浅谈我国发酵有机肥历史演变和现代时期

有机肥产业发展方向

1.1我国古代农业对肥料的认知

肥料是给予农作物生长发育所需的营养物质成分。按化学元素区分为：氮（N）、磷（P）、钾（K）三种大元素肥和钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）三种中量元素肥和钼肥、硼肥、锰肥、锌肥、铜肥、铁肥等六种微量元素肥。发酵有机肥也称为堆肥或者沤肥。是采用农林废弃物、人畜粪便或者生活垃圾等物料，通过堆积；靠微生物发酵腐熟而成为的一种肥料。

根据中国古代农业文献记载。西汉泛胜著《泛胜之书》，是我国历史上最早的农业科学文献。书中总结出一种叫"区（音：欧）田法"的耕作方法。“区田法”的实质是现代农业生产推行的秸秆还田方法。秸秆废料翻耕入土后，靠土壤中的自然微生物分解发酵和沤熟秸秆废料成为肥料。可谓是我国历史上对沤肥最早的认知。泛胜之书也有：“凡耕之本，在于趋时和土，务粪泽，早锄早获”之记载。其意是：翻耕土壤之目的是增加土壤的活性，保持土壤活性则必须施用粪肥。早锄早获是指：勤于松土可获得好收成。由此可见，我国古代农耕对施用粪便有机肥和如何使粪便肥产生活化土壤效果，有了更为理性认知。近代农业科学研究发现，土壤具备活性；必须增加土壤的有机质含量。古代农耕增加土壤有机质含量的办法就是“务粪泽”，即：施用粪便肥。施用粪便肥的同时勤于松土。松土的目的是满足土壤微生物在有氧条件下对粪便有机质的分解和氧化，同时可满足农作物根系在充足氧气条件下对养分的吸收和利用。我国古代的这种施肥活土的农耕办法一直沿用至今，充分体现出我国劳动人民的聪明和才智。东汉思想家王充在《论衡·率性篇》中对贫瘠的土壤说道：“深耕细锄，厚加粪壤，勉致人功，以助地力，其树稼与彼肥沃者，相似类也”这段文字中除了有“厚加粪壤”之说外，出现了“其树稼与彼肥沃者”的说词。“厚加粪壤”可理解为多用自然发酵沤熟的粪肥。“其树稼与彼肥沃者”应该是指秸秆之类的废弃物料，靠自然发酵成肥之说。“彼肥沃者”应该是指秸秆跟粪便混合发酵成肥之意。由此可见，农耕除了多施用粪肥受到广泛认知外，利用农作物秸秆废弃物跟粪便混合发酵成肥；可产生相同的肥效也有了理性认知。据此可以确定，我国民间堆肥制作起源于东汉时期应该是不可争议的历史事实。春秋战国时期，人们就把土壤肥力与增产联系在一起。孟子（约公元前372-公元前289）说：“耕者之所获，一夫百亩，百亩之粪，上农夫食九人。”（《孟子·万章下》）是说一人耕种一百亩地，全部施肥，所产粮食能养活九口人。元代农学家王祯在《王祯农书》（成书于1313年）里说：“田有良薄，土有肥硗（音:敲），耕农之事，粪壤为急”。清代杨双山（1699-1794）在《知本提纲》里也提到：“田得膏润而生息，变臭为奇，化恶为美，丝谷倍收，蔬果倍茂。”据此可以证实：宋代时期；一直到清代时期，延续了历史上粪肥对改变贫瘠土壤和促进农作物增收所起到的重要作用。宋元时代，由于不断开垦荒田，耕地面积扩大，农民积肥、造肥与施肥的技术又有所发展。尤其是南宋农学家陈旉（音：服）在肥料的理论与实践上作出了重要贡献。他在《陈旉农书》（成书于1149年）中提出了“地力常新”的理论，即主张用地与养地相结合，采用农田施肥的办法来保持和提高地力。陈旉在《农书》中指出：“或谓土敝则草木不长，气衰则生物不遂。凡田土种三五年，其力已乏。斯语殆不然也，是未深思也！”他对这种论点持相反的态度，他断言：“若能时加新沃之土壤，以粪治之，则益精熟肥美，其力当常新壮矣。抑何敝何衰之有！”陈旉的这种“地力常新”论，外国科学家给予很高的评价，德国近代农业化学家李比希对我国长期保持地力不衰的经验备加赞扬，他在《化学在农业和生理学上的应用》一书中指出：中国的农业“是以经验为指导的，长远的保持着土壤肥力，借以适应人口的增长而不断提高其产量，创造了无与伦比的农业耕作方法。”陈旉还在《陈旉农书》里设专篇来阐述肥料问题，他对积保肥料问题提出建造“粪屋”的构思是：“粪屋是挖一深池，四周用砖石砌严，使不渗漏，用以积制粪肥”。 “粪屋”之说，实际就是现代人使用的厕所粪池，包括农村使用的粪窖或者沼气池。人畜粪便进入粪池后产生发酵作用，施用发酵腐熟的人畜粪便可产生极好的肥效。据此说明：南宋时期陈旉提出的这种粪池积肥原理，是我国历史上最早建立堆肥发酵经验之提升，充分显示出我国劳动人民的聪明智慧和文化积淀。为历史以来民间堆肥制作和科学用肥起到了引领作用。同时充分证实；南宋是我国农业进入了可持续发展的新时期。

2.2 我国近代有机肥制作和施用概况

中国近代农耕对有机肥的认知；除了延续历史上施用粪肥可获得好收成外，对施用秸秆和人畜粪便混合发酵的堆肥也有了更为广泛的认知。由此可以认定；古代农耕时期堆肥的制作和施用一直延续到近代时期化学工业的兴起。

   从建国初期到1978年底，是我国农村集体经济体制历史时期，农业生产受计划经济体制的制约，农业废弃物资源满足不了制肥需求和堆肥产生肥效缓慢的先天性缺陷，再加上长期过量施用无机化肥获得高产的利益驱使，堆肥的制作和施用仍然处于低潮，由此形成了施用无机化肥的农田面积和数量远远大于自产自用堆肥的局面。煤炭能源产业的迅猛发展给国产化肥工业注入了发展活力，我国农业生产大面积施用无机化肥有增无减，空气质量的不断恶化，造成雨水酸化，导致许多良田出现盐碱化而板结，造成了农作物大面积减产欠收，农产品失去原本风味品质，引起了政府的高度关注。

1979年初始，我国部分地区实行改革开放试点到全面推开的几年中，我国农业经济体制出现改革发展的好势头，出现部分农户自产自用堆肥和无机化肥兼用的农耕方式，农产品产量和品质有了明细优化的同时，催生出发酵有机肥产业化生产的形成和发展。利用专用堆肥菌剂好氧发酵堆肥，使得传统堆肥制作方式有了技术层面的提升。堆肥好氧发酵菌的研发和产品上市销售以及成套生产设备为农业生产提供和大面积施用优质发酵有机肥提供了极大方便。 

3.3 我国现代时期有机肥产业发展方向

中国产业调研网发布的中国有机肥行业现状调查分析及发展趋势预测报告（2017年版）认为，根据目前有机肥料行业的发展特点和市场规模趋势来分析，我国有机肥行业刚刚迈入成长期，发展前景可观。经济发达地区对于食品安全更为重视，有机食品的需求量较大，有机肥料需求量亦随之增大。近年来，我国经济作物种植面积呈现逐年上涨的态势，有机肥的施用比例和使用量会大幅提高，但我国有机肥使用率占比尚不足10%，市场空间巨大。同时，国家对有机肥的生产十分重视，对于符合标准的生物有机肥产品实行免税政策，为有机肥行业的发展提供了进一步的支持。随着生产技术的全面发展，我国有机肥行业将迎来快速发展时期。面对前所未有的发展机遇，发酵有机肥产业如何把握发展方向？本人提出看法如下。

3.31 明确发酵有机肥基本概念，是把握产品质量的关键

以生物废弃有机物为原料，在微生物或者生物酶的催化作用下，利用可发酵糖分，将生物有机物大分子分解和发酵氧化成为以含碳（C）、氢（H）、氧（O）氮（N）、磷（P）为主要元素；含有少量钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）中量元素和无机微量元素以及活性微生物细胞成分，可为植物生长发育合成有机质提供活性有机碳元素成分和无机养分需求的肥料产品称为发酵有机肥。其中，单质有机碳（C）元素和烃基（R-CH3）化合物是发酵有机肥的终端产物；也是发酵有机肥的最主要成分。有机碳元素具有很强的还原性，是植物合成纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、脂肪和核酸等相关有机物分子的骨架元素。同时，碳元素对空气和土壤中的微生物具有很强的吸附功能，对保持土壤生物活性和维持植物生命活动起到非常重要的作用。

    绿色植物和农作物是以碳元素为唯一能量物资需求的自养型生物，生长所需大量的无机元素；即：碳、氢、氧、氮、磷、钾。由于碳、氢、氧通常由阳光、空气和水来提供，这些都是植物生长发育所需的正常元素，以至于都被我们忽视了。对作物来说“碳元素”的主要来源是二氧化碳（CO2）经过光合作用转化成碳水化合物，才能被作物吸收。事实上由于受气候条件、转化效率等因素的影响，作物长期处在“碳”饥饿状态，这也是近年来肥料用量越来越大；土壤生产能力却逐年下降的重要原因之一。科学研究发现；植物的有机质营养本质上就是碳元素，但单质碳不溶于水，不能被吸收；因此能被植物吸收的有机质形态一定是可以被植物直接吸收的有机碳，这就是小分子水溶性有机碳。科学研究证实；碳是是4价元素；最外层电子层为4个电子，很容易与其他元素结合形成共价键。包括有：碳元素（C）、氢元素（H）、氮元素（N）、氧元素（O）、磷元素（P）．．．．．．等。这些可被4价碳元素结合的元素；原本是构成有机质的化学元素，但是在生物氧化（微生物发酵）作用下，这些元素被生物氧化后失去与碳元素结合形成的共价键。因此，碳元素变成可被还原状态的4价元素。4价碳元素称为单质有机碳元素或者称为活性炭元素。单质碳元素是一种不稳定的活泼元素，具有极强的吸附还原功能，在土壤中可被植物根系和土壤微生物直接吸收利用；还原合成新的细胞有机质成分。这就是为什么要生产和施用发酵有机肥的根本原理之所在。也是为改良和修复土壤、种植有机农作物目的之所在。

     长期以来，关于发酵有机肥的终端产物到底是什么？业界有许多说法。在实际生产过程中，对有机肥废弃物料发酵腐熟之解说也比较模糊，以至造成施用到农田的有机肥；常有出现农作物大面积腐根烧苗问题。从发酵有机肥定义和对农作物利用碳元素的释意来看，发酵腐熟的有机肥物料终端产物的感官颜色应该呈黑色或者褐色的单质有机碳元素和有机烃基（R-CH3）类成分的混合物。手感质地松软，呈轻质粉末状态，没有臭味，具有发酵霉香气味，不含化学激素，不含病虫害和产生抗性成分的抗生素药物成分、不含或者含有限量重金属，其他理化指标符合国家标准，应该是符合要求的产品。

3.32 对有机废弃物原料资源科学分类，有利于根据原料性质确定产品生产工艺。

     可被微生物降解的有机废弃物几乎都可以生产发酵有机肥。但是有机废弃

物的碳（C）氮（N）元素含量确不完全相同。对以蛋白质含量为主要成分的废弃物而言，要求蛋白质被分解成的终端产物是氨基酸和多肽即可。单纯采用堆肥菌剂堆积翻抛供氧发酵，不可能产生这样的效果。采用以蛋白酶制剂或者复合酶制剂水解生产，显得更为合理。有机废弃物跟不同产业的产品生产有着密切关系，因此出现废弃物形态的多样性和碳（C）氮（N）元素含量的复杂性。如果对其科学分类，对确定合理的产品生产工艺具有十分重要的意义。这也是合理利用有机废弃原料资源的必然需要。

3.33靶向性产品的研发是产业发展方向

发酵有机肥的产品性质实质的碳基有机肥。其中包括单质碳元素、碳氢基质或者氨基酸和多肽分子。其主要功能是为土壤提供有机质含量，为农作物合成有机质提供碳素成分的同时提供部分氮素养分。然而，对改良盐碱性或者重金属污染的土壤，或者为满足农作物对多种养分元素需求而言，需要有靶向性产品。例如有：有机无机复混肥，测土配方肥，瓜果蔬菜专用有机肥、茶叶专用有机肥、经济林用有机肥、旱地粮食作物有机肥、水稻专用有机肥，育苗基质有机肥、有机无机螯合有机肥、功能性微生物菌肥、药用有机肥等靶向产品。

≡完≡