我國有機肥資源及產業發展現狀

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從1949 年到 2016 年，我國人口由 5.4 億增長至 13.8 億；糧食產量也由 1.1 億 t 增長到 6.16 億 t，人均糧食產量從 209kg/年上升到 446kg/年。在耕地面積有限的情況下，要保障糧食有效供給，必須大幅度提高作物單產。全國化肥試驗網 5000 多個肥效試驗結果表明：與未施肥的對照相比，化肥的合理施用在水稻、小麥和玉米上平均增產 48％。大量的肥料，特別是化肥的投入提高了作物單產，形成了我國獨特的農田高強度利用生產系統?；适┯脧姸炔粩嘣鲩L，也引起包括土壤酸化、鹽漬化、土壤養分失衡等在內的土壤質量退化以及土壤硝酸鹽積累、地下水和地表水農業面源污染等問題。

有機肥料是指主要來源于植物和（或）動物，經過發酵腐熟的含碳有機物料，其功能是改善土壤肥力、提供植物營養、提高作物品質。有機肥原料來源包括農業廢棄物：秸稈、豆粕、棉粕、果蔬殘余等；畜禽糞污：雞糞、牛羊馬糞、兔糞、鳥糞等；沼液和殘渣；海洋養殖業廢棄物；泥炭；綠肥；工業廢棄物：酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糠醛渣、味精廢液等；生活垃圾：餐廚垃圾等。我國是農業生產大國，也是人口大國，為滿足約 14 億人口糧食安全保障和肉蛋奶類蛋白質攝入，每年約生產 6.16 億 t 糧食和出欄 1.18 億頭畜禽，產生大量的作物秸稈和畜禽糞污等農業廢棄物資源，但這些有機肥資源利用率不足 40% ，不僅會造成浪費，還會帶來農業面源污染問題。我國農業處在轉變發展方式、優化產業結構、轉換增長動力的攻關期，主要矛盾已由總量不足轉變為結構性矛盾。推進農業供給側結構性改革，在確保國家糧食安全的基礎上，以推進農業綠色發展為主攻方向，促進農業農村發展由過度依賴資源消耗向綠色生態可持續方向轉變。減少農業廢棄物對環境造成的污染壓力，是我國生態文明建設和農業綠色發展的重要內容，在科學減少化肥用量的同時，合理利用農業有機資源對提升耕地土壤肥力、農產品增質和減輕環境污染有著重要的意義。本文總結有機肥相關文獻和他人研究結果，綜述了我國有機肥資源量、利用現狀和問題，并對產業發展提出了一些建議。

1　有機肥資源與有機養分量

1.1　有機肥資源與養分情況

有機肥料資源與養分總量合理估算是有機肥資源能夠高效利用的基礎。不同研究者采取的估算方法、估算參系數與取樣樣本不盡相同，但養分資源總估算量相差不大。有機肥料資源復雜多樣，為避免交叉重復統計，全國農技推廣服務中心將我國有機肥料資源劃分為基礎資源、派生資源和可利用資源。其中派生資源和可利用資源主要來源于基礎資源，所以多數文獻也只歸納了基礎資源的情況。故本文也只歸納分析秸稈資源、畜禽糞污資源與綠肥資源，且不再進行單獨核算，將最近５年發表在核心期刊的相關文獻數據進行匯總分析。

1.1.1　秸稈資源與養分總量

作物秸稈富含氮、磷、鉀大量元素、多種中微量元素以及有機質。秸稈還田，在土壤微生物作用下進行腐解，向土壤釋放養分和有機質，能夠起到土壤培肥改良、促進作物增產提質等作用，減少焚燒造成的資源浪費和環境問題。大多數相關文獻使用較為通用的草谷比研究方式來估算秸稈總量與養分含量，計算公式如下

W j ——第 j 種農作物秸稈資源數量；Y j ——第 j種農作物的產量；R j ——第 j 種作物的草谷比；W N（N）——秸稈氮素的養分資源量；N j ——第 j 種農作物秸稈的氮素養分含量；W P（P 2 O 5）——秸稈磷素的養分資源量；P j ——第 j 種農作物秸稈的磷素養分含量；2.29——單質磷折算為 P 2 O 5 的系數；W K（K 2 O）——秸稈鉀素的養分資源量；K j ——第 j 種農作物秸稈的鉀素養分含量；1.2——單質鉀折算為 K 2 O 的系數。劉曉永等報道秸稈有機養分總量平均值為 2485.6 萬 t；Li 等估算 2013 年有機養分總量為7970.0萬 t，其中秸稈約占總量31%，為3985.0 萬 t；宋大利等估算我國主要農作物2015年的秸稈養分資源量為 1983.0 萬 t；牛新勝等參考歷史文獻，利用線性回歸得到秸稈養分估算值為 1900.0 萬 t。本文將上述數據進行平均，秸稈有機養分總量約為 2209.8 萬 t（表 1）。

1.1.2　畜禽糞污與養分總量

我國每年約有1.18 億頭畜禽出欄量，規?；B殖業發展迅速，但也產生大量畜禽糞污廢棄物，全國畜禽糞污年產生量約幾十億噸。畜禽養殖廢棄物若不加以資源化利用與有效處置，不僅影響村容村貌和農戶日常生活，而且容易造成水體和耕地等環境污染問題。2010 年公布的第一次全國污染源普查數據表明，畜禽糞便中化學需氧量、總氮、總磷污染物產生量分別為 1268萬、106萬和16萬t。肥料化處理是畜禽糞污的較為合理的處理出路之一 ，農業農村部也指出農用有機肥是畜禽糞污的主要利用方向?？紤]到畜禽糞污的物理性質、總量較大，其運輸轉移存在一定的局限性，目前，較為經濟可行的技術模式多是堆肥處理，鼓勵就地種植業生產消納使用。利用微生物發酵腐熟，復雜有機物被降解為易被作物吸收的簡單化合物，部分成為穩定的腐殖質。經過多年的技術發展，可以實現規?；蜕唐坊a有機肥。在畜禽糞污資源與養分估算時，通常估算基期為一年，需要特別注意飼養周期。如馬、驢飼養周期大于一年，在估算時只需計算 365d即可；如豬、牛、羊、家禽等飼養周期不足一年，即按照飼養周期計算。估算方式如下 ：養分量 =（出欄量 +年末存欄量）× 日排泄系數 × 飼養周期 × 養分含量。劉曉永等取 2010 ～ 2015 年平均值，認為 2010s 畜禽糞污有機養分總量為 4089.4 萬 t；Li等估算 2013 年有機養分總量為 7970.0 萬 t，其中畜禽糞污約占總量 50%，為3985.0萬t；馬常寶等和宋大利等估算得出我國 2015 年的畜禽糞污資源量分別為 3832.9 萬和 4311.4 萬 t，取二者平均為 4072.2 萬 t；牛新勝等參考歷史文獻，線性回歸得到畜禽糞污養分總量，剔除人糞尿養分后估算值為 4130.4 萬 t。平均以上數據畜禽糞污有機養分總量約為 4069.2萬 t。

1.1.3　綠肥與養分總量

化肥工業發展之前，綠肥和農家肥是基礎肥源。綠肥作為一種作物，引入農田對生態環境系統會產生良好的作用。種植綠肥可提供大量有機質、培肥土壤、保持水分、防止水土流失和控制污染。綠肥被認為是最清潔的有機肥源，不存在重金屬、抗生素和激素等因素威脅。在農業農村部果園有機肥替代化肥行動中，“自然生草 + 綠肥”是推薦推廣模式之一。全國綠肥養分情況報道文獻較少，綠肥占養分總量比例較低。Li 等認為綠肥養分約僅占其估算值的 1.5%；牛新勝等根據線性回歸模型分析認為綠肥目前能夠提供總養分量有 97萬 t。

1.1.4　有機肥與養分總量

將相同年份的秸稈養分、畜禽糞污養分、人糞尿養分和綠肥養分數據進行整合；通過Li 等與牛新勝等的文獻中關于人糞尿養分數據，將 2010s和 2015 年所缺失的人糞尿養分數據進行補充。過去5 年，農業結構并未進行重大調整，糧食產量和畜禽出欄量處于平穩，故本文認為目前我國有機肥資源養分總量約為 7519.5 萬 t，其中 N、P 2 O 5 、K 2 O 養分量分別為 3096.3萬、1174.1萬和3249.1 萬 t。

1.2　有機肥料資源與養分空間分布

受地形地貌、氣候、水等自然條件，農業生產水平，產業布局和區域經濟發展狀況等社會條件的多重因素的影響，有機肥資源種類和總量在不同地區分布不一。

除糧食類作物秸稈為主要養分來源外，各地區分別有不同的相對特色資源養分來源，如，東北地區為豆類秸稈；長江中下游和西南地區，油料類秸稈是特色有機肥養分來源，華北和東南地區則主要以果蔬秸稈為主。

畜禽糞污資源量與養分含量最主要來源于豬和牛糞尿，但不同地區的風俗習慣和飲食結構造成的養殖結構也有所不同，如西北地區以牛羊糞尿為主，長江中下游及以南地區為豬和家禽糞尿。