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农业废弃物变身高效有机肥
作者:admin   来源:未知   时间:2016年07月20日   浏览量:

沈其荣团队建立的条垛式好氧发酵工艺已被全国400多家有机肥企业采用。

作物秸秆、病死畜禽、畜禽粪便,这三大农业废弃物让人头痛不已。南京农业大学教授沈其荣带领的团队致力于寻找破解这一难题的技术途径:他们把这些“污染物”转变为有价值的有机(类)肥料产品,产生了人们预想不到的效果。

“这项研究解决了非常重大的问题,而且是前沿的问题,很有战略意义,关系到我国农业供给侧结构性改革,也关系到草牧业发展的大局。”中国工程院院士任继周如是评价。

“我的目标是,用5~10年的时间把中国商品有机(类)肥料产业做大做强,确保我国化肥零增长目标的实现。”日前,在接受《中国科学报》记者采访时,身兼国家有机(类)肥料工程技术研究中心主任和国家“973”计划项目首席科学家的沈其荣信心满满。现在他很多时间都奔波在全国各地,推动有机(类)肥料产业技术成果的广泛应用。

几年前,沈其荣下决心辞去南京农业大学副校长职务,就是想把更多的时间用在我国有机(类)肥料研究和推广工作上来。现在,作为该校的学术委员会主任,他与该校科研工作突出的几位团队负责人有定期交流机制,以期在研究与推广紧密结合方面探索更好的路子,让科技真正成为发展的驱动力。

让秸秆变害为利

“全省秸秆产量每年有4400万吨,能收回来的3300万吨,我们公司准备都给它处理了。”622日,在上市公司安徽省司尔特肥业股份公司与沈其荣团队就全元生物有机肥制造技术签订合作协议后,该公司董事长金国清向《中国科学报》记者说起了他的计划。

全元生物有机肥料指的是集有机肥、化肥、氨基酸肥和功能微生物为一体的新型生物有机肥料。这种肥料既能满足当季作物养分需求,显著抑制土壤酸化,又能有效调控土壤微生物区系,持久性提高土壤肥力。

金国清打算前期投入5亿元用于全元生物有机肥相关基础设施的建设,每年投入7亿元回收安徽全省作物秸秆,争取在每一个地级城市建立一个秸秆处理点,利用沈其荣团队的专利技术迅速将秸秆制成堆肥,然后运回总部加工成全元生物有机肥。

“土十条”的出台,鼓励农民增施有机肥、减少化肥使用量。在与沈其荣交流多次后,金国清果断决定减少公司化肥产能比重,增加有机肥和生物有机肥比重。

而在江苏南京八卦洲,近几年没有出现过一次田间明火,这要归功于沈其荣团队帮助南京明珠肥料有限公司建立了利用秸秆制造有机肥的中试基地。

“这个房间的有机肥产品是昨天生产出来的,今天都卖完了,那个房间的明天也就没有了。”在公司车间,该公司总经理倪龙珠对记者介绍,其有机肥产品效果不错,销路很好。

现场有十多个农民正用手扶拖拉机运来各种新鲜的作物秸秆、绿化修剪枝条等。勤快的农民,一天能运来十拖拉机秸秆,加上政府补贴,每天就有400元的收入,月收入上万元,远远超过在外打工所得。

这些秸秆无须破碎,直接采用纯秸秆好氧堆肥发酵工艺。这让企业处理和生产成本较低。“秸秆制肥绝对是个赚钱的产业,可以带动农民致富。”倪龙珠说。

病死畜禽转化成有机肥

高度规模化养殖中的畜禽正常死亡率,生猪为5%~8%,家禽为12%~15%,奶牛为2%~5%,遇到突发性疫病,畜禽死亡率更高。然而,在技术手段上没有一个行之有效的无害化处理和资源化利用途径,成为最棘手的问题之一。

目前死亡畜禽无害化处理主要包括深埋、焚烧、高温高压蒸煮后生产有机肥以及生物直接发酵生产有机肥等四种方法。它们或者没有考虑资源化利用问题,或者有污染风险,又或者成本很高,没有什么经济效益,很难获得长效运行机制。

经过研究与中试,沈其荣团队发明了一种利用病死畜禽水解制取氨基酸肥料和生物柴油的技术工艺。

这一技术工艺既使处理过程实现零污染控制,又获得最上等的优质有机肥料产品。氨基酸肥号称肥料之王,但资源严重不足。而屠宰场下脚料、死亡畜禽都可以作为氨基酸肥料的上等资源。

“我们要研发出一些更好的有机(类)肥料品种,既能培肥土壤,又能使当季作物的增产效果赶上化肥,以吸引农民使用。”沈其荣说。

“对于根系老化的苹果树,用了氨基酸有机肥料好像返老还童,又重新长了。单纯施用化肥,每年产量有起伏,但用了这种氨基酸有机肥或生物有机肥之后,产量稳定,苹果口感香浓、外观性状好。”山西运城一个苹果园的技术员段锋在电话中对《中国科学报》记者说,他们施用沈其荣团队研发的氨基酸有机肥和生物有机肥六七年了,与化肥配合施用的效果,能替代30%~40%化肥。

“从有机肥工艺,到有机肥装备的应用、推广都很好!目前全国已经有400家有机肥厂利用我们与沈其荣老师合作研发的技术、装备。包括与伊利集团等都有合作业务。”江阴市联业生物科技有限公司董事长陆建明对记者介绍。

该公司是南京农大有机肥产业化基地。主要研发有机肥生产专用设备及各种有机肥。利用病死畜禽开发的氨基酸有机肥和氨基酸液体肥,在江阴联业已做了两年,“田间试验效果非常好,7天就能见效”。陆建明表示,这改变了老百姓认为的有机肥当季作物效果不明显而不愿意使用有机肥的观念。

让畜禽粪便不再“为患”

养猪场对农田和饮用水造成的污染非常严重,也非常普遍。但这一问题能够得到解决吗?

除了作物秸秆、病死畜禽,沈其荣还很关注畜禽粪便的处理。“现在很多地方官员一谈到养殖业就头痛,甚至动议关闭养殖场,实际上问题的关键是一开始建设时就要想好如何处理和利用养殖废弃物。”沈其荣对《中国科学报》记者表示。

一些地方政府曾经通过建设沼气池来解决这一问题。我国对沼气实行补贴,但由于养殖场的粪便水太多,沼气池消纳不了,同时,最后出来的沼渣和水还是污染,沼渣和沼液做肥料,也达不到国家有机肥产品的标准。沈其荣认为这是沼气工程的最大问题。“不排除有的沼气工程在运行,但相当一部分沼气工程成为了形象工程,不实用。”

沈其荣认为,养殖场污染的根源在于,以前我国在畜牧养殖方面推行的都是水泡粪工艺,这种工艺把大量外源水放进去,导致污染物容量太大,难于处理。于是他对环保部和农业部建议,今后的养殖业应该推广类似日本的干清粪养殖工艺。这样,畜禽粪便与水是分开的,不用外源水浸泡,固体粪做成肥料很容易,剩下的尿也没多少,方便易行,还可以有效减少污染物。

近两年,沈其荣团队的又一项重要成果就是突破了木霉固体发酵技术瓶颈。木霉菌对于抑制土传病害和促进作物根系生长的效果已被全世界公认。“我们相信木霉生物有机肥产业在不久的将来会在中国蓬勃兴起。”沈其荣说。