有機堆肥的發(fā)酵過程實際上就是各種微生物新陳代謝、繁殖的過程。微生物的新陳代謝過程即有機物分解的過程。有機物分解必然會產(chǎn)生能量,這些能量推動了堆肥化進程,使溫度升高,同時還可干燥濕基質(zhì)。研究表明,在一定溫度下加熱一段時間可以破壞病原體或者是令人討厭的生物體。通常在60-70℃(濕熱)的溫度下,加熱5-10min。可以破壞非芽孢細菌和芽孢細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(50-60℃),一些病原菌的滅活則可長達60d。因此堆肥過程中保持60℃以上溫度一段時間是必須的。
有機堆肥的發(fā)酵的4個階段:
⑴發(fā)熱階段:
堆肥制作初期,堆肥中的微生物以中溫、好氣性的種類為主,最常見的是無芽孢細菌、芽孢細菌和霉菌。它們啟動堆肥的發(fā)酵過程,在好氣性條件下旺盛分解易分解有機物質(zhì)(如簡單糖類、淀粉、蛋白質(zhì)等),產(chǎn)生大量的熱,不斷提高堆肥溫度,從20℃左右上升至40℃,稱為發(fā)熱階段,或中溫階段。
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而起主導作用,溫度持續(xù)上升,一般在幾天之內(nèi)即達50℃以上,進入高溫階段。在高溫階段,好熱放線菌和好熱真菌成為主要種類。它們對堆肥中復雜的有機物質(zhì)(如纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)等)進行強烈分解,熱量積累,堆肥溫度上升至60-70℃,甚至可高達80℃.隨即大多數(shù)好熱性微生物也大量死亡或進入休眠狀態(tài)(20d以上),這對加快堆肥的腐熟有很重要的作用。堆肥不當?shù)亩逊?,只有很短的高溫期,或者根本達不到高溫,因而腐熟很慢,在半年或者更長時期內(nèi)還達不到半腐熟狀態(tài)。
⑶降溫階段:
當高溫階段持續(xù)一定時間后,纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)大部分已被分解,剩下很難分解的復雜成分(如木質(zhì)素)和新形成的腐殖質(zhì),微生物的活動減弱,溫度逐漸下降。當溫度下降到40℃以下時,中溫性微生物又成為優(yōu)勢種類。( 如果降溫階段來的早,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,以促進堆肥的腐熟。)
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,這時應將堆肥壓緊,造成厭氣狀態(tài),使有機質(zhì)礦化作用減弱,以利于保肥。
堆肥制作過程中,必要時應進行翻堆。一般在堆溫越過高峰開始降溫時進行,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。如濕度不足可補加一些水,促進堆肥均勻腐熟。
堆肥過程中的各種生物、微生物的死亡、更替及物質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)化都是同時進行的,上述分塊介紹是從不同角度對堆肥發(fā)酵原理進行了簡單介紹,無論是從熱力學、生物學還是物質(zhì)轉(zhuǎn)化角度,這些反應都不是幾天或十幾天這么短時間能夠完成的,這也是為什么即使各種溫度、濕度、水分、微生物等條件都控制的很好的前提下,堆肥仍要經(jīng)歷45-60天時間的原因。
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