蚯蚓粪生物有机肥技术研究可行性分析方案

蚯蚓粪生物有机肥技术研究可行性报告

一、工程必要性

<一）目的意义

生物有机肥主要指农业和畜牧业的废弃物或有机垃圾经有益微生物发酵、加工而成的有机肥料。生物有机肥含大量有机质和活的有益微生物及微生物代谢产物，兼有微生物接种剂和有机肥料的作用，是21世纪最具发展潜力的新型肥料之一。传统畜禽粪有机肥生产成本低，应用效果好，施用后不仅增产，而且能提高或改善作物品质，在我国农业可持续发展中占有重要的地位<曾思坚和何小霞，2004）。但其生产方式落后，堆肥过程麻烦，劳动强度大，有效养分含量低，体积庞大施用不便，且存在“湿、臭、脏”污染大等缺点，不能适应现代农业和商品经济的发展。改革传统有机肥的生产和使用方式，根本出路是实现有机肥的工业化生产和商品化销售。

蚯蚓粪是一种黑色、均一、有自然泥土味的细碎类物质，具有良好的孔性、通气性、排水性和高的持水量，蚯蚓粪具有很大的表面积，并具有良好的吸收和保持营养物质的能力，使得很多微生物得以生存

al,2000>。实践证明，蚯蚓粪作为育苗基肥、作物追肥有不同程度地提高多种作物<包括谷物、豆科植物、花卉、蔬菜及其他大田作物）的种子发芽率，促进其生长，提高产量，改善品质的优点

自然界的各种有机废弃物经发酵后，在蚯蚓消化系统蛋白酶、脂防酶、纤维酶和淀粉酶的作用下，迅速分解，转化成为自身或易于其他生物利用的营养物质，经排泄后成为蚯蚓粪。因此，蚯蚓粪从本质上讲是大自然的产物，真正能全面地满足植物生长的各种需求和营养成分，对植物有难以置信的神奇肥效(黄初龙和张雪萍，2005>。生物学家达尔文曾说蚯蚓是“地球上的第一劳动者和最有价值的生物”，“除了蚯蚓粪粒之外没有沃土”。蚯蚓粪含有丰富N、P、K、微量元素、激素、酶等，含有23％以上有机质，有23种氨基酸，是有机、绿色、无公害农产品的最佳肥料<徐挨辉等，2007）。蚯蚓粪中富含细菌、放线菌和真菌，国内外对蚯蚓粪微生物的作用机理研究归纳如下：通过蚯蚓粪里有益微生物的生命活动，固定转化空气中不能利用的分子态氮为化合态氮，解读土壤中不能利用的化合态磷和钾为可利用态的磷和钾，并可解读土壤中的10多种微量元素；通过有益微生物的生命活动，分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素，促进作物生长，调控作物代谢；通过有益微生物在根际繁殖，产生粘多糖，与植物分泌的粘液及矿物胶体、有机胶体相结合，形成土壤团粒结构，增进土壤蓄肥、保水能力；蚯蚓粪中的大量微生物增加了土壤中的微生物数量和活性，增强了病土中与病原菌进行营养和能源竞争的微生物的竞争力，限制了病原菌繁殖潜力的充分发挥<张宝贵，1997）；蚯蚓粪中的有益微生物还能产生拮抗活性强、抗菌谱广的抗生素，限制病原菌的生长，使植物土传病害得到抑制

综上所述，蚯蚓粪可作为新型的生物肥料及生物防治剂等，但对于蚯蚓粪的各项研究仍处于初期阶段，国内的大多数研究还停留在实验阶段。蚯蚓粪作为蚯蚓养殖的副产品，目前国内的深加工不足，多数企业仅对蚯蚓粪进行简单加工即出售，且价格与国际市场相比也有一定差距，这对于蚯蚓养殖业发展的长期稳定发展和营运不利。对蚯蚓粪的深入研究和加工应用，开发可适用不同植物的专用育苗基质和肥料，对生物肥料行业和蚯蚓养殖

业都有积极的意义。

<二）国内外同类产品和技术情况

生物有机肥是一种重要的生物肥料产品，它集有机、无机、微生物三肥复合；长效、速效、缓效三效复合，产生供肥、防病、促生三位一体的功效。长期使用，不但可以增产增收、防病抑病、改善品质，还可以起到改良土壤结构、增肥地力的作用。其集中了微生物肥、有机肥、化肥的优点于一身，是肥料科学发展的方向。

1、有机肥发展现状

有机肥生产的主要物料包括畜禽粪便、城市污泥、生活垃圾、糠壳饼麸、作物秸秆、制糖和造纸滤泥、食品和发酵工业下脚料以及其他城乡有机固体废物<周文利等，2007）。目前，我国仅畜禽粪便、城市污泥和生活垃圾的年排放量就达到8亿t，但大部分有机废料没有得到处理，任其丢弃排放，不仅浪费资源，同时也严重危害着环境质量。有机肥使用不断萎缩，在很大程度上与传统有机肥的生产方式落后、不能适应现代农业和商品经济的发展有直接关系。我国在有机肥的作用效果和作用机制方面的研究取得了较大进展，但关于有机肥产业化及生产工艺的研究却不多。因此，为了提高有机肥的产业化生产效率和保证有机肥的商品质量，应进一步加强有机肥技术的基础研究和应用研究，以满足生产的实际需要<马冬梅，2008）。

有机肥根据其加工情况和养分状况，分为精制有机肥、有机复混肥和生物有机肥。生产工艺主要包括两部分，一是有机物料的堆沤发酵和腐熟过程，其作用是杀灭病原微生物和寄生虫卵，进行无害化处理；二是腐熟物料的造粒生产过程，其作用是使有机肥具有良好的商品性状、稳定的养分含量和肥效，便于运输、贮存、销售和施用。解决有机肥产业化过程中所面临的技术问题，主要需要采取以下措施：采用科学的堆肥工艺，生产物理性状良好、营养全、肥效好的产品；开发有机无机复混肥，提高养分含量，增强速效性，发挥速效长效结合的特点；接种微生物制剂，开发生物有机肥等<姚建武等，2005）。

2、微生物肥发展现状

微生物肥料是指由单一或多种特定功能菌株，通过发酵工艺生产的能为植物提供有效养分或防治植物病虫害的微生物接种剂，又称菌肥、菌剂、接种剂。微生物肥可分为单一菌种肥料和复合菌种肥料。单一菌种肥料包括根瘤菌肥、固氮菌肥、解磷、解钾菌肥等。复合菌种肥料大致有：微生物、微量元素复合生物肥料，联合固氮菌复合生物肥料，固氮菌、根瘤菌、磷细菌和钾细菌复合生物肥料，有机、无机生物复合肥料，多菌株多营养生物复合肥等<吴建峰，2002）。

微生物肥料增产增收效果显著，其提供的能固氮、解磷、解钾等有益微生物，能在植物根际生长、繁殖。通过这些有益微生物的生命活动，分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素，促进作物生长，调控作物代谢，按遗传密码建造优质产品。另一方面有益微生物在根际大量繁殖，其中间产物与植物分泌的黏液及矿物胶体、有机胶体相结合，形成土壤团粒结构，增进土壤蓄肥、保水能力。质量好的微生物肥料能促进农作物生长，改良土壤结构，改善作物产品品质和提高作物的防病、抗病能力，从而实现增产增收。

目前，已获得国家批准登记的微生物肥料只有100多种，实际生产的厂家已超过2000家<申海峰，2008）。市场上的微生物肥良莠不齐，广大消费者很难判断优劣，在推广应用中的确有很多微生物肥料增产增收效果不佳。所以，微生物肥经农业部指定单位检验和正规田间实验，充分证明其效益、无毒、无害是十分必要的。同时对有效活菌数达不到国家规