有機堆肥發(fā)酵原理

1、有機肥料發(fā)酵原理有機肥料發(fā)酵原理一、堆肥過程中有機質的轉化一、堆肥過程中有機質的轉化堆肥中的有機質在微生物作用下進行復雜的轉化，這種轉化可歸納為兩個過程：一個是有機質的礦質化過程，即把復雜的有機質分解成為簡單的物質，最后生成二氧化碳、水和礦質養(yǎng)分等；另一個是有機質的腐殖化過程，即有機質經(jīng)分解再合成，生成更復雜的特殊有機質腐殖質。兩個過程是同時進行的，但方向相反，在不同條件下，各自進行的強度有明顯的差別。1.有機質的礦化作用⑴不含氮有機物

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)物有機酸。在極嫌氣微生物條件下，還會生成CH4、H2等還原態(tài)物質。⑵含氮有機物的分解堆肥中的含氮有機物包括蛋白質、氨基酸、生物堿、腐殖質等。除腐殖質外，大部分容易被

3、分解。例如蛋白質，在微生物分泌的蛋白酶作用下，逐級降解，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含磷有機物的轉化堆肥中的含磷有機化合物，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含硫有機物的轉化堆肥中含硫有機物，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，對植物和微生物會發(fā)生毒害。但在通氣良好的條件下，硫化氫在硫細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，使硫酸轉變?yōu)镠2S散失，并對植物產(chǎn)生毒害。堆肥發(fā)酵過程中，可以通過定時翻倒措施改善堆肥的通氣性，就能消除反硫化作用。⑸脂類及芳香類有機物的轉化單寧、樹脂等結構復雜，分解較慢，其最終產(chǎn)物也是CO2和水；木質素是含植物性原料（如樹皮、木屑等）堆肥中特別穩(wěn)定的有機化合物，它結構復雜，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，主要通過真菌、放線菌的作用，緩慢地進行分解，其芳香核可變?yōu)轷突衔?，它是再合成腐殖質的原料之一。當然，這些物質在一定條件下，還會繼續(xù)被分解的。綜上所述，堆肥有機質的礦質化，可為作物和微生物提供速效養(yǎng)分，為微生物活動提供能源，并為堆肥有機質的腐殖化準備基本原料。堆肥以好氣性微生物活動為主時，有機質迅速礦化生成較多的二氧化碳、水及其它養(yǎng)分物質，分解速度快而徹底，并放出大量熱能；以嫌氣性微生物活動為主時，有機質的分解速度慢，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，尚易積累有機酸及CH4、H2S、PH3、H2等還原性物質，當其達到一定程度時，則對作物生長不利甚至有害。因此堆肥發(fā)酵期間的翻倒也是為了轉換微生物活動類型，以消除有害物質。2.有機質的腐殖化過程關于腐殖質的形成過程有很多種說法，概括起來大體可分為兩個階段：第一階段，有機殘體分解形成組成腐殖質分子的原始材料，如多元酚、含氮有機物（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（如纖維素、半纖維素、果膠物質等）進行強烈分解，熱量積累，堆肥溫度上升至6070℃，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?/p>

8、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、果膠物質大部分已被分解，剩下很難分解的復雜成分（如木質素）和新形成的腐殖質，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。

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，這時應將堆肥壓緊，造成厭氣狀態(tài)，使有機質礦化作用減弱，以利于保肥。簡而言之，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。許多堆肥用的基質攜帶人類、動植物的病原體，以及令人討厭的生物如雜草種子。在堆肥過程中，通過短時間的持續(xù)升溫，可以有效地控制

10、這些生物的生長。因此，高溫堆肥的一個主要優(yōu)勢就是能夠使人和動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胞死亡，而細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。在一個很小的溫度范圍內(nèi)酶的活性部分將迅速降低。如沒有酶的作用，細胞就會失去功能，然后死亡。只有少數(shù)幾種酶能夠經(jīng)受住長時間的高溫。因此，微生物對熱失活非常敏感。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

11、體。通常在6070℃（濕熱）的溫度下，加熱510min?？梢云茐姆茄挎呒毦脱挎呒毦姆切菝唧w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達60d。因此堆肥過程中保持60℃以上溫度一段時間是必須的。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。