生物有机肥料的主要原料种类与性质.doc

生物有机肥料的主要原料种类与性质一、秸秆类随着复种指数的提高，优质良种的出现，施肥量的增加，栽培技术和栽培条件的改善等，农作物的产量会随之提高，秸秆的数量相应增多，它是重要的有机肥源之一。(一) 秸秆的成分秸秆含有作物生长必需的无机营养成分(表1，表2)，属完全肥料。N、P2O5、K20表1:主要作物秸秆中几种营养元素的含量(二) 秸秆分解的一般规律秸秆分解是微生物学过程，首先在白霉菌和无芽孢细菌为主的微生物作用下，分解水溶性物质和淀粉等；然后逐步过渡到以芽孢细菌和纤维分解菌为主的微生物区系，分解蛋白质、果胶类物质和纤维素等；后期在以放线菌和某些真菌为主的微生物作用下，主要分解木质素、单宁和蜡质等难分解的物质。故初期分解迅速，在适宜的条件下，分解强度较大的时期可维持1245 d，然后转入缓慢分解时期，如玉米秸，无论是在水浇地还是旱地，或是否调节碳氮比，只要环境条件适宜时，第一个月内分解最快，而后逐步减慢。(三) 影响秸秆分解的因素1. 化学组成在秸秆组分中，水溶性和苯醇溶性物质以及蛋白质物质分解最快，半纤维素次之，纤维素再次之，木质素最难分解。2秸秆的碳氮比总体看，在相同条件下。CN窄的分解快，腐殖化系数小；反之，分解较慢，但腐殖化系数较大。随着秸秆C/N的比值降低，分解速度加快，有机氮矿化增加，例如，成熟三叶草、羽扇豆、豌豆荚和苜蓿的C/N分别为26:1、20:1、13:1和12.7:1，施人土壤6个月后有机氮的矿化率则分别为14、 18、40.5和37.8，二者呈明显负相关关系。3土壤条件作物秸秆在土壤中的矿化和腐殖化过程，受土壤物理、化学和生物学性质直接或间接的影响，其中尤以温度和水分最为突出。土壤温度不但影响微生物的区系组成和活性，而且也影响酶的活性，一般田间在737范围内，不但淀粉和纤维素的分解迅速，而且木质素也开始被氧化。土温过低或过高都会抑制土壤中微生物的活动与酶的活性。在2030时植物残体分解最快，低于l0分解较弱，到5时则基本上不分解。温度对秸秆前期分解的影响比水分明显。土壤水分以田间持水量的80左右(含水量为2030)最有利于秸秆的腐解，此时土壤中的CO2释放量最高，肥土、瘦土均如此。含水量过高或过低均不利于秸秆的分解。同类土壤中，水分适当有利于分解，腐殖化系数较小。影响秸秆分解的因素还有秸秆的数量、细碎程度、耕埋深度等。用量适中，比较细碎，全部埋人土中并分布均匀，土壤墒情好均有利于分解；反之，分解缓慢。二、粪尿类和厩肥粪尿类和厩肥一直是我国普遍施用的重要有机肥之一，其数量很大。据统计， 1980年，猪粪、羊粪、牛粪和禽粪提供的N、P2O5、K20分别相当于1979年全国N、P、K化肥销售量的1.94倍、3.05倍和136.6倍。1995年，我国产生的猪粪、羊粪、牛粪、禽粪折合成养分，则N为715万t、P2O5为547万t和K20为424万t。这类肥源的数量将随着人口的增加和畜牧业的发展而增加，如能按其特性加以科学利用，对农业生产的发展具有重要作用。(一) 人粪尿1 人粪人粪是食物经消化后未被吸收排出体外的物质，主要是纤维素和半纤维素、脂肪和脂肪酸、蛋白质和分解蛋白、氨基酸、各类酶，粪胆质及少量粪臭质吲哚、硫化氢、丁酸等臭味物质。约含5的灰分，主要是硅酸盐、碳酸盐、氯化物及钙、镁、钾、钠等盐类。还含有大量已死亡的和活的微生物和寄生虫卵等。新鲜的人粪尿常显中性反应。此外还含有一定数量植物必需的多种养分，且多以有机态存在，由于C/N小，易分解，能较快地供应养分(表4)。表4 人粪尿的养分含量2 人尿人尿是被消化后并参与新陈代谢后排出的液体，主要成分为水和水溶性物质。其中尿素占12，氯化钠约占1，还有少量肌酸酐(C4H7N3O)、氨基酸、磷酸盐、铵盐等。此外，还有微量的生长素(如吲哚乙酸)和微量元素等。由于含有机酸和酸性磷酸盐(如KH2PO4，NaH2PO4等)，故显弱酸性。人尿含有植物必需的养分，惟有浓度不及粪高，但养分的总量并不低。而且尿中的养分为速效性的所含氮素中尿素态氮占87.0，铵态氮占4.3，分解较慢的肌酸态氮、马尿酸态氮、尿酸态氮和其他形态氮分别占3.6，0.5，0.8和3.8。故应重视尿的收集和利用。由上可知，人粪尿是含有机质较少的、偏氮的、速效性的有机肥料，习惯上作为氮肥施用。由于粪便中含有大肠杆菌等病原微生物及寄生虫卵，施用前，必需进行无害化处理。一般是在化粪池里进行厌氧发酵。（二)家畜粪便1排泄量家畜的排泄量主要与家畜种类有关(表5)。牲畜的年龄、服役情况及饲料状况对其也有影响。由于猪繁殖快、数量多，因此粪尿的绝对量较大。表5 猪、牛、马、羊的撑泄量kg头3 家畜粪尿的养分含量及其形态畜粪是饲料经消化后排出的物质，其成分主要是纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质及其分解产物，如脂肪酸、有机酸以及某些无机盐类。尿是经消化吸收后排出的液体，其成分是水和水溶性物质，主要含有尿素、尿酸、马尿酸和钾、钠、钙和镁的无机盐。粪尿中含有一定数量的有机质和氮磷钾及微量元素等(表6，表7)，还含钙0.11一3.4，镁0.070.26，硫0.050.28等。表6 家畜粪尿的养分含量 %表7 畜、禽粪中主要大量营养元素和微量元素含量注：微量元素含量为mg/kg粪尿中的养分形态，除钾素外，绝大部分为有机态。畜尿中含易分解的尿素不多，难分解的马尿酸和尿酸等较多，故其肥效较慢，必须腐熟后施用，尤其是牛尿。畜尿中还含有多种盐类和生长素。畜粪中富含有机质，从家畜粪的有机组成看，总腐殖质和阳离子交换量均较高，其中尤以猪粪的质量为优。畜粪中还含有可溶性糖、氨基酸、核酸等有机养料与酶类，是无机肥料所无法比拟的。4 不同畜粪的特点(1) 猪粪。由于猪的饲料相对较细，粪中纤维素较少，含蜡质较多，质地较细，C/N较低。但含水量较多，纤维分解菌少，分解较慢，产生的热量较少。阳离子交换量高，吸附能力较强。(2) 牛粪。牛是反刍动物，饲料可反复消化，粪质细密，含水量大。C/N约21:1，分解比猪粪慢，腐熟过程中产生的热量少，故有冷性肥料之称。(3) 马粪和羊粪。马粪疏松多孔，纤维素含量高，并含有较多的高温纤维分解细菌，C/N约为13:1，含水分较少，腐熟过程中能产生较多的热量，故有热性肥料之称。羊粪的性质与马粪相似，粪干燥而致密，CN约12:1，也属热性肥料。(二) 其他动物粪肥1 兔粪兔粪含有丰富的有机质和各种养分，可作饲料和肥料。有报道指出，兔粪含有机质20.47，全磷0.68，全钾0.58，全氮3.32，其中蛋白态氮3.14，碱解性氮2 387 mgkg-1，铵态氮1827 mgkg-1。兔粪中氮多钾少，尿中氮少钾多，CN窄，易腐熟，在腐解过程中能产生较多的热量属热性肥料。还含有蔗糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖及氨基酸、核糖核酸和脱氧核糖核酸等，为作物提供有机养料。兔粪多用于茶、桑、瓜、果树及蔬菜等作物。2 禽粪禽粪通常指鸡、鸭、鹅的排泄物，其数量取决于饲养量及其排泄量，每只鸡、鸭、鹅和鸽的年平均排泄量分别为57.5 kg，7.510kg，12.515.0kg及23 kg。禽粪中含有丰富的养分和较多的有机质(表8)。按干重计，还含有36的钙，13的镁和微量元素。绝大部分养分为有机态，肥效稳长。表8 新鲜禽粪中的养分平均含量3 蚕沙我国利用蚕沙做肥料已有2000多年的历史，古代就有“蚕矢熟粪”的记载。蚕沙是蚕粪、幼蚕脱的皮及残余桑叶碎屑的混合物，其成分受蚕龄、桑叶品质的影响。各龄蚕沙的养分不同(表9)，蚕沙的特点是有机物丰富和养分浓度高。所含氮素主要是尿酸态，C/N窄，易分解，腐熟过程中能产生较多的热量，属热性肥料。表9 各龄蚕的新鲜粪养分含量，风干物4，海鸟粪海鸟粪是海鸟的粪便、尸体、剩余食物及枯枝落叶等的混合物，经长期堆积分解而形成的有机肥料。产于海岛区海鸟群居的场所，按其形成条件和养分种类可分为氮质海鸟粪和磷质海鸟粪两类。前者多在炎热干旱的条件下形成，鸟粪中的有机质和氮素不易分解，含氮量4一8，有的高达13。氮素形态以尿酸为主，较易分解。后者多在高温多雨的条件下形成，鸟粪中的有机质易矿化，氮素转化为硝酸盐后被淋失，钾素也随降雨流失，磷酸盐被淋洗到下层，与土壤中的钙结合形成羟磷灰石而逐步聚集，故磷质海鸟粪以磷为主，含有少量有机质和氮钾，又可称为“鸟粪磷矿”，可作为磷肥施用。我国西沙群岛约有100万t的磷质海鸟粪，质量较好，其水溶性磷的含量高于一般沉积磷矿(表lO)，是重要的磷矿资源。表10 西沙群岛鸟粪磷矿的养分含量(三) 厩肥1 厩肥的成分和性质厩肥是家畜粪尿、垫料和饲料残屑的混合物经腐熟而成的肥料。我国北方中多以土为垫料，故称为“土粪”或“圈粪”，南方多以秸秆或青；草为垫料。故称为“草粪”或“栏粪”。厩肥中含有丰富的有机质和各种养分(表11，表12)，属完全肥料。表11 厩肥的平均肥分表12 厩肥中微量元素含量mgkg-1，干基华北农村的土粪含有机质在10以内，N为0.260.14P2O5为0.3l0.17，K20为0.770.31，影响厩肥质量的因素较多，主要有饲料的种类及配比，垫料的种类和用量，因此各地厩肥的质量相差较大。厩肥中的氮、磷大部分呈有机态，当季利用率不高。但肥效持久，最宜做基肥施用。2 厩肥的积制和腐熟积制厩肥的方式有坑式、平地式。厩肥施用前尚需堆积，使之腐熟，堆积方法则有紧密堆积法、疏松堆积法和紧密疏松堆积法等，其腐熟实质完全相同。厩肥堆腐是厩肥中有机物质，在数种微生物的相继作用下，进行矿质化和腐殖质化两个对立统一的过程。前者是复杂有机物逐步分解成为简单化合物，即养分有效化过程；后者是分解的中间产物重新合成腐殖质。即腐殖化过程，这是有机肥料腐熟的普遍规律。矿质化过程：众所周知，厩肥中的有机物包括淀粉、糖类、纤维素、半纤维素、木质素、果胶类物质等不含氮的有机物；尿素、马尿酸、尿酸、蛋白质等含氮有机物；核酸、植素、磷脂等含磷有机物以及胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸等含硫有机物。在好气或嫌气条件下，各类有机物质经逐步分解，放出热量，形成一些中间产物、水和二氧化碳等。最后释放出其中含有的氮、磷、硫等养分。腐殖化过程：这一过程极为复杂，迄今尚未研究清楚。通常认为可分两个阶段第一阶段是厩肥在矿质化过程中，部分有机物可能形成腐殖质中的若干组成分，其中主要有芳香族化合物，氨基酸或肽等含氮化合物及糖类物质等；第二阶段是利用已形成的上述化合物，经脱水缩合等一系列步骤形成腐殖质。3 厩肥腐熟的特征新鲜厩肥(或称生粪)在矿质化和腐殖质化过程中，外部形态上会发生一系列明显变化。通常可将厩肥腐熟分为生粪、半腐熟、腐熟和过劲 4个阶段(图1)。当厩肥进入牛腐熟阶段时，有机物已部分矿质化，材料变软，并带有霉烂味，此时腐殖化过程比矿质化过程弱，形成的腐殖质较少，厩肥呈棕色，此阶段的形态特征可概括为“软、霉、棕”。在水气热适宜的条件下，继续进行矿质化和腐殖化。当进入腐熟阶段时，有机物已变烂，含氮有机物形成较多的氨而使厩肥有臭味，腐殖化过程较强烈，形成了较多的腐殖质而显黑色。此阶段的形态特征可概括为“烂、臭、黑”。腐熟阶段的厩肥再继续分解而进人过劲阶段，此时有机物和新形成的腐殖质将被彻底分解，厩肥几乎呈粉末状，同时伴有白色的放线菌菌落，肥料由黑色变为灰白色，并有特殊的泥土味，此时的形态特征可概括为“粉、土、灰”，肥效已大受损失。实践中应严防厩肥进入过劲阶段，半腐熟和腐熟时即可施用，否则应采取压紧肥堆、加水、密封等方式，抑制微生物的活动阻止其继续分解，以防厩肥肥分大量损失。三、饼肥、菇渣或糠醛渣类(一)饼肥饼肥是含油较多的种子提取油分后的残渣，俗名油饼，又叫油枯。它含有丰富的营养成分，做肥料用时称为饼肥。这类资源应提倡过腹还田和综合利用。我国的饼肥主要有大豆饼、菜子饼、花生饼、茶子饼、柏子饼等，饼中含有了5一85的有机质，氮(N)为L 1一7.0，磷(P2O5)为0.4一3.0，钾(K20)为0.92.1，还含有蛋白质及氨基酸等(表13)。油菜子饼和大豆饼中，还含有粗纤维6一10.7，钙0.8一11及0.270.70的胆碱。此外, 还有一定数量的烟酸及其他维生素类物质等。表13 主要饼肥氮、磷、钾的平均含量饼肥中的氮以蛋白质形态存在，磷以植酸及其衍生物和卵磷脂等形态存在，均属迟效性养分，钾则多为水溶性的，用热水可从中提取出90以上。油饼含氮较多，C/N较窄，易于矿质化。由于含有一定量的油脂，影响油饼的分解速度。不同油饼在嫌气条件下的分解速度不同，如芝麻饼分解较快，茶子饼分解较慢。土壤质地影响到饼肥的分解及氮素的保存。砂土有利于分解，但保氮较差；黏土前期分解较慢，但有利于氮素保存。有些油饼中含有毒素，如茶子饼中的皂素，菜子饼中的皂素和硫甙，棉子饼中的棉酚，蓖麻子饼中的蓖麻素，桐子饼中的桐酸和皂素等，不能直接做饲料，将上述油饼通过化学处理或选育子实中不含毒素的品种，如含硫甙低的油菜品种，便可饲用以提高饼肥的利用价值。(二)菇渣指收获完食用菌后的残留培养基，主要由栽培基质和残留的菌丝体组成。菇渣养分丰富，pH值为55.5，最大持水量为372，全氮为1.62，全磷为0.454，速效氮为212mgkg-l，速效磷为188 mgkg-l，有机质6070，并含丰富的微量元素。菇渣除可作为肥料使用外，还可作为饲料、吸附剂和园林花卉及蔬菜的栽培基质。(三)糠醛渣糠醛渣是以玉米穗轴经粉碎加入一定量的稀硫酸在一定温度和压力作用下，发生一系列水解化学反应提取糠醛后排出的废渣，颜色呈深褐色，细度34mm，较疏松。糠醛渣含有机质76.478.1，全氮0.450.52，全磷0.0720.074，速效氮328533 mgkg-l，速效磷109393 mgkg-l，速效钾700750mgkg-1，残余硫酸3.50一4.21，pH值为1.863.15，容重0.45kg m-3。因其含有有机质和养分，可用做肥料。施用于土壤，可以提高土壤有机质含量和CEC，改善土壤理化性状，使作物增产。但必须注意其强酸性，使用前需中和，或用于碱性土和盐土的改良，效果显著。四、泥土肥类泥土类肥料包括：泥肥和土肥。(一) 泥肥及其特性冲刷下来的表土及其中的养分；生活污水等。故养分含量变化较大(表14)。泥肥指河、塘、沟、湖中的淤泥。其养分来源主要有：水生动植物的残体和排泄物；由雨水带人的养分；随雨水表14 不同泥肥的养分含量通常，靠近城镇的、放养水生植物的、养水产的水域，其泥肥有机质与养分的含量较高。从地形部位看，冲田塘泥的质量优于高位塘泥。长年不取的泥肥好于经常取的，故应有计划地培育和利用泥肥，以保持泥肥的质量。泥肥含有较多的有机质，养分种类齐全，有一定的供氮强度(水解氮全氮的比例多数在8一12之间)，属迟速兼备的肥料，肥效稳长，宜做基肥。河泥中一般含粗粉砂2050，中粉砂和细粉砂在40一70之间，黏粒均小于10，砂黏适中，可用于砂地和黏土地以改善其质地。随着乡镇工业的发展，部分水面受到不同程度的有机和无机污染物污染，因此，泥肥中污染物有可能超过我国农用污泥中污染物控制标准(GB428484)，用时应充分注意。(二) 土肥及其特性土肥包括熏土、炕土、老房土、墙土、地皮土等。由于人民生活水平的改善，炕、老房土及墙土已日益减少。熏土是农由表土在适宜温度和少氧条件下用枯枝、落叶、草皮、稻根、秸秆等熏制而成，故又称熏肥、火粪、火土、烧土、焦泥灰等。它是山区、半山区及部分平原地区的一种肥源。熏烧后土壤的渗透率、孔隙度、阳离子交换量明显提高，速效养分也有所增加，常做基肥施用。五、泥炭类和腐殖酸类肥料(一)泥炭泥炭又叫草炭、草煤、土煤、泥煤、草筏子等。我国泥炭资源丰富，分布面积在 300万hm2以上。泥炭是古代低湿地带生长的植物，在积水条件下由未完全分解的植物残体形成的有机物层，植物残体在分解过程中可形成腐殖质和矿物质。1. 泥炭的类型1) 低位泥炭。一般分布在地势低洼处，植物群落以沼泽植物为主，如薹屑、芦苇属、赤杨属、桦属等，分解程度和养分含量较高，呈微酸性到中性，适宜直接利用，我国的泥炭多属此类型。2) 高位泥炭。一般分布在高寒山区的森林地带的分水岭上，植被以水藓类为主。分解程度差、养分含量少、呈酸性，不宜直接做肥料。但其吸收能力强，宜做垫圈材料。(4) 中位泥炭。又称过渡型泥炭，分布的地形部位与植被类型均介于二者之间。(5) 可通过泥炭的物理状况来鉴别其分解程度(表15)。分解程度好的可直接利用，否则需经过适当处理(如堆制)后方可利用。表15 泥炭分解程度的简易鉴别2成分和性质泥炭一般含有机质4070，腐植酸含量在20一40之间，还含有氮、磷、钾等养分(表16)。表16 我国各地泥炭的成分和化学性质由于泥炭是在积水条件下形成的，水溶性养分大部分流失，磷、钾不多，速效性氮很少。据报道，吉林、浙江、黑龙江的泥炭中速效性氮含量仅为全氮的0.7、1.1及3.1。泥炭的C/N虽然不大，但分解缓慢，因为所含氮化物多以蛋白质态与杂环态形式存在，不易分解；含碳化合物又多为结构复杂的木质素、纤维素、半纤维素、沥青、树脂、蜡质和脂肪酸等。泥炭适合作为牲畜栏的垫料、细菌肥料的载体、营养体、混合肥料和腐植酸类肥料的原料，较少直接施用。(三) 腐植酸类肥料1 种类腐植酸类肥料是以含腐植酸较多的泥炭、褐煤、风化煤为主要原料，加入适量氮、磷、钾及微量元素制成的肥料总称，例如，腐植酸铵、硝基腐植酸铵、腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸磷、高氮腐肥等等，其中以前两种较为普遍。2 2性质腐植酸类肥料的共同点是含有较多的腐植酸类物质，它是黑色或棕色的高分子有机化合物，其结构以芳香核为主体，含有羧基、酚羟基、醌基等多种官能团，颗粒直径在0.0010.1nm之间，交换量较大。腐植酸不溶于水，可溶于碱和有机溶剂，与铵、钾、钠等形成相应的可溶性腐植酸盐，也可与钙、镁、铁、锰等生成相应不溶性的腐植酸盐。由于腐植酸中含有酚基和醌基，可形成一个氧化还原体系，参与作物体内的氧化还原过程。促进多酚氧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸氧化酶等的活性，从而促进作物的呼吸作用，有利于作物的生长发育。腐植酸中的活性基团，对土壤中的阴、阳离子具有较强的吸附作用和交换能力，在盐碱地上施用，可降低土壤中盐分的含量，有利于盐碱地的改良。腐植酸有活化土壤中磷素的作用，并能与土壤中的微量元素(锰、钼、锌、铜等)形成配合物，往往有利于作物的吸收，但在某种情况下。还在预防重金属的危害方面也有一定的作用。合理施用这类肥料，对改良低产田、提高化肥利用率、刺激作物生长、增强作物抗逆能力、提高作物产量和改善产品品质等方面均有一定的作用。六、海肥类我国海岸线长达约3.2万km，海肥资源丰富，海肥指海产品加工的废弃物和一些不能食用的海生动物、植物及矿物性物质等。按其成分与性质可分为动物性、植物性和矿物性海肥3类，其中以动物性海肥的种类最多，数量最大。(一) 动物性海肥这类海肥中有鱼杂肥类、虾蟹类、贝壳类和海星类、腔肠类和软体类动物等。在养分含量上各有特点，鱼杂肥和虾蟹类含氮磷较多；贝壳类除含氮磷钾外，富含碳酸钙，海星类中氮、磷、钾较多(表17)。表17 动物性海肥的主要种类与养分含量这类肥料中的氮大多以蛋白态存在，大部分磷为有机态，贝壳类中的磷以磷酸三钙为主。同时它们均含有一定数量的有机质，其中以鱼杂肥和虾蟹类较多。这类肥料需经沤制后方能施用，届迟效性肥料，宜做基肥施用。(二) 植物性海肥通常以藻类为主，除食用、工业用外，也可作为肥料。此外，还包括浅滩上生长的植物，见表18。表18 主要植物性海肥的养分含量(三) 矿物性海肥主要是海泥和卤水。海泥是江河冲来的泥土和海中动植物残体的淤积物，其性质与泥肥相似，但有约0.35的盐分，其养分含量与沉积条件有关。若是泥底，江河人海处又有避风港时，则养分较多；若是沙底，江河人海处淤成的，则养分较少。一般海泥含有机质为1.52.8，氮为0.150.61，磷酸为0.12一 0.28，氧化钾为0.72一2.25，可溶性的氮、磷很少，并含有较高的盐分，还有一定数量的还原性物质，施用时需经暴晒以除去还原性物质，腐熟后方可施用。卤水是生产盐的残余卤液，主要成分为NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4等，可作为提取钾盐的原料。七、粉煤灰类粉煤灰是火电工业特有的固体废弃物，年排放量极大。每燃烧“煤产生粉煤灰250300kg。我国1985年粉煤灰排放量已达6800万t，随着火电工业的迅速发展，到2010年，粉煤灰的预期年产量将达到1.2亿t。粉煤灰虽不属于有机废弃物类别，但粉煤灰也可在农业中利用，既可用于改土，又可提供植物需要的某些元素，因此，也将粉煤灰归于本章进行介绍。多年来，我国在粉煤灰农用方面已取得不少研究成果，部分已应用于生产，主要有以下方面：1) 做平整土地的填充料。对一些低洼地、废坑、深沟等废弃地，用粉煤灰铺填作底，再覆土造田，以恢复土地的农用价值。2) 做土壤改良剂。粉煤灰呈碱性或强碱性，并含钙、镁等元素(表19)，可做酸性土改良剂。粉煤灰颗粒组成中含蜂窝体结构，其中0.01 mm的物理性砂粒占85，物理性状类似于砂壤土，施用于黏质土可改善耕性和通透性。粉煤灰用量要大，累计施用量通常要达到300450thm-2，同时要配施多量有机肥。粉煤灰中含一定数量的重金属，过量施用可能会使土壤积累过多重金属而污染环境，另外，粉煤灰含硼较高，农用时注意硼毒害。为此要对农用粉煤灰中污染物含量按“农用粉煤灰有害物质控制标准”加以限制(表20)。表19 粉煤灰的化学组成表20 农用粉煤灰中污染物国家控制标准*(GB 817387)mgkg-l掺灰45万kghm-2计。3) 制成硅钙肥等。施用这些肥料能为农作物提供钙、镁、钾及多种微量元素，使营养均衡、减少缺素症。在一定条件下可增强作物的抗逆性，提高对氮、磷肥的利用率，促进高产稳产。但是它不能代替有机肥和化肥的正常施用。(4)作为冬小麦等越冬作物或水稻秧田的盖种肥，以提高土温，改善作物苗期的土壤环境，有利于壮苗。八、市政有机废弃物(一)生活垃圾生活垃圾是指在居民日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，主要产自居民家庭、商业、餐饮业、旅游业、旅馆业、服务业和文教行业等。垃圾产量平均每人每天已超过1 kg。解决垃圾出路，已成为非常迫切的任务。1 成分与性质城市垃圾的来源广泛，成分复杂，其主要成分包括厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶土碎片、砖瓦渣土、粪便、庭院废物、废旧电器及废家用什具等。其组成性质与经济发展、生活水平、消费方式、地理环境和季节等关系密切。2 从表21北京市城市垃圾成分变化中可以看出20世纪90年代初以前我国居民生活垃圾中煤灰渣所占比例很大，因此，无机成分灰土所占比例较高。随着城市煤气化的实现和区域供热的实施，城市垃圾中灰土等无机成分到20世纪末所占比例已从先前的50以上下降到5左右。而纸类、食品、金属、塑料、玻璃和织物等相对经济价值较高可直接回收的成分明显上升。其他城市也有类似趋势。垃圾成分的这种变化趋势将有利于生活垃圾的资源化。3 表21 北京市城市垃圾成分构成表由于我国城市垃圾产生量和构成的变化，其理化属性也发生了很大变化。其一，容重迅速下降，由10年前的0.60.8tm-3下降到0.30.4tm-3；其二，热值上升，19911996年北京城市垃圾热值增长了2 839kJkg-1。据调查，国内主要城市的垃圾成分和理化属性的变化基本与北京相同。城市垃圾的化学成分很复杂，除含有植物营养物质外，还含有一些有毒元素。从北京市环卫所19831985年3年调查的平均值来看，垃圾中含碳为1238、氮为0.62.0、磷为0.14一0.2、钾为0.62.0、铁为2.57、硅为19.9 mgkg-1、锰为350 mgkg-1、铬为52.47 mgkg-1、铝为14.51 mgkg-1、砷为10.21 mgkg-1、汞为0.062 mgkg-1、镉为0.0044 mgkg-1。3 生活垃圾的处置方式城市生活垃圾主要有3种处置方式卫生填埋，焚烧和堆肥。各地社会经济条件和垃圾构成上的巨大差异，是导致选择不同处置方式的原因。4 卫生填埋用来直接处置未分选垃圾，也处置经焚烧后垃圾余灰和垃圾堆置过程中分选出来的杂物。垃圾填埋场选址，除需考虑地质、地貌、垃圾收运方便外，还要估计对大气环境、水环境，对附近居民健康和卫生方面的影响，并采取相应的技术措施，尽量减少这些不利影响，例如，分层填埋、底层防渗、嫌气发酵和沼气回收等。对填埋场地今后的重复利用也要做出规划。5 焚烧是利用垃圾中的热值来取暖或发电，用作焚烧处理的垃圾热值需要高于 4187kJkg-1，可燃物含量要达到60。这种标准在发展中国家通常达不到(垃圾中纸张，塑料等可燃物少)。再则，建厂投资大，供料、废热利用、除尘环保等一系列设备的技术要求高，也是限制因素。本方法在发达国家已相当普遍，特别是在国土面积狭小、能源紧缺的日本，焚烧垃圾已占垃圾生产总量的2/3以上。6 垃圾经堆置腐熟后农用，是处理费用较低、处理和利用相结合的途径。在发展中国家广泛采用。我国城郊农民有利用城市垃圾的历史传统，并积累了经验。再则，我国城市生活垃圾组成中厨余物含量高，杂物含量较低，也适合做堆肥处理。今后，我国在城市生活垃圾处理途径上，大多数地区仍宜以堆肥为主，卫生填埋和焚烧为辅。7 3垃圾堆肥农用效果据研究，土壤条件是影响肥效的主要因素。在中、低肥力土壤上，垃圾堆肥有较高的增产效果，特别在配施适量氮肥后，增产幅度可达6679之间。而高肥力土壤上增产效果要低得多，一般都小于9。用无锡市高温堆肥二次发酵工艺的垃圾堆肥进行试验发现，施用于多种蔬菜和大田作物上均得到了良好的增产效果和经济效益。蔬菜的适宜用量为45 thm-2，增产率为1127。垃圾堆肥在提高土壤肥力上的作用也很明显。据研究报道，施垃圾堆肥75 thm-2，土壤有机质提高0.070.27，全氮提高0.003。土壤容重下降0.02 0.16gcm-3，土壤孔隙度增加了0.3一5.3，土壤保水、保肥力也有相应提高。无锡市蔬菜研究所的研究发现，施用垃圾堆肥全面改善新菜地土壤的物理性状，在试验用量范围内，改善程度与肥料用料量问呈正相关。施用垃圾堆肥对农产品品质有多方面的有利影响，例如，番茄和马铃薯薯块的单个重量增加，番茄提早上市，大白菜单株重、净产率、包心率也有所提高。施垃圾堆肥可降低青菜和萝卜的硝酸盐浓度，由单施尿素的274 mgkg-1降到45119 mgkg-1。在9种蔬菜试验中还发现产品中矿物质和维生素含量有所提高。另有报道，施150 thm-2垃圾肥的小麦子粒蛋白质和面筋含量，均有增加趋势。4、 垃圾堆肥的合理施用垃圾施用于土壤，带来的环境问题主要是：如使用前不分选，易使土壤“渣化”，造成漏水漏肥；其中的病原物和重金属如不处理，会污染土壤和水体，进入食物链，危及人和动物的健康。因此，施用有机废弃物前，要进行分选，然后经过厌氧发酵或好氧堆肥等处理后，按国家规定的标准有控制地施用。按我国城镇垃圾堆肥农用控制标准(表22)，表22中19项全部合格者方能施用于农田；在1015项中，如有一项不合格，其他5项合格者，可适当放宽，但不合格项目的数值，不得低于我国垃圾的平均数值。即有机质不少于8，总氮不少于0.4，总磷不少于0.2，总钾不少于0.8，pH值最高不超过9，最低不低于6，水分含量最高不超过40。施用符合该标准的垃圾，每年每公顷农田用量，黏性土壤不超过60t，砂性土壤不超过45t，提倡在花卉、草地、园林和新菜地、黏土地上施用。大于lmm粒径的渣砾含量超过30及黏粒含量低于15的渣砾化土壤、老菜地、水田不宜施用。对于表22中19项都接近本标准值的垃圾，施用时其用量应减50。4 表22 城镇垃圾农用控制标准(GB817287)注：表中除2、3、4项外，其余各项均以干基计算；杂物指塑料、玻璃、金属、橡胶等。(二)污水污泥1污水的处理工艺与污水污泥的形成污水污泥是指污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀物。它不同于江、河、湖、海、塘、沟、渠的底泥(常称之为淤泥)，也不同于上水(饮用水)处理后的污泥。根据污水处理程度又分为一级、二级和三级处理。一级处理是指污水通过格栅截留粗大杂物，再经曝气沉沙池除去砂粒，流人初沉池沉降分离污水中悬浮物，从而使水质得到部分净化的工艺。强化一级处理则是在普通一级处理的基础上结合添加化学絮凝剂来使污水得到更好的净化。二级处理则是指通过一级处理后的出水进入接种有活性污泥(指含大量好气微生物的絮状菌体胶团)的生物反应池(如曝气池，氧化沟等)，在不断供氧条件下，经68h生化处理再流人二次沉淀池，泥水静止分离后，污水得到净化的处理工艺。三级处理则是在二级处理工艺上附加脱磷脱氮生化处理的工艺。目前，我国污水处理厂污水处理工艺以二级为主。从二次沉淀池中排出的污泥称为二沉污泥，但多数污水厂排出的污泥都是一沉污泥和二沉污泥的混合物。对于采用活性污泥法处理工艺的污水处理厂，污泥(含水97左右)的产生量通常占污水量的0.3一0.7。污泥经过厌(好)氧消化处理后，称之为厌(好)氧消化污泥。这些消化的或未消化的污泥通常需要进一步采用压滤或离心脱水形成含水75一80的脱水污泥，以利于后续处理处置，目前，我国城市污水处理厂约450座，年产生污泥300万t(干物质计)。2污水污泥的基本组成与性质不同的污水处理厂由于采用的污水处理工艺，污水来源与性质的不同，产生的污泥组成与性质差异极大。一般地，工业污水所占比例越大，污染物含量越高；而生活污水所占比例越大，有机质和植物养分含量高，污染物含量低。污水二级处理后产生的污泥其有机质和养分含量比一级处理的：污泥要高。表23列举了江苏省5家城市污水处理厂全年污泥基本组成。表23 江苏城市污水处理厂脱水污泥的成分与性质注：全年的平均值，干基。我国绝大多数城市污泥中有机质含量在2060之间，全氮在27%全磷(P)在0.71.4，比一般的农家肥养分丰富，而与鸡粪相似。但污泥中钾含量通常较低，多数在0.2一0.5之间。此外，污泥中重金属种类较多，含量也较高，是污泥农用最大的障碍因素。污泥中还存在各种病原物，以大肠杆菌为指标，其数量相当于10MPN，蛔虫卵可达l7个500g液体污泥。近年来，一些研究者还从污泥中检出一些微量的难降解持久性有机污染物，如多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等。因此，污泥农用必须谨慎。污水污泥在物理性质上与其他有机肥如畜禽粪便完全不同。由于二级污水处理厂排出的污泥主要由微生物菌体胶团组成，颗粒细小，蛋白质含量高，亲水性强，因此，脱水污泥(含水75一80)可塑性高，进一步采用机械脱水十分困难，而污泥干化后却又变得十分硬结，因此脱水污泥土地利用前常需要改良其不良的物理性质，如采用堆肥化方法。4 污泥农用的肥料效果与环境问题污泥农用能明显提高土壤肥力。由于污泥有机质、氮、磷养分高，其中80左右的氮磷均为有机态，养分供应具有缓速兼备的特点，因此，施用污泥明显促进作物长势长相，表现在生物量和株高增加，叶片肥厚。对于粮食作物，用当季，污泥氮至少可替代80化肥氮，而不会造成作物的减产。而且污泥的残效明显，对后季作物的生长有好的促进作用。与施用化肥的处理相比，施用污泥还明显使土壤容重下降，孔隙率、土壤有机质、全氮磷及有效态氮磷等均有明显升高，提高了土壤肥力。由于污泥中含有有机无机及生物性污染物，因此，污泥不合理应用会造成土壤、植物和水体污染，其中重金属污染是污泥农用过程中监测的重点。研究发现，污泥农用会使重金属在土壤施用层大量聚集，而且由于污泥本身带人以及污泥在分解过程中产生水溶性有机物，通过其络合作用，会导致少量重金属向下迁移，例如，在连续施用污泥2年的粮食地中发现，污泥中锌可迁移到60cm下的土层(图92)。施用污泥的土壤重金属化学活性通常比对照土壤高得多，前者为后者的1.24倍，也比其他重金属污染类型(如矿山附近的污染土壤)的土壤为高。有研究者发现，污泥停施15年后，污泥处理土壤中重金属的有效性依然高于对照区土壤。长期不合理施用污泥或一次大量施用污泥必然会造成作物的重金属污染，特别是对于叶菜类蔬菜污染尤其严重。利用苏州城西污水处理厂污泥所做的一项研究表明，施用污泥的处理，包菜中外包叶重金属锌含量比施化肥的对照处理高4倍，包球(可食部分)中高2倍。北京市1994年调查，北京东南郊部分农地由于过去长期施用污泥，导致小麦和玉米中重金属汞和镉超标。5 污泥的安全农用为防止污泥农用过程中造成重金属污染，许多国家都制订了相应的控制标准，例如，美国于1983年制订了污泥土地利用条例(40FCR Part 503)，1993年再度修订了该条例，对污泥重金属含量进行了限定，并同时规定了土壤对污泥重金属的最高负荷量和年负荷量。我国在1995年曾颁布了农用污泥中污染物控制标准表24。规定有害物质超标的污泥不能作为农肥施用于农地，本标准的其他的规定是：施用符合控制标准的污泥，每年最大施用量不得超过30thm-2(干物质计)。污泥中任何一项无机化合物含量接近本标准时，连续在同一块土壤上施用，不得超过20年；为了防止对地下水的污染，在砂质土壤和地下水位较高的农田上不宜施用污泥；在饮水水源保护地带不得施用污泥；生污泥须经高温堆腐或消化处理后才能用于农田。，污泥可在大田、园林和花卉地上施，在蔬菜地和当年放牧的草地上不宜施用；在酸性土壤上施用污泥除了必须遵循在酸性土壤上污泥的控制标准外，还应该同时年年施用石灰以中和土壤酸性；对于同时含有多种有害物质而含量都接近本标准值的污泥，施用时应酌情减少用量。表24 农用污泥中污染物控制标准(GB4284-84)mgkg-1干物质为避免污泥中重金属对食物链的污染，粮食作物直接大量地施用污泥或污泥堆肥应该特别谨慎，最好将之应用于不进入食物链的园林绿化地。将污泥制成有机无机复合肥，由于大幅度提高了污泥复合肥中养分的含量，使单位面积土壤实际接受的污泥量少(150一450kghm-2)，可有效避免由于污泥集中大量施用所带来的污染风险。为避免污泥中重金属对食物链的污染，粮食作物直接大量地施用污泥或污泥堆肥应该特别谨慎，最好将之应用于不进入食物链的园林绿化地。将污泥制成有机无机复合肥，由于大幅度提高了污泥复合肥中养分的含量，使单位面积土壤实际接受的污泥量少(150一450kghm-2)，可有效避免由于污泥集中大量施用所带来的污染风险。6 表24 农用污泥中污染物控制标准(GB4284-84)mgkg-1干物质7 由于污泥中含有有机无机及生物性污染物，因此，污泥不合理应用会造成土壤、植物和水体污染，其中重金属污染是污泥农用过程中监测的重点。研究发现，污泥农用会使重金属在土壤施用层大量聚集，而且由于污泥本身带人以及污泥在分解过程中产生水溶性有机物，通过其络合作用，会导致少量重金属向下迁移，例如，在连续施用污泥2年的粮食地中发现，污泥中锌可迁移到60cm下的土层(图92)。施用污泥的土壤重金属化学活性通常比对照土壤高得多，前者为后者的1.24倍，也比其他重金属污染类型(如矿山附近的污染土壤)的土壤为高。有研究者发现，污泥停施15年后，污泥处理土壤中重金属的有效性依然高于对照区土壤。污泥的安全农用为防止污泥农用过程中造成重金属污染，许多国家都制订了相应的控制标准，例如，美国于1983年制订了污泥土地利用条例(40FCR Part 503)，1993年再度修订了该条例，对污泥重金属含量进行了限定，并同时规定了土壤对污泥重金属的最高负荷量和年负荷量。我国在1995年曾颁布了农用污泥中污染物控制标准表24。规定有害物质超标的污泥不能作为农肥施用于农地，本标准的其他的规定是：施用符合控制标准的污泥，每年最大施用量不得超过30thm-2(干物质计)。污泥中任何一项无机化合物含量接近本标准时，连续在同一块土壤上施用，不得超过20年；为了防止对地下水的污染，在砂质土壤和地下水位较高的农田上不宜施用污泥；在饮水水源保护地带不得施用污泥；生污泥须经高温堆腐或消化处理后才能用于农田。，污泥可在大田、园林和花卉地上施，在蔬菜地和当年放牧的草地上不宜施用；在酸性土壤上施用污泥除了必须遵循在酸性土壤上污泥的控制标准外，还应该同时年年施用石灰以中和土壤酸性；对于同时含有多种有害物质而含量都接近本标准值的污泥，施用时应酌情减少用量。表24 农用3污泥农用的肥料效果与环境问题污泥农用能明显提高土壤肥力。由于污泥有机质、氮、磷养分高，其中80左右的氮磷均为有机态，养分供应具有缓速兼备的特点，因此，施用污泥明显促进作物长势长相，表现在生物量和株高增加，叶片肥厚。对于粮食作物，用当季，污泥氮至少可替代80化肥氮，而不会造成作物的减产。而且污泥的残效明显，对后季作物的生长有好的促进作用。与施用化肥的处理相比，施用污泥还明显使土壤容重下降，孔隙率、土壤有机质、全氮磷及有效态氮磷等均有明显升高，提高了土壤肥力。2污水污泥的基本组成与性质不同的污水处理厂由于采用的污水处理工艺，污水来源与性质的不同，产生的污泥组成与性质差异极大。一般地，工业污水所占比例越大，污染物含量越高；而生活污水所占比例越大，有机质和植物养分含量高，污染物含量低。污水二级处理后产生的污泥其有机质和养分含量比一级处理的：污泥要高。表23列举了江苏省5家城市污水处理厂全年污泥基本组成。(二)污水污泥8 3垃圾堆肥农用效果据研究，土壤条件是影响肥效的主要因素。在中、低肥力土壤上，垃圾堆肥有较高的增产效果，特别在配施适量氮肥后，增产幅度可达6679之间。而高肥力土壤上增产效果要低得多，一般都小于9。用无锡市高温堆肥二次发酵工艺的垃圾堆肥进行试验发现，施用于多种蔬菜和大田作物上均得到了良好的增产效果和经济效益。蔬菜的适宜用量为45 thm-2，增产率为1127。910 卫生填埋用来直接处置未分选垃圾，也处置经焚烧后垃圾余灰和垃圾堆置过程中分选出来的杂物。垃圾填埋场选址，除需考虑地质、地貌、垃圾收运方便外，还要估计对大气环境、水环境，对附近居民健康和卫生方面的影响，并采取相应的技术措施，尽量减少这些不利影响，例如，分层填埋、底层防渗、嫌气发酵和沼气回收等。对填埋场地今后的重复利用也要做出规划。城市垃圾的化学成分很复杂，除含有植物营养物质外，还含有一些有毒元素。从北京市环卫所19831985年3年调查的平均值来看，垃圾中含碳为1238、氮为0.62.0、磷为0.14一0.2、钾为0.62.0、铁为2.57、硅为19.9 mgkg-1、锰为350 mgkg-1、铬为52.47 mgkg-1、铝为14.51 mgkg-1、砷为10.21 mgkg-1、汞为0.062 mgkg-1、镉为0.0044 mgkg-1。(一)生活垃圾表20 农用粉煤灰中污染物国家控制标准*(GB 817387)mgkg-l掺灰45万kghm-2计。多年来，我国在粉煤灰农用方面已取得不少研究成果，部分已应用于生产，主要有以下方面：七、粉煤灰类主要是海泥和卤水。海泥是江河冲来的泥土和海中动植物残体的淤积物，其性质与泥肥相似，但有约0.35的盐分，其养分含量与沉积条件有关。若是泥底，江河人海处又有避风港时，则养分较多；若是沙底，江河人海处淤成的，则养分较少。一般海泥含有机质为1.52.8，氮为0.150.61，磷酸为0.12一 0.28，氧化钾为0.72一2.25，可溶性的氮、磷很少，并含有较高的盐分，还有一定数量的还原性物质，施用时需经暴晒以除去还原性物质，腐熟后方可施用。卤水是生产盐的残余卤液，主要成分(四) 主要是海泥和卤水。海泥是江河冲来的泥土和海中动植物残体的淤积物，其性质与泥肥相似，但有约0.35的盐分，其养分含量与沉积条件有关。若是泥底，江河人海处又有避风港时，则养分较多；若是沙底，江河人海处淤成的，则养分较少。一般海泥含有机质为1.52.8，氮为0.150.61，磷酸为0.12一 0.28，氧化钾为0.72一2.25，可溶性的氮、磷很少，并含有较高的盐分，还有一定数量的还原性物质，施用时需经暴晒以除去还原性物质，腐熟后方可施用。(五) 卤水是生产盐的残余卤液，主要成(六) 通常以藻类为主，除食用、工业用外，也可作为肥料。此外，还包括浅滩上生长的植物，见表18。(二)植物性海肥表17 动物性海肥的主要种类与养分含量(一)动物性海肥(一)动物性海肥(二)腐植酸类肥料(二)腐植酸类肥料(6) 表15 泥炭分解程度的简易鉴别五、泥炭类和腐殖酸类肥料土肥包括熏土、炕土、老房土、墙土、地皮土等。由于人民生活水平的改善，炕、老房土及墙土已日益减少。熏土是农由表土在适宜温度和少氧条件下用枯枝、落叶、草皮、稻根、秸秆等熏制而成，故又称熏肥、火粪、火土、烧土、焦泥灰等。它是山区、半山区及部分平原地区的一种肥源。熏烧后土壤的渗透率、孔隙度、阳离子交换量明显提高，速效养分也有所增加，常做基肥施用。五、泥炭类和腐殖酸类肥料5、 泥肥指河、塘、沟、湖中的淤泥。其养分来源主要有：水生动植物的残体和排泄物；由雨水带人的养分；随雨水冲刷下来的表土及其中的养分；生活污水等。故养分含量变化较大(表14)。6、四、泥土肥类(二)菇渣(二)菇渣(二)菇渣表13 主要饼肥氮、磷、钾的平均含量1兔粪兔粪含有丰富的有机质和各种养分，可作饲料和肥料。有报道指出，兔粪含有机质20.47，全磷0.68，全钾0.58，全氮3.32，其中蛋白态氮3.14，碱解性氮2 387 mgkg-1，铵态氮1827 mgkg-1。兔粪中氮多钾少，尿中氮少钾多，CN窄，易腐熟，在腐解过程中能产生较多的热量属热性肥料。还含有蔗糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖及氨基酸、核糖核酸和脱氧核糖核酸等，为作物提供有机养料。兔粪多用于茶、桑、瓜、果树及蔬菜等作物。一、秸秆类一、秸秆类一、秸秆类一、秸秆类秸秆类秸秆类秸秆秸秆随着复种指数的提高，优质良种的出现，施肥量的增加，栽培技术和栽培条件的改善等，农作物的产量会随之提高，秸秆的数量相应增多，它是重要的有机肥源之一。复种指数的提高，优质良种的出现，施肥量的增加，栽培技术和栽培条件的改善等，农作物的产量会随之提高，秸秆的数量相应增多，它是重要的有机肥源之复种指数的提高，优质良种的出现，施肥量的增加，栽培技术和栽培条件的改善等，农作物的产量会随之提高，秸秆的数量相应增多，它是重要的有机肥源之复种指数的提高，优质良种的出现，施肥量的增加，栽培技术和栽培条件的改善等，农作物的产量会随之提高，秸秆的数量相应增多，它是重要的有机肥源之