全国7 个区域商品有机肥质量现状分析及启示

2022-04-08王甲辰田有国谭启玲史凯丽李秀萍孙蓟锋马茂亭

中国土壤与肥料 2022年2期

王甲辰，田有国，李季，谭启玲，史凯丽，唐莲，李秀萍，孙蓟锋，张磊，8*，马茂亭

［1．北京市农林科学院植物营养与资源研究所，北京 100097；2．全国农业技术推广服务中心，北京 100125；3．中国农业大学资源与环境学院，北京 100091；4．华中农业大学资源与环境学院/新型肥料湖北省工程实验室，湖北武汉 430070；5．成都土壤肥料测试中心/农业农村部农产品质量安全环境因子风险评估实验室（成都），四川成都 610041；6．内蒙古自治区农牧业科学院资源环境与检测技术研究所，内蒙古呼和浩特 010031；7．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/国家化肥质量监督检验中心（北京），北京 100081；8．河北农业大学资源与环境学院，河北保定 071001］

有机肥在农业生产中具有极其重要的地位，是农业农村部“沃土工程”及果菜茶有机肥替代化肥及有机农业的主推肥料［1-2］。施用有机肥不仅能够提高土壤肥力、提供作物所需养分，还能改善土壤的理化性状，使作物增产提质［3-5］。随着我国种养业集约化规模化的发展，产生的作物秸秆和畜禽粪便是生产有机肥的主要物料来源［6］。合理化利用既能极大地降低土壤生态环境风险又可实现养分的循环利用［7］。农业农村部2015 印发的“到2020 年化肥使用量零增长行动方案”中也明确指出，要推进有机肥资源利用，鼓励引导农民增施有机肥［8］。目前农作物生产过度依赖化肥，有机养分投入比例较低，导致土壤酸化、养分失衡及土壤质量退化等问题比较突出［9-10］。

一方面我国有机肥资源丰富，再加上国家针对有机肥产业的发展出台了一系列相关政策，为有机肥产业发展创造了良好的环境条件，促进了有机肥生产企业的快速发展［11］。在迅速崛起的同时，也带来了很多问题，主要表现为：（1）由于各生产企业起点不同，技术水平差异较大，很多企业技术力量薄弱，水平较低，生产工艺落后，质量堪忧；（2）检测技术手段不完备，有机质含量和总养分不达标；（3）施用技术不科学导致施肥效果不佳，致使农民对有机肥的信赖度降低，严重阻碍了农民购买商品有机肥的积极性［12］。另外，在有机肥的主要作用是起营养功能，还是土壤协调功能，还是具备双重功能以及执行行业标准指标是否过于严苛等方面存在争议。

因此，为全面掌握我国有机肥生产企业成品质量，从全国7 个地区搜集了236 个有机肥样品，只对有机肥料的行业标准《有机肥料》（NY 525-2012）中的有机质、氮磷钾总养分、pH 和含水量等技术指标进行检测、统计分析，为我国有机肥产业健康发展和政策制定提供参考。

1 材料与方法

1.1 商品有机肥的采集

为了保障样品新鲜，2019 年11 月，从分布在西南、西北、华中、华南、华东、华北及东北7 个地区的有机肥料生产企业里使用冷冻保鲜袋进行随机采样，采集具有代表性的有机肥样品236 个。采集样品时调查每个有机肥样品的生产原料，具体样品来源及数量见图1。本次采集的商品有机肥生产原料主要包括鸡粪、牛粪、羊粪、猪粪、马粪、秸秆、蘑菇渣、中药渣、蚯蚓粪、糖醛渣、腐植酸、骨粉及海藻等。所采集的有机肥成品样品外观均为褐色或黑褐色、粒状或粉末状、均匀、无恶臭、无机械杂质。样品一部分用于水分测定，另一部分风干后过1 mm 筛保存备用，用于其它技术指标测定。

图1 样品来源及数量

1.2 测定项目与方法

采集样品根据《有机肥料》（NY 525-2012）进行检测。测定项目有酸碱度（pH）、有机质、全氮磷钾、水分等技术指标。其中酸碱度采用pH 计法测定；有机质采用重铬酸钾容量法测定；全氮采用硫酸-过氧化氢消煮，凯氏定氮法测定；全磷采用硫酸-过氧化氢消煮，分光光度法测定；全钾采用硫酸-过氧化氢消煮，火焰光度法测定；水分含量采用真空烘箱法测定。

1.3 有机肥料行业标准要求

根据《有机肥料》（NY 525-2012）对测定结果进行评价分析，其技术指标应符合表1 要求，表1中有机肥样本合格以样品的所有指标含量均合格为标准，只要1 项不达标即视为该样品不合格。

1.4 数据处理

数据整理采用Excel 2016、分析过程运用SPSS 22.0，作图使用Origin。

2 结果与分析

2.1 全国7 个区域商品有机肥有机质含量分布

由表2 可知，整体商品有机肥样本有机质含量范围为0.35%～100.00%，共有130 个样品不合格，总体合格率为44.92%。西南、华中、华南和华东地区有机质含量平均值均低于（有机质≥45%）的标准限值。华中地区有机质含量变幅为0.35%～63.86%，有53 个样品不合格，合格率仅为20.90%。华东地区变幅为34.43%～49.95%，有3 个样品不合格，合格率为25.00%。西南地区变幅为27.32%～61.40%，有15 个样本不合格，合格率为40.00%。华南地区变幅为15.76%～72.61%，有10 个样品不合格，合格率为37.50%。华北、东北、西北地区相比之下较为理想，样品合格率分别为71.88%、54.76%和58.00%。

2.2 全国7 个区域商品有机肥养分含量分布

由表3 可知，总养分范围分布为0.14% ～36.29%，共有126 家有机肥生产企业总养分含量不达标，总体合格率仅为46.61%。其中，西北、华南地区总养分平均值仅为3.91%和3.65%，远低于（总养分≥5%）的标准限值，总养分变化范围分别为1.27%～6.72%和0.14%～8.76%，未达标样本数分别为39 和14，合格率仅为22.00%和12.50%，其养分含量严重不达标。华中地区总养分范围为0.30%～36.29%，未达标样本数为44，合格率为34.33%。西南地区的养分状况较为理想，共有1 个样本不合格，其合格率为96.00%。华东、华北和东北地区合格率分别为75.00%、62.50%和64.29%。

表2 区域商品有机肥有机质含量

表3 区域商品有机肥养分含量

2.3 全国7 个区域商品有机肥酸碱度分布

由表4 可知，整体样本pH 值范围为4.20 ～9.90，共有69 个样品不合格，占29.24%，合格率为70.76%。区域内pH 变异系数为10.88%～20.42%，波动范围均较小。华南地区有机肥pH 变幅为4.81 ～9.59，其中有14 个不合格样品，合格率仅为12.50%。东北地区有机肥pH 值范围为5.28 ～8.43，其中只有1 个不合格样品，合格率高达97.62%。西南、西北、华中、华东和华北地区合格率分别为72.00%、84.00%、56.75%、50.00%和75.00%，合格率均较低。

2.4 全国7 个区域商品有机肥水分含量分布

由表5 可知，西北、华中、华南及华东地区有机肥含水量未检测。除西南外，其他两个区域水分含量合格率较高。西南地区有7 个样品不合格，合格率为72.00%，东北地区有1 个样品不合格，合格率为97.62%。华北地区合格率为100.00%。检测的3 个区域总体合格率为96.61%。

表4 区域商品有机肥酸碱度

表5 区域商品有机肥水分含量

2.5 全国7 个区域商品有机肥技术指标总体合格率分析

如图2 可知，全国7 个区域有机肥技术指标总体合格率为20.34%，而各区域商品有机肥的合格率也均较低，即使华南和华东地区样本调查率低，但所调查样品均不合格。此外西南、西北、华中、华北及东北地区总体合格率也较低，分别为28.00%、14.00%、4.48%、40.63%和42.86%，均不足50%。

图2 区域商品有机肥总体合格率

3 讨论

一般作物适宜在中性的土壤中生长，过酸过碱会严重会制约其生长［13-14］，因土壤过酸或过碱会影响土壤养分的有效性。在pH 较低的酸性土壤中会降低磷的有效性，而在pH 较高的碱性土壤中会造成氨挥发和降低锰、锌、钼、硼等微量元素的溶解度，造成植物对营养元素的有效吸收降低。土壤过酸过碱对土壤结构也会造成一定影响，阻碍土壤中空气和水分的调节，不利于作物生长，同时也会影响微生物的群落结构和多样性，造成土壤元素转换受阻，影响土壤营养元素的供应［15］。若生产企业对原料和生产工艺把关不严，出现产品未腐熟就提前上市，会造成一系列问题，如酸碱度不合格、水分含量高、杂草籽和大肠杆菌没有彻底死亡，会出现大量杂草和大肠杆菌污染农产品。此外，没有腐熟的有机肥还会继续在农田发酵释放氨和硫化氢等有害气体，对作物幼苗造成伤害。我国东北地区有机肥酸碱度合格率为97.62%，华南地区的合格率仅为12.50%，全国整体合格率为70.76%，可能是由于添加物或未腐熟造成的，建议执法机构应加强监管力度。

在国家政策鼓励生产有机肥的大背景下，商品有机肥中的养分含量显得更加重要。连续施用有机肥能显著改善土壤结构，提高土壤的水肥调控能力，增加土壤养分的有效性［16-17］，平衡土壤养分，提高土壤酸碱缓冲性能，优化土壤微生物群落的结构和功能［18］。不合格商品在使用后达不到预期的增产效果，严重制约了广大农户使用有机肥的积极性。我国西南地区的总养分合格率为96.00%，其他地区总养分含量远低于标准限值，合格率在22.00%～75.00%的范围内。此外，养分含量与发酵工艺息息相关，因为发酵过程既是有机大分子分解致大量碳氮损失和物料紧实的过程，又是磷钾富集的过程，但是如何除臭保氮是发酵环节中的重要要一环，并且还有利于环保。另外，发酵过程存在pH 剧烈变化、水分散失等现象。合格的发酵工艺对有机质、养分、水分和pH 能均衡保持，保证养分含量合格。

有机质是有机肥料中最重要的组成部分，其含量直接或间接地影响作物对养分的需求，在土壤保肥、保水性及营养元素供应扮演着重要角色。对于大多数农作物而言，土壤有机质含量越高，对土壤肥力和性状调节越好，作物更容易优质高产。土壤有机质更有利于土壤团聚体的形成；有机质也能为微生物提供丰富的碳源和氮源，增加土壤微生物多样性［19-20］。我国华北地区商品有机肥中有机质合格率为71.88%，其他地区合格率均不理想，全国整体合格率仅为44.92%。不管在修订标准时其他指标如何修改，建议有机质含量指标都不要变动，但建议把测定数值再乘以1.5 的系数改成直接测定指标值。

在全国范围内，有机肥技术指标综合质量问题比较严重，华南和华东地区所取样品整体均未达到合格要求，华北和东北地区的合格率为40.63%和42.86%，全国整体合格率仅为20.34%。政府应该强化监管力度。现在社会上要求降低有机肥生产标准的呼声比较强烈，认为有机肥不是养分供应主体肥料，可以适当降低养分含量指标，从而放松了对原料、设备、工艺及人才缺乏的企业整改要求。从本研究可知，就这些技术指标而言，近八成企业指标不合格。可以推断，有机肥指标不合格恰是生产企业没有按照有机肥生产工艺要求开展生产，所以管理部门一定要求企业完善有机肥原料和产品标注，健全有机肥其他质量保证体系。企业应该制定合理科学的生产技术标准，对生产过程各项工艺流程严格把关，做到有机肥原料标准化和无害化、加工工艺正规化，同时引进高端人才，严格把控好质量关，生产合格有机肥产品。