百篇科普系列（94）

中国的秸秆有机肥工业化技术

徐长发，华中科技大学，2020.6.25.

在过去几十年里，农民使用化肥的多了，因为它快速方便；选用有机肥料少了，因为它制作和使用不方便；尽管大家都知道大量使用化肥会使得土质量变差，但有机肥使用还是没有占主要地位。大家也知道庄稼收割后的“秸秆”可以做有机肥，可是简单地翻耕掩埋会增加病虫害，很多简单利用秸秆的新技术没有人推广，于是农民就采用最简单的办法，焚烧秸秆做肥料，这不仅浪费了大量的有机材料，而且还造成了雾霾和其它环保问题。

为此，我国的科技工作者研究出了一些“用秸秆制作有机肥”简单有效的办法。要知道，“用秸秆制作有机肥”是一个迫在眉睫的环保问题，是一个绿色农业的问题，也是一个有巨大经济市场的事情，估计不久秸秆有机肥很快会得到应用和推广，估计不久会形成产业，这将造福于中国农业，造福于中国人民。

一．用工业化方法生产秸秆颗粒有机肥

现在国内已有不少公司看准了秸秆有机肥的市场和前景，他们用生产线施工，工作效率和经济效益显著。基本流程如下：

1.堆肥准备。切碎了的秸秆1000公斤；饼粉20公斤（榨油剩下的，花生饼、豆饼、棉籽饼、菜籽饼等均可）；因地制宜地加入少量的粪便（牛、羊、猪、人的粪便）；酵素菌液5公斤；拌匀打湿，含水量掌握在60%左右；堆积宽度1米，高1.5米，长度不限；用塑料布盖严即可。注意这里采用了“特殊的酵素菌液”，有工厂专门生产不同的酵素菌液，不同材料使用不同的酵素菌液，市场有售，其作用是发酵启动快，除臭。

2.秸秆发酵。堆肥先升温到50℃，只需一天；从50-70℃只需２天；从高温慢慢降到50℃以下，一般需10天左右；这样，经过半个月的发酵，秸秆变成褐色或黑褐色，表示秸秆腐熟达标；制肥过程基本完成，肥料可直接施用。

3.高温消毒8小时。

4.粉碎装袋或者制成颗粒后装袋。

5.把握秸秆有机肥的合格成分。在发酵阶段可检查活菌数量和腐化程度，必要时调整原料的比例。在成品阶段可分析各种矿物质和有机质含量，必要时对原料做比例调整；对菌种品种作出调整；检测成品的水分含量。

从上述工业化流程可以看出，用秸秆生产有机肥的关键在于：第一是秸秆要发酵处理，而且要发酵到位；第二是菌种要与发酵材料对应，要起到更好的发酵效果。

二．农户自己可采用秸秆堆熟技术制作有机肥

受到上面秸秆有机肥制作方法的启发，农户也可以自己采用堆熟肥技术，在田间制作秸秆有机肥。

方法1.沟槽发酵。挖出沟槽，沟槽中堆放伴有菌种的粉碎秸秆，洒水打湿；秸秆要有一定的堆积厚度，便于发酵；面上盖少许碎土；再用塑料薄膜覆盖；观察发酵温度；发酵完成后揭去薄膜。

沟槽两边是农作物，沟槽中是有机肥，必要时可随时使用有机肥。

该方法的关键仍然是要保证秸秆发酵完成。

方法2.田间深埋。收割庄稼的同时将秸秆粉碎后铺在田间，再旋耕埋住秸秆。如何保证秸秆有效地发酵呢？其实只要把握住两点即可，一是旋耕前适当撒一些菌种再旋耕；二是旋耕一定要有深度，浅耕肯定是不行的。

方法3.田间用塑料袋做堆肥。收割庄稼的同时将秸秆粉碎，均匀加进菌种，装进塑料袋，扎紧，放在田间，过若干天之后，秸秆腐透，即可把这些有机肥撒在田间，再旋耕，这时是可以浅耕的。

方法4.在田地旁边开辟堆肥场地。把粉碎秸秆拌匀酵素菌种堆积在这块场地中，打湿，覆盖薄膜，发酵。待有机肥料制好后再用。

这些方法最简单的叙述，就是农民们都知道的堆肥技术，只不过农民平时堆肥太马虎，有时还怕麻烦。只有多动点脑筋，因地制宜，把握住堆肥关键，操作起来也不是那么麻烦，更何况现在有各种农用机械可以利用。

三．用造纸业废料制作长效复合有机肥

全社会对纸的需求量巨大，以前造纸厂是个污染源。我国现在已经关停了小的造纸厂，留下生产力强的造纸厂，要求大厂必须处理排出的废水，防止环境污染。

我国造纸原料绝大多数用麦草、芦苇等秸秆，造纸过程大致如下：

第一步，制浆。首先是将木材、秸秆打碎。机械制浆方法用碱水蒸煮，让木质素裂解溶出，此法排出黑水，污染严重。生物制浆方法是把碎秸秆在水池中用特殊菌种降解72小时。

第二步，筛选除渣制原浆。加水，搅拌，进一步破碎，过滤，得到浓度为0.8%的原纸浆。同时排出黑色废液。

第三步，多次漂白。原纸浆是黄色的，加入漂白剂：连二亚硫酸锌、连三亚硫酸钠、过氧化氢和过氧化钠等，纸浆变白。同时排出含有盐类、碱类的废水。

第四步，造纸。过程复杂，有筛网成形，去水压实，填料压实，烘干整切等。

造纸厂会产生大量的废水，要对废水处理后循环利用。处理方法一般采用物理化学方法。先加入化学物质“混凝剂”，使得废水形成液态固态分离，就像水中加入“明矾”后的效果一样；再把絮状物分离、脱水；最后还有对废水做达标处理。

因此造纸厂的最多的废料是像“黑泥”一样“絮凝渣”。“絮凝渣”能够再利用吗？

据化验分析，“絮凝渣”中含有一定量的木质素、木质素衍生物、糖类、有机酸等。我国科技工作者还发现，“絮凝渣”中以木质素为主，木质素有着网状的分子结构，其有机键很容易与氮、磷、钾元素结合。

于是，我国科技工作者据此发明制造出很好的长效有机肥料，大致过程简单：

1）把“絮凝渣”加入优选菌种发酵，其腐质酸大于41%；

2）添加适量的“氮”、“磷”、“钾”元素，和少量的其它的可降解材料；

3）一起混合，磨细，或者颗粒化，烘干，装袋。

这种肥料中含有丰富的“氮”、“磷”、“钾”元素，是一种混合肥料；再加上木质素经过发酵，可以被微生物缓慢地完全分解；所以这是一种缓释、长效的复合的生物有机肥料。

这种肥料已经经过多项检测和试验，实际使用效果非常好。因为是我国首次研发成功，还没有形成标准。

这项发明非常有价值：

其一，彻底解决了造纸厂的废水处理问题，使得工业企业在转型升级中探索出农业绿色生产的新途径；

其二，农田秸秆可以更好地得到了利用，不再为处理秸秆犯难；

其三，秸秆在农田中原来是废物，造纸厂废水原来是污染物，现在变废为宝，回归自然，保护了环境。好处多多。

四．结束语

我国是一个农业大国，每年产生的秸秆无数，充分利用秸秆有着巨大的社会意义和经济价值。

现在有人用某些秸秆发酵并制作饲料，已经形成产业。

现在有人把秸秆粉碎压成管状燃料，便于运输，已经形成产业。

现在有人把秸秆、谷糠、木屑等压缩，经高温，净化，除烟处理，制成管状木炭，便于使用，已经形成产业。

现在有人把秸秆做成彩板。把秸秆、木头等打碎，染色，和无毒的异氰酸脂和901做粘接剂，粘接剂用量为6%。热压成型，做成的彩钢瓦可取代石棉瓦，它成本低、防潮、阻燃，可锯、刨、钉，装饰性强，环保。重量轻、强度大、不变形。已经形成产业。

有人用秸秆制造出人造棉、糠醛、 饴糖、酒精。木糖醇等化工原料，已经形成产业。

有人用秸秆转化生产出“生物油”，其中木屑产油率60%以上，秸秆产油率50%以上。“生物油”方便燃烧，已经形成产业。

本文仅介绍了秸秆在做有机肥方面的应用，目的是想说明，在农场中，做到资源循环利用并不难，关键在于思想、投入和管理。将来在农场中还可以进一步实现“农业智能化”。这些都有利于摆脱手工农业、落后农业的现状，一步一步地去实现“有机农业”、“绿色农业”和“智能化农业”。