快速堆肥技术

农村快速堆肥技术及应用 中国农业大学资源环境学院 2009.3.20 “2009有机农业与良好农业规范(GAP)认证”系列高级研讨班 李季 徐智 目 录 一、有机农业与土壤肥力 二、堆肥基本原理及应用 三、堆肥工艺流程和小型堆肥厂实施 四、堆肥发展建议 有机农业与土壤肥力 Ê瑞士FIBL有机长期试验 Ê曲周有机粮食长期试验 Ê曲周有机蔬菜长期试验 有机农业核心 ¾视土壤为生命体，土壤质量的好坏影响到农 业的长远利益； ¾生产高质量、健康的有机食品； ¾强调物质循环、生物共生等原则； 有机农业前辈 Albert Howard 1873 - 1947 An Agricultural Testament (1940), 农业圣典中提出土壤、植物和动物健康的概念 有机农业前辈 J.I. Rodale 及其同人 Jeremy Goldstein 创办 Organic Gardening，后改名Biocycle，目前已成为美国堆肥领 军。 （-1971） 有机农业前辈 Masanobu Fukuoka 1913 -2008 福岡正信 “一根稻草的革命”就是对有机物的利用！！ 瑞士FIBL有机长期试验 瑞士FIBL有机长期试验 瑞士FIBL有机长期试验 Ê有机农业需要养分（有机肥） Ê养分投入不足将成为有机农业的重 要制约（产量） 中国农业大学曲周实验站 Since 1973 试验地块及种植作物:小麦-玉米（1993-现在） 田间试验设计 试验共 6 个处理，4次重复，历年每季作物施肥量： 处理 1（EM1）：每公顷生物堆肥 15t； 处理 2（EM2）：每公顷传统堆肥 15t； 处理 3（TC1）：每公顷 生物堆肥 7.5t； 处理 4（TC2）：每公顷传统堆肥 7.5t； 处理 5（CF）：当地一般施肥； CK：不施肥； （注：当地施肥是指每年每公顷 0.75t 碳铵，0.3t 尿 素，0.75t 过磷酸钙；Ｎ投入估算：生物堆肥15为300 公斤/公顷;当地一般施肥为258公斤/公顷） 小区面积: 10.5m×3m 小麦产量变化(1995-2005) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Y i e l d （ k g / h a ） EM 1 TC1 EM2 TC2 CF CK 玉米产量变化(1995-2005) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Y i e l d （ k g / h a ） EM1 TC1 EM2 TC2 CF CK 曲周小麦玉米1993-2003年长期试验 土壤健康变化 项目 生物堆肥 （15 吨/公顷） 传统堆肥 （15 吨/公 顷） 生物堆肥 比传统堆 肥（±%） 当地一般 化肥施用 量（CK） 生物堆 肥比化 肥（± %） 微生物总量（C） （mg/kg）（0-20cm） 233.10 225.67 3.29 145.99 59.67 蚯蚓生物量 （条/m2） 588.5 376.5 56.31 180 226.94 日光温室蔬菜试验 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 2002 2004 2005 2006 Year CON INT ORG 春秋茬蔬菜产量 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 2003 2004 2005 2006 2007 YEAR K G / H A CON INT ORG 秋茬黄瓜(-2005)/芹菜(2006) 春茬西红柿 长期蔬菜试验下蚯蚓变化 有机地块 常规地块 从长期试验看到的一些结果 1、生物堆肥与传统堆肥存在区别，如增加速效养分、 改良土壤； 2、有机肥只要投入满足，同样可以保证相当的产量产 出，如粮食吨粮田； 3、纯有机农业的风险主要来自病害，实现有机农业的 转型关键是一个健康土壤体系的重建； 4、有机肥料的养分吸收规律需要重视。 二、堆肥基本原理及应用 堆肥原理 Ê陈旉 (1076年生，约南 1149一1189年卒） 最早阐述了堆肥的科学道理。 Ê《陈旉农书》善其根苗篇中： “于始春又再 耕耙转，以粪壅之，若用麻枯尤善。但麻枯 难使，须细杵碎，和火粪窖罨，如作曲样； 侯其发热，生鼠毛，即摊开中间热者置四旁 ，收敛四旁冷者置中间，又堆窖罨；如此三 四次，直待不发热，乃可用，不然即烧杀物 矣。“ 近代农村堆肥 浙江省乐清县农民堆肥 ( 人民日报1963年1月30日期刊)河南偃师县城关公社大槐树大队第一生产队社员抓紧时间开展积肥活动 （人民日报1948年6月15日期刊) 快速堆肥讨论 什么是快速堆肥？ 即在满足堆肥产品市场需求及环境卫生 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 前提 下，采用生物接种、配方优化、条件控制、设备 创新等综合措施使一次堆肥时间缩短到1到2周， 二次堆肥缩短到2-3周的堆肥工艺。 堆肥现状 条垛式堆肥 堆肥现状 槽式堆肥 堆肥现状 隧道式堆肥 堆肥现状 z农业人口向城市转移 z养殖业集约化、规模化 z农村传统分散沤肥（减少趋势）与现代集中 规模堆肥（初期、但发展快）共存 z存在众多基础性技术问题（时间长、臭味、 缺乏设备、知识普及） 堆肥两大方向 一、规模化、工厂化、商品化堆肥 --以企业推动为主 二、田间堆肥 --以分散农户、村镇及农场种养殖园为 主 田间堆肥存在问题 政策未到位 缺乏适用技术 缺乏社会化服务机制 三、堆肥工艺流程和小型堆肥 厂实施 堆肥技术参数 任意长，高1.5M宽2.5M适用于自然通风堆肥，当采取强制通风时，堆体 大小控制决定于保持温度程度堆体大小 一般不用调节（pH值5.0—8.0）pH值控制 简易堆肥周期性翻堆而不搅动，机械系统堆肥时应搅动搅动情况 55——60℃保持3d温度 0.6—1.8m3空气•d-1·kg-1或含氧量为10%—18%,适用于处理挥发性固体废 弃物空气流动 45%—60%（高含量可能用于大量堆肥）水分含量 10mm适用于动态堆肥系统和强制堆肥系统，50mm适用于长堆和自然通风颗粒大小 15——30：1C/N比 最佳参数值参数 堆肥工艺流程 主料（牛粪等） 发酵流程 制肥流程 干 燥 小型堆肥厂设计（以日处理20吨牛粪为例） Ê主料：牛粪（全碳、全氮、水分等） Ê辅料：秸秆（全碳、全氮、水分等） 原料选择 根据原料的性质，将原料按照一定比例混合，约2：1（牛粪：秸秆，W/W） 工艺选择 Ê条垛式 Ê槽式 北方地区推荐：阳光棚-条垛式-地上式堆肥， 发酵周期一般为15天，成化按照10天计 Ê根据原料的日产生量计算体积 Ê根据日原料的体积计算日处理堆肥 场地面积，确定堆肥场地面积 Ê陈化场地面积（发酵以后体积减少 量） 发酵场地、陈化、制肥厂房和成品库面积的确 定 按照2-3个月周转期计算800成品库 200制肥厂房 307.2总陈化面积（平米） 4两头预留道宽（米） 0.8间隔距离（米） 10总共需要条数 宽2米左右11条垛长（米） 高1-2米22日陈化面积(平米） 假设经过一次发酵体积减少30%33日陈化量（体积） 陈化 1250发酵场地面积（平米） 5两头预留道宽（米） 0.8间隔距离（米） 16总共需要条数 假设条垛宽：1.5米42条垛长（米） 62日发酵面积（平米） 混合后总体积减少20%37总发酵体积（立方） 47总体积（立方） 33.秸秆粉体积 25牛粪体积 发酵 各个场地的几何尺寸 Ê发酵：52×24 Ê陈化：21×15 Ê成品库： 20×40 Ê制肥厂房：20×10 设备选型 Ê翻堆机 Ê铲车 Ê排风设备 Ê制肥设备（筛分、烘干等设备） 人员配备和成本核算 Ê人员配备：3-5人 Ê成本核算 制肥成本：原料成本、燃料动力、 人工成本、设备折旧等 施肥成本：施肥量、施肥方式（主 要和商品有机肥比较） 堆肥发展建议 确立有机肥“半壁江山”的地位 制订秸秆还田及提升土壤有机质政策和指导意见 创新发展思路，包括运营主体、补贴方式 建立区域有机废弃物循环利用管理体系 谢 谢！ 联系地址：中国农业大学资源环境学院 电话：010-62733482 传真：010-62819332 E-mail: liji@cau.edu.cn 全国堆肥技术与工程培训会议（2004-） 中国堆肥网（www.chinacompost.com.cn） 堆肥工程实用手册（化工出版社，2005）