山東省農業科技創新工程——畜禽廢棄物綜合利用項目在沃泰生物揭牌。

作為全國首個畜禽糞便蔬菜秸稈綜合利用示范工程，沃泰生物每年可處理動物糞便8萬噸、16萬畝設施蔬菜產生的秸稈廢棄物60萬噸。

這是全國首套工廠化高效生態利用關鍵技術與成套裝備在沃泰生物應用，將蔬菜秸稈、畜禽糞污變成了優質生物有機肥。

六條長達百米的槽式自動發酵池。

這些收集來的牛糞將與蔬菜秸稈碎料混合攪拌一起產生反應，實現有機融合。

一袋袋優質有機生物肥即將裝車運往市場。

眼下，那些“留之無用”、處處不受“待見”的蔬菜秸稈和畜禽糞污，在山東沃泰生物科技有限公司(以下簡稱“沃泰生物”)董事長丁立功的眼里成了“寶貝”。

在中國最大的利用畜禽養殖廢棄物和蔬菜秸稈制造生物有機肥基地——沃泰生物的車間里，幾臺大型專用粉碎機正轟鳴著將蔬菜秸稈粉碎，接下來它們將跟收集來的畜禽糞污混合攪拌在一起產生反應。在污染變身資源的道路上，這是秸稈與糞污的第一次相遇。

此后，它們將接受一系列讓人眼花繚亂的物理、化學反應，這些反應包括“接種1號菌→自動布料→有氧發酵→接種2號菌，除臭、腐熟滅菌、翻刨→增氧曝氣→換池出料→篩分+粉碎→接種3號菌→生物肥質檢”。在混合定量包裝之后，一袋袋優質的生物有機肥便可出廠了。

作為沃泰生物當家人，丁立功對山東省農科院畜牧獸醫研究所和山東省農業機械科學研究院聯手開發的這項新技術與生產線成套裝備贊不絕口，“通過對蔬菜秸稈一次高溫發酵腐熟滅菌和二次低溫滅菌腐熟，并植入有益作物生長的功能菌群后，這些曾被當做廢物的資源‘搖身一變’就成了市場需求的優質生物肥”。

讓廢物變寶貝，訴說著科技力量的神奇。但很多人并不知道，蔬菜秸稈和畜禽糞污結合、變身過程中經歷了什么，它們被資源化利用，又會給我們國家帶來什么?

無盡的煩惱：豬肉牛肉、雞鴨魚肉，吃起來香，養起來臟，蔬菜也是，產生的秸稈問題多多

一邊是無處安放的蔬菜秸稈、畜禽養殖中的糞便大量排放污染環境，一邊是化學肥料導致耕地酸化、有機質不斷流失、農村缺乏綠色能源。一“多”一“少”之間，反映出秸稈和糞便利用的巨大市場。

如何解決?山東省農科院畜牧獸醫研究所所長黃保華和他的農科院同事們找到了一把開啟資源循環利用的“金鑰匙”。

“我們常見的豬肉牛肉、雞鴨魚肉，吃起來香，但養起來臟。”畜禽養殖產生的糞污曾經讓黃保華十分頭疼，“搞養殖必然產生糞污，畜禽養殖場每天排放大量的養殖污水，它們富含氮、磷等營養物質，排入魚塘及河流中會造成水體富營養化，使水生生物死亡，嚴重時會導致魚塘及河流喪失使用功能”。數據顯示，目前全國畜禽糞污年產生量約30億噸，相當于每生產1公斤肉類，就要產生44公斤的畜禽糞污，這是農業面源污染的主要來源。

黃保華的觀點得到山東省農業機械科學研究院齊自成研究員的贊同，他向科技日報記者表示，養殖污水長時間存放還會滲入地下，使地下水中的硝態氮或亞硝態氮濃度增高，地下水溶解氧含量減少，水體有毒成分增多，導致水質惡化，危及周邊生活用水水質。高濃度污水還會導致土壤孔隙堵塞，造成土壤透氣、透水性下降及板結、鹽化，嚴重影響土壤質量，甚至傷害農作物，造成作物減產和死亡。

“這些東西處理不好，是污染、是煩惱，當然處理好了也是資源。”今年兩會期間，農業部部長韓長賦曾表示，我國養殖業規模巨大，年產8000多萬噸肉類產品，占世界第一。一年生豬的飼養量接近12億頭，禽類一年中出欄130多億只，由此每年產生的畜禽糞污，包括屠宰場清理糞污產生的污水達30億噸，秸稈8億多噸，還有大量的農膜沒有回收。

以壽光為例。眾所周知，山東壽光是聞名全國的“菜籃子”。2016年，全市蔬菜種植面積80余萬畝，總產量達20多億公斤，但蔬菜豐收之后留下的蔬菜秸稈就高達100余萬噸，給地方帶來了無盡的煩惱。

“我國的作物秸稈除了部分被飼料化等利用外，尚有40%以上被當做廢棄物丟棄，成為可怕的污染源，已造成嚴重的環境污染問題。”黃保華表示，“大量的秸稈被亂堆亂放，不僅影響了交通，堵塞了河流，造成農業面源污染越來越嚴重，同時秸稈長期置放以后，其攜帶的病原菌、蟲卵等致病源隨處傳播，不僅影響著生態，更給人身健康帶來極大危害。”

“要以提高農業供給質量為主攻方向，堅持質量興農，滿足人民群眾對良好生態的綠色化需求，實現農業的綠色發展。要推行綠色生產方式，通過農業清潔生產等途徑來保障農業可持續發展能力。”為落實上述中央一號文件精神，農業部進一步提出：到2020年，我國農業要實現“一控兩減三基本”，即控制農業用水總量;減少化肥、農藥使用量，化肥、農藥用量實現零增長;基本實現畜禽養殖排泄物資源化利用;病死畜禽全部實現無害化處理;基本實現農作物秸稈資源化利用，秸稈露天焚燒現象得到有效控制;基本實現農業投入品包裝物及廢棄農膜有效回收處理。

為把每年的中央一號文件精神和農業部指示精神落實到具體的實際行動上，山東省農業科學院在2015年就將畜禽糞污、蔬菜秸稈工廠化高效生態利用關鍵技術列為院里重點科技創新工程，著力研發。作為創新工程責任單位的山東省農科院畜牧獸醫研究所與山東省農業機械科學研究院、山東沃泰生物科技有限公司強強聯合，在全國率先研發出工廠化高效生態利用關鍵技術與成套裝備，將蔬菜秸稈、畜禽糞污變成了優質生物有機肥，為全面破解我國農業農村環境污染找到了一條新路、新模式。

“工廠化”關鍵技術：蔬菜秸稈、畜禽糞污如何變成優質生物有機肥?

蔬菜秸稈、畜禽糞污變身有機肥并不簡單，況且科學家們需要考慮將變化過程“工廠化”，并且可復制、可推廣。

幾臺大型粉碎機轟鳴著將輸送進的蔬菜秸稈粉碎，然后進入5公分的大網眼滾籠機，再通過旋轉將粉碎的秸稈漏下，秸稈中塑料薄膜以及塑料繩等雜物則被留在滾籠機內自動吐出。這是科技日報記者在沃泰生物車間看到的情景。丁立功向記者介紹，“這是秸稈與薄膜實現第一次分離，接下來，這些粉碎的秸稈再進入2公分網眼的滾籠，實現二次分選。”

篩選好的秸稈碎料進入巨大的料場，再由輸送帶源源不斷地倒進攪拌機，同時，另一側兩口的牛糞池按一定比例與秸稈混合到攪拌機。這是“有講究”的一道工序，作為技術提供方，黃保華告訴本報記者，“經過反反復復實驗，針對不同的作物秸稈，我們會通過化驗采取不同的配比，以實現最佳的碳氮比平衡”。

秸稈形成的碎料進入車間的首個環節就是添加發酵菌群，只見攪拌機上方的發酵菌液桶由計算機控制，不斷向攪拌機內添加微量菌液。“別小看這個80升的菌液桶，6個10米寬、1.8米深的發酵池一天的用菌量，一桶就夠了。這些添加了菌液的秸稈料通過分料器被分送到傳輸帶，最終進入了槽式發酵池。”丁立功說。

“我們在山東農業機械科學研究院的技術指導下，建設了6個長達百米的發酵池，在池子底部每隔1米都設置了曝氣增氧口，不間斷地向池內打氧，使發酵的秸稈溫度可達到70℃，這是重要的高溫殺菌步驟，同時大量的污水轉變成水蒸氣揮發。”丁立功說，每天通過翻堆機向前翻進3.5米，經過20多天的翻進，達到70米，此時溫度會降低到45℃。翻堆機上同樣設有菌液桶，可加入二次低溫菌繼續發酵，以達到充分滅殺作物秸稈病原體的作用。經過兩次基本發酵，秸稈攜帶的病原體基本一網打盡。

“再經歷25—30天左右的時間后，這些發酵后的粉碎秸稈溫度下降到30℃，將被推送到池口，再由輸送帶送至自動化生產車間，進行最后一次分離，這樣對塑料的篩選才算完成。”作為設備研發者，齊自成對生產流程不陌生，“在這些車間里，還要對秸稈碎料再進行第二次粉碎，形成粉末制劑后再加入作物生長必需的功能性菌團，最后避光密封包裝，一袋袋生物有機肥就這樣誕生了。”

這是神奇的一幕。這些生物有機肥開袋使用一遇到氧氣，功能菌團會立刻活躍起來，在土壤中根據作物的生長節奏，精準而又緩控地發揮作用。

“畜禽廢棄物和秸稈本身是一種良好的資源，處理不當或消納不掉，才成了污染源。”黃保華認為，使之資源化利用并推廣是貫徹中央“推進種養業廢棄物資源化利用”等決策部署的具體舉措，是改善人居環境、生態環境關鍵環節。

“通過工廠化堆肥腐熱熟處理具有除臭、殺菌、殺蟲、減少病蟲害等作用，可以使蔬菜秸稈和糞便轉化為有效的土壤生物固體，避免了秸稈和糞便直接施用對環境造成的污染。”在黃保華看來，作物秸稈和畜禽糞便工廠化集中處理高效生態循環利用更是促進農業轉型升級的根本途徑，“設施蔬菜秸稈含有豐富的木質素、纖維素等有機質，畜禽糞便含有大量氮、磷、鉀等營養元素，通過工廠化集中處理，剩余物可作為有機肥，施用在土壤里，不僅解決了農業面源污染問題，更促進了農業資源的循環利用，減少化肥和農藥的使用，提高土壤有機質含量，改善土壤肥力，生產有機糧食、有機蔬菜和有機果品等產品”。

“秸稈工廠化集中處理上的關鍵技術、工藝和配套裝備在國外相對比較成熟，我們選擇了可人為控制、成本較低的工廠化槽式發酵方式，并研究開發了配套技術與成套裝備，建立了這個目前國內規模最大、自動化程度最高、標準化生產最好的蔬菜秸稈與畜禽糞便無害化處理生產生物有機肥的項目。”齊自成告訴記者，項目每年消耗12萬頭豬、牛等畜禽產生的糞便8萬噸，年處理16萬畝設施蔬菜產生的秸稈廢棄物60萬噸，產出的7.5萬噸優質生物有機肥可以解決20萬畝土地改良問題。“整個生產過程無‘三廢’產生，真正實現了作物秸稈與畜禽糞便的一體化及無害化處理和綜合生態循環利用。”

五年前，山東省農科院畜牧獸醫研究所就開展了畜禽糞污資源化利用技術研究，2015年，山東省農業科技創新工程實施，通過畜禽廢棄物綜合利用創新團隊的科研攻關，在山東省農業機械科學研究院等多個單位大力合作下，在沃泰生物成功創建了成熟的畜禽廢棄物和秸稈資源化利用模式。

記者了解到，該模式的看點不僅在于污染變資源，更在于可借鑒、可復制、可推廣，對于做好當前規模化養殖畜禽廢棄物和秸稈資源化利用工作有著很強的示范指導意義。

五年攻關新技術遭遇“三座大山”：五大核心技術、八項專利見證艱辛科研路

“我國目前對于作物秸稈與畜禽糞便無害化處理生產進行肥料化利用關鍵技術的研究很少，且沒有形成統一的技術規程和體系模式。”黃保華告訴記者。

對山東省農科院畜牧獸醫研究所、山東省農業機械科學研究院與沃泰生物來說，上述史無前例的難題就決定著這是一次不同以往的挑戰。

在山東省農業科技創新工程——畜禽廢棄物綜合利用創新團隊面前，有“三座大山”：研究以玉米秸稈、設施蔬菜秸稈與畜禽養殖糞尿等為原料一體化生產有機肥的堆肥工藝技術與裝備，其中的關鍵詞是“工藝”和“裝備”。

用技術語言去描述它們：第一，秸稈的環衛一體化收集模式、粗粉碎和篩分清塑清選技術與工藝、堆肥過程中對碳氮比、含水率、溫度、時間、通氧量、pH值等因素和參數的調控技術規程;第二，研究高效發酵菌劑的使用工藝，優化現有堆肥工藝;第三，研究作物秸稈與畜禽養殖糞水一體化高溫快速腐熟堆肥技術與工藝模式，建立作物秸稈與畜禽養殖糞便一體化處理生產有機肥技術體系。

首先，秸稈與糞便結合，需要快速徹底腐熟問題。黃保華說，我們采用了世界最先進的生物技術，使秸稈及糞便的混合物在微生物菌團的作用下，在短時間內達到充分的天然腐熟、有機化，在最短的時間內達到真正的無害化處理，為工業化生產提供必要條件。過程中實現的三“壓縮”——壓縮時間、壓縮空間、壓縮成本，使得此生物技術處于國際尖端水平。

談到廢棄物處理，大多數人會被臭味折磨得坐立不安，太陽一曬，污水一蒸發，那股味道讓人很難忍受。不過，黃保華們有妙招，他們將新型制肥設施與嗜熱好氧復合菌團除臭技術進行有效結合，實現廢棄物處理快速除臭，解決環境二次污染問題。這是團隊研發的“好氧發酵快速除臭堆肥技術”。

秸稈廢棄物物料的清塑料、除雜物向來比較難，國內現有篩分設備可以對物料進行篩分，但是粉碎秸稈中的塑料吊繩、塑料袋碎片等塑料垃圾卻無法篩分出來，嚴重影響農作物秸稈的堆肥效果。山東省農業科技創新工程——畜禽廢棄物綜合利用創新團隊的技術可將粉碎后農作物秸稈和秸稈中的雜質進行有效分離，分離效果可達95%以上，解決秸稈廢棄物物料的清塑除雜難題。這是團隊研發的“設施蔬菜制肥清塑揉搓技術”。

用專用裝備將農業秸稈廢棄物和畜禽養殖糞便按比例混合發酵一體化制肥，研究好氧發酵過程中的原料收貯、預處理、混合配比、碳氮比、含水率、溫度、需氧量、pH值和微生物菌劑等參數對堆肥的影響，優化現有堆肥工藝和參數，解決農作物秸稈和畜禽糞便等廢棄物利用的無害化處理難題。這是團隊研發的“農作物秸稈和畜禽糞便一體化好氧發酵堆肥技術工藝”。

“我們還利用了槽式有機肥整池布料出料技術，實現整池布料出料，并一機多池，解決發酵周期與不同物料和季節匹配問題;槽式有機肥發酵用正反向鏈板翻堆粉碎技術。實現發酵過程中物料破碎，促進快速腐熟。”負責總體規劃與工藝技術裝備攻關的齊自成介紹說。

槽式有機肥整池多槽布料出料技術主要由卸料小車進出料皮帶機、穿梭布料機及逆向翻拋機組成，整池多槽布料出料技術的利用，不僅最大限度地利用了發酵池空間，大幅度提高了有機肥生產效率，并降低了廠商設備采購、設備運營成本，達到國內先進水平。

何為正反向鏈板翻堆粉碎技術?齊自成介紹，正向翻堆機自帶破碎裝備，在翻堆的同時，既可將發酵物料中的結塊打碎，使發酵物料的水分和原料配比更加均勻，又可將發酵原料中原有大顆粒物料、發酵過程中不易發酵的顆粒物料進一步粉碎，從而加快了物料的發酵速度，縮短了發酵周期。逆向翻堆機單獨運行，可對發酵物料進行翻堆、降溫、增氧，與穿梭布料機聯動實現發酵物料的整池出料。

五年時間，由山東省農業科學院畜牧獸醫研究所、山東省農業機械科學研究院和沃泰生物等組成的這支院企聯合團隊終于做出了“農作物秸稈和畜禽糞便綜合利用有機肥生產技術模式”：

將秸稈粉碎后，通過原料篩分系統，篩除粉碎后秸稈中的塑料布、塑料繩、石塊等雜物，作為有機肥生產的原料，直接配以畜禽養殖糞水和生物菌劑充分混合，通過整池槽式發酵方式，實現大型自動化生產有機肥的一種技術體系和模式。

這種模式來的正是時候，因為廣闊田野正呼喚著它。

復制“沃泰模式”：新技術之火已經從山東點燃，快速蔓延全國

“按年產量7.5萬噸有機肥，價格按1500元/噸計算，銷售額每年可達到11250萬元，經濟效益十分可觀。其關鍵是可以較好地解決農業秸稈與畜禽養殖廢棄物等農業面源污染問題，對促進農業資源的循環利用、建設高效生態農業具有重大意義。”

丁立功顯然十分看好這項技術的市場前景。

2016年7月22日《人民日報海外版》以圖文并茂的形式刊登了一篇“秸稈新技術托起產業大市場”的文章，文章認為：

“公司處理秸稈特有的微生物菌可以在24—72小時內使作物秸稈或生活垃圾及糞便混合物的肥堆溫度快速升高到55—65攝氏度，使混合物充分腐熟。這種情況在持續幾周后溫度就會下降到38攝氏度左右，進入到熟化階段，使有機物分解為比較穩定的腐殖物質并有效消滅雜菌。最后噴施應用菌形成微生物有機肥料產品，并可以根據施用土壤的特點調整微生物有機肥中的碳氮比，平衡土壤pH值。”

“數字微生物有機肥除了含有大量的有機質外，肥料中所含的‘厭氧’和‘好氧’的兩大類有益微生物能快速分解活化土壤中的磷、鉀及其他微量元素和分解長期大量使用化學肥料所導致的固化和鈣化了的化學殘留物;分解礦物質中植物所需的營養成分。‘好氧’菌種通過多種‘固氮菌’的共同作用，產生強大的固氮能力，它們能固定空氣中78%的氮并以有機的方式供植物吸收使用。‘厭氧’和‘好氧’菌的一系列活動使土壤變得疏松、柔軟并可很好地協調空氣和水的關系等等，使已經板結了的土壤能快速恢復活力和生機，為植物根系的生長創造良好的生態環境。微生物有機肥里面的微生物通過自身反復不斷的生長、繁殖、死亡等一系列活動，為土壤提供腐殖質類物質，增加土壤中的有機質含量，從而提高土壤的肥力，使植物扎根更深，根系更壯。肥料中大量的微生物給土壤提供了充足的營養，平衡了土壤的酸堿度，使土地營養均衡，抗病蟲害的能力增強，同時也增強了植物耐寒、抗旱、抗重茬的能力。”

上文提到的公司，便是沃泰生物，而該項生態高效利用新技術、新工藝的研發者便來自山東省農科院畜牧獸醫研究所和山東省農機科學研究院的黃保華與齊自成創新團隊。

實際上，黃保華帶領的創新團隊更大的野心不僅僅在于秸稈和糞便處理，他們還瞄準了生活垃圾。在青州的這個項目，每年還可處理5—10萬噸秸稈和生活垃圾，生產出來的微生物有機肥料能供應方圓50公里范圍內的有機農業和蔬菜種植。

一項“接地氣”的好技術，猶如星星之火，只要遇到合適的條件很快便可燎原。在壽光即將投產的山東泰昌生物科技有限公司同樣采用了由山東省農業機械科學研究院規劃設計、創新開發的整池發酵進出料工藝技術與配套裝備，可年產高品質生物有機肥5萬噸，年無害化處理循環利用畜禽糞便6萬噸，蔬菜秸稈廢棄物40萬噸，項目總投資6000余萬元，占地60畝，這是繼青州7.5萬噸蔬菜秸稈工廠化高效生態利用項目之后全國第二大利用畜禽糞便和作物秸稈制造生物有機肥的無害化處理項目。

該項目成功突破了作物秸稈與畜禽糞便無害化處理生態循環利用的秸稈大量連續化粉碎作業、設施農業秸稈塑料垃圾清理以及粉碎的秸稈物料定量給料、快速腐熟發酵工藝與配套技術裝備等方面的難題，取得較大創新，填補了國內農業固體有機廢棄物無害化處理肥料化循環利用生物技術處理加機械化與智能化的空白，創新團隊已申報20項國家專利，其中已授權8項實用新型。

實際上，在上述兩個項目成功實施的帶動下，在山東濱州鄒平、博興縣、河北唐山、安徽合肥等地已經開始復制這種處理模式，為當地農業固體廢棄物無害化處理循環利用探索最佳出路。

“畜禽養殖廢棄物主要包括畜禽糞便、養殖廢水、病死畜禽等，既是一種非常寶貴的特殊形態農業再生資源，又是一個非常嚴重的環境污染物。通過該模式處理來生產有機肥料，既防止了環境污染，又利用了再生資源，還對增加肥料總量、優化施肥結構、改良土壤、改善作物品質具有非常重要的意義，并從源頭上解決了養殖業廢棄物的污染問題。”

對于未來，黃保華及其團隊顯然非常有信心，“該技術模式可適宜我國大部分地區的作物秸稈及畜禽養殖糞便等有機廢棄物無害化處理利用，是控制農業環境污染、改善農村環境、發展循環農業、實現農業可持續發展的有效途徑”。