浅述农村有机废弃物在黑土地保护中的作用

李建亚

（辽宁省昌图县十八家子镇农业综合服务中心，辽宁 昌图 112525）

1 农村有机废弃物主要来源

1.1 农作物秸秆

农业种植结构的不断调整，种植大户大量流转土地，农村居住人口减少，清洁能源大力使用，玉米秸秆被堆弃在田间，如何处理作物秸秆，是摆在我们面前的主要问题。目前，我地秸秆综合利用率仅为75%，秸秆焚烧或废弃既浪费了资源，又污染了环境。秸秆是农业生产副产物，也是宝贵的生物质资源，将我们地区丰富的秸秆资源变废为宝，形成多元化、高值化使用格局，大幅度提高秸秆资源的产业附加值，带动秸秆收集、储存、运输等服务业发展，延续秸秆利用链，可有效提供农民就业、增加农民收入，助推农村经济振兴。

1.2 农村养殖粪污

随着畜禽养殖从南方向北方发展新格局，我地畜禽养殖迅猛增加，据统计我国每年产生38亿t养殖业废弃物，相当于生产含有机氮、磷量分别为1597万t和363万t。辽宁省2019年畜禽养殖数量近7000万生猪当量，单位面积耕地承载数量为17头生猪当量每公顷：2020年近1亿头生猪当量，单位面积耕地承载数量超过20头生猪当量每公顷。辽宁省畜禽养殖废弃物数量剧增，2020年全省产生近1亿t养殖业粪污，含氮磷养分分别近50万t和9万t。2021年昌图地区畜禽粪污约700万m3。2022年辽宁省畜禽养殖仍保持增长趋势。辽宁省畜禽养殖规模化占比增加，大型养殖场进入昌图，粪污集中度增加，增大了粪污处理的难度。

2 农村有机废弃物利用技术

2.1 秸秆综合利用原则及技术

（1）秸秆利用原则：秸秆利用工作，疏堵结合是根本。秸秆综合利用工作既需要通过制度创新和技术创新扩大“疏”的途径，增加秸秆“出口”；更需要通过秸秆禁烧的环保问责严格“堵”的管控，将禁烧压力转化为利用动力，二者缺一不可。培育秸秆利用主体是取得秸秆全面禁烧工作的关键。激发市场主体活力，发展壮大秸秆综合利用的专业化合作组织和秸秆利用企业，促进秸秆综合利用向规模化、高值化和产业化方向发展，构建市场化运营机制，是推进秸秆综合利用持续健康发展的关键所在。

农田利用优先、多元利用为辅。坚持秸秆综合利用与农业生产相结合，在满足种植业和畜牧业需求的基础上，抓好肥料化、饲料化、基料化等领域新技术、新装备、新工艺的示范推广，合理引导燃料化、原料化等其他综合利用方式，推动秸秆向多元循环利用的方向发展。

（2）秸秆利用技术：秸秆全部粉碎覆盖还田，主要做法为第一年：旋耕整地--播种--喷施除草剂--防虫防病--收获（秸秆全部覆盖还田）：第二年：免耕播种施肥--喷施除草剂--防虫防病--收获（秸秆覆盖还田）。此后各年均与第二年作业相同，每3～5年进行一次机械深翻。实现玉米秸秆全部还田，方法最直接、操作简便、效果明显、成本低廉，农民容易接受。另外，秸秆粉碎深埋土壤中，秋天收获秸秆时，直接粉碎，然后进行深翻，耕翻25～30cm，同时进行重镇压，来年春天直接免耕播种。上述秸秆还田好处就是秸秆中含有作物所需氮、磷、钾、钙、镁、硫等元素，这些也是作物必需的营养元素，秸秆还田增加土壤有机质及微生物，可提高土壤保肥、缓解土壤N、P、K流失提高土壤速效磷和速效钾含量。提高地温促进种子发芽生长促进根系发育，增加土壤微生物，土壤生物活性提高，调节土壤酸碱度平衡，能改良土壤的结构，使得土壤松散，有利于农作物根系的发育，有节约水的功效。

2.2 推广粪污还田技术

（1）粪污资源化利用目的。落实绿色发展理念，坚持因地制宜，就地就近、政府引导、市场运作、科技支撑，以农村粪污处理利用为重点，加强黑土地保护为目标，将粪污和其他农业有机废弃物腐熟成为有机肥还田利用，能够提高耕地综合生产能力，为我地“减肥增效，绿色发展”起到重要作用。

（2）粪污资源化利用技术

农业有机废弃物资源化利用技术即为肥料化利用。农业有机废弃物肥料化利用技术分为固体粪污肥料化和液态粪污肥料化两种。固体粪污肥料化技术包括传统堆肥技术和条垛翻抛菌剂促腐熟技术，也包括分子膜覆盖菌促腐熟技术和罐式高温好氧发酵技术等升级方式。液体粪污肥料化技术包括粪水厌氧发酵技术和全量粪污厌氧发酵技术。

农业有机废弃物资源化利用是指农业生产产生的各类废弃物（玉米、水稻等秸秆）、畜牧业产生的动物类残余废弃物（鸡、猪、牛等畜禽粪便）、农产品加工产生的加工类残余废弃物（稻壳、菌渣、饼渣、麸皮、沼渣等），在人工控制碳氮比、水分、温度、通气等条件下，加入微生物菌剂后进行生物转化，最终形成有机肥料，进行资源化回归土壤。昌图地区养殖以猪、牛、鸡为主，目前畜禽粪污处理采用固液分离后双线处理技术。针对固体粪污处理，采用传统垛式或槽式堆肥技术将粪污资源化。把秸秆和畜禽粪便等有机废弃物快速、无害化堆沤发酵腐熟制成有机肥料，工艺简单，成本低，能够极大减轻焚烧秸秆和畜禽粪便处理不当造成的土壤面源污染。根据调查辽宁省、昌图县畜禽养殖分布组成，昌图地区养殖以猪、牛、鸡为主。以条垛式和沟槽式两种资源化处理方法为主，引入蚯蚓生物堆肥蚯蚓养殖处理是将畜禽粪污、易腐垃圾、农作物秸秆等有机废弃物，按一定比例混合、适宜温度发酵预处理后，经过蚯蚓过腹消化实现高值化利用。蚯蚓粪可用于生产有机肥直接还田利用，成品蚯蚓可用于提取蚯蚓活性蛋白等。配套设备：原料预处理设备、幼蚓繁育设施、养殖场地等。这项技术模式资源化利用率较高、经济效益较好，但需配套土地用于养殖蚯蚓，并采取污染物防控措施，对养殖技术、管理水平、气候条件要求较高。推广条翻抛菌剂促腐技术，分别开展了鸡粪、猪粪和牛粪为主要原料的资源化利用模式。针对全县域开展粪污资源化利用宣传和指导，推广畜禽粪便与秸秆堆沤有机肥技术手册，并发放到乡镇、村、组、户。

（3）粪污资源化利用方法

充分发挥保洁员、畜牧员、水利员对粪污管理机制。处理散养畜禽粪污，推动种植大户、合作社主动加入畜禽粪污资源化利用产业链，主动使用安心省心肥。2022年中国科学院沈阳应用生态研究所与中科农业（昌图）有限公司达成战略合作，双方将联合开展黑土地保护性耕作农机配套体系研究、畜禽粪污资源化利用及生物有机肥研制及产业化等合作研究，已确定联合开发粉末状堆肥精量条带施用机，适用于辽北春季风大时期高效减损施用，同时增强肥料保留比例，适宜风沙土区域、坡薄土壤改良。

液体粪污资源利用，针对肉、奶牛和生猪粪污中液态粪污比例高，而现行固液分离双线路工艺繁琐低效的现状，推动我地农业试验站畜禽粪污全量资源化平台建设，该平台适应于规模养殖猪牛粪污、散养猪牛粪污收集后集中处理。

（4）粪污资源化利用效益

深入开展对畜禽粪污资源绿色生态化利用进行研究。铁岭老康肥业有限公司实现了畜禽粪便资源高效绿色生态化利用。佳缘集团双城养殖示范基地以及诸多大中型养殖企业采用罐式高温发酵技术，提升粪污资源化技术，做到粪污不落地，少污染高环保，且节省占地，提高效率，还能增加肥料养分保留和提高利用率。积极推动畜禽粪肥还田工作。结合黑土地保护利用项目，落实粪肥还田面积约0.47万hm2，施用堆沤有机肥3.5万t；春季开展粪肥集中还田工作，养殖场（户）及种植户自主还田畜禽粪肥40万t，配套还田土地面积约6万hm2。利用畜禽粪便生产有机肥产品0.5万t。有力地保障了我地粪污资源化利用。通过推广农业有机废弃物资源化利用技术，我县每年畜禽粪便资源化400多万t。

3 农村有机废弃物对培肥黑土地作用

3.1 确保黑土地营养全面

有机肥中不但含有氮、磷、钾三要素，还含有硼、锌、钼等微量元素。施入土壤后，可为农作物提供全面的营养。有机肥是一种完全性肥料，给土壤提供的养分比较全面。有机肥含有的营养成分和各种有益元素是作物必须吸收的，而且它含有的养分比例很全面，也有利于作物的吸收。这也就是为什么有机肥施得越多，越有利于土壤所含养分的比例平衡，也越有利于所种作物对养分的吸收和利用。另外，多施有机肥不会造成土壤中的某种营养元素大量增加，也就不会破坏土壤养分的比例平衡。含有作物所需要的营养成分和各种有益元素，而且养分比例全面，有利于作物吸收。因此，有机肥施得越多，越有利于土壤养分比例平衡，越有利于作物对土壤养分的吸收和利用，不会因多施有机肥而造成土壤某种营养元素大量增加，破坏土壤养分平衡。

3.2 促进土壤微生物繁殖

有机肥料含有大量的有机质，是各种微生物生长繁育的地方。据研究深耕配合施用有机肥，土壤固氮菌比对照增加近一倍，纤维分解菌增加近2倍，其他微生物群落也有明显增加，所以施有机肥能大大促进新开垦土地的熟化进程。另外，有机肥在腐解过程中还能产生各种酚、维生素、酶、生长素等物质，能促进作物根系生长和对养分的吸收。更重要的是有机物在腐解过程中产生一种能激发根系生长的物质，促进玉米根生长和吸收营养。有机肥腐解后，可为土壤微生物的生命活动提供能量和养料，进而促进土壤微生物的繁殖。微生物又通过其活动加速有机质的分解，丰富土壤中的养分。多施有机肥还会有利于土壤微生物的生长和繁育。由于有机肥料中含有大量的有机质，所以非常适合土壤中各种微生物的生长和繁育，从而大大地促进了土地的熟化。因为有机肥在腐熟分解的过程中产生各种酚和维生素、一些酶类以及生长素等物质，对作物根系的生长有益。

3.3 改良土壤结构

有机肥施入土壤后，能有效地改善土壤中水、肥、气、热状况，松紧耕层。耕作主要目的是调节土壤的水、肥、气、热。使土壤变得疏松肥沃，有利于耕作及作物根系的生长发育，加速土壤团聚体的形成，改善土壤理化性质有机-无机团聚体是土壤肥沃的重要指标，它含量越多，土壤物理性质越好，土壤越肥沃，保土、保水、保肥能力越强，通气性能越好，越有利于作物根系生长。

3.4 增强土壤的保肥供肥及缓冲能力

有机肥中的有机质分解后，可增强土壤的深处供肥和耐酸碱的能力，为作物的生长发育创造一个良好的土壤条件。有机肥还能减少养分的固定，从而提高了养分的有效性。有机肥中含有许多的有机酸、腐殖酸和羟基等营养物质，而它们有很强的螯合能力，能够与许多的金属元素螯合，形成螯合物，如锰、铁、铝等。譬如说，与锰形成的螯合物可减少锰离子对作物的直接危害，还可以防止铝和磷结合而形成的很难被作物吸收的闭蓄态磷，从而大大地提高土壤中有效磷。

3.5 刺激作物生长

有机肥腐解后产生的一些酸性物质和生理活性物质，能够促进种子发芽和根系生长。在盐碱地上施用有机肥，还具有改良土壤的作用，可减轻盐碱对作物的危害。

3.6 提高抗旱、耐涝能力

有机肥施入土壤后，可增强土壤的蓄水保水能力，在干旱情况下，可提高作物的抗旱能力。施入有机肥后，还可以提高土壤的孔隙度，使土壤变得疏松，改善根系的生态环境，促进根系的发育，提高作物的耐涝能力。多施有机肥对提高土壤的保肥保水能力有很大的好处。有机肥料本身具有较强的阳离子置换能力，因此，它可以使土壤吸收更多的钾、镁、锌等各种营养元素，并防止它们从土壤中淋失，从而提高了土壤的保肥能力，特别是腐熟完全的有机肥的保肥能力会更加明显。有机肥具有另外一种特性，就是它有很强的缓冲能力这一特性，从而可以防止因土壤长期施用化肥而引起的酸度变化和土壤的板结，提高了土壤的抗逆性，保证土壤自身具有良好的生态环境。

3.7 提高化肥利用率

有机肥中的有机质分解时产生的有机酸，能促进土壤和化肥中的矿物质养分溶解，从而有利于农作物的吸收和利用。有机肥还能加速土壤团聚体的形成，也就是团粒结构的形成，从而能改善土壤的理化性质。因为有机、无机团聚体是衡量土壤肥沃程度的重要指标，它的含量越多，说明土壤的物理性质越好，土壤就越肥沃，土壤的保土、保水、保肥能力就会越强，土壤的通气性能也会越好，所以就会越有利于作物根系的生长和营养的吸收。

总之，有机废弃物充分利用，有机肥归还土壤越多，越有利于土壤养分比例平衡，越有利于作物对土壤养分的吸收和利用，不会因多施有机肥而造成土壤某种营养元素大量增加，破坏土壤养分平衡。针对黑土地保护，开展“呵护生态环境、保护绿色家园”，积极倡导农药、化肥减量，分解利用作物残余废弃物。由此可见，农村环境整治，把环境整治产物玉米秸秆、畜禽粪污、生活垃圾有效利用，归还田间，以养分归还学说为基础，开展土地用养结合，增加土壤有机质，培肥土壤为主要方向，防治水土流失为重点，更有效地分解农药、化肥在土壤中残留，保护黑土地持续高产稳产，建设农村生态田园，保护“耕地中的大熊猫”。