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产酸阶段(产酸菌作用)
产气阶段 (甲烷菌作用) 碱性发酵阶段
酸性发酵阶段
(1)真菌
真菌对堆肥物料的分解和稳定起着重要的
作用。真菌不仅能分泌胞外酶,水解有机
物质,而且由于其菌丝的机械穿插作用,
还对物料施加一定的物理破坏作用,促进
生物化学作用。
(2)放线菌和细菌
细菌和放线菌比嗜热真菌耐受的温 度要高。 65℃时细菌和放线菌迅速生长,许 多物质被其降解
4. 温度 堆体温度的作用主要是影响微生物的生长,
现在的快速、高温好氧堆肥正是利用了这一点。 初堆肥时,堆体温度一般与环境温度相一致, 经过中温菌1~2d的作用,堆肥温度便能达到高 温菌的理想温度50~65℃,在这样的高温下,一 般堆肥只要5~6d,即可达到无害化。过低的堆 温将大大延长堆肥达到腐熟的时间,而过高的 堆温(>70℃)将对堆肥微生物产生有害的影响。 外界环境温度过低(如东北地区):
沤肥和堆肥的区别:
• 沤肥材料与堆肥相似,
• 沤肥加入过量水分,使原料在淹水条件下发酵,
故沤肥是嫌气性常温发酵。 沼气肥:有机材料在嫌气条件下发生沼气后残留的 沼气粪液,也是沤肥的一种。 沼气肥中含氮素较多(尤其是速效铵态氮), 肥效高于一般堆沤肥。
有机肥料的分类
1. 粪尿肥类: 人粪尿、家畜粪尿与厩肥、禽粪 2. 堆沤肥类:堆肥、沤肥、秸秆还田、沼气肥
废弃物为原料混合后,按一定方式进行堆制或沤制的肥料。 • 北方地区以堆肥为主,
堆积过程中主要是好气微生物分解,发酵温度较高;
• 南方地区则以沤肥为主, 其沤制过程主要是嫌气微生物分解,常温下发酵。
腐熟的目的
人工控制下,通过微生物的发酵作用, 将有机物料转变为肥料的过程。 通过这个过程,使有机物料尽快释放, 并通过高温杀灭病虫害,同时缩小有机 物料的体积。一般重量上减少1/2左右, 体积减少1/2左右
(1). 家畜粪、尿及厩肥的成分与性质
家畜粪:成分复杂,主要有纤维素、半纤维素、 木质素、蛋白质、氨基酸、脂肪类、有机酸、酶 和无机盐类 家畜尿:成分简单,主要有尿素、尿酸、马尿酸 及钾、钠、钙、镁等无机盐类
厩肥:是指以家畜粪尿为主,加入作物秸秆、草 炭或泥土等垫圈材料集制而成的有机肥料。厩肥 的成分因家畜的种类、饲料的优劣、垫圈材料及 用量等条件而异。厩肥是我国农村有机肥料的主 体(63-72%)。
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3.
水分
水分为微生物生长所必需,在堆肥过程中,
按重量计50%~60%的含水率最有利于微 生物分解,水分超过70%,温度难以上升, 分解速度明显降低。因为水份过多,使堆 肥物质粒子之间充满水,有碍于通风,从 而造成厌氧状态,不利于好氧微生物生长 并产生H2S等恶臭气体。水份低于40%不 能满足微生物生长需要,有机物难以分解。
堆肥腐熟的适宜环境条件
项
目
适宜条件 65 - 75%, 预先吸足水分 通气良好 40 - 60%, 最高不超过70oC
水 分 空 气 温 度
酸碱度
C/N
pH 6.4 - 8.1,最佳7.5左右
约25:1
厌氧堆肥
细胞物质
有机物料+ 微生物
细胞物质 有机酸、醇+微生物 CO2、NH3、H2S、H3P等 +能量 CO2· 4+能量 CH
堆 肥 温 度 的 变 化
影响堆肥腐熟的条件:
微生物的好气分解是堆肥腐熟的重要保证!
凡是影响微生物活动的因素 都会影响堆肥腐熟的效果。 主要包括: 水分、空气、温度、
堆肥材料的C/N比和酸碱度(pH)等
堆肥材料的C/N比是影响腐熟程度的关键。
堆肥的影响因素
1. 有机质含量
• 对于快速高温机械化堆肥而言,首要的是热 量和温度间的平衡问题; • 有机质含量低的物质发酵过程中所产生的热 将不足以维持堆肥所需要的温度,并且产生 的堆肥由于肥效低而影响销路问题; • 过高的有机物含量又将给通风供氧带来影响, 从而产生厌氧和发臭; • 堆肥中最合适的有机物含量约为20%~80% 之间。
肥 多
有机质含量
无
养
肥
分
效
全面,但含量较低
缓慢,有后效 良好
较单一,含量高
迅速,难持久 无直接改土作用
改土作用
(二) 有机肥料在农业生产中的作用
1. 提供作物所需的各种矿质养分和有机养分。
有机肥料在分解过程中通过矿化作用将其含的养分 源源不断地释放出来,供作物生长发育的需要。
2. 增加土壤有机质含量,提高土壤肥力。
原因: 养分含量低 肥效缓慢 制作和使用需要消耗较多的人力、物力等
2. 商品化,即将有机肥料加工转化为商品有机肥
特点: 价格相对于化肥(等效养分)便宜 施用较为方便 有机肥在培肥土壤方面有优势
3. 绿肥沼气肥在未来农业生产中也是很有潜力, 值得进一步发展、推广的有机肥。
(二)堆沤肥
定义:
利用秸杆、杂草、绿肥、泥炭、垃圾和人畜粪尿等其它
2-3 堆肥性质的变化
2-3-1堆肥的一般性质的变化
• 堆肥碳素分解和转化,使堆肥体积和重量减少了1/3~ 1/2 • 有机废弃物,其中包括植物性纤维的结构变得松软,用 手指研磨时有清脆感 • 大于0.5mm质点的比例减少,增加了更加微细颗粒(小 于0.25mm)的数量 • 随着胡敏酸的增加,堆肥的腐熟,原始材料变黑,到发 酵结束时,得到的是暗棕色产品 • 有机废弃物原有的不良气味消失了,出现了森林腐殖土 和土地的气味
• 低温环境考虑覆盖保温 • 接种热源
5. C/P 磷是磷酸和细胞核的重要组成元 素,也是生物能ATP物重要组成,一般要 求堆肥料的C/P在75~150为宜。 增加无机磷(包括易溶和难溶磷肥)不是 为了调节堆肥C/P比。主要目的:通过堆肥 使无机磷转化为有机磷或磷酸根通过金属 元素(如Ca或Fe)与有机酸如腐殖质酸形 成三元复合体,达到减少磷肥直接施用造 成的土壤固定作用; 难溶磷肥(磷矿粉)可以通过堆肥过程达 到提高溶解度的目的。
2. 家畜粪尿及厩肥的合理施用
猪粪和猪厩肥:中性肥料,适用于各种土壤和作 物 牛粪和牛厩肥:冷性肥料,有利于改良有机质少 的轻质土壤
马粪和马厩肥:热性肥料,可用于改良质地粘重 土壤
羊粪和羊厩肥:热性肥料,是一种优质有机肥, 适用于各种土壤和作物 厩肥和家畜粪一般做基肥施用,全面撒施或集中 施用均可,用量约为15000-22500 kg/ha,并注意 与化肥配合施用。
人粪尿的合理贮存是有效利用人粪尿的关键
(1) 保存养分, 防止养分的损失 粪坑底部防止尿液渗漏,上部应遮阴加盖,另 外还可考虑加入少量过磷酸钙等保氮物质. (2) 消灭病菌, 防止病原菌和虫卵等的危害 对人粪尿进行无害化处理是防止疾病传播, 保证农村卫生的重要措施.
(3). 人粪尿的合理施用
人粪尿适用于一般作物, 特别是叶菜类和禾本科作 物, 对马铃薯\甘薯\甜菜\烟草等忌氯作物应少施.
堆肥添加剂
添加剂是指为了加快堆肥进程或/和提
高堆肥产物质量在堆肥物料中加入的微 生物、有机或无机物质。
种类:接种剂(inocula)、疏松剂(bulking
agents)、起爆剂(starters)、pH调节剂
微生物接种剂(microbial inoculum)
接种微生物的初衷有:
• ① 提高堆肥初期微生物的群体,增强微生物 的降解活性; • ② 缩短达到高温期的时间; • ③接种分解有机物质能力强的微生物。
2. 碳氮比
C/N比与堆肥温度有关
原料碳氮比过高,碳多氮乏,微生物的发展受到限 制,有机物的分解速度就慢、发酵过程就长。容易 导致成品堆肥的碳氮比过高,这样堆肥施入土壤后, 将夺取土壤中的氮素,使陷入“氮饥饿”状态,会 影响作物生长。 原料碳氮比低于20 : 1,碳少,氮剩,则氮将变成氨 态氮而挥发,导致氮元素大量损失而降低肥效。 保证成品堆肥碳氮比为10-20:1和在堆肥过程理想 的分解速度,堆肥原料的碳氮比为25~40(生活垃圾 碳氮比一般在24 : 1左右)。
人粪尿可做基肥和追肥施用, 用量一般为:
7500-15000 kg/ha 人尿还可作速效性氮肥施用, 此外还可用于浸种等. 人粪尿因磷钾含量低, 施用时应注意配合磷钾肥或 其它有机肥.
• 晒粪干和草木灰与人粪尿混施等传统习惯, 易引起氮素的大量损失,并污染空气。
原因:人粪尿在晒制粪干过程中,特别是夏季高温条件 下人粪尿中的速效铵态氮素几乎全部损失,平均
• 提高了土壤保水保肥能力 • 有利于土壤团粒结构的形成,改善土壤物理性质 • 通过提供有机碳源,可促进土壤微生物的活动 • 动物消化道分泌的各种活性酶和微生物产生的各种酶, 这些物质 进入土壤后可大大提高土壤中酶的活性 •提高土壤中难溶性磷和微量元素有效性
(三)有机肥料的发展趋势
1. 传统有机肥料的使用呈萎缩的趋势!!
约占粪尿中含氮的40%;
草木灰中的碳酸钾是碱性物质,人粪尿与草木灰 接触或混存,都会加速氨的挥发,增加氮损失。
应该改变晒粪干及草木灰与人粪尿混施的旧 习惯有效地利用好人粪尿这项重要有机肥源。
2. 家畜粪尿
定义:指猪、牛、羊、马等饲养动物的排泄物。 含有丰富的有机质和各种营养元素, 是一种良好的有机肥料。 厩肥:家畜粪尿与各种垫圈物料混合堆沤后的肥料, 或称圈肥。
6. pH
一般微生物最适宜的pH值是中性或弱碱性,pH
值太高或太低都会使堆肥处理遇到困难。
在堆肥初始阶段,由于有机酸的生成,pH值下
降(可降至5.0),然后上升至8~8.5左右,如果
废物堆肥成厌氧状态,则pH值继续下降。此外,
pH值也会影响氮的损失,但在一般情况下,堆 肥过程有足够的缓冲作用,能使pH值稳定在可 以保证好氧分解的酸碱度水平。
根据有机肥料的来源和循环利用方式,可将有机肥区分为三种基本类型:
绿色植物再循环
农作物副产品再循环
动植物废弃物再循环
绿色体再循环 (绿肥等)
直接还田 堆沤肥、饲料 土壤-作物 系统(养分 与能量再循环)
副产品再循环 (饼肥、秸秆等)
直接还田 堆肥、褥草饲料
废弃物再循环 (厩肥等)
直接还田 堆沤肥、沼气肥
有机肥利用与再循环方法
特点:
以有机质为主,如纤维素、半纤维素、脂肪、
蛋白质、氨基酸、激素及腐殖酸等,同时含有
氮磷、钾、硫、钙、镁以及微量元素等各种矿 质养分,是一种完全肥料。
作用:
通过改善土壤物理化学和生物学性状,保持 和提高土壤肥力。
常用有机肥和化肥的特点比较
肥料特点 种 类
有机肥 多 高
化 较
有机肥料
有机肥料是指含有较多有机质和多种营养元素、 来源于动植物残体及人畜粪便等废弃物的肥料之 统称。
(一)有机肥料的来源和特点
来源:
人畜粪尿、作物秸秆、绿肥、泥炭、城市废弃物等 我国各地使用的有机肥料就有14类,共100多种, 每年各种有机肥料的总产量 达18 - 24 亿吨, 其中氮磷钾养分就有1678万吨,接近化肥养分总量。
理论分析和大量的研究实践表明,接种
微生物对加快堆肥化进程或提高堆肥产 品质量没有促进作用!!!
起爆剂 (starters)
加入易利用的有机物质如糖、蛋白质等会增加 堆肥开始时微生物的活性,起到“起爆”效果
在大多数情况下,堆肥物料中的有机物总有一
部分为易利用形态。
事实上,加入‘起爆剂’后,繁殖起来的微生
3. 绿肥类:栽培绿肥、野生绿肥
4. 饼肥类
5. 泥炭类:泥炭、腐殖酸
6. 城市废弃物类:垃圾肥、城市污泥、污水等
7. 其它有机肥类:海肥、毛发等
(一)粪尿肥
粪尿肥包括: 人粪尿、家畜粪尿以及家禽粪尿等,是有机肥料重要组成。
1. 人粪尿
特点: •氮素含量高 •腐熟快,肥效显著 •人粪尿中磷、钾含量相对较低,但大多为无机态的, 容易为作物吸收,有较好的肥效。 •就成分和性质而言,人粪和人尿的差别很大 人粪和人尿的区别: •人粪需要分解后才能供作物吸收利用, •人尿易分解,肥效快,可以直接施用。
物往往不能利用复杂的有机物质,当‘起爆剂’
耗竭后即停止活动。
疏松剂 (bulking agents)
当含水多、颗料细的废物堆制时,由于
通气性差常常需要加入一些质地疏松的 物质来增加通气性。常用的疏松剂有锯 末、作物秸杆、粉碎的废橡胶轮胎等。
pH调节剂
在堆肥过程中pH先变小,然后逐渐升高
最后在变小。 在以废弃物处理为目的的大规模的堆肥 时,调整pH即无必要,在经济上又不可 能; 如果堆肥产物是用于配养蘑菇或饲养蚯 蚓时,则需要加入pH调节剂,以防止pH 波动过大。常用的pH调节剂有CaCO3 、 石灰和石膏等。