农业物质循环新技术

1.本书创新性地提出、总结了农业生产、生活中固液有机废弃物“碳转化”为植物有机营养和肥料的工艺方法；2.本书以笔者及其研究团队多年大量实践经验为基础，整理了大量相关的图表，并汇集了有机废弃物资源化利用的实际应用案例，实用性强；3.本书对推动农业物质循环和城乡生态环境的持续改善有现实的指导作用，也希望本书对于献身乡村振兴的乡镇干部和从事农业物质循环产业的科研人员，能起到雪中送炭的作用。

十余年来，由于多部关于生物腐植酸和有机碳肥的著作的发行，让笔者与大量读者尤其是农业从业者建立起广泛的联系。笔者得到了他们的许多帮助，不断拓展视野，加深了对土壤、肥料、农业生态等领域的认识。近几年笔者感觉到许多农业从业者在把目光投向有机废弃物的循环利用，于是有意识收集研究多年来在有机废弃物肥料化方面的资料和经验，有计划有系统地一个专题一个专题地考察、试验、创建中试样板，直至指导养殖场和肥料厂应用创新解决方案。这就有了编写本书的基础。
现在，国家已经把农业物质循环提升到农业战略的高度，实际上也就是重新检视往昔对农业有机废弃物“处理—达标—排放”的处理方针。这一方针指导下对有机废弃物处理的主流技术，显然带来了一些不利影响：大量可以用来沃土肥田的有机物质被当作废物处理掉了，而亿万亩农田却饥渴难耐，得不到有机养分的滋养，耕地土壤贫瘠化的势头还在继续，对我国农业现代化至关重要的土肥基础没能建立起来。
如何建立农业现代化的土肥基础？最科学、最合理、最经济的途径就是农业物质循环，而且这种循环的主流技术应该是固液有机废弃物的肥料化。
从有机废弃物到肥料，这里有一个转化环节。大量事实证明：这种转化必须建立在对肥料，尤其是对植物有机营养有深刻的科学认识的基础上，否则我们可能重复旧式有机农业粗放和低效的转化模式，或者可能盲目循环而造成更大规模的有机污染。
为了让读者对有机废弃物的转化环节有一个简明而形象的认识，在此采用“反推法”，从最终目标反推过程，以梳理出其中的规律性和关键点：

其中，OM为有机质；DOC为溶解有机碳，本书中释义为水溶大分子有机碳；HM为腐殖质；AOC为可生物同化有机碳，本书中释义为水溶小分子有机碳。
可见有机废弃物肥料化的本质就是促使不适合作肥料的有机大分子的分解和转化：由OM+DOC分解为HM+AOC，关键点就是碳形态的转化，简称“碳转化”。
本书主要内容就是对各类比较典型的固液有机废弃物在“碳转化”中寻求最经济合理的处置工艺技术，同时还涉及多类型综合的、区域性的解决方案，希望对读者有启迪和借鉴作用。
将农业物质循环尤其是有机废弃物肥料化的转化作业逐步升级到工业化、规范化、常态化和普及化，就能从根本上创建农业现代化的厚实的土肥基础，并将对农业生态建设和乡村振兴产生巨大推动作用，这是功在当代、利及千秋的伟业，望本书能为从事这一伟业的千千万万实践者助一臂之力。
最后谨对这几年来配合笔者研究团队做了大量试验，提供许多信息、素材和样品的朋友们致以深切的谢意！

2020年3月

李瑞波，福建省诏安县绿洲生化有限公司董事长，中国腐植酸工业协会常务理事、中国农科院环发所客座研究员、福州大学客座教授。20世纪70年代末至今一直从事腐植酸技术的研究、建厂、销售等工作，长期致力于生物腐植酸肥料的生产、研发与推广应用。先后自主获得本专业二项发明专利、一项发明专利被受理正在公开期。在《腐植酸》《磷肥与复肥》《现代化工》等刊物和全国性行业学术研讨会发表专业论文九篇，被选举为中国腐植酸工业协会常务理事、中国农科院环发所客座研究员、福州大学客座教授。由其研发的独特而先进的生物腐植酸肥料生产工艺已在我国广东江门、广西南宁、云南曲靖、新疆等地的合作厂推广应用。

本书以笔者多年大量实践经验为基础，以“碳思维”和有机碳肥理论为工具，详尽地介绍了农业生产、生活中固液有机废弃物的种类、形态、内含物的特点，重点介绍了其“碳转化”为植物有机营养和肥料的工艺方法及实际应用案例，对推动农业物质循环和城乡生态环境的持续改善有现实的指导作用。
本书适用于政府农业和环保部门行政管理人员、农业企业的管理人员及技术人员，还可供相关专业的大专院校师生阅读。

第1章绪论/001
1.1地球碳循环与土壤001
1.2土壤中的碳形态002
1.3植物的五大运行机制与碳004
1.3.1光合转化机制（“生产力三要素”说）004
1.3.2营养液循环机制（“上下心房”说）005
1.3.3碳养分双通道机制（“四两拨千斤”说）006
1.3.4按既定比例组装机制（“上帝微手术”说）007
1.3.5根际微生态共生机制（“碳交易市场”说）008
1.4何谓“碳掠夺”？009
1.5如何给土壤补碳？009

第2章农业物质循环与农业文明/014
2.1农业文明与碳循环014
2.1.1农业文明的内涵014
2.1.2农业物质循环的本质是碳循环016
2.1.3碳循环的关键技术是碳转化017
2.2我国农业文明传承几千年的密码018
2.3惨重的代价和深刻的教训018
2.4世界上农业发达国家（地区）的经验启示019
2.5农业物质循环的新认知与旧技术020
2.5.1关于多年来普遍应用的主流堆肥技术021
2.5.2生产有机肥的其他动态设施技术021
2.5.3关于有机废液浓缩液喷雾干燥的技术022
2.5.4为什么不可以把沼液直接当液体肥用？022
2.5.5秸秆还田的推行为什么不顺畅？023
2.6农业物质循环的阻碍在碳转化环节024
2.7有机碳与生物炭的区别025

第3章如何制造经济高效的有机肥/027
3.1制造有机肥的目标和加工转化的内涵027
3.2几种典型的有机肥生产模式028
3.2.1简易堆肥028
3.2.2好氧高温发酵—翻堆—烘干模式030
3.2.3封闭式动态发酵模式030
3.2.4“纳米膜”封闭下鼓风式发酵模式031
3.2.5免翻堆自焖干发酵模式031
3.2.6各种有机肥生产模式的比较032
3.3免翻堆自焖干堆肥技术详解033
3.4有机肥的质量检测043
3.4.1简易的“矿泉水瓶鉴别法”043
3.4.2肥料样品浸出液的种子试验044
3.4.3判别浸出液中水溶有机质性质的简易实验方法045
3.5高碳有机肥应用实例045
3.6有机肥厂的办厂条件046
3.6.1基础条件046
3.6.2化验检测条件047
3.6.3各类生产技术人员的培养049
3.7关于生物有机肥049

第4章秸秆还田和有机垃圾简易堆肥技术/051
4.1秸秆还田的重要性051
4.2秸秆就地还田052
4.3作物秸秆建堆（垛）简易发酵后就地还田054
4.4农庄或家庭的有机下脚料及厨余的肥料化057
4.5果园、茶园绿肥作物还田058
4.6香蕉种植片区蕉秆的处理059
4.7规模菜区和果蔬集散地尾菜废果的处理060
4.8坚持秸秆还田的案例061

第5章有机废水和粪污的肥料化技术/064
5.1有机废水的分类064
5.2高浓度有机废水的处理与利用065
5.3低浓度有机废水的处理与利用066
5.3.1低浓度有机废水的处理现状066
5.3.2以沼液为例分析低浓度有机废水的形成及其产生危害的原因068
5.3.3沼液（垃圾渗滤液、化粪池水）的出路——肥料化069
5.3.4沼液等有机废水分解液的商品化模式075
5.3.5沼液（垃圾渗滤液）分解液的消纳模式078
5.3.6沼液分解效果实例082
5.3.7沼液分解液是优质的水产养殖水体肥084
5.4其他有机废水和养殖粪污的转化利用模式085
5.4.1中浓度有机废水的转化和利用085
5.4.2肉牛粪污处理技术086
5.4.3奶牛粪污处理技术087
5.4.4中小养猪场与有机肥料厂合作的模式088
5.4.5大型养鸡场的粪污处理088
5.4.6小型养殖场粪污废水一体化处理方案089
5.5死畜的处理090
5.6农村多种其他养殖废弃物的联动处理091
5.7农村生活小区化粪池水的简易处理和利用模式092
5.8城市生活区化粪池污水的处理093
5.9生物质能源产业后端处理难题如何破解095
5.10各种废饮料（废果汁）的肥料化技术097
5.11甘蔗种植“双高”方略098
5.11.1我国甘蔗种植业面临低产高成本的瓶颈098
5.11.2高产的解决机制099
5.11.3高糖的解决机制100
5.11.4甘蔗基地就地制取有机营养液的工艺流程100
5.11.5甘蔗基地推广有机废液浓缩液分解利用的可行性和重大意义102

第6章种养结合/106
6.1种养结合推动农业物质循环是篇大文章106
6.2种与养要合理对等107
6.3为种养结合物质循环创造条件108
6.3.1设计好养殖排泄物的处理模式109
6.3.2选择经济高效环保的转化技术110
6.3.3消纳体系的设计110
6.4自然村的种养结合111
6.4.1合理布局，循环通畅112
6.4.2立体种养，多业并举112
6.4.3合作分工,促进就业113
6.4.4经济杠杆，集体富裕114

第7章固液有机废弃物资源化利用的区域整体推进/115
7.1新时代新目标呼唤创新处理技术115
7.2创新有机废弃物转化利用机制116
7.3城乡一体，合理布局122
7.4把种养结合推进到盐碱地改造中去124
7.5整体推进中的政府担当126
7.5.1整体推进的牵头者和参与者126
7.5.2创新机制的推动者126
7.5.3抓两头，树样板127
7.5.4建立乡镇堆肥厂和配肥站127
7.5.5建立种养结合的新型合作化产业群128
7.6整体推进案例一：大糖业基地物质循环规划129
7.7整体推进案例二：某中心城市郊区的域内农业振兴规划132
7.7.1概述132
7.7.2对龙头企业的选择、定位和区域物质循环规划132
7.7.3域内农业物质循环的经济效益与社会效益论证135
7.8整体推进案例三：某省级文明村产业布局和发展规划137
7.8.1概述137
7.8.2产业布局和生态建设规划138
7.8.3域内产业总产量及经济效益140
7.8.4综合效益和发展前景142

结束语143

参考文献144

附录145