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        產業化有機肥生產經營發展指導報告書

        www.davamexporters.com | 文章來源:微元生物 | 作者:gzwybio | 發布日期:2020-03-25 16:13:08 | 點擊:3760

        標簽:有機肥

        導語:

        有機肥實質是生物有機廢棄物通過微生物發酵降解產生含有可溶性碳元素(C)為主要元素成分的肥料。碳元素(C)是有機物的代表元素,被稱為“有機質”,是有機肥概念的基本內涵之所在。

        產業化有機肥生產經營發展指導報告書

        陳燕子

        湖北省武漢市生物農業工程師

        (注冊執業職稱證號:武漢市人事局武證中字8045007004


        1.00關于對有機肥概念的理性認知

        什么是有機肥?這個概念對大多數從業者來說,大多認為就是傳統堆肥、廄肥、生活垃圾、淤泥或者自然發酵的人畜糞便、以及自然漚腐的雜草、秸稈之類的肥料而不同于化肥的通俗認知;也可說是人們從生產實踐中理解的一種傳統認知。但是對產業化生產經營商品有機肥的從業者來說,這樣的認知還不足以為產業發展提供有說服力的科學釋義。有機肥實質是生物有機廢棄物通過微生物發酵降解產生含有可溶性碳元素(C)為主要元素成分的肥料。碳元素(C)是有機物的代表元素,被稱為“有機質”,是有機肥概念的基本內涵之所在。科學研究發現;生物有機物都是含有碳元素(C);而且是一些不容易溶于水的大分子。只有通過化學催化劑分解或者通過發酵降解才可以成為可溶性元素或者可溶性的小分子有機物。這些不溶水的生物大分子有機物是:植物纖維素、半纖維素、木質素、植物淀粉;生物蛋白質、植物油脂或者動物脂肪、細胞核酸等。它們都含有碳元素(C)作為有機分子的骨架元素與其他元素相連接形成不同的生物有機大分子。有著“無碳不成鋼”的通俗概念之說。同時通過檢測分析100克生物材料樣品;發現有機質平均含量在58%。其中碳元素(C)所占比例為1/58%;其比值為:1.724。蛋白質平均含量為16%;其中氮元素所占比例為1/16%;其比值為6.25 。據此;檢測某種生物材料有機物含量時,只需檢測樣品的碳元素(C)含量的數據,即可計算出某種生物材料的有機質含量。同理;只需檢測樣品的氮元素(N)含量數據,即可計算出某種生物材料的蛋白質含量。生物有機物大分子的空間構形各有不同;分子量非常巨大,分子結構也非常復雜;但是都可被微生物發酵降解成為可溶于水的碳(C)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)等單質元素或者小分子化合物為基本特征。對檢測某種廢棄生物原料而言,其檢測數據只能說明是某種元素總含量;而不是可溶性元素含量。其原料檢測的有機質含量稱為“總碳(以C計)”。檢測出的氮素含量稱為“總氮(以N計)”。農作物以直接利用土壤中可溶于水的單質化學元素合成有機物為唯一方式;這類單質化學元素稱為“養分元素”;其中包括碳元素(C)。由此可見;原料檢測數據并不是發酵料或者有機肥產品的檢測數據,而只能作為說明原料質量狀況而。因此;發酵料或者有機肥產品只能以檢測出示可溶性元素數據才可以作為認定產品質量的最終依據。科學認知有機肥這概念和原理,有助于克服產品生產和經營的盲目性,有助于選擇和合理利用有機物廢棄物原料資源,有助于設計有機肥產品生產工藝;確定有機肥產品的定位;獲得有機肥施用最佳效果,實現肥料產品施用價值;推動農業可持續發展的同時;使肥料產業獲得穩定的經濟發展。

        2.00關于原料利用的持久性

        如何確定有機廢棄物利用的持久性取決于原料資源的可持久利用。其中包括原料特點和收購價位、原料發酵生產成本和肥料產品的定位和賣價。原料資源的可持久利用、原料特點和收購價位是決定產業實現長期穩定發展的首要條件。原料發酵生產成本和肥料產品的定位是確定產業經濟效益的關鍵。

        對項目投資者或者從業者而言,首先要做的事情是需要調查了解當地可利用的農業廢棄物資源和存量是否可滿足產業持續穩定發展的需求。其目的是:消化當地農業廢棄物,消除當地農業廢棄物產生的環境污染源,有利于提高民眾生活質量和推動社會和諧發展。對產業而言;近距離原料收購有機廢棄物;可減少原料發酵生產成本,生產出價位適宜的有機肥產品,滿足當地農業可持續用肥需求的同時,產業獲得應有的經濟效益。

        秸稈是成熟農作物莖葉(穗)部分的總稱。是農業廢棄物的主體資源;通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油菜、棉花、甘蔗和其它農作物(通常為粗糧)在收獲籽粒后的剩余部分。農作物光合作用的產物有一半以上存在于秸稈中,植物纖維素是秸稈的主要成分,也是發酵產生熱量的關鍵成分;其中包括含有少量的淀粉和葡萄糖成分。發酵有機肥生產原料如果缺乏植物纖維素成分或者少量淀粉糖類成分,原料發酵是不會產生高溫的。因此需要配用一定比例的植物廢棄物滿足發酵菌的產熱需求。下圖為農作物秸稈折算表。依據此比例即可計算出農作物秸稈資源存量。例如:畝產1000公斤的水稻,畝產稻桿約9000公斤左右。

        表一

        農作物秸稈折算比例表

        作物及秸稈名稱

        籽粒、秸稈重量

        水稻:稻草

        10.90

        玉米:玉米稈

        11.20

        小麥:麥稈

        11.10

        甘蔗:蔗稍

        10.25

        甘蔗:蔗渣

        10.14

        蠶豆:蠶豆稈

        11.10

        大豆:大豆稈

        11.60

        烤煙:煙草稈

        11.00

        油菜籽:油菜稈

        11.50

        木薯:木薯稈

        10.80

        其它薯類(鮮薯):木薯稈

        10.50

        高梁:高粱稈

        11.30

        花生果:花生稈

        10.80

        芝麻:芝麻稈

        12.20

        向日葵:向日葵秸稈

        12.50

        其它油料:其它油料秸稈

        12.00

        其他雜糧:其它雜糧秸稈

        11.60



          我國地域遼闊,生物廢棄資源極為豐富。除了秸稈廢棄物外,其他可利用的有機廢棄資源也極為豐富。以上只是可利用農業廢棄物的一部分而已。其他可利用的有機廢棄資源有:農產品粗加工或者精加工產生的皮、殼、粉、末、渣和餅粕等農副廢棄物。餐廚垃圾;包括廢棄果、蔬、蛋、奶、魚肉類食品加工廢渣或者過期變質食品食材。釀造食品生產的酒糟、醬渣、醋渣或者中藥廢渣。水生貝殼類或者魚蝦加工生產的廢棄物。畜禽動物糞便。竹、木廢渣或者鋸末、枯枝樹葉??山到獾纳罾蜕钗勰?。陸生或者水生雜草。食用菌廢渣或者工業發酵谷氨酸鈉(味精)生產、農用或者醫用抗生素生產、生物源農藥生產的廢渣。廢棄棉、毛、麻類制品等。利用有機廢棄物生產有機肥的原則是:

        第一:以消化當地農業廢棄物;包括消化其他導致環境污染的有機廢棄物為主要目的。實現當地環境的治理。

        第二:以原料投入和產品產出1.0≥0.65的比例計算,年產能≥1000噸發酵有機肥產業;其原料資源存量必須≥1500噸/年。滿足原料穩定需求≥10年。原料收購到位價位必須≤150元/噸。

        第三:原料質量參數:

              有機質總含量(以C計):≥58%??偟骸?.5%。pH:4.0-8.0。

        植物類廢棄物水分:≤65%。

        動物類廢棄物水分:≤80%。

        其他有機廢棄物水分含量參照植物類水分含量參數。

        重金屬含量限量值參照標準:NY525-2012標準。

        第四:原料堆存期間不得有污染環境的廢渣、廢氣和廢水產生。

        3.00有機肥生產工藝簡介和產品生產成本計算方法和參數

        3.10有機肥生產工藝簡介

        商品有機肥生產工藝分為兩大工序是:有機廢棄原料發酵工序和肥料調配生產工序。

        3.1.1有機廢棄原料發酵(生物酶解)通用生產工藝流程

         

        1)大池厚層鋪料或者平地條堆接種堆肥菌劑翻拋發酵工藝流程

         

        原料處理→原料混合→接種→發酵→翻拋供氧→發酵腐熟→轉堆儲存→


        →發酵腐熟料。


        2)大池厚層鋪料或者平地長條堆接種堆肥菌劑和生物酶降解翻拋發酵

        工藝流程

         

        原料處理→原料混合→接種加酶→發酵→翻拋供氧→發酵腐熟→轉堆儲存→


        →發酵腐熟料。


        3.1.2原料發酵(生物酶解)生產工藝說明和參數

        1)原料處理:秸稈類原料粉碎細度,≤ 5mm。稀態原料脫水≥50%。細碎原   

        料可不粉碎。

        2)原料混合:水分含量≤60%。有機質(C)≥ 25%;總氮(N)≥1.0%。

        pH:6.8-8.0

        3)接種:堆肥發酵菌劑活菌總數≥200億個/克。菌劑用量:≥0.1%(w/w)。

        4)加酶降解:酶活力≥3000單位/克。加酶比例:≥0.1%(w/w)。木質素含

        量成分較多的廢棄原料必須添加脂肪酶制劑發酵降解;以含蛋白質

        為主要成分的廢棄原料必須添加蛋白酶制劑發酵降價。

        5)發酵:發酵周期一般需要10天-15天/批料。原料堆厚:≤1.0米。原料堆寬:

        ≥3米。原料堆長:不限。原料水分:≥50%。通過高溫蒸煮的廢棄原料發酵包括酶解生產周期≥10天。

        6)翻拋供氧:產業化生產采取機械翻拋堆料生產。原料翻拋溫度上升標準是:

        ≥60℃。發 酵周期內間隔翻拋次數 ≥ 4次/批料。

        7)發酵腐熟感官標準:色澤炭黑或者褐色;手抓質輕,結團或者結塊落地容易

        自然散開。無惡臭,有少量腐臭和霉氣味。料堆有明顯的淺白色菌

        粉或者菌斑。無蠅蛆蟲卵;蒼蠅和飛蟲不容易著落。水分≤50% 。

        3.2.3原料發酵生產成本計算參數

        1)原料購進單價:≤150元/噸。

        2)原料發酵(酶解)生產成本:≤150元/噸。

        成本小計::≤ 300元/噸。

        3)50%發酵失水成本攤入:≥150元/噸。

        4)其他待攤成本:≥50元/噸。

        5)發酵腐熟料控制成本:≤500元/噸。

        3.20有機肥產品調配生產工藝簡介

        3.2.1 國標NY525-2012有機肥或者企標專用有機肥產品調配通用生產工藝流程

         

        發酵料(專用肥配料)→篩分→粉碎→取樣化驗→無機養分調配→干燥→包裝入庫


        3.2.2國標靶向性農用微生物菌劑(復合微生物菌劑)有機肥產品調配生產工藝流程

         

        發酵料(填充料)→篩分→干燥→粉碎(磨粉)→取樣化驗→混合菌粉(制粒)→包裝入庫


        3.2.3有機肥產品調配生產工藝說明和工藝參數

        1)發酵料:用于配制有機肥產品的主要原料。有機質(可溶性碳元素)≥58%

        根據產品標準計算配用。

        2)專用肥配料:指可促進作物生長發育的生物質類原料。根據作物或者土壤需求計算配用 成為專用有機肥產品。

        3)篩分:指配用的發酵料或者專用肥配料的過篩去雜生產工序。

        4)粉碎:粉末肥產品細度≥5目。顆粒肥制粒粉末細度:≥50目 。

        5)混合菌粉:用于農用微生物菌劑有機肥產品的填充劑原料粉末細度:≥80目 。按照供貨方包裝活菌總數標識計算和混合生產出符合國標產品的菌數含量產品。

        6)產品質量的合格認定:

                       產品理化檢測:參照 NY525-2012標準執行。

                      專用有機肥或者農用微生物菌劑產品必須通過施用觀察試驗;有效率≥95%。其中:農用微生物菌劑產品的可溶性≥95%?;罹倲荡婊盥省?5%。產品水分:≤20%。

         3.2.4  有機肥產品調配生產成本計算方法

          第一步:求出發酵腐熟料的配用數量

                發酵腐熟料的配用數量=(產品有機質標準含量÷發酵料有機質含量)

        ×100%

               例題:計算出生產有機質標準含量為50%的有機肥產品,需要配用有機質含量70%發酵腐熟料的比例和數量是多少?

              計算如下:(50%÷70%)×100%=71.4%

              答案:需要配用有機質含量70%發酵腐熟料的比例是:71.4%。

        即:生產100噸有肥產品需配用70%發酵腐熟料數量是:71.4噸。


        第二步:求出發酵腐熟料的配用成本

        腐熟料的配用成本=發酵料生產成本×配用數量。

              例題:已知發酵腐熟料的生產成本為500元/噸;配用有機質含量70%發酵腐熟料的成本是多少?

              計算如下:500元/噸×71.4噸=35700元。

              答案:配用有機質含量70%發酵腐熟料的成本是:35700元。

        即:有機肥的單位成本是:357元/噸

         第三步:求出其他配用原料的成本

        其他配用原料是指:配用發酵腐熟料以外的其他原料,包括有:大、中、微量無機養分原料配用成本;生物質類原料配用成本;農用微生物菌劑和填充原料成本。不包括包材成本和包裝生產成本、企業待攤成本等相關成本。

        4.00 環境污染風險避讓、項目用地面積和成套設備投資預算參數

        4.10環境污染風險避讓

        1)原料發酵生產車間距離居民生活區域≥5公里。植物類廢棄物料堆放場地距

        離發酵生產車間相距≤5米;不得露天堆放。機械粉碎料或者原本細碎原料,使用機械傳送設備將原料傳送到發酵車間發酵生產。生產車間必須具備通風和排氣設置;確保生產安全。

        2)動物糞便必須在封閉式廠房內發酵生產。(建議在動物養殖場糞便排放點發酵生產。)糞便發酵生產車間必須具備通風排氣和氨氣回收設置;回收氨氣溶于清水成為液態氨氮有機肥肥產品銷售;提升產品生產附加值。發酵腐熟料需密封轉運到配肥生產車間覆蓋堆存備用。生產操作人員必須穿戴口罩和防護服作業;預防傳染病的產生。

        3)容易自然發酵產生污染環境有害氣體的細碎廢棄物原料,必須采取隔離的半封閉式車間生產。半成品物料必須使用遮網堆存覆蓋備用。生產車間必須具備通風和排氣設置;以防傳染病產生。

        4)肥料預混生產車間和包裝生產車間必須具備通風防塵設置生產操作人員必須穿戴口罩和防護服作業;;確保生產安全。

        5)產品干燥采用無煙排放的熱源供熱,確??諝饣蛘攮h境不受污染。

        4.20有機肥項目用地面積參數

        1)秸稈原料堆存用地面積:≥7.0噸/平米。 垛堆高≥5米。垛堆底寬(直徑)

        ≥3米。垛堆長度不限。原料平均常溫密度:≥0.50。

        2)半干態類細碎原料堆存用地面積:≥ 3.0噸/平米。料堆高度 ≤2.0米/批料。

        料堆底寬≥ 3米/批料。料堆長度不限。原料平均常溫密度:≥0.50             

        3)原料發酵用地面積:≥ 1.0噸/平米。堆高≥0.8米/批料。堆寬≥3米/批料。

        堆料長度不限。原料平均常溫密度:≥0.50。

        4)肥料預處理和產品包裝生產線車間用地面積:

        ≥1000平米/≥1000噸/年產能。

        5)成品肥料庫存堆放用地面積:≥2000平米/≥1000噸/年產能。

        6)相關配套設置用地面積:≥2畝/≥1000噸/年產能。

        7)廠區道路、綠化、運營空間面積:20畝/≥1000噸/年產能。

        4.30有機肥項目成套設備資產投資預算參數(不含土建預算)

        1)水泥發酵池(槽)厚層鋪料發酵生產主要設備:

        ≥150萬元/≥1000噸/年產能。

        2)地面條堆發酵翻拋供氧發酵動力生產設備:≥20萬元/≥1000噸/年產能。

        3)成品肥料生產線成套設備:120萬元/ ≥1000噸/年產能。

        4)檢測化驗、供水排水供電、物料儲運等配套設置和設備:

        ≥100萬元/≥1000噸/年產能。

        5)投資預算合計 400萬元/≥1000噸/年產能。

         

        5.00 有機肥產品定位原則和產能定位參數

        5.10有機肥產品定位原則

        第一:以有機肥產品的基本功能確定產品定位。

              有機肥是以有機廢棄物發酵降解形成可溶性碳元素(C)為主要成分的產品。有機肥的基本功能是:增加耕地土壤有機質碳元素(C)含量,松疏土壤;提高農作物光合作用效率;促進根系對肥料養分的的利用率;有利于土壤益生菌的生長繁殖,增強農作物對病蟲害的抗衡功能。以有機廢棄物發酵降解形成的腐熟料;可溶性有機質含量通?!?5%。其無機總養分含量一般很低,其總養分含量通?!?.0%,可溶性氮素養分通?!?.0%;可直接作為增加土壤有機質的肥料施用。設定耕作層厚度0.2米,土壤容重1.3,那么;一畝(667平方米)耕層的重量為667x0.2x1.3=173.42噸。有機肥中有機質農業部標準為≥45%;以50%計算,則每畝土壤要想平均增加1%的有機質;需要的施肥量為173.42x1%÷50%=3.47噸。歷史以來,我國農業生產長期施用無機化肥導致耕地土壤有機質含量偏低,有機質含量大多在2.0%左右。而富含有機質的優質土壤的有機質含量要求≥6.0%。耕地有機質含量偏少可造成土壤板結,農作物逐年減產欠收。由此可見;定位發酵基質有機肥產品具有極大的市場發展空間。

        第二:以不同農作物生長發育對養分需求確定產品定位。

             以有機廢棄物發酵降解形成可溶性碳元素(C)為主要成分的產品,由于無機養分含量比較少,除了作為增加土壤有機質底肥使用外,可用于作物育苗或者某些低養分需求的蔬菜種植施用或者栽培盆景花卉植物栽培施用。但遠遠滿足不了大田或者特種農作物對各種養分的需求。因此,必須在調整配用發酵基質的基礎上,依據不同農作物的養分需求配用無機養分原料,生產出專用有機肥產品。

                       表二:專用有機肥產品有機質和總養分含量參數

        肥料種類

        育苗基質

         

        國標通用

        有 機 肥

         糧、棉、油作   物

        專用有機肥

        水生作物

        專用有機肥

        果、茶作物

        專用有機肥

        有機質(

        40

        45

        60

        60

        60

        總養分(

          2.5

        5.0

        7.0+TE

          10+TE

        7.0+TE

        N- P- K =

        1.0-0.5-1.0

        2.0-1.0-2.0

        3.0-2.0-2.0

         

        3.0-3.0-4.0

         

        3.0-2.0-2.0

         

        中量元 素

        肥料配用

        比例(

        -----

        -------

        1.0

        1.0

        1.0

        生物質原料配用比例(

        0.5

        --------

        1-10

        1-10

        1-10

        說明:

        1)TE:指配用的銅、鐵、鋅、錳、硼、鉬、硅等微量元素肥料;可根據不同

        農作物需求選配。以確保農產品有效品質。

        2)中量元素:指鈣、鎂 硫三種元素肥料。

        3)生物質原料:指含有多種單質養分元素的小分子生物原料。常用的原料有:農用氨基酸或者多肽、農用礦源腐殖酸(黃腐酸或者黑腐酸)、廢棄葡萄糖渣或者多聚糖渣、甲殼素、海藻素、動物骨粉等。。。。。。配用生物質原料可取代或者減量配用發酵基質料。以確保農作物增產增收。

        4)國標通用有機肥:除主要用于土壤增加有機質含量外,用于低養分需求的蔬菜種植底肥施用。

         

        第三:依據不同農用微生物功能確定微生物有機肥的產品定位

        “微生物不是肥料”這是老一輩科學家,原中科院微生物研究所專家肖永瀾教授很早就提出的解答。嚴格地說,農用微生物是肥料的促效劑。土壤中沒有微生物存在,土壤就沒有生物活性;農作物不能實現對各種無機養分的充分吸收和利用。農用微生物起到的作用主要有以下幾點是:1)起到發酵作用。2)起到固氮解磷釋鉀的作用(消除土壤板結或者提高土壤抗重茬的作用)。3)起到促進作物根系發育;實現對無機養分的吸收和利用。4)某些益生菌分泌抗生素代謝產物起到殺滅或者抑制某些病蟲害的作用。5)某些益生菌分泌的生物激素,起到刺激農作物生長發育的作用。就發酵基質而言,產品中都殘留有數量不等的益生菌,對增強土壤生物活性都有明顯的作用。

                表三:不同有機肥產品的功能性微生物用途和功效比較

        肥料種類

        育苗基質

         

        國標通用

        有 機 肥

        專   用

        有 機 肥

        改   土

        微 生 物

        有 機 肥

        藥   效

        微 生 物

        有 機 肥

        促    生

        微 生 物

        有 機 肥

        有機質(

        40

        45

        60

        40

        40

        40

        總養分(

        2.0

        5.0

        7.0

         不限

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