生物有机肥生产工艺存在的问题及解决方案

混菌发酵的方法造成了功能菌的浪费， 不仅不能达到预期效果，反而会增加生产成 本，降低产品的肥效。更新发酵工艺，将混 合菌种发酵的方法改为发酵后底物充分冷却 再添加功能菌，可以收到良好效果。 2.4 发酵用菌种质量存在的问题
发酵用菌种的选育是生产生物有机肥的 核心技术。通过选择培养高效发酵菌株，配 制菌株组合，来生产有机肥发酵剂。利用有 机肥发酵剂促进有机物中养分分解，使养分 速效化。有机肥发酵用菌种的研制开发为生 物有机肥的工业化生产提供了重要条件。
传统的有机肥生产厂家出于降低前期建 设成本的考虑，采用好氧通气发酵工艺进行 生产，将发酵过程所产生的气体直接排放到 大气中，造成了大气的污染，不符合环保、 节能的要求，需购买专门的环保设备，增加 了企业污染控制等投资，也造成有机肥养分 特别是碳和氮的较大损失。 2.3 发酵菌与功能菌共同发酵工艺及存在的 问题
与传统方法生产的生物有机肥相比， 具有活菌数量大，肥效高，能够更加有效促 进农作物生长等优点。下一步的工作，应该 集中在选育优良菌株上。推广生物有机肥 料，是实现绿色农业经济的关键所在，是建 设社会主义新农村的重要组成部分，应大力 发展。生物有机肥在我国的应用前景一片广 阔。
参考文献 [1]沈德龙，李俊，姜昕．我国生物有机肥的发展现 状及展望[J].中国农技推广，2007年9期：40-42 [2]张亚丽，张娟，沈其荣等．秸秆生物有机肥的 施用对土壤供氮能力的影响[J]。应用生态学报， 2002：1575-1578． [3]刘慧颖，柳云波，徐冰．几种商品有机肥生产技 术和发展趋势[J]《杂粮作物》2004,2（3）：171173 [4]赵庆祥．污泥资源化技术[Z]. 北京：化学工业出 版社，2002：111． [5]李国学，张福锁．固体废物堆肥化与有机复混肥 生产[Z]. 北京：化学工业出版社，2000 [6]Elwell D L，Keener H M，Hansen R C．Controlled high rate composting of mixtures of food residuals， yard trimmings and chicken manure．Compost Science & Utilization[J]，1996，4(1)：6-15． [7]孙亚凯．功能性微生物菌株的筛选及组合菌群活 性研究[D].天津大学,2006年
微生物功能菌作为添加剂添加到有机 肥中，具有菌种纯度高、活菌数高、不易失 活、繁殖快速、生命力强、安全无毒等特 点，能够改良土壤，提高肥料利用率，节省 肥料用量，促进作物代谢生长，提高产品品 质。
传统有机肥发酵工艺将发酵菌与功能菌 共同发酵，以期提高品质。但功能菌是一些
具有固氮、解磷、解钾功能或PGPR（植物根 际促生菌）的微生物，它们大都难以在60℃ 以上的高温环境下繁殖生长，而有机肥发酵 过程中要通过产生60℃以上高温，将有害生 物（如蛔虫卵、大肠杆菌、杂草种子）全部 杀死。若将功能菌与发酵菌混合发酵，除一 些芽胞菌和耐高温菌外，大部分的功能菌不 能耐受高温而死亡。
1 传统生物有机肥的生产原料 我国是农业大国，生产中产生了大量畜
禽粪便、秸秆等废弃物。粪便如不经处理就 直接排入环境，危害生态环境及人类健康， 防治畜禽粪便污染已刻不容缓。秸秆含大量 有机质，对改良土壤、根茬固土有重要作 用，直接焚烧秸秆，不仅污染环境，还浪费 资源。
风化煤是接近地表或位于地表浅层的褐 煤和烟煤等在大气中长期经受阳光、空气、 雨雪、风沙等渗透和风化作用，受空气和 水的影响而发生缓慢的氧化所形成的煤。风 化煤经过风化后已失去燃料价值。我国风化 煤的蕴藏量十分丰富，全国有半数以上省区 都有可利用的风化煤资源，其中以华北、东 北、西北、西南地区储量较大，新疆等地的 风化煤不仅储量大而且质量好。风化煤含有 大量腐植酸，腐植酸是一类无定形的网状高 分子有机物质，是良好的有机肥料。由于风 化煤不能用于规模燃烧，一直被当作废弃物
5 前景与展望 推广应用生物有机肥料，符合“加快
建设资源节约型、环境友好型社会”的要 求，对促进农业与资源、农业与环境以及人 与自然和谐友好发展，从源头上促进农产品 安全、清洁生产，保护生态环境都有重要意 义。随着人民生活水平的提高，居民对安全 卫生无污染的有机、绿色食品的需求不断增 加，广大农民迫切需要施用有机肥来提高农 产品的市场竞争力。
开展微生物的个体、群体和群落三层 次的研究，在解析微生物功能过程中，获取 新的有研究和应用价值的微生物资源，筛选 培育具有营养促生、腐熟转化、降解修复等 功能的优良菌株。重点是筛选可提供作物固 氮、解磷、解钾功能的菌种，减轻和克服作 物病害与连作障碍的新资源，以及修复土壤 和分解腐熟有机物料的功能菌群。
3 解决传统生物有机肥生产工艺存在问 题的对策
将禽畜粪便、秸秆、风化煤等原料混 合，利用风化煤活化菌、有机肥发酵菌、秸 秆腐熟剂及生物肥用功能菌，经先进的深层 好氧发酵技术可解决传统生产中存在的问 题，且产品功能菌存活率高，可有效提高肥 料利用率，明显改善作物根部生物生长环 境，增强抗病能力，提高作物品质。
功能性微生物菌群的活性是保证生物有 机肥肥效的关键。固氮细菌、溶磷细菌、解 钾细菌是功能性微生物菌群中的重要组成部 分。从多株固氮细菌、溶磷细菌和解钾细菌 中筛选出生物活性较强的菌株，对其进行复 配，作为功能菌添加到肥料中，通过大量活 的微生物在土壤中的积极活动来提供营养物 质或产生激素来刺激作物生长，提高土壤肥 力。添加复配菌种的产品，能够提高土壤速 效氮、速效磷、速效钾及其他微量元素的含 量，有利于作物营养均衡吸收，与添加传统 功能菌产品相比，对土壤改造效果更好，功 能更多，肥效更高。
微生物肥料生产工艺和设备的改进是产 品质量提高和效果稳定的基础。采用定向发 酵调控、现代发酵工程和自控技术，以提高 产品中功能微生物密度，实现生产设备逐渐 走向自动化，降低生产成本；研究和使用保 护剂和包装新材料，延长菌剂，尤其是液体 菌型的保质期；形成以量化指标为运行参数 的科学、合理的工艺流程。 4.3 研究微生物过程获得新资源
这些缺陷造成了传统堆肥发酵耗时长， 环保投入高，占用大量土地，且由于大部分 堆肥是露天作业，发酵过程易受天气影响， 所含氮素会释放到大气中，照成浪费。利用 发酵罐等罐体容器进行发酵可避免生产过程 受到外界环境影响，且条件可控性强，应大 力提倡。 2.2 好氧发酵及存在的问题
好氧发酵过程中，溶解性有机物为微 生物吸收利用，非溶解性的大分子物质由微 生物所分泌的胞外酶分解为小分子溶解性物 质，再由细胞吸收利用。微生物逐渐生长繁 殖，产生更多的生物体和胞外酶，继续进行 一系列的生化作用。
低价煤，打开风化煤的大分子结构，释放其 中的腐植酸，将大分子的腐植酸降解成小分 子的黄腐酸，生产高活性有机肥的同时了实 现风化煤资源的高效利用。风化煤用菌种发 酵生产有机肥技术，不同于传统意义上的化 学转化方法，具有肥效好、有机质含量高 （≥60%）、利用率高（利用率95%）、易 被农作物吸收、清洁、环保等特点。经风化 煤活化菌生产的有机肥具有刺激农作物生理 代谢、改变化肥特性、改良土壤结构、提高 土壤保水保肥能力、增强抗逆特性、改善子 实质量等优势。我国风化煤储量巨大，且尚 未被利用，风化煤有机肥原料来源丰富，产 品特点明显，是未来相当有潜力的一类有机 肥料。
堆肥是在微生物作用下通过发酵使有机 物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料 的过程，能够生成大量可被植物吸收利用的 有效态氮、磷、钾化合物，而且还能合成新 的高分子有机物——腐殖质，它是构成土壤 肥力的重要活性物质。堆肥是农业废弃物无 害化处理和肥料化利用的重要途径。
传统的堆肥方式对有机物分解缓慢，堆 肥周期长，易产生恶臭，对环境造成二次污 染，产品肥效低。在堆肥用菌方面，目前普 遍强调固氨、解磷、解钾等功能菌的作用而 忽视了发酵过程中的生理活性物质或酶的作 用，进而出现了许多发酵菌种优良而形成肥 料后几乎无作用的情况。
4 生物有机肥生产技术趋势 生物有机肥生产研发的核心是发酵剂
的开发，包括适用于不同作物秸秆、气候条 件、栽培耕作模式的快速腐熟菌剂。有机肥 生产技术的发展关键在于： 4.1 优良菌株的选育
选育具有营养促生、腐熟转化、降解修 复等功能的优良菌株，可采用分子生物学的 技术方法，基于16S rRNA分析技术、DGGE技 术跟踪组合菌群（菌系）的动态变化，筛选 出菌群互惠、协同的组合。 4.2 生物肥料生产工艺和设备的改进
120
China Agriculture Information
图1：新型生物有机肥生产工艺
深层发酵是将菌种培养在发酵罐中，通 过不断通气搅拌和振荡，使菌体快速繁育， 短时间内得到大量的菌体和代谢物，具有生 产周期短、产量高、效益大等优点，是实现 粪便，秸秆等资源化利用的主要技术手段， 可实现畜禽粪便无害化，利用畜禽粪便中的 N、P、K养分和有机质达到培肥地力、改良 土壤理化性质。且发酵温度高，可最大限度 杀灭病原菌体、虫卵和植物种籽，使之无害 化，对发酵原料中的有机物降解速度快，产 品肥效高。同时在发酵的过程中可解决物料 移动及出料的问题，缩短发酵周期、增强发 酵速率、提高生产效率，满足工艺控制的要 求，实现机械化大生产。好氧深层发酵生产 时间短，生产条件可控性高，不污染环境， 产品养分没有流失，有效的解决了传统堆肥 和好氧发酵存在的缺陷。
Soil fertilizer & Plant protection 土肥植保
生物有机肥生产工艺存在的问题及解决方案
文/ 范双喜
摘 生物有机肥是利用农业废弃物/禽 要 畜粪便等经过微生物发酵而成的一
种肥料，具有有机质含量高，能有 效刺激植物生长等特性。传统生物 有机肥生产工艺存在许多问题，采 用好氧深层发酵技术可以有效解决 这些问题；传统有机肥生产对风化 煤利用不够，选育风化煤活化菌可 提高利用率。发酵菌种的选育是有 机肥生产的核心技术，发酵菌种研 究正在不断深入。生物有机肥绿色 环保，发展前景广阔。
【关键词】生物有机肥 生产工艺 好氧发酵 风化煤
生物有机肥是以畜禽粪便、城市生活 垃圾、农作物秸秆、农副产品和食品加工产 生的有机废弃物为原料，配以多功能发酵菌 种，使之快速除臭、腐熟、脱水，再添加功 能性微生物，加工而成的含有一定量功能菌 的有机肥料。在我国，近年来由于化肥的长 期过量使用，造成了土壤有机质的减少和土 壤微生物菌群多样性及其功能的降低。因 此，研究开发生物有机肥成为了必然。传统 生物有机肥的生产存在一些缺陷和不足，影 响了生物有机肥的推广应用。