系統(tǒng)解決畜禽糞污資源化利用（下）—末端利用的關(guān)鍵技術(shù)

文│吳宓 張莉（安徽省畜牧技術(shù)推廣總站）

解子德（安徽省亳州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局）

楊興明（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)）

章力干（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)）

余海兵（安徽科技學(xué)院）

土地生植物，植物養(yǎng)動(dòng)物，動(dòng)物產(chǎn)污物，污物回大地，自然界周而復(fù)始、人類生生不息?！笆濉币?guī)劃提出實(shí)施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略，2021年5月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和財(cái)政部發(fā)布了《關(guān)于開展綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)工作的通知》的文件，提出要堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，以推進(jìn)糞肥就地就近還田利用為重點(diǎn)，以培育糞肥還田服務(wù)組織為抓手，通過財(cái)政補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)支持，建機(jī)制、創(chuàng)模式、拓市場、暢循環(huán)，力爭通過5年試點(diǎn)，扶持一批糞肥還田利用專業(yè)化服務(wù)主體，形成可復(fù)制、可推廣的種養(yǎng)結(jié)合綠色循環(huán)模式。藏糧于地根本就是在保護(hù)和提升地力的前提下，增強(qiáng)糧食和農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁。因地制宜推廣種養(yǎng)結(jié)合和安全循環(huán)利用糞肥技術(shù)模式，是有機(jī)肥替代化肥，實(shí)現(xiàn)化肥減量的重要途徑。

一、基本原則和技術(shù)指標(biāo)

1.基本原則。

（1）生產(chǎn)與生態(tài)兼顧。增加有機(jī)肥投入，改善施肥結(jié)構(gòu)，促進(jìn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)?？紤]環(huán)境承載量，就地就近施用糞肥，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，減輕面源污染。

（2）減量與增效協(xié)同。用有機(jī)養(yǎng)分替代部分化學(xué)養(yǎng)分，減少化肥用量。強(qiáng)化有機(jī)無機(jī)結(jié)合，提升肥料利用效率和耕地地力水平。

（3）安全與有效并重。滿足畜禽糞便無害化處理要求，確保發(fā)酵腐熟，保證安全施用。強(qiáng)化糞肥施用指導(dǎo)，合理確定用量，優(yōu)化施肥方式，提高應(yīng)用效果。

2.技術(shù)指標(biāo)。

（1）堆肥質(zhì)量指標(biāo)。堆肥中期高溫維持50～60℃，條垛式不少于15天，槽式不少于7天。腐熟后堆體呈黑褐色，一般呈弱堿性，不再產(chǎn)生臭味，不吸引蚊蠅；安全監(jiān)測(cè)指標(biāo)。堆肥過程中應(yīng)進(jìn)行不少于1次抽檢，檢查堆肥腐熟度；施用前應(yīng)參照相關(guān)肥料抽查技術(shù)規(guī)程進(jìn)行1次抽檢，檢測(cè)堆肥是否腐熟完全，相關(guān)有毒有害限量指標(biāo)是否符合《有機(jī)肥料》（NY/T525－2021）要求。

（2）施用技術(shù)指標(biāo)。結(jié)合本地實(shí)際和有機(jī)肥替代化肥相關(guān)試驗(yàn)成果，科學(xué)確定不同作物有機(jī)肥使用量、時(shí)間和方法。

二、循環(huán)利用模式

循環(huán)利用的目的是改良土壤、減施化肥、利用畜禽糞污資源。由于長期、單一、不合理地施用氮磷鉀化學(xué)肥料，加上有機(jī)肥投入不足，土壤生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)退化趨勢(shì)，土壤有機(jī)質(zhì)含量下降、土壤養(yǎng)分失衡、作物缺素生理障礙頻發(fā)，土壤生物多樣性下降。農(nóng)田病蟲害加重，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)發(fā)育不良，結(jié)構(gòu)體退化，水肥調(diào)控能力降低，土壤透氣性不良，作物根系發(fā)育受阻，對(duì)不良環(huán)境因子的適應(yīng)能力降低，土地生產(chǎn)潛力不能有效穩(wěn)定發(fā)揮。

利用養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞污和農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥料，替代部分化學(xué)肥料，實(shí)現(xiàn)有機(jī)無機(jī)配合，有機(jī)肥提高化肥吸收利用效率，化肥可以提高有機(jī)肥生物礦化率，既增加了土壤有機(jī)質(zhì)的投入，培肥改良土壤，又提高了土壤養(yǎng)分效率，減少實(shí)現(xiàn)化肥減施，節(jié)本增效。

有機(jī)（類）肥料包括傳統(tǒng)農(nóng)家肥（糞肥、作物秸稈、綠肥）和現(xiàn)代商品有機(jī)（類）肥料（商品有機(jī)肥、商品有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥、商品生物有機(jī)肥、商品復(fù)合微生物肥、商品全元生物有機(jī)肥）。有研究表明：有機(jī)替代比率、土壤肥力水平、作物種類、區(qū)域水熱條件、有機(jī)肥特性和施用方式等均對(duì)有機(jī)肥的作物效應(yīng)產(chǎn)生明顯影響。在種養(yǎng)結(jié)合，糞肥就近還田過程中，必須了解養(yǎng)殖場周邊土壤肥力、種植結(jié)構(gòu)、作物需肥特性和生長發(fā)育特征，結(jié)合養(yǎng)殖場糞污排放方式、無害化處理工藝和最終糞污的特性，合理設(shè)計(jì)有機(jī)肥替代比例和利用技術(shù)，并根據(jù)養(yǎng)殖場周邊耕地資源稟賦，構(gòu)建不同的種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)利用技術(shù)模式（圖1、圖2、圖3），保證糞污有機(jī)肥安全循環(huán)利用。

三、關(guān)鍵技術(shù)

1.堆肥還田。堆肥施用量根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)含量、作物養(yǎng)分需求特性和有機(jī)肥施用的目標(biāo)要求，一般堆肥施用量在1000～2000千克/畝，土壤肥力較高、種植結(jié)構(gòu)以糧食作物生產(chǎn)為主、有機(jī)肥施用主要是維持土壤有機(jī)質(zhì)平衡，則可以適當(dāng)減少堆肥用量，土壤有機(jī)質(zhì)含量低、種植結(jié)構(gòu)以果蔬茶經(jīng)作為主時(shí)、有機(jī)肥施用主要是提升土壤有機(jī)質(zhì)、則適當(dāng)提高堆肥施用量，堆肥施用可采用撒施、條施、溝施、穴施等方式。宜在秋季或播種（移栽）前作基肥施用，避開雨季，施入后24小時(shí)內(nèi)翻耕入土。有機(jī)質(zhì)提升是一個(gè)漫長的過程，長期堅(jiān)持堆肥還田，能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤物理性能，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，有效降低土壤容重，提高土壤透氣、保墑和保肥能力，有效保障作物生長所需要的水、肥、氣、熱條件，同時(shí)增加土壤生物多樣性，有利于健康土壤生態(tài)的形成，實(shí)現(xiàn)退化土壤生態(tài)修復(fù)。

2.沼渣還田。根據(jù)沼氣發(fā)酵技術(shù)要求，利用畜禽糞便進(jìn)行發(fā)酵和無害化處理，后經(jīng)干濕分離，將沼渣用于農(nóng)田。腐熟的沼渣一般作基肥，一般果蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物用量為2000～3000千克/畝，其他作物根據(jù)土壤肥力和作物種類，可以適當(dāng)減少沼渣施用量。施用方法可結(jié)合整地，采用撒施、條施、穴施等方式，及時(shí)翻耕覆土。水田一般均勻撒施后翻耕入土，結(jié)合整地和土壤混勻，并適當(dāng)降低施用量。

3.沼液還田。分離沼渣后的沼液可用作基肥和追肥施用，基肥施用結(jié)合整地以澆灌方式施用，施肥需在播種或種植前10~15天澆灌整地，追肥采用條施、穴施、環(huán)狀施肥和噴灌、滴灌、葉面噴施等方式，需要注意調(diào)配沼液肥水比例進(jìn)行稀釋，尤其是葉面噴灑沼液肥注意EC值調(diào)節(jié)，稀釋倍數(shù)適當(dāng)加大，防止燒苗。微灌施用時(shí)注意過濾，避免堵塞管道和滴頭。

4.商品有機(jī)肥施用。以畜禽糞便為原料生產(chǎn)商品有機(jī)肥，質(zhì)量應(yīng)符合《有機(jī)肥料》（NY/T525－2021）要求。一般作基肥，根據(jù)種植植物種類，可采用穴施、溝施、環(huán)狀施肥等方式集中施用，用量一般300～800千克/畝，注意與化肥配合施用。施用時(shí)與植株根系保持一定距離，在兩行作物中間溝施或株間穴施。作種肥時(shí)采用條施、點(diǎn)施和穴施等方式，可與化肥混合，隨機(jī)械播種施入土壤，避免與堿性肥料或殺菌劑同時(shí)施用。

表2 作物養(yǎng)分需求分析小麥＋玉米的養(yǎng)分需求

5.注意事項(xiàng)。

（1）把好堆肥質(zhì)量關(guān)。規(guī)范養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，嚴(yán)格飼料添加劑標(biāo)準(zhǔn)，保證畜禽吃得安全的同時(shí)，從源頭控制糞肥利用的重金屬和抗生素風(fēng)險(xiǎn)。要規(guī)范處理環(huán)節(jié)，加強(qiáng)堆肥積造過程質(zhì)量控制，注意清除塑料、玻璃、金屬、石塊等雜物，定期監(jiān)測(cè)堆肥、沼液發(fā)酵程度，確保糞肥實(shí)現(xiàn)無害化。施用前定期抽樣檢測(cè)，確保安全無害。

（2）強(qiáng)化合理施用。以《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》（GB/T25246－2010）、《肥料合理使用準(zhǔn)則有機(jī)肥料》（NY/T1868－2021）為指引，根據(jù)作物需肥特點(diǎn)、土壤肥力水平、糞肥養(yǎng)分利用率和替代化肥比率，優(yōu)化糞肥施用數(shù)量、時(shí)間和方法，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分科學(xué)管理，避免過量和過于集中施用，造成肥害和誘發(fā)環(huán)境問題。

四、末端利用案例

安徽省亳州市蒙城縣壇城鎮(zhèn)糞污還田，末端利用技術(shù)模式。

1.基于沼液利用的作物養(yǎng)分管理基本參數(shù)測(cè)算。

（1）沼液養(yǎng)分含量基本性質(zhì)。

沼液的pH值7.4，EC值（電導(dǎo)率）4915微秒/厘米，全氮813.87毫克/升，全磷86.38毫克/升，全鉀800毫克/升；全銅0.869毫克/升，全鋅1.94毫克/升。

土壤養(yǎng)分含量和氮素供給量：土壤有機(jī)質(zhì)含量26.1克/千克、全氮0.93克/千克、堿解氮56.66 毫克/千克、有效磷29.4 毫克/千克、速效鉀135毫克/千克、有效銅1.44毫克/千克、有效鋅0.59毫克/千克。

土壤供N量（千克/畝）＝土壤堿解氮測(cè)定值（毫克/千克）×校正系數(shù)×0.15＝56.66×0.6×0.15＝5.1千克/畝·季，同理，磷素矯正系數(shù)以0.3計(jì)，土壤磷素供應(yīng)量為0.82千克/畝·季。

作物目標(biāo)產(chǎn)量養(yǎng)分需求量：根據(jù)沼肥施用區(qū)小麥、玉米多年產(chǎn)量的平均值確定小麥和玉米的目標(biāo)產(chǎn)量均為600千克/畝，100千克小麥、玉米籽粒的養(yǎng)分需求量按照《畜禽糞污土地承載力測(cè)算技術(shù)指南》計(jì)，小麥-玉米輪作的年養(yǎng)分需求量測(cè)算結(jié)果見表1。

表1 沼液（糞水）養(yǎng)分含量測(cè)定（稀釋前）沼液檢測(cè)性質(zhì)

（2）還田土壤養(yǎng)分含量測(cè)定。電導(dǎo)率240.8微秒/厘米、水溶性鹽總量1克/千克、有機(jī)質(zhì)含量26.1克/千克、全氮0.93克/千克、堿解氮56.66毫克/千克、有效磷29.4毫克/千克、速效鉀135毫克/千克、有效銅1.44毫克/千克、有效鋅0.59毫克/千克。

（3）土地承載力測(cè)算。按照《畜禽糞污土地承載力測(cè)算技術(shù)指南》推薦方法，以糞肥氮養(yǎng)分供給和植物氮養(yǎng)分需求、土壤氮養(yǎng)分供給為基礎(chǔ)，測(cè)算1年兩熟制小麥玉米畜禽糞污肥水使用量和化肥減施量。

（4）末端利用基礎(chǔ)設(shè)施配套。

運(yùn)輸路徑距離36米（近距）～2578米（遠(yuǎn)距），目前已建設(shè)肥水輸送管網(wǎng)12.95千米，其中已運(yùn)行肥水輸送管網(wǎng)達(dá)9千米，覆蓋1.9萬多畝農(nóng)田，惠及1500農(nóng)戶。

表3 承載土地面積測(cè)算養(yǎng)殖場的肥力供給水平

表4 小麥玉米1年兩熟種植模式施用畜禽糞污肥水經(jīng)濟(jì)效益分析（按每畝算）

支農(nóng)管網(wǎng)、壓力罐、污水泵等糞水資源化利用設(shè)施投120.3萬元；每畝投資63.32元，按10年折舊，每年每畝的折舊費(fèi)用僅為6.33元。

農(nóng)戶愿意施用糞水，一是不花錢，二是可以節(jié)省肥料成本，三是水肥一體化可以促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)增收。

施用方式：使用活動(dòng)式水管連接田間的支農(nóng)管網(wǎng)出水口，將一面帶有孔隙的管帶鋪在地面，進(jìn)行噴施。

施肥次數(shù)及用量：每年一塊地施用糞水2次，主要為小麥?zhǔn)斋@后（6月初），玉米收獲后（9月底10月初），每次施糞水量控制在20～30立方米/畝（稀釋2～3倍的糞水）；目前小麥配施復(fù)合肥（15-15-15）37.5千克左右，玉米配施復(fù)合肥（28-6-6）40千克左右，替代化肥的25%左右；噴施1畝約需1人2個(gè)小時(shí)左右；亳州小麥?zhǔn)斋@一般在5月底至6月上旬。完成小麥?zhǔn)斋@，即可噴施糞水，一般在6月上旬。

將腐熟后的糞肥經(jīng)2～3倍稀釋，通過輸送管網(wǎng)至大田，地表噴灌使用，每畝噴施管網(wǎng)只鋪設(shè)到田邊，需要用活動(dòng)式帶有孔隙的可移動(dòng)臨時(shí)水管進(jìn)行噴施；糞水下滲后、旋耕機(jī)械能進(jìn)田時(shí)旋耕，一般在當(dāng)天或第二天進(jìn)行旋耕覆蓋；進(jìn)行旋耕達(dá)到覆蓋目的，待墑情適宜（墑情適宜指土壤相對(duì)含水量70%～75%。判斷方法是：土壤顏色深暗，手握成團(tuán)，一米高自然落下，落地松散）時(shí)播種夏玉米。

播種時(shí)，采用種肥同播技術(shù)，種子與化肥同時(shí)播到田間土壤中，采用播種施肥鎮(zhèn)壓一體機(jī)一次性完成播種和施肥，播種施肥后，種肥在種子的斜下方8～10厘米處，每畝施用種肥39.6千克（下同），比未施肥水田塊減少化肥施用量13.8千克；9月底玉米收獲后，每畝澆灌30立方米左右糞水。澆灌的是經(jīng)過稀釋的糞水。不直接覆土，因?yàn)閲娛┘S水后，田間土壤濕粘，無法進(jìn)行機(jī)械作業(yè)，待糞水自然下滲后、旋耕機(jī)械能進(jìn)田時(shí)，使用旋耕機(jī)械化旋耕覆蓋，10月初旋耕播種小麥。播種時(shí)，采用種肥同播方式每畝施用種肥37.5千克，比未施肥水田塊相對(duì)減少種肥施用量12.5千克）。

同時(shí)，對(duì)這630畝農(nóng)田分戶建檔立卡，采用同一品種的玉米和小麥進(jìn)行跟蹤調(diào)查。調(diào)查各個(gè)時(shí)期關(guān)鍵指標(biāo)量，例如，玉米出苗期，株數(shù)，大喇叭口期株高、產(chǎn)量等。結(jié)果表現(xiàn)為：一是施用糞污肥水的玉米田塊平均每畝使用種肥39.6千克，比周邊未施肥水田塊畝均減少化肥使用量13.8千克；玉米畝均產(chǎn)量617.5千克，比周邊未施肥水田塊畝均增產(chǎn)70.8千克；二是施用糞污肥水的小麥田塊平均每畝使用種肥37.5千克，比周邊未施糞水田塊畝均減少種肥使用量12.5千克；小麥畝均產(chǎn)量542.2千克，比周邊未施糞水田塊畝均增產(chǎn)40千克。

2.末端利用技術(shù)效果。

（1）生產(chǎn)效益。作物產(chǎn)量變化：玉米畝均產(chǎn)量 617.5千克，比周邊未施糞水田塊畝均增產(chǎn)70.8千克，增收146元；小麥畝均產(chǎn)量542.2千克，比周邊未施糞水田塊畝均增產(chǎn)40千克，增收90.2元。作物品質(zhì)變化情況：未對(duì)品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。

（2）經(jīng)濟(jì)效益。成本與收益核算。糞水施用成本：每畝一次澆灌人工費(fèi)用30元（企業(yè)出錢，農(nóng)戶不需付錢），一般情況每畝地一年施底肥2次，主要集中在6月的午季板茬（夏玉米）和9月秋季板茬（冬小麥）。共計(jì)每畝降本增效286.2元。減少化肥施用的費(fèi)用、施肥費(fèi)用。

（3）生態(tài)效益?？傮w替代化肥用量或百分比；總體替代26.3千克化肥，占玉米、小麥畝施化肥用量103.4千克的25.4%；節(jié)約的用水量不固定，如果適宜播期內(nèi)干旱，可節(jié)約30立方米水；如果適宜播期內(nèi)土壤墑情適宜，則起不到節(jié)約用水的效果；周圍民眾希望進(jìn)行肥水還田，一是可以節(jié)約化肥使用量，降低生產(chǎn)成本；二是可以促進(jìn)糧食產(chǎn)量增加，促進(jìn)增收；三是改良土壤，減少土壤酸化和堿化。

3.末端利用工作體會(huì)。

一是推廣農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)循環(huán)、畜禽養(yǎng)殖糞污糞水還田模式，急需加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)形成工作合力。農(nóng)牧結(jié)合種養(yǎng)循環(huán)畜禽養(yǎng)殖糞污肥水還田利用工作涉及畜禽養(yǎng)殖、作物種植、土壤肥料等部門，但在現(xiàn)有管理體制下，相關(guān)部門是條塊管理體制，部門之間聯(lián)系不緊密、對(duì)接不暢通、各自為戰(zhàn)，無法形成工作合力，難以提出真正符合實(shí)際的利用模式。需要同級(jí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門主要負(fù)責(zé)人整合相關(guān)力量，成立同級(jí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村主管部門主要負(fù)責(zé)人親自負(fù)責(zé)的統(tǒng)一組織，實(shí)行部門聯(lián)動(dòng)，形成工作合力，共同研究、解決問題，才能提出符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的利用模式。

二是解決畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染問題，急需走資源化利用道路。亳州市是糧食生產(chǎn)大市，常年糧食種植面積1300萬畝以上，常年糧食產(chǎn)量50億千克左右，有良好的飼料基礎(chǔ)。發(fā)展畜禽養(yǎng)殖能就地消化糧食、增加農(nóng)民收入、振興鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但發(fā)展畜禽養(yǎng)殖首先要解決畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染問題。低成本解決畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染問題，急需走農(nóng)牧結(jié)合種養(yǎng)循環(huán)畜禽養(yǎng)殖糞污肥水還田利用途徑，堅(jiān)持從哪里來、還到哪里去，把畜禽養(yǎng)殖廢棄物轉(zhuǎn)化為肥水資源后再施用到農(nóng)作物田間，推動(dòng)化肥減量、土壤結(jié)構(gòu)改良和糧食優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)綠色發(fā)展。

三是認(rèn)真落實(shí)“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略，鼓勵(lì)和引導(dǎo)農(nóng)民增施有機(jī)肥。需要集成有機(jī)肥替代化肥生產(chǎn)技術(shù)推廣模式，構(gòu)建有機(jī)肥替代化肥的長效機(jī)制；需要采取規(guī)范畜禽糞污處理、降低有機(jī)肥養(yǎng)分損失增施有機(jī)肥；需要實(shí)施測(cè)土配方施肥，實(shí)現(xiàn)耕地保護(hù)與質(zhì)量提升加快有機(jī)肥推廣應(yīng)用步伐。