风化煤是接近地表或位于地表浅层的褐煤和烟煤等在大气中长期经受阳光、空气、雨雪、风沙等渗透和风化作用,受空气和水的影响而发生缓慢的氧化所形成的煤。风化煤经过风化后已失去燃料价值。我国风化煤的蕴藏量十分丰富,全国有半数以上省区都有可利用的风化煤资源,其中以华北、东北、西北、西南地区储量较大,新疆等地的风化煤不仅储量大而且质量好。风化煤含有大量腐植酸,腐植酸是一类无定形的网状高分子有机物质,是良好的有机肥料。由于风化煤不能用于规模燃烧,一直被当作废弃物处理,造成了资源浪费。
畜禽粪便、农作物秸秆、风化煤具有来源广泛、有机质含量高、易于转化等特点,利用它们生产生物有机肥不仅可以解决环境污染问题,还可充分利用秸秆,风化煤等废弃物,生态环保,前景广阔。
2传统生物有机肥生产工艺
传统生物有机肥生产采用发酵工艺,包括:堆肥发酵法、好氧通气发酵法等。2.1堆肥发酵及存在的问题
堆肥是在微生物作用下通过发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程,能够生成大量可被植物吸收利用的有效态氮、磷、钾化合物,而且还能合成新的高分子有机物——腐殖质,它是构成土壤肥力的重要活性物质。堆肥是农业废弃物无害化处理和肥料化利用的重要途径。
传统的堆肥方式对有机物分解缓慢,堆肥周期长,易产生恶臭,对环境造成二次污染,产品肥效低。在堆肥用菌方面,目前普遍强调固氨、解磷、解钾等功能菌的作用而忽视了发酵过程中的生理活性物质或酶的作用,进而出现了许多发酵菌种优良而形成肥料后几乎无作用的情况。
传统菌种生产生物有机肥耗时长,发酵温度低,难以杀灭杂草种子和虫卵病菌,产生大量难闻气体,成为农业环境重要的污染源。与此同时,氮素养分以氨气的形式大量散发,降低了有机肥的农用价值,肥效缓慢。
有机肥发酵是一个微生物群落结构演替非常迅速的多个微生物群体共同作用实现的动态过程,在发酵的不同阶段,需要有不同的微生物发挥作用,而传统发酵用的微生物种类和数量有限,不能有效地降解堆肥中复杂的有机质成分。利用分子生物学的方法,筛选出菌种协同互惠,生物转化效率高的菌群,可以有效地提高生产效率,提高产品质量。
2.5风化煤等腐植酸有机物利用问题
风化煤是提取生产腐植酸类肥料的主要原料,含大量腐殖质,对土壤改良、抗旱保水和生长调节起很好作用。现阶段风化煤的利用形式还很粗放,有些地区将未经任何处理的风化煤直接当作肥料洒在农田中,或者经过简单粉碎等物理加工直接使用,大大降低了肥效。将风化煤经过粉碎加工,再经筛选活化的风化煤专用发酵菌种进行发酵,生产高活性有机肥的同时了实现风化煤资源的高效利用。
3解决传统生物有机肥生产工艺存在问题的对策
将禽畜粪便、秸秆、风化煤等原料混合,利用风化煤活化菌、有机肥发酵菌、秸秆腐熟剂及生物肥用功能菌,经先进的深层好氧发酵技术可解决传统生产中存在的问题,且产品功能菌存活率高,可有效提高肥料利用率,明显改善作物根部生物生长环境,增强抗病能力,提高作物品质。