堆肥的使命：历史与未来

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1、堆肥的使命：历史与未来堆肥的使命：历史与未来 中国农业大学资源环境学院中国农业大学资源环境学院 李季李季教授教授 全国全国第八届第八届堆肥技术与工程堆肥技术与工程研讨会暨第二届中国有机肥产业化标准论坛，研讨会暨第二届中国有机肥产业化标准论坛， 2012年年11月月22-24日，广西南宁日，广西南宁 一、堆肥起源探讨一、堆肥起源探讨 西方近代堆肥记载西方近代堆肥记载 阿尔伯特阿尔伯特.霍华德霍华德 (Albert Howard) (1873 1947) 农业圣典农业圣典（An Agricultural Testament ）(1940), 系统阐述土壤健系统阐述土壤健 康、植物健康和动物健康之间

2、的联系。核康、植物健康和动物健康之间的联系。核 心是堆肥。心是堆肥。 “于始春又再耕耙转，以粪壅“于始春又再耕耙转，以粪壅 之，若用麻枯尤善。但麻枯难之，若用麻枯尤善。但麻枯难 使，须细杵碎，和火粪窖罨，如使，须细杵碎，和火粪窖罨，如 作曲样；侯其发热，生鼠毛，即作曲样；侯其发热，生鼠毛，即 摊开中间热者置四旁，收敛四旁摊开中间热者置四旁，收敛四旁 冷者置中间，又堆窖罨；如此三冷者置中间，又堆窖罨；如此三 四次，直待不发热，乃可用，不四次，直待不发热，乃可用，不 然即烧杀物矣。然即烧杀物矣。” 陈旉农书陈旉农书善其根苗篇善其根苗篇 (公元公元1149年年) 中国早期有机废弃物处理记载中国早期有

3、机废弃物处理记载 南宋堆肥复原结果南宋堆肥复原结果 0 10 20 30 40 50 60 0510152025303540 环境温度（）M1堆体温度（） M2堆体温度（）M3堆体温度（） （1）30kg麻枯麻枯+30kg火粪。火粪。C/N：11.72；记为；记为M1； （2）12kg麻枯麻枯+48kg火粪。火粪。C/N：36.59；记为；记为M2； （3）20kg麻枯麻枯+40kg火粪。火粪。C/N：20.01；记为；记为M3。 中国二十世纪中叶农村堆肥中国二十世纪中叶农村堆肥 人民日报（人民日报（1948年年6月月15日）日） 人民日报（人民日报（1961年年1月月30日）日） 堆肥起源堆

4、肥起源 根据资料记载，中国在南宋就已建立起科学的堆根据资料记载，中国在南宋就已建立起科学的堆 肥方法，早于西方肥方法，早于西方850余年。南宋时期中国水稻余年。南宋时期中国水稻 亩产已达到亩产已达到700余斤，可以自豪地说，正是依赖余斤，可以自豪地说，正是依赖 于堆肥及有机肥的长期投入，中国的粮食产量以于堆肥及有机肥的长期投入，中国的粮食产量以 及农业才数千年保持长盛不衰，中国传统农业的及农业才数千年保持长盛不衰，中国传统农业的 伟绩也在“四千年的农民”、“农业圣典”等经伟绩也在“四千年的农民”、“农业圣典”等经 典著作中得到推崇。典著作中得到推崇。 堆肥起源探讨堆肥起源探讨 堆肥堆肥/好氧堆

5、肥起源于中国好氧堆肥起源于中国 疑问：印度记录？疑问：印度记录？ 堆肥技术扩散：中国堆肥技术扩散：中国-印度印度-欧洲？欧洲？ 二、中国堆肥工业评价二、中国堆肥工业评价 Directive 2008/98/EC on waste (Waste Framework Directive) 预防预防 再利用再利用 再循环再循环 回收回收 处理处理 欧洲废物处理方向欧洲废物处理方向 欧洲废物处理方向欧洲废物处理方向 2008：41.95%20.43% 13.16%21.90%0.77%1.80% 2020：15.66%23.36% 23.58% 28.58%1.68%7.13% 欧洲议会(EC) No

6、 1774/2002 规定动物副产品的 健康法案: 一般情况下未处理的粪便禁止贸易未处理的粪便禁止贸易 加工后动物粪便或其产品应来自一正规工厂， 一个被政府机构认定的沼气场或堆肥厂政府机构认定的沼气场或堆肥厂 加工后的产品应不产生污染、二次感染及堆 放，应储存在密封的或绝缘的容器内储存在密封的或绝缘的容器内或合适的密 封包装中（塑料袋或大包装） 欧洲养殖废物处理方向欧洲养殖废物处理方向 欧盟城市固废法规欧盟城市固废法规 2002-2003年间欧盟15国年产城市固废2亿 吨 土地填埋法规定：有机废弃物未经处理不 得进入填埋场。 对超过填埋比例的成员国，规定生物可降 解废弃物进入垃圾填埋场的比例：

7、2006年： 75%；2009年：50%；2016年：35% 欧盟污泥处理处置方法比例欧盟污泥处理处置方法比例 国家国家土地利用土地利用(%)(%)填埋填埋(%)(%)焚烧焚烧(%)(%)其他其他(%)(%) 卢森堡卢森堡80802020- - - 葡萄牙葡萄牙80801212- -8 8 西班牙西班牙61611010- -2929 瑞典瑞典60604040- - - 比利时比利时57574343- - - 荷兰荷兰5353292910108 8 瑞士瑞士505030302020- - 丹麦丹麦434329292828- - 意大利意大利343455551111- - 奥地利奥地利282835

8、353737- - 法国法国272753532020- - 德国德国252565651010- - 爱尔兰爱尔兰23233434- -4343 平均平均47.77 47.77 35.00 35.00 19.43 19.43 22.00 22.00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 秸秆量动物粪便人粪便有机垃圾生活污泥 有机废物总量/亿吨/年 中国主要中国主要有机废物有机废物产生情况产生情况 中国废物处理现状中国废物处理现状 30 43 30 80 34 33 90 20 0%20%40%60%80%100% 秸秆秸秆 畜禽畜禽 粪便粪便 生活生活 垃圾垃圾 生活生活 污泥污泥

9、未处理率未处理率未利用率未利用率 中国堆肥产业判断中国堆肥产业判断 欧美日等发达国家在上世纪末即已建立起复杂欧美日等发达国家在上世纪末即已建立起复杂 纷繁的各类现代堆肥工艺及工程系统，在政府纷繁的各类现代堆肥工艺及工程系统，在政府 环保政策的强力推动下其城乡堆肥设施已基本环保政策的强力推动下其城乡堆肥设施已基本 建成。建成。 相比之下，中国目前正处在农家堆肥逐渐衰退相比之下，中国目前正处在农家堆肥逐渐衰退 和工业化堆肥刚刚起步的阶段。和工业化堆肥刚刚起步的阶段。 堆肥工业产业规模、处堆肥工业产业规模、处 理程度、技术水平均较理程度、技术水平均较 低，尚缺乏龙头企业。低，尚缺乏龙头企业。 有机废

10、物处理与利用尚无国家层面的政策设计有机废物处理与利用尚无国家层面的政策设计 框架，各种工艺呈现探索阶段。框架，各种工艺呈现探索阶段。 堆肥工艺无论从经济性、环境影响，还是碳截堆肥工艺无论从经济性、环境影响，还是碳截 流与循环生态方面均有长足优势。流与循环生态方面均有长足优势。 中国堆肥产业判断中国堆肥产业判断 有机废弃物处理有机废弃物处理-未来很大的环保挑战未来很大的环保挑战 1亿吨（亿吨（3000万吨）万吨）20亿吨（亿吨（50%） 有机肥与化肥平分天下有机肥与化肥平分天下 3000万吨万吨1.5亿吨（实物计）亿吨（实物计） 3000万吨万吨3亿吨（养分计）亿吨（养分计） 中国堆肥产业判断中

11、国堆肥产业判断 三、堆肥与环境保护三、堆肥与环境保护 中国环保投资中国环保投资 1.61.6 1 1.1 1.6 0.8 0.9 1.7 1.5 0.9 1.2 1.4 0.9 0.6 1.8 1.2 1.1 1.67 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Expenditure on pollution control and abatement as % of GDP, 1999. China(2010) 各国污染治理投资占各国污染治理投资占GDP比例（比例（%） Source: OECD 中国环保投资：固废投资中国环保投资：固废投资 18.1 12.

12、4 11.611.5 11.3 10.910.810.810.7 10.11010 9.79.59.5 9 8.5 8 0.15 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 USD/person 各国城市垃圾处理投资各国城市垃圾处理投资 Annual spending on municipal waste disposal (USD per person), 2010. Source: OECD 荷兰氨及粪肥处理成本荷兰氨及粪肥处理成本 ( (欧元欧元) ) 欧元欧元屠宰（猪）屠宰（猪）养殖（猪）养殖（猪） - 平均市场价值平均市场价值112.5346.5 平均成本平均成本108.

13、9335.4 每头猪饲养每头猪饲养1年环境成本年环境成本欧元欧元% - 目前措施目前措施 (运输运输, 储存储存, ) 20 306 - 9 空气清洗空气清洗 (NH3, 灰尘灰尘) 8 102 - 3 粪物处理粪物处理 (通风通风, 厌氧生物消化厌氧生物消化, 固相分离固相分离25 358 - 11 和和堆肥）堆肥） 合计合计48 7014 21 猪场建设猪场建设 3000亿元亿元*15%=450亿元；猪场运行：亿元；猪场运行：3000万头万头*50=450亿元亿元 土壤碳截留可能途径土壤碳截留可能途径 Source: P. Smith et al. (2008) 堆肥的环保贡献堆肥的环保贡

14、献 根据第一次全国污染源普查结果，农业污染源根据第一次全国污染源普查结果，农业污染源 总氮、总磷排放已分别占排放总量的总氮、总磷排放已分别占排放总量的57.2%和和 67.4%，其中主要的贡献来自养殖污染。，其中主要的贡献来自养殖污染。 秸秆焚烧现象还很普遍，城市有机垃圾主要流秸秆焚烧现象还很普遍，城市有机垃圾主要流 向了填埋场。向了填埋场。 有机废弃物的处理已成为城乡环境保护及治理有机废弃物的处理已成为城乡环境保护及治理 的重大任务。的重大任务。 四、堆肥与资源利用四、堆肥与资源利用 世界磷矿储量与使用情况世界磷矿储量与使用情况 世界磷矿储量与使用情况世界磷矿储量与使用情况 中国磷矿储量中国

15、磷矿储量 品位分级品位分级 P2O5含量含量 （%） 资源储量（矿石量）资源储量（矿石量）资源储量（资源储量（P2O5量）量） 分布地区分布地区 亿吨比例亿吨比例% 3016.69.395.316.67 云南、贵州、湖北云南、贵州、湖北、四川、 新疆、江苏和浙江 25-3021.212.025.718.11 云南、贵州、四川、湖北云南、贵州、四川、湖北、 湖南、甘肃、河北、内蒙 20-2527.315.486.119.22 云南、贵州、四川、湖北云南、贵州、四川、湖北、 湖南湖南、甘肃、河北、内蒙 15-2060.134.0910.533.04 云南、贵州、四川、湖北云南、贵州、四川、湖北、 湖南湖南、甘肃、河北、内蒙 10-1521.912.452.99.13除西藏外所有省份 5-104.82.740.41.23除西藏外所有省份 2-524.413.830.82.60除西藏外所有省份 总计176.331.7 尹丽文 根据2007全国矿产储量数据库编制 中国磷矿平均品位中国磷矿平均品位18.0%！ 欧洲土壤碳水平及政策欧洲土壤碳水平及政策 欧洲政策：土壤有机碳小于欧洲政策：土壤有机碳小于2%时应考虑采取措施稳定或增加碳水平时应考虑采取措施稳定或