腐植酸肥料中的应用

生物腐植酸技术在绿色肥料开发中的作用（一）生物腐植酸技术对于工农业有机废弃物的资源化利用，对于建立以泥炭为主要原料的肥料产业，都有着独特的重要作用。应用生物腐植酸技术及其相应的创新肥料加工工艺，可生产集绿色、高能、高效于一体的肥料产品，能有力促进绿色环保肥料产业的发展，适应我国现代农业和环保事业的需要。肥料质量对于农业产业的经济效益，对于农业可持续发展和环保事业，都有着重要的影响。高质量的肥料应集高能（作物所需养分含量高）、高效（肥料养分被利用率高）和改良土壤，以及对环境友好等素质于一体，这就是我们所追求的绿色环保肥料。严格地说，绿色环保肥料的生产过程也应该是环保的。生物腐植酸技术在绿色环保肥料的开发方面，可以发挥重要作用。本文将就这方面展开具体论论。一、 生物腐植酸和生物腐植酸技术以可再生有机物质为原料通过特定微生物发酵技术制造的一类腐植酸产品，称之为生物腐植酸。生物腐植酸是中国人的创造。至今世界上仅我国有上述概念的商品在批量生产和流通。我国目前有代表性的生物腐植酸产品有：生化黄腐酸，是指经微生物发酵后用化学方法提取的黄腐酸（FA）类腐植酸；生物腐植酸菌剂，是指经微生物发酵而成的黄腐酸（FA）与有益菌（B）的混合物，简写BFA。腐植酸浓缩液，是指由微生物发酵废糖蜜制取工业品（酒精、味精、酵母等）后产生的废液，经浓缩活化而成的液态腐植酸。它是水溶性腐植酸与其他溶于水的有机质的混合物。生化黄腐酸和生物腐植酸菌剂的主要原料为工农业固体有机废弃物，常用木材加工厂锯末或糖厂蔗渣粉，也可以用其他秸秆粉渣。生化黄腐酸与腐植酸浓缩液物理性状和功能比较接近，前者较稀些（做成终端产品前），后者较浓稠，内含物的成分较复杂。生化黄腐酸含FA>14%；生物腐植酸菌剂（BFA）含FA214%，有益菌含量>2X108个/克；腐植酸浓缩液含FA>18%，总有机质>25%。上述三种生物腐植酸产品的主要成分都是黄腐酸（FA），这是一种比矿源黄腐酸分子量更小、活性更强的水溶性腐植酸。因此表现出很强的阳离子置换、络合、螯合和渗透性等功能，均被成功地应用作微量元素络合肥料和农药增效、减残助剂。而生物腐植酸菌剂（BFA）因含有大量有益菌和丰富的黄腐酸，还可以作为有机肥发酵剂，在工农业有机废弃物的资源化利用方面，在绿色环保肥料的开发方面，发挥独特的作用。生物腐植酸产品的制造技术和生物腐植酸产品在关联产业中的应用技术，统称为生物腐植酸技术。生物腐植酸技术涵盖以下多种领域：种植业、环保事业、肥料产业、饲料行业、水产养殖业、畜禽饲养业、多种加工业的技术改造、荒漠和盐碱地改造等等。本文重点论述生物腐植酸技术与环保事业和肥料产业的关系。二、 利用生物腐植酸技术处理利用工农业有机废弃物我国每年产生40多亿吨工农业有机废弃物。其中畜禽粪便30亿吨，城市有机垃圾3.5亿吨，农作物秸秆6.5亿吨,工业固体有机废弃物2亿吨。由此可见，工农业有机废弃物是环境污染的重要源头，同时又是可以利用的巨额宝贵资源。生物腐植酸技术在工农业有机废弃物的无害化资源化利用中可以发挥重要的无可替代的作用。工业有机废弃物以糖厂为例，经过生物腐植酸技术，糖厂三种主要废弃物（蔗渣粉、滤泥和糖蜜废液）被充分利用，生产生物腐植酸菌剂的相关产品，以及腐植酸液肥和高效的有

机无机复混颗粒肥。由于采用生物技术、冷加工技术和废弃物循环利用技术，生产成本比较低，经济效益显著。农业有机废弃物以养殖场为例，通过生物腐植酸技术，全部利用了畜禽养殖场的废弃物（粪便和污水）。生物腐植酸发酵畜禽粪便时间短（7-10天），免翻堆，加工复混颗粒肥采用干式冷挤压，耗能低、清洁生产，不但经济效益好，而且肥料产品生化活性强，使用效果更佳，在肥料市场一枝独秀。用生物腐植酸菌剂对沼水再处理可以使沼水受到进一步的生物分解，用于灌溉农作物或养鱼塘，不产生负作用，具有良好的环保生态和经济效益。对于其他大宗工农业有机废弃物，例如食用菌废渣、卷烟厂废烟丝、中药厂废药渣、棉花厂棉籽壳等，都可以通过生物腐植酸技术进行资源化循环利用，以较低的生产成本生产出高质量绿色环保肥料，不但解决了废弃物的环境污染问题，而且为市场提供了一种新的绿色环保肥料，同时企业通过变废为宝提高了经济效益。三、生物腐植酸菌剂用于泥炭发酵生产有机肥我国泥炭贮量达46亿吨⑴，泥炭含有机质40%以上，其中腐植酸15〜20%，所以泥炭是重要的腐植酸资源。历来将泥炭和肥料“联姻”的做法是：硝化、氨化或参与粪便发酵⑵，近年来大力发展设施农业，泥炭被用来做苗木营养钵的基质⑶。这主要是利用泥炭无污染及储存养分和吸收水分的能力。由此看来，泥炭直接做为肥料的主要原料的功能尚未被大规模开发利用。其实对泥炭这一功能的开发，是有现实意义的。其一，泥炭是一种完全未被现代人类生产经营活动所污染的有机质资源，一旦使其变成肥料，如果加工过程不加入（或产生）有害成份，则这种肥料就是真正意义上的绿色环保肥料，对于大量生产绿色食品和有机食品，将是最佳的“放心肥”。其二，假设46亿吨储量中只有25%适合开发，即便每年开发量达500万吨也可以连续开发230年。可见泥炭是一种多么巨大的肥料资源宝藏！其三，对于那些泥炭贮量大，有机质含量高的泥炭产地来说，把泥炭直接变为有机肥料，或以泥炭为主要原料生产复混肥料就可以在当地建立起大型绿色环保肥料基地。这样可以把泥炭变成附加值高的肥料产品输出，比每吨泥炭以100多元的原料价售出，效益要高出好几倍，这是对泥炭资源的高价值利用。其社会经济效益十分巨大。“绿色”，蕴藏量大和加工附加值高，是泥炭肥料产业的三大特点，使该产业具有不容忽视的发展潜力。生物腐植酸菌剂（BFA）对泥炭发酵转化为有机肥，具有独特的作用。我们在2000年利用泥炭为主要原料，通过调节PH值，调整物料C/N比，增加发酵物料孔隙度等措施，以BFA作发酵剂，对泥炭进行发酵。发酵堆温达到60〜650C，7〜8天后即可成为有机肥。发酵前后理化性状的变化情况如下表：C/NFA含量 水溶性固形物含量发酵前 36 0.4% 0.58%发酵后 28 4.6% 8.67%表1于2000年4月至12月在三种作物中将发酵泥炭有机肥与发酵猪粪有机肥进行肥效应用试验对比，结果总结如下：四季豆、每亩用量每亩产量600kg478kg四季豆、每亩用量每亩产量600kg478kg600kg495kg土豆每亩用量每亩750kg1606kg750kg1588kg每亩用量每亩产量产量泥炭有机肥 700kg3342kg猪粪有机肥 700kg3380kg表2注：两种肥料含水量均为20%，分别作为基肥，每组其他追肥和管理措施相同。从以上三组作物应用情况看，同重量的泥炭有机肥和猪粪有机肥作基肥，作物单位产量在同一水平上。可见两种有机肥肥效相当。综合表1和表2的情况可以认为：以BFA为发酵剂发酵泥炭使之转化为有机肥是成功四、生物腐植酸肥料的“绿色”加工技术以生物腐植酸菌剂（BFA）发酵有机肥，进而生产有机无机复混肥，应该具有活性腐植酸和微生物肥料的优势。但如果套用传统的肥料制造技术，这种优势将丧失殆尽。因为传统肥料制造技术在有机肥料干燥和颗粒肥干燥两个加工环节都有高温过程，一般每个高温阶段的温度是200〜4000C，物料在每个高温区经受时间5分钟以上。经过这种加工后，活性腐植酸分子聚合化，腐植酸活性大大下降，而大量有益菌将全军复没。同时肥料中的氮素也会有相当的损失。这样的有机肥和有机无机复混肥将是虚有其表，其肥效和对土壤的改良修复功能将大打折扣。要保证有机肥和有机无机复混肥加工过程最大限度地保留腐植酸和有益微生物的活性，就要采用较低的干燥温度和低含水量冷挤压造粒。具体做法是:在有机肥发酵后的干燥工序，选用大风量偏低温（进口1200C、出口500C）的干燥设备进行干燥，而在造粒加工时把物料水分控制在15%左右，由冷挤压造粒机挤压造粒，经输送环节冷却掉造粒的余热，便可装袋。上述这种偏低温烘干和干式冷挤压造粒加工技术，经三年多的反复实践和修改完善，从工艺参数到工艺设备都已经确定，可以付诸生产线规模生产。这种先进工艺在保证肥料水份含量以及造粒成型尺寸和强度等硬指标的同时，还保证了肥料有机质中的腐植酸和微生物种群活性的软指标，从而使人们不致于在泼脏水的时候，把宝贝孩子也泼了出去。这是用生物腐植酸技术生产肥料的必然结果，也是这类肥料的技术优势。我们把这种适应生物腐植酸技术的肥料加工创新工艺，视为生物腐植酸技术的组成部分。经这种工艺加工的有机肥，有希望接近生物肥料的效果；而有机无机复混肥则具有很高的肥料利用率，以下举例说明。我们在2001年3月至10做二次有机无机复混肥的肥效对比试验。用有机质20%（其中腐植酸8%）、（N+P2O5+K2O）25%（三者比例为12：6：7）组成的复混肥，同含（N+P2O5+K2O）40%混合（三者比例为18：10：12）化肥分别在芦笋和芥菜进行了应用对比试验，其结果如表3和表4。每亩用量（基肥+追肥） 芦笋亩产 一等品率有机无机复混肥 400公斤 212。公斤53%混合化肥 400公斤 1865公斤41%表3. 2001年于双流县永安每亩用量（基肥+追肥） 芥菜亩产 平均售价有机无机复混肥 350公斤 2177公斤 2.17元/公斤混合化肥 350公斤 223。公斤 2.02元/公斤表4. 2001年于双流县永安从表3和表4结果可见，含三大养分25%的有机无机复混肥与含三大养分40%的混合化肥，同重量在二种作物上使用的产量差异不明显，可见肥效作用相当。应该注意的是：有机无机复混肥组的作物品质比混合化肥组的要好，这从产品一等品率或平均售价的差异可看出来。含三大养分分别为25%与40%的二个肥料品种肥效相当，这意味着前者的化肥养分的当季（作物季）利用率比后者提高60%!这个结果似乎是不可思议，但细加分析却发现是合情合理的。其一，从数字上分析。按照大量技术资料介绍，我国目前化肥当季利用率平均不足30%，那么含养分40%的化肥，当季被利用的养分就只有12%左右；而经具备生物活性的有机质包裹（其中有物理包裹，也有络合、螯合等电化学作用）的化肥，当季利用率为50%并不是不可能的。这样养分25%的肥料实际被利用养分就能达到12.5%。其二，从土壤肥料学的角度来分析，这些具备生物活性的有机无机复混肥的施用，有助于土壤理化生物学性状的改良或修复，有助于肥料养分缓释和移动，并使植株提高了吸收、运输、转化养分的能力，这当然大大提高了化肥的利用率。综合上述，我们对“提高60%”这个结论是有信心的。根据这个初步结论，我们就有理由认为：由生物腐植酸技术制造的有机无机复混肥，是绿色环保肥料。该肥料的加工采取了偏低温烘干和干式冷挤压造粒，与传统的加工工艺比，减少了一个烘干环节，去除了过筛、返料等工艺，因此生产线大为精简和缩短，噪音大大下降，车间粉尘量减少80%以上，设备发热量减少70%以上，能耗可以减少近60%。这不但使肥料产品加工成本降低，而且大大提高肥料生物活性，还为肥料生产过程“绿色”化创造了良好条件。低温干燥和干式冷挤压造粒的加工工艺，比传统的肥料制造工艺应变能力更强，可以适应各种肥料配方、承接小批量、单批订单，还可以生产各种功能型肥料，因此更有利于肥料厂适应即将在全国全面展开的测土配方施肥的需求，取得市场竞争的优势。因此生物腐植酸技术及其相应的创新肥料加工工艺，具备绿色、低成本、应变能力强的特点，对于我国绿色环保肥料产业的发展将起到积极促进作用。五、生物腐植酸肥料产业展望1、 生物腐植酸肥料产业大气磅礴。该产业核心产品生物腐植酸菌剂（BFA）原料来源广泛而且是可再生资源，可以保证BFA千万吨级的年产量。该产业的主要产品有机肥的原材料更是取之不尽，而且其中主要是有机废弃物的资源化利用，可以保证有机肥亿吨级的年产量。2、 产品生产成本低。产品中的大部分原材料都来源于工农业有机废弃物或开采成本低的矿源（泥炭），加工过程基本上是冷加工，节能且投资少。与传统技术加工的复混肥料比，加工成本可降低1/3左右。3、 环保。产品主要原材料利用有机废弃物解决了环境污染问题；产品生产过程环保；产品的施用对环境友好。这些都是生物腐植酸肥料产品的突出特点，是生物腐植酸技术对肥料产业和环保事业的贡献。人类对肥料的认识、使用和制造，在近一百多年中经历了巨大的变化。在此之前的漫长的几千年是农业社会，人们只认识和使用有机肥料，出现了简单的有机肥发酵技术，这就是最初的造肥技术。人类社会发展到工业化社会，化学合成肥料取而代之。由于化肥的高养分含量和使用的简便化，又由于人们对土壤肥料学和环境生态学认识的局限性，单施化肥成了一种用肥的主流模式。这样在生产大量农产品的同时，单施化肥所造成的土壤退化，环境恶化的问题也凸显出来。人们被迫回头向有机质肥料寻找出路，出现了以有机肥为基肥，以化肥为追肥或两种肥料混合施用的施肥模式，这就是后工业化时代的用肥特征。现在，人类社会开始进入以信息化为技术特征的和谐社会阶段。我们在人类社会内部要和谐，人与自然也要和谐。那么从土壤肥料学和环境生态学的角度看，人类对有机质肥料的使用和制造不应是被迫的，而应是主动的。我们必