堆肥周期背后的科学原理,当其开始变臭意味着什么?
堆肥,是一种区别于普通化肥的有机肥料,它具有肥效时间长、且营养物质丰富的特性,不仅可以改善土壤的透气性和保水等能力,还能促进土壤“固粒结构”的形成。就本质而言,堆肥其实就是一个加速有机物质自然腐烂的过程,为那些以吃碎屑为食的生物提供理想的生长条件。其实,在我们的环境中,所有有机废物都可以自然分解,那些有益的微生物正是以腐烂的碎屑为食的,比如,香蕉皮在没有干预的情况下便可以自然分解。而这种浓缩分解过程的最终产物,则是营养丰富的土壤,这样的土地更有利于树木等植物更好的生长。
堆肥中的微生物需氧菌和厌氧菌
堆肥是利用各种植物残体为主要原料,混合人畜粪尿经过堆制、腐解而成的有机肥料。在堆肥中的所有微生物,其中大约有80%-90%是细菌,而剩余的微生物则是像霉菌和酵母这样的真菌。如果条件合适的话,除了微生物以外,其中还会有其他有用的生物,比如,蠕虫和蜈蚣等,它们都会找到堆肥堆,然后分解堆肥堆中的食物垃圾、植物和其他有机物等,从而帮助将这些废物转化为营养更丰富的土壤。或许你有所不知,红色摇摆虫就是蠕虫堆肥和蚯蚓堆肥过程中用到的最常见的蠕虫,这样的蚯蚓堆肥每天可以分解大约十磅之多的垃圾和纸张。
堆肥微生物主要有两种,它们分别是需氧菌和厌氧菌。顾名思义,需氧菌指的是至少需要5%的氧气才能存活的细菌,它也是最有效和最重要的堆肥微生物类型。需氧菌在消耗有机废物的同时,还会排出镁、磷、氮等化学物质,而这些物质都是植物得以茁壮成长所需要的关键营养素;厌氧微生物所指的自然是不需要氧气的细菌,因此,它们也无法做到有效地处理有机废物,偶尔还会产生对植物有毒的化学物质,此时堆肥会呈现出发臭的现象,闻上去就像是一股臭鸡蛋的味儿,因为它们释放出了硫化氢这种物质。
用于堆肥中的物料应该如何选择
堆肥的物料选择也是有讲究的,因为某些类型的植物会释放有害物质的,比如黑胡桃、煤或煤灰。而像乳制品、油脂、肉类、鱼骨等具有潜在气味的物料也不适合用于堆肥,因为会它们会吸引啮齿类动物和苍蝇等害虫。当然,被疾病或昆虫感染的植物、宠物垃圾、用化学农药处理过的植物等都不适合用于堆肥,因为有害寄生虫、病毒和杀虫剂等都可能导致堆肥生物被杀死。通常,为了增加热量和堆肥的速度,我们会把禽类粪便添加到大规模的堆肥场所,因为在这样的环境中,已经含有大量的氮,以及那些对堆肥至关重要的好氧微生物,并且,这样类型的粪便通常不存在危险的病原体。
堆肥,其实就是在高温、多湿的条件下,利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物,加上泥土和矿物质混合堆积,经过发酵腐熟和微生物分解而制成的一种有机肥料。制造这种古老的肥料,必须先收集适当的材料,像水果和蔬菜、蛋壳和坚果壳、室内植物和干草、锯末和木屑这样的物料,都可用于堆肥。比如,原型凉鞋就是由各种可用于堆肥的部件所制成,其中底由蘑菇菌丝复合材料制成,可以直接进入家庭堆肥器以及所有食物残渣。而鞋的鞋垫和外底则是由可生物降解的植鞣革制成、凉鞋的带子由棉制成,两者都可以在较大的堆肥场所堆肥。
堆肥周期中有这三个主要的阶段
在堆肥的过程中,遍布于环境中的微生物至关重要,微生物的繁殖需要一个理想的环境,它们就是堆肥有效性的关键,比如适宜的温度、水分、营养和充足的氧气。在堆肥的周期中,有三个主要的阶段,以利于不同的微生物更好的生长。通常情况下,第一个阶段只需要几天的时间,在此期间,嗜温微生物会在大约20到45摄氏度的环境下茁壮成长,并开始分解可生物降解的化合物。在这一初始过程中,热量是自然副产品,温度可以迅速上升到40摄氏度以上。当堆肥进入到第二个阶段的时候,嗜温微生物会被嗜热微生物所取代,这是一种能够在温度升高环境下茁壮成长的微生物,它们更有利于将有机材料分解为更加细小的碎片,比如脂肪、蛋白质和复合碳水化合物,该过程大约会持续数天至数月。
由于温度的持续上升,如果没有进行密切的关注,堆肥甚至可以将所有有用的微生物都杀死。这也是为什么需要通过一些技术手段将温度保持在低于65摄氏度这个范围,以为嗜热微生物提供额外的氧气和新来源。第三个阶段一般需要持续长达数月的时间,从嗜热微生物消耗化合物的可用供应时开始。温度会在这个阶段逐渐下降到一个合理的区间,以恢复嗜温微生物对堆肥的控制,并完成剩余有机物质分解为可用的腐殖质。在堆肥的物料选择上,我们需要在所有物料之间取得平衡,这样才可以为堆肥创造出适当的环境。比如,像水果和蔬菜这样的绿色植物富含碳。
在堆肥的过程中需要注意这几点
微生物以碳和氮为食,碳赋予微生物能量,25比1和30比1的碳氮比便是快速堆肥的理想选择,其中大部分以二氧化碳和热量的形式释放,氮气则可以提供额外的营养以继续生长和繁殖。反之,当堆肥堆中的碳含量过高的时候,则会对微生物的生长和再生造成不利影响,从而导致了热量较少和分解缓慢的问题,碳也因此而不能轻易地被分解。另一方面,如果氮气过量也会导致氨气味,堆肥地酸度会因增加,这对某些微生物种类而言却是有毒的。当然了,堆肥中氧气的含量也是尤为重要的,如果缺氧便会导致厌氧微生物地出现,臭堆肥也由此而产生,我们可以通过反转或搅拌堆积的方式,将氧气充分地添加到堆肥堆中。
在堆制前,为了加速腐解,对于不同的材料我们可分别加以处理。原则上,各种堆积材料最好都要进行粉碎,这样可以增加接触面积,虽然会消耗更多的能源和人力,但这个过程更有利于腐烂和分解。对于城市垃圾一定要分选,尤其是碎玻璃、塑料等杂物,需要防止其中有重金属和有毒物质存在。像水生杂草,由于含水过多,应在稍微晾干之后再进行堆积。堆制的地点最好是地势较高、背风向阳、离水源较近,并且运输和施用都方便 地方。为了运输施用更加方便,堆积地点也可以适当的分散一些,在堆制地点选择好后,需要将其地面平整。简而言之,为了获得优质堆肥,在堆制。过程中,需为微生物的生命活动创造良好的条件,这是加快堆肥腐熟和提高肥效,唯一途径。