有機(jī)堆肥發(fā)酵原理

1、有機(jī)肥料發(fā)酵原理有機(jī)肥料發(fā)酵原理一、堆肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化一、堆肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化堆肥中的有機(jī)質(zhì)在微生物作用下進(jìn)行復(fù)雜的轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化可歸納為兩個(gè)過(guò)程：一個(gè)是有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過(guò)程，即把復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)分解成為簡(jiǎn)單的物質(zhì)，最后生成二氧化碳、水和礦質(zhì)養(yǎng)分等；另一個(gè)是有機(jī)質(zhì)的腐殖化過(guò)程，即有機(jī)質(zhì)經(jīng)分解再合成，生成更復(fù)雜的特殊有機(jī)質(zhì)腐殖質(zhì)。兩個(gè)過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，但方向相反，在不同條件下，各自進(jìn)行的強(qiáng)度有明顯的差別。1.有機(jī)質(zhì)的礦化作用⑴不含氮有機(jī)物

2、的分解多糖化合物（淀粉、纖維素、半纖維素）首先在微生物分泌的水解酶的作用下，水解成單糖。葡萄糖在通氣良好的條件下分解迅速，酒精、醋酸、草酸等中間產(chǎn)物不易積累，最終形成CO2和H2O，同時(shí)放出大量熱能。如果通氣不良，在嫌氣微生物作用下，單糖分解緩慢，產(chǎn)生熱量少，并積累一些中間產(chǎn)物有機(jī)酸。在極嫌氣微生物條件下，還會(huì)生成CH4、H2等還原態(tài)物質(zhì)。⑵含氮有機(jī)物的分解堆肥中的含氮有機(jī)物包括蛋白質(zhì)、氨基酸、生物堿、腐殖質(zhì)等。除腐殖質(zhì)外，大部分容易被

3、分解。例如蛋白質(zhì)，在微生物分泌的蛋白酶作用下，逐級(jí)降解，產(chǎn)生各種氨基酸，再經(jīng)氨化作用、硝化作用而分別形成銨鹽、硝酸鹽，可以被植物吸收利用。⑶含磷有機(jī)物的轉(zhuǎn)化堆肥中的含磷有機(jī)化合物，在多種腐生性微生物的作用下，形成磷酸，成為植物能夠吸收利用的養(yǎng)分。⑷含硫有機(jī)物的轉(zhuǎn)化堆肥中含硫有機(jī)物，經(jīng)微生物的作用生成硫化氫。硫化氫在嫌氣環(huán)境中易積累，對(duì)植物和微生物會(huì)發(fā)生毒害。但在通氣良好的條件下，硫化氫在硫細(xì)菌的作用下氧化成硫酸，并和堆肥中的鹽基作用形成

4、硫酸鹽，不僅消除了硫化氫的毒害，并成為植物能吸收的硫素養(yǎng)料。在通氣不良的情況下，發(fā)生反硫化作用，使硫酸轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S散失，并對(duì)植物產(chǎn)生毒害。堆肥發(fā)酵過(guò)程中，可以通過(guò)定時(shí)翻倒措施改善堆肥的通氣性，就能消除反硫化作用。⑸脂類(lèi)及芳香類(lèi)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化單寧、樹(shù)脂等結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分解較慢，其最終產(chǎn)物也是CO2和水；木質(zhì)素是含植物性原料（如樹(shù)皮、木屑等）堆肥中特別穩(wěn)定的有機(jī)化合物，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含芳香核，并以多聚形式存在于植物組織中，極難分解。在通氣良好的條件

5、下，主要通過(guò)真菌、放線(xiàn)菌的作用，緩慢地進(jìn)行分解，其芳香核可變?yōu)轷突衔铮窃俸铣筛迟|(zhì)的原料之一。當(dāng)然，這些物質(zhì)在一定條件下，還會(huì)繼續(xù)被分解的。綜上所述，堆肥有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化，可為作物和微生物提供速效養(yǎng)分，為微生物活動(dòng)提供能源，并為堆肥有機(jī)質(zhì)的腐殖化準(zhǔn)備基本原料。堆肥以好氣性微生物活動(dòng)為主時(shí)，有機(jī)質(zhì)迅速礦化生成較多的二氧化碳、水及其它養(yǎng)分物質(zhì)，分解速度快而徹底，并放出大量熱能；以嫌氣性微生物活動(dòng)為主時(shí)，有機(jī)質(zhì)的分解速度慢，且往往不徹底

6、，釋放熱能少，其分解產(chǎn)物除植物養(yǎng)分外，尚易積累有機(jī)酸及CH4、H2S、PH3、H2等還原性物質(zhì)，當(dāng)其達(dá)到一定程度時(shí)，則對(duì)作物生長(zhǎng)不利甚至有害。因此堆肥發(fā)酵期間的翻倒也是為了轉(zhuǎn)換微生物活動(dòng)類(lèi)型，以消除有害物質(zhì)。2.有機(jī)質(zhì)的腐殖化過(guò)程關(guān)于腐殖質(zhì)的形成過(guò)程有很多種說(shuō)法，概括起來(lái)大體可分為兩個(gè)階段：第一階段，有機(jī)殘?bào)w分解形成組成腐殖質(zhì)分子的原始材料，如多元酚、含氮有機(jī)物（氨基酸、肽等）等；第二階段，先由微生物分泌的多酚氧化酶將多酚氧化成醌，然后

7、醌與氨基酸或肽縮合⑵高溫階段隨著溫度的提高，好熱性的微生物逐漸取代中溫性的種類(lèi)而起主導(dǎo)作用，溫度持續(xù)上升，一般在幾天之內(nèi)即達(dá)50℃以上，進(jìn)入高溫階段。在高溫階段，好熱放線(xiàn)菌和好熱真菌成為主要種類(lèi)。它們對(duì)堆肥中復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)（如纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)等）進(jìn)行強(qiáng)烈分解，熱量積累，堆肥溫度上升至6070℃，甚至可高達(dá)80℃.隨即大多數(shù)好熱性微生物也大量死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)（20d以上），這對(duì)加快堆肥的腐熟有很重要的作用。堆肥不當(dāng)?shù)亩逊剩挥?/p>

8、很短的高溫期，或者根本達(dá)不到高溫，因而腐熟很慢，在半年或者更長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)還達(dá)不到半腐熟狀態(tài)。⑶降溫階段當(dāng)高溫階段持續(xù)一定時(shí)間后，纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)大部分已被分解，剩下很難分解的復(fù)雜成分（如木質(zhì)素）和新形成的腐殖質(zhì)，微生物的活動(dòng)減弱，溫度逐漸下降。當(dāng)溫度下降到40℃以下時(shí)，中溫性微生物又成為優(yōu)勢(shì)種類(lèi)如果降溫階段來(lái)的早，表明堆制條件不夠理想，植物性物質(zhì)分解不充分。這時(shí)可以翻堆，將堆積材料拌勻，使之產(chǎn)生第二次發(fā)熱、升溫，以促進(jìn)堆肥的腐熟。

9、⑷腐熟保肥階段堆肥腐熟后，體積縮小，堆溫下降至稍高于氣溫，這時(shí)應(yīng)將堆肥壓緊，造成厭氣狀態(tài)，使有機(jī)質(zhì)礦化作用減弱，以利于保肥。簡(jiǎn)而言之，有機(jī)堆肥的發(fā)酵過(guò)程實(shí)際上就是各種微生物新陳代謝、繁殖的過(guò)程。微生物的新陳代謝過(guò)程即有機(jī)物分解的過(guò)程。有機(jī)物分解必然會(huì)產(chǎn)生能量，這些能量推動(dòng)了堆肥化進(jìn)程，使溫度升高，同時(shí)還可干燥濕基質(zhì)。許多堆肥用的基質(zhì)攜帶人類(lèi)、動(dòng)植物的病原體，以及令人討厭的生物如雜草種子。在堆肥過(guò)程中，通過(guò)短時(shí)間的持續(xù)升溫，可以有效地控制

10、這些生物的生長(zhǎng)。因此，高溫堆肥的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)就是能夠使人和動(dòng)植物病原體以及種子失活。病原體以及種子失活是由于其細(xì)胞死亡，而細(xì)胞的死亡很大程度上基于酶的熱失活。在適宜的溫度下，酶的失活是可逆的，但在高溫下是不可逆的。在一個(gè)很小的溫度范圍內(nèi)酶的活性部分將迅速降低。如沒(méi)有酶的作用，細(xì)胞就會(huì)失去功能，然后死亡。只有少數(shù)幾種酶能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的高溫。因此，微生物對(duì)熱失活非常敏感。研究表明，在一定溫度下加熱一段時(shí)間可以破壞病原體或者是令人討厭的生物

11、體。通常在6070℃（濕熱）的溫度下，加熱510min?？梢云茐姆茄挎呒?xì)菌和芽孢細(xì)菌的非休眠體的活性。利用加熱滅菌，在70℃條件下加熱30min可以消滅污泥中的病原體。但在較低溫度下（5060℃），一些病原菌的滅活則可長(zhǎng)達(dá)60d。因此堆肥過(guò)程中保持60℃以上溫度一段時(shí)間是必須的。堆肥制作過(guò)程中，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行翻堆。一般在堆溫越過(guò)高峰開(kāi)始降溫時(shí)進(jìn)行，翻堆可以使內(nèi)層外層分解溫度不同的物質(zhì)重新混合均勻。如濕度不足可補(bǔ)加一些水，促進(jìn)堆肥均勻腐熟。