“堆肥”为什么一定要60天?
任何一种合格优质的有机肥料的生产都必须经过堆肥发酵过程。堆肥是在一定条件下通过微生物的作用,使有机物不断被降解和稳定,并产出一种适宜于土地利用的产品的过程。
堆肥这种古老而简便的处理有机废弃物和制造肥料的方法,随着研究的深入和方法的改进,其应用很受各个国家的重视,因为它有很好的生态意义,也为农业生产带来效益。
可见,堆肥是制造生物有机肥的简便而有效的方法,有益于生态农业的发展。
我国国内大多数有机肥料产品只堆肥发酵15-20天,这样的产品只能达到无害化标准。而优质的有机肥料堆肥发酵过程一般需要45-60天的时间。
这是因为在堆肥前期的升温阶段以及高温阶段会杀死植物致病病原菌、虫卵、杂草籽等有害微生物,但此过程中微生物的主要作用是新陈代谢、繁殖,而只产生很少量的代谢产物,并且这些代谢产物不稳定也不易被植物吸收。
堆肥为什么产生这样的效果呢?下面我们对堆肥原理进行比较详尽的介绍。
有机肥发酵原理
堆肥中的有机质在微生物作用下进行复杂的转化,这种转化可归纳为两个过程:一个是有机质的矿质化过程,即把复杂的有机质分解成为简单的物质,最后生成二氧化碳、水和矿质养分等;
另一个是有机质的腐殖化过程,即有机质经分解再合成,生成更复杂的特殊有机质-腐殖质。两个过程是同时进行的,但方向相反,在不同条件下,各自进行的强度有明显的差别。
⑴不含氮有机物的分解多糖化合物(淀粉、纤维素、半纤维素)首先在微生物分泌的水解酶的作用下,水解成单糖。
葡萄糖在通气良好的条件下分解迅速,酒精、醋酸、草酸等中间产物不易积累,最终形成CO2和H2O,同时放出大量热能。
如果通气不良,在嫌气微生物作用下,单糖分解缓慢,产生热量少,并积累一些中间产物-有机酸。在极嫌气微生物条件下,还会生成CH4、H2等还原态物质。
⑵含氮有机物的分解堆肥中的含氮有机物包括蛋白质、氨基酸、生物碱、腐殖质等。除腐殖质外,大部分容易被分解。
例如蛋白质,在微生物分泌的蛋白酶作用下,逐级降解,产生各种氨基酸,再经氨化作用、硝化作用而分别形成铵盐、硝酸盐,可以被植物吸收利用。
⑶含磷有机物的转化堆肥中的含磷有机化合物,在多种腐生性微生物的作用下,形成磷酸,成为植物能够吸收利用的养分。
⑷含硫有机物的转化堆肥中含硫有机物,经微生物的作用生成硫化氢。硫化氢在嫌气环境中易积累,对植物和微生物会发生毒害。
但在通气良好的条件下,微信搜索菜农圈关注加入圈子,硫化氢在硫细菌的作用下氧化成硫酸,并和堆肥中的盐基作用形成硫酸盐,不仅消除了硫化氢的毒害,并成为植物能吸收的硫素养料。
在通气不良的情况下,发生反硫化作用,使硫酸转变为H2S散失,并对植物产生毒害。堆肥发酵过程中,可以通过定时翻倒措施改善堆肥的通气性,就能消除反硫化作用。
在通气良好的条件下,主要通过真菌、放线菌的作用,缓慢地进行分解,其芳香核可变为醌型化合物,它是再合成腐殖质的原料之一。当然,这些物质在一定条件下,还会继续被分解的。
由于酚、醌、氨基酸种类很多,相互缩合的方式也不尽相同,因而形成的腐殖质单体也就多种多样。在不同条件下,这些单体又进一步缩合形成大小不等的分子。
堆肥过程有许多不同种类的微生物参与,微信搜索菜农圈关注加入圈子。由于原料和条件的变化,各种微生物的数量也在不断发生变化,所以堆肥过程中没有任何微生物始终占据主导地位。
每一个环境都有其特定的微生物菌群,微生物的多样性使得堆肥在外部条件出现变化的情况下仍可避免系统崩溃。
堆肥过程主要靠微生物的作用进行,微生物是堆肥发酵的主体。参与堆肥的微生物有两个来源:一是有机废弃物里面原有的大量微生物;另一是人工加入的微生物接种剂。
这些菌种在一定条件下对某些有机废物具有较强的分解能力,具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点,能加速堆肥反应的进程,缩短堆肥反应的时间。
参与堆肥过程的主要微生物种类是细菌、真菌以及放线菌。这3种微生物都有中温菌和高温菌。
随着温度的提高,好热性的微生物逐渐取代中温性的种类而起主导作用,温度持续上升,一般在几天之内即达50℃以上,进入高温阶段。
堆肥不当的堆肥,只有很短的高温期,或者根本达不到高温,因而腐熟很慢,在半年或者更长时期内还达不到半腐熟状态。
如果降温阶段来的早,表明堆制条件不够理想,微信搜索菜农圈关注加入圈子,植物性物质分解不充分。这时可以翻堆,将堆积材料拌匀,使之产生第二次发热、升温,以促进堆肥的腐熟。
堆肥腐熟后,体积缩小,堆温下降至稍高于气温,这时应将堆肥压紧,造成厌气状态,使有机质矿化作用减弱,以利于保肥。
简而言之,有机堆肥的发酵过程实际上就是各种微生物新陈代谢、繁殖的过程。微生物的新陈代谢过程即有机物分解的过程。有机物分解必然会产生能量,这些能量推动了堆肥化进程,使温度升高,同时还可干燥湿基质。
病原体以及种子失活是由于其细胞死亡,而细胞的死亡很大程度上基于酶的热失活。在适宜的温度下,酶的失活是可逆的,但在高温下是不可逆的。
在一个很小的温度范围内酶的活性部分将迅速降低。如没有酶的作用,细胞就会失去功能,然后死亡。只有少数几种酶能够经受住长时间的高温。因此,微生物对热失活非常敏感。
研究表明,在一定温度下加热一段时间可以破坏病原体或者是令人讨厌的生物体。通常在60-70℃(湿热)的温度下,加热5-10min。
堆肥制作过程中,必要时应进行翻堆。一般在堆温越过高峰开始降温时进行,翻堆可以使内层外层分解温度不同的物质重新混合均匀。如湿度不足可补加一些水,促进堆肥均匀腐熟。
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