中国地域辽阔,人口众多,有机肥料资源十分丰富。种类多,数量大,是中国农业生产的重要肥源,但它也是农业、畜牧业生产的副产物。可以说,哪里有农业、畜牧业、哪里就有有机肥源。城市中可以利用的有机生活垃圾,主要来自农产品和畜产品。所以农业、畜牧业越发展,有机肥资源就越丰富。根据全国各地区调查,使用的有机肥料就有14类100多种。人粪尿是一项重要有机肥源。平均每个成年人每年粪尿排泄量约为790公斤,折含氮素(N)4.4公斤,磷素(P2O5)1.36公斤,钾素(K2O)1.67公斤。如以人粪收集利用率按60%、人尿30%计算,中国农村人口有9亿,折合为成年人,每年就可积攒人粪尿1600多亿公斤,可为农业生产提供氮素90万吨,磷素28万吨,钾素34万吨。据中国农业年鉴1990年资料,中国猪存栏数约3.4亿头,牛近1亿头,马骡驴2700万匹,这些家畜排泄物数量大,养分丰富,是中国农村最大的有机肥资源。其中猪每年可为农业生产提供氮素130多万吨,磷素85万吨,钾素180万吨;大牲畜可提供氮160多万吨,磷83万吨,钾110多万吨。加上每年有30多亿只家禽和10多亿只兔,其提供的养分量占农村有机肥料总量的63%~72%。农作物秸秆也是很重要的有机肥源。其养分丰富,来源广,数量多,可直接还田。也是堆、沤肥和家畜挚□的重要原料。中国主要农作物秸秆每年总生成量平均为4亿多吨,按稻草还田率30%,麦秸还田率45%,玉米秸还田率20%计算,每年可用作有机肥料的秸秆就有1.3亿多吨,约可提供氮素66万吨,磷素40万吨,钾10.6万吨。中国每年各种有机肥料总生产量达18~24亿吨,其中氮磷钾养分含量就有1678万吨。这些数字只是粗略的估算。随着人口的增加,农业、畜牧业生产的发展,人民生活水平的提高,有机肥料的数量和质量都有很大的变化。据1998中国农业年鉴统计中国人口为12.058亿,是1989的1.062倍,增加1.023亿人;粮食产量为4.942亿吨,是1989的1.12倍,增加7975万吨,猪、牛、羊出栏数为63722.1万头,是1989年的1.673倍,增加2.5633亿头。禽蛋产量2125.4万吨是1989年的2.95倍,增加1405.6万吨。人口、畜禽数量和粮食产量的增加,必然增加人、畜、禽粪便和作物秸秆的数量。因此中国各种有机肥料年总生产量可能要远远超过18~24亿吨,其中氮磷钾养分含量也要超过1678万吨。据国家农业部的预测20世纪末,中国有机肥中氮磷钾养分总量达1971~2087±91.7万吨。总之中国的有机肥料是一项数量巨大的资源,而且是每年持续不断地生产出来的,利用好了将成为发展农业生产的物质保证。
据不完全统计,近年来中国登记注册的有机肥企业数量已经超过了3000家,并还在大幅增长,其中用禽畜粪便做有机肥的厂家成为最大的增长极。中国禽畜粪便有机肥已然进入了快速爆发期,其最大的拉动力就在于政策支持。2016年农业部发布《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》,2016年国务院发布《土壤污染防治行动计划》,2017年农业部印发《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》,均提出鼓励农民增施有机肥,对畜禽规模养殖集中区鼓励农作物种植与禽畜粪便综合利用相结合。此后,全国上下随即掀起一波利用禽畜粪便生产有机肥的热潮。有机肥的风口在政策推动下,越聚越大。据悉,目前农业部正在编制禽畜粪便堆肥标准,现已开始征集意见,该标准不仅将对堆肥过程和产品做出细致要求,更指出了禽畜粪便生产有机肥的政策方向:种养结合。中国农业大学资源与环境学院教授参与了该标准的制定,他坦言,规模养殖正在加快发展,但养殖与种植分离成两个主体,养殖的不种地,种地的不养殖,客观上阻隔了粪污还田的通道。他认为,种养结合模式有望成为禽畜粪便有机肥行业未来的发展方向,而正在征求意见的禽畜粪便堆肥标准正是体现了对种养结合的鼓励。农业部微生物肥料质检中心主任李俊对种养结合也颇为认同,他认为,随着养殖业规模化,未来中国应该对粪污采取规范、统一的治理技术及其配套工程。
针对目前大多数撒肥机在作业过程中存在抛撒不均问题,该文设计了一种锥盘式撒肥装置。通过对该装置结构和工作原理的阐新型撒粪机厂家直销述及肥料颗粒在撒肥盘、叶片上和空气中的动力学和运动学分析,建立了肥料颗粒的运动模型。以叶片长度、叶片水平投影倾角、撒肥盘转速、肥箱落肥口位置和面积为试验因素,以肥料抛撒的横向变异系数为试验指标进行了台架试验。试验表明,当落肥口位置(落肥口中心点在以叶片旋转中心在地面的投影为坐标原点的空间直角坐标系中的坐标值)为(70 mm,0,800 mm),叶片长度为150 mm,落肥口面积为2456 mm2,叶片水平投影倾角为1°,撒肥盘转速为1090 r/min时,横向热销新型撒粪机撒肥变异系数为5.215%,此时肥料抛撒的均匀性最好,满足施肥作业要求。该装置基本上解决了肥料抛撒不均方面的不足,为锥盘式撒肥机的设计与优化提供了参考。
(1)直接参与植物新陈代谢。植物可以直接吸收简单糖类、氨基酸、腐殖酸等有机物,这些有机物直接参与到植物内部转化、代谢、合成等生物化学过程。(2)提高矿物质元素有效性和肥料利用率。腐殖酸中大量的有机酸类等,使土壤中难溶性矿物质养分转成可溶,有利于同亲脂性和细胞膜亲和,提高矿物质营养元素的有效性。(3)提高作物抗性。腐殖酸中水溶性多糖可调节植物细胞质浓度,降低冰点使植物抗寒,生物碱、酸类物质抵御或杀灭病原菌和有害昆虫,增强植物抗病虫能力。(4)激活、增加土壤有益微生物。腐殖酸为土壤微生物提供了充足的营养,使土壤微生物种群和数量增加。(5)改善土壤理化性质。腐殖酸中的活性有机物和土壤矿物质形成有机胶体,促使土壤团粒结构形成,可全面改善土壤水、肥、气、热状况。可以看出,它的优点是含有非常丰富的有机质、腐殖质和植物搜需要的很多种营养元素。有机肥它可以改良土壤和改善土壤中的重金属,可以提高土壤的结构、提高土壤的营养元素、增强土壤保肥保水能力、调节土壤酸碱度、促进土壤微生物活动、提高土壤养分有效性等都具有良好的作用。