无害化处理畜禽粪便暨年生产1万吨多元生物有机肥可行性报告Word文件下载.docx
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因此，要解决蔬菜生产中的质量问题，只有通过推行无公害、绿色蔬菜生产，才能优化、提高蔬菜品质，保障消费者身体健康，保护生态环境。
近几年我国无公害、绿色蔬菜生产面积迅速增加，得到认证的绿色蔬菜产品逐年增多。
可以肯定无公害、绿色蔬菜将成为今后蔬菜生产的方向。
目前，一些发达国家人们的饮食结构已逐步向保健型过渡。
美国和欧洲各国正在迅速调整饮食结构，由过去以肉食为主转化为素荤搭配，其中蔬菜对人类健康的作用是其他任何食品都不可代替的。
因此，全世界蔬菜年贸易额不断增加。
我国是世界上蔬菜种类最多，种植面积最大的国家，加之我国自然条件优越，劳动力资源丰富，蔬菜生产成本较低，国内菜价仅为国外的1／5－1／8，因此有较强的竞争力。
但我国蔬菜与国际市场对蔬菜的高档化和无害化的要求尚有很大差距。
为了解决这一问题，我们认为在种植环节中，农药应使用低毒，低残留的，在施肥方面应使用经微生物复合菌群充分发酵的有机肥再配合适量无机养分，或使用生物有机无机复混肥。
这样，既能使作物充分吸收利用而又无不良影响。
据有关资料表明，我国每年因施用未经腐熟的农家肥而导致作物减产30%以上。
针对这种状况，我所按照绿色食品的质量要求研制出生物有机肥、生物有机复混肥在茄果类蔬菜上进行试验，通过测定各项指标结果表明，与无机肥料对比，生物有机复混肥可以提高茄果类蔬菜的品质，产量不低于无机肥，而且能够达到绿色食品标准；
施用生物有机复混肥料还可以培肥地力，改良土壤，经济效益较高，深受广大农民欢迎。
二、国内外发展现状及发展趋势：
当前，同时面临日益严重的环境和资源问题，世界各国将在实施可持续发展战略的基础上采取大规模的实质性行动，而作为第一产业部门的农业和食品工业将是采取行动的重点领域。
美国政府已认识到过度依赖现代化商品投入的常规农业对资源、环境、食品卫生、人体健康造成的潜伏性、累积性、扩散性的危害，如土壤板结、地下水污染、生物多样性减少等。
欧盟国家已开始对化学农药的使用进行更加严格的管理，如荷兰作为一个畜牧业十分发达的国家也对兽药使用制定了严格要求。
瑞典政府已做出决定，从2000年开始把10％的耕地转为生态种植，以推动本国生态农业和生态食品的发展。
澳大利亚联邦政府提出了可持续发展的国家农林渔业战略，并推出了“洁净食品”计划，首要目标是占领亚洲市场。
日本也不甘落后，农林水产省现已推出了“环保型农业”发展计划。
我国在种植环节中，农药、化肥是关键，农药使用低毒、低残留的农药，在施肥方面则要求以经有益微生物菌群分解腐熟的畜禽粪便为主。
但我国每年因施用未经腐熟的畜禽粪便而使作物遭受损失在30％以上，尤其在苗期烧苗现象尤为严重。
因此利用快速分解菌群充分降解发酵畜禽粪便后配制成生物有机肥料，培肥土壤，改良土壤，使之达到作物直接吸收利用而对环境无不良影响是十分必要的。
农作物的生长需要各种营养元素的供给，而营养元素的来源主要是施用各种肥料。
化肥在农作物增产中起着主要的作用，据联合国粮农组织多年统计资料表明，化肥对农作物增产所起的作用占40％左右，可见在农业生产中，化肥起着举足轻重的作用。
但是，化肥施入土壤后，由于化肥自身的性能和土壤环境条件等因素的制约，其当季作物的化肥利用率较低。
以用量最大的氮肥为例，我国氮肥利用率只有30％～35％，比发达国家低10个百分点左右；
磷肥的当季利用率只有20％～30％；
钾肥的当季利用率为35％～40％。
化肥利用率低，不仅造成了化肥的大量浪费，而且还会给生态环境带来不良影响。
70年代1个纯养分可增产粮食19.6公斤，但到90年代1个纯养分只增产粮食11.4公斤可见并不是施用量与增产成正比关系。
实践证明当农业的投入与产出比较低时，会直接影响农民增加投肥的积极性。
经测算，当增产的粮食价值与购买化肥的费用的比值VCR>
2时，才能调动农民增加投肥的积极性。
我国投入产出比VCR≈2，所以较难激发农民增施肥料的积极性。
总的来看，当今国内外肥料的发展趋势是“四化和两个结合”。
“四化”是，肥料的高浓度、多元复合化，专用化，长效化，无公害化；
“两结合”是，化学肥料与有机肥料结合，有机、无机肥料与生物肥料结合。
即：
（一）肥料的高浓度、多元复合化
化肥的高浓度、多元复合化，就是提高肥料中养分的含量，采取多种养分配制成多元复合（混）肥料，以适应现代农业生产的需求。
目前世界各国都重视发展高浓度、多元复合（混）肥料的生产，其主要品种有：
尿素、重钙、磷酸铵、硝酸磷肥、不同含量的氮、磷、钾复合肥等等。
在一些发达国家的肥料用量中，有60％的氮肥，70％～90％的磷肥和钾肥都是以复合（混）肥料的形式提供的。
如日本、西欧一些国家，复合（混）肥料用量约占肥料总量的70％～80％以上；
美国、南斯拉夫、挪威、英国和丹麦等国占80％以上。
我国复合（混）肥料起步较晚，目前复合（混）肥料产量只占化肥总量的20％左右，亟待大力开发和推广应用。
复合（混）肥的兴起与发展，能一次施用多种养分的肥料，以充分发挥养分间的交互效应，以取得高产高效的效果。
据全国各省的农业试验结果证明，施用复合（混）肥料比施用单一元素肥料，其化肥利用率可提高10％以上，其原因是各种元素在一起可以起到相互配合、相互增效的效果。
（二）肥料的专用化
当前复合（混）肥料生产中一个重要趋势是，从普通型向专用型方向发展。
因为专用复合（混）肥料具有三大特点：
一是丰产性，其养分配比是根据不同土壤、不同作物的需肥特点而确定的，针对性强，增产效果好；
二是适用于某一作物在某种土壤类型上使用，而不适用于所有作物和所有地区的不同土壤，其它地区若需用这种专用肥料，则应根据当地土壤养分丰缺情况而进行调整；
三是灵活性，其氮、磷、钾的配比不是一成不变的，经过多年的应用，某种土壤养分发生了变化，则配方应随之调整。
专用肥料是配方施肥、测土施肥的最好体现。
（三）肥料的长效化
人们对肥料的肥效要求稳而长，也就是肥料施入土壤后，其养分的释放规律要与作物生长期间的需肥规律相协调，并趋于一致，以减少肥料的淋溶及对生态环境的污染，以求取得少投入多产出的效果。
同时，肥料的长效化，实现一次性底施肥，即可保证作物全生育期的养分需要，不需再追施化肥，这样可取得省工、省时、增产等效果。
长效肥料技术有以下特点：
1.肥效期长，具有一定可控性。
长效肥料的供给养分有效期可在120天，可以满足我国绝大多数地区农作物生育期各阶段对养分的需求，并且肥效期的长短在50～120天内可调控，可以按作物及地域的要求进行调整。
2.养分利用率高。
长效肥料采用了控制释放与保护有效性相结合的技术，使养分释放与作物生长需求相协调，因而提高了利用率。
一般可提高化肥利用率10%以上。
全国目前化肥总产量（纯养分计）2700万吨，按化肥利用率提高10％计算，则一年可节约出能够被作物直接利用的有效纯养分270万吨，相当于330个4万吨小尿素厂和100个3万吨小磷铵厂一年提供的化肥量，可见实施提高化肥利用率的措施，能给社会带来的经济效益是非常巨大的，而且从另一方面说明了提高化肥利用率的潜力也是巨大的。
3.增产幅度大，长效肥料在农作物上的应用增产效果明显，主要有：
玉米10％－15％；
水稻9％－18％；
棉花18.4％－22％；
苹果13.5％－20％等平均增产幅度均在10%-15%以上。
4.减少对环境污染。
长效肥料提高了养分利用率，降低了硝酸盐、亚硝酸盐等对水体与大气的污染，同时也解决了包膜材料的一次性污染。
长效肥料已在辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、天津、广东、新疆、青海等省、自治区推广使用，取得了良好的效果，受到了社会各界的普遍关注和农民的欢迎。
最近公布的国家中长期规划中明确提出要发展专用复混型、缓控型肥料。
（四）肥料的无公害化
改革开放以来，人民的生活水平普遍提高，对生活质量的要求也越来越高，所以发展无公害农产品（绿色食品）是农产品重要的发展方向，特别是我国加入WTO以后农产品的出口是解决农产品相对过剩的一大出路，但肥料、农药等都要符合国际标准，否则难以打出国门。
近些年来由于大量施用化肥，虽然作物产量有了大幅度的增长，但作物的产品品质确呈现出下降的趋势，出现了稻米不香、瓜果不甜、菜炖不烂的情况，目前各种疾病的发生可以肯定的说与人们平时吃的粮食与蔬菜有很大的关系，当然各种化学农药的大量施用更使人们担心食品的安全性，这是当前农业生产出现的新情况、新问题。
为此，人们要求肥料不仅要有使作物增产的作用，还要有改善作物品质、提高品质和防病虫害的功能，以及培肥地力、改良土壤等多种功能和作用。
（五）化学肥料与有机肥料的结合
有机质在土壤中的作用是任何其它元素养分所不能替代的。
发达国家在农业上采用休耕法、回归制，即耕地间断种植作物，使耕地有休闲期；
收获庄稼时，只收果实，随后将秸杆粉碎后还田施入土壤中。
这样作的结果，不仅增加了土壤中有机质含量，而且还改良了土壤。
我国由于种种原因，土壤中有机质含量逐年减少，搞好化学肥料与有机肥料结合更有其重要意义。
目前，国家颁布了有机无机复混肥料国家标准，说明有机无机结合是肥料施用的必然。
（六）生物活性菌与有机无机营养的结合
经多年的研究及大量田间应用效果表明，生物肥料可替代无机肥料30％左右，有机肥料的应用如鸡粪、猪粪等农家肥的应用可以培肥土壤、改良土壤。
生物肥与有机肥及无机肥料之间有着必然的联系及密不可分的配合，如果偏废某一方面，则达不到预期的高产优质的效果，这是一种不可否认的现象，近十几年，农民偏重化肥，暂的效果是有的，但长期的负效应也是显而易见的，只有把握好生物肥、有机肥及无机肥配合应用的尺度，才能取得良好的经济效益和社会效益。
生物活性菌与有机无机营养的结合，它不仅可以调节作物根系土壤微生物的生态环境，增加土壤中有益微生物的种群和数量，而且还能减少或降低作物根部病害的发生。
据有关统计资料表明，作物根部病害占作物全部病害的50％以上。
因此，增加土壤中有益微生物数量有其特殊的意义。
生物活性菌还有固氮作用，还可分解土壤中积累的不能被作物直接吸收的不溶性磷、钾元素变为可溶性磷、钾元素的作用，因而它能提高磷、钾化肥养分的利用率。
同时，它对作物根系还有刺激生长的作用等等。
另外，我国是世界上有机废弃物产量最大的国家，每年产生秸秆7亿吨，畜禽粪便等废弃物26亿吨，这些有机物质必须经过有益微生物的无害化发酵处理后在可利用，否则会污染周围环境。
三、项目创新点：
1利用现代生物技术筛选特定的复合微生物菌群，主要包括：
纤维素分解菌、半纤维素分解菌、蛋白分解菌、有机磷分解菌、氨化菌、光合细菌、酵母菌及产生抗菌素的放线菌等十几种有益微生物，根据成分不同的畜禽粪便采用不同组合及不同功能的有益微生物菌群，对畜禽粪便进行降解。
2功能性微生物多种类多层次共同作用降解同一底物把不稳定的物质发酵转化成较稳定的营养型物质、相互兼容、相得益彰。
3这些微生物菌群一方面降解畜禽粪便，另一方面利用畜禽粪便为基质扩大繁殖和富集，然后随畜禽粪便进入土壤中，改善土壤微生物区系，培肥土壤。
4该项目中所用菌种均由我所自行分离、筛选、并完成多层次多菌群的组合该多功能生物复合菌剂拥有自主知识产权。
查新情况：
经过辽宁省科学技术情报所（国家一级科技查新咨询单位）对近十年的“国家应用技术成果数据库”、“农业文献数据库”“中国科技期刊数据库”、“中国学术会议论文数据库”、“中国专利数据库”、“国家适用技术成果库”、WPI、CAB、CA以及因特网进行了查询，未见有同类的报导。
四、项目的主要内容及特点
（一）主要内容：
该项目主要是以畜禽粪便为主体（主要包括：
鸡粪、猪粪、牛粪、养分等），经快速分解菌充分发酵无害化降解后，再适量添加无机营养、腐殖酸氮肥增效剂及磷钾螯合剂等，实现生物、有机、无机的科学配比，制成无公害生物长效有机肥料。
根据市场的需要还可以配制各种作物所需的专用型生物有机肥料。
（二）主要工艺特点:
1.首先向鲜畜禽粪便中添加适量辅料使水分降至50％以下，然后加入快速分解菌和其他辅料等，充分混拌均匀后进入日光温室式发酵车间发酵，当物料温度达到65℃时。
开始翻料一次。
当物料温度再次升到60℃以上，再翻倒一次，通常翻倒三次即可。
当物料开始降温并达到室温时，说明发酵过程结束，即可出料，送入熟化车间进行熟化。
烘干、粉碎后配制成生物有机复混肥。
2.发酵分为四个阶段：
升温阶段、高温阶段、降温阶段、熟化阶段。
（三）发酵工艺要点：
1促进畜禽粪便发酵的措施
为了促使畜禽粪便的快速发酵，添加我所自主筛选的快速分解菌群。
开始发酵时，要给予这些微生物尽快繁殖的能量，促进微生物繁殖速度，缩短达到高温阶段的时间，加快发酵物料中有机物质的充分降解。
2控制发酵物料中的C/N。
发酵过程是一个利用微生物降解畜禽粪便的生物化学过程。
在微生物的新陈代谢和细胞物质的合成中，需要大量的营养元素。
碳主要用于微生物活动的能源，氮主要用于细胞原生质的合成，磷是磷酸和细胞核组成的重要元素。
营养条件中最重要的是发酵物料的C/N。
一般发酵物料最适宜的C/N以25～35最好。
3控制物料中的水分
发酵过程中畜禽粪便的分解和微生物的生长繁殖，都离不开水。
水分是发酵成功的关键。
水分过高，透气不好，不利于发酵。
水分过低，不利于微生物活动。
畜禽粪便适宜的发酵水分为40-50%左右。
4控制发酵中的温度
温度是影响微生物活动的重要因素。
发酵过程中有益微生物分解畜禽粪便中有机质而放出热量，使物料温度上升。
温度升高能使发酵速度加快，但是发酵过程是一种生物化学过程，当温度超过极限温度时，微生物的活动受到影响，发酵速度反而下降，高温阶段适温是55℃～65℃。
利用机械翻料（人工翻倒）是调节温度、供氧的最佳办法。
5有益菌群富集
在发酵降解畜禽粪便过程中，一方面多种功能微生物降解发酵畜禽粪便中的有机质；
另一方面多种有益微生物在畜禽粪便中大量繁殖，将畜禽粪便降解成生物有机肥，这些有益微生物中有转化土壤中磷、钾物质的硅酸盐细菌等，还有能增加土壤拮抗能力的放线菌等，这些随降解后的有机质施入土壤当中，对多种土传病害有较好的防治效果。
（四）科学配制：
利用快速分解菌把猪粪、鸡粪、牛粪等畜禽粪便分解成作物可直接利用的营养。
在适量添加无机营养及氮肥增效剂和磷钾螯合剂，肥料有缓释长效的效果。
这种配合明显提高化肥利用率，减少化肥对环境的污染；
增加作物产量，提高作物品质，实现农业的增产增收。
（五）畜禽粪便处理工艺流程图
畜禽粪便（含水量>
70%）
添加料1发酵纤维分解菌有机磷分解菌
添加料2日光温室式光合细菌乳酸菌酵母菌
添加料3温度>
60℃蛋白分解菌等16种有益菌
人工翻料挤压造粒
机械翻料
生物有机肥
干燥
粉碎生产绿色食品
适量加入无机氮、磷、钾元素，钾细菌、
固氮菌、磷细菌及增效剂
圆盘造粒
多元生物有机复混肥
生产无公害食品
五、畜禽粪便发酵后的效果
1.氨态氮变化：
图1不同堆肥处理氨态氮的变化
如图1，氨态氮的缺失及减少是腐熟堆肥的标志。
当堆肥中氨态氮浓度<
400mg/kg时，被认为已经腐熟。
可见，堆肥开始时氨态氮含量较高，经过高温堆肥阶段后，加入腐熟剂的堆肥含量急剧下降，堆肥结束时含量为215mg/kg。
但自然发酵的堆肥氨态氮含量下降缓慢，堆肥结束时仍维持在898mg/kg的高浓度。
根据腐熟堆肥中氨态氮浓度<
400mg/kg的标准，加入腐熟剂的鸡粪堆肥在发酵第13天时已彻底腐熟。
2.碳氮比下降：
一般来说，堆肥C/N比达到20以下，就认为堆肥腐熟，可以直接施用。
自然发酵鸡粪在第42天时，C/N比降到20以下。
而加入腐熟剂的鸡粪在第10天时降到20以下。
可见用腐熟剂处理的鸡粪能明显促进堆肥腐熟进程，缩短堆制时间，使鸡粪快速腐熟。
如图2所示。
图2不同堆肥处理C/N比的变化
堆肥C/N比达到20以下，认为堆肥腐熟。
而加入FM菌的鸡粪在第7天时降到20以下。
可见用腐熟剂处理的鸡粪能明显促进堆肥腐熟进程，缩短堆制时间。
3.提高物料中酶活性：
图3不同堆肥处理蛋白酶活性的变化
如图3所示，蛋白酶活的高低直接影响堆肥组分的发展方向。
用FM菌发酵的鸡粪酶活比自然发酵鸡粪高37u/ml有利于蛋白质分解。
显然经FM菌发酵的鸡粪中的蛋白质可以充分水解，利于作物吸收。
4.温度效果变化：
图4不同堆肥处理温度的变化
自然发酵鸡粪到第四天时才达到高温阶段，到第六天时开始回落，高温期一般维持两天。
加入FM菌的鸡粪从第二天温度开始上升，进入高温阶段，第七天回落。
说明，自然发酵高温阶段时间短、来的迟，不利于鸡粪彻底发酵；
而加腐熟剂高温阶段来的早、保持时间长，鸡粪发酵彻底。
5.物料pH值下降：
图5不同堆肥处理pH值的变化
自然发酵完毕后pH值一般达到9.0，pH偏高不利于鸡粪养分保持；
加FM菌鸡粪发酵完成后，pH值一般为8.0，pH值降低有利于减少鸡粪的氨挥发，保持较多有效氮，提高鸡粪肥效。
6.除臭效果好：
自然发酵鸡粪、猪粪一直伴有较浓烈的臭味，周围蚊蝇多；
加入快速分解菌的鸡粪、猪粪第四天时臭味基本消失，第七天散发出泥土的清香。
感官效果较好。
7.提高物料松散度：
自然发酵的鸡粪有大小不等的结块，用快速分解菌的鸡粪从第五天即松散，成碎沫状。
8.降低物料含水量：
图6不同堆肥处理含水量的变化
发酵鸡粪最适宜的含水量是50%。
在发酵同等时间内，自然发酵完毕后含水量下降较慢，一般降至30%；
腐熟剂发酵则下降较快，一般降到20%，因此更有利肥料储存。
9.有益菌群大量增加：
加入快速分解菌的鸡粪与自然发酵的鸡粪相比，各种有益菌数量明显增加。
其中，细菌增加了8倍，放线菌增加14倍，酵母菌增加100倍，真菌增加3倍。
说明加入快速分解菌的物料更利于形成优势菌群。
施入土壤后，有利于形成良好的根际微生物种群，对作物促生、防病有较好的效果。
10.提高种子发芽率：
图7不同堆肥处理对白菜种子发芽率的影响
从图7见，加FM发酵剂的鸡粪，在发酵第10天时就可使种子发芽率达到80%以上，即可施入农田使用。
而自然发酵的鸡粪堆肥在发酵第13天时，发芽率还未达到60%，并且从曲线趋势来看，很难使种子发芽达到80%以上。
所以施入自然发酵的鸡粪或未发酵鸡粪极易造成烧苗现象，易给农民造成较大经济损失。
11.有效杀灭禽流感病毒：
家禽粪便是禽流感发生及传播的重要途径。
家禽粪便可以携带大量禽流感病毒，如果不及时处理将造成更大面积的疫情。
禽流感病毒在低温、干燥或50％甘油盐水中可存活数月到超过1年，在禽类的粪便中间，它能够存活105d，在羽毛中可存活l8d，在冻禽肉中可存活10个月。
在粪便中温度达到65～75℃时20分钟即可杀灭禽流感病毒。
在自然条件下，禽流感病毒常从感染禽的鼻腔分泌物和粪便中排出，由于病毒受到有机物的保护，具有极大的抵抗力。
如不及时无害化处理将会产生很大隐患.中国科学院沈阳应用生态研究所多年来一直从事利用生物复合菌剂生物发酵无害化处理畜禽粪便的研究，在发酵过程中温度完全可达到65-70℃4天以上，可以彻底杀灭畜禽粪便中的大肠杆菌、蛔虫卵，尤其是禽流感病毒。
另一方面畜禽粪便经过生物发酵后，能够把不稳定的的物质转化成较稳定的腐殖质，再配合适当的无机营养配制成生物有机肥料广泛用于农业生产无公害、有机农产品。
此种方法经济实用，无二次污染。
近年来已成为畜禽粪便资源化利用及保护生态环境的主要措施。
六、项目达到的技术指标
项目执行标准：
本项目的产品严格执行NY525-2012,GB18877-2012。
七、技术路线
1.技术路线：
在本项目中，关键是分离和筛选快速发酵畜禽粪便的复合微生物菌群，其目的一方面是将畜禽粪便中的纤维、蛋白质等物质充分降解，另一方面是使多种有益菌在有机质中大量增殖，然后随有机质施入土壤中，改善土壤中微生物生态，增加有益微生物种群和数量。
畜禽粪便+复合菌剂+辅料→太阳能温室发酵（发酵温度﹥60℃）
→翻倒→熟化→烘干→粉碎→科学配置→造粒→低温干燥→成品
2.技术方案：
（1）圆盘造粒的各种原料，必须经粉碎到50目的粒度方可使用。
（2）设备选型：
尽量选用标准通用型设备，以便于产业化推广应用。
（3）对粉尘主要采取净化回收措施，保证生产环境符合国家规定要求。
3.项目成熟性：
经农田试验表明，该肥肥效可靠，作物生长发育健壮，籽粒饱满，活杆成熟，没有发生脱肥现象，均取得作物增产增收的显著效果。
表1 农业生产试验情况（公斤/亩）
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