨基酸和多肽分子。其主要功能是為土壤提供有機質含量,為農作物合成有機質提供碳素成分的同時提供部分氮素養分。然而,對改良鹽堿性或者重金屬污染的土壤,或者為滿足農作物對多種養分元素需求而言,需要有靶向性產品。例如有:有機無機復混肥,測土配方肥,瓜果蔬菜專用有機肥、茶葉專用有機肥、經濟林用有機肥、旱地糧食作物有機肥、水稻專用有機肥,育苗基質有機肥、有機無機螯合有機肥、功能性微生物菌肥、藥用有機肥等靶向產品。


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