牛糞堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥的方法
合格的牛糞有機(jī)肥堆肥發(fā)酵過程一般需要45-60天,因為在堆肥發(fā)酵初期的加熱階段和高溫階段,會殺死植物病原菌、蟲卵、雜草種子等有害微生物。然而,在這個過程中,微生物的主要作用是代謝和繁殖,只產(chǎn)生少量的代謝物,而且這些代謝物不穩(wěn)定,不易被植物吸收。在冷卻后期,微生物將有機(jī)質(zhì)腐殖化,產(chǎn)生大量有利于植物生長和吸收的代謝物,需要45-60天。
經(jīng)此過程的牛糞堆肥有機(jī)肥發(fā)酵后可以達(dá)到三個目的,一是無害化;二是腐殖質(zhì)化;三是產(chǎn)生大量微生物代謝產(chǎn)物如各種抗生素、蛋白類物質(zhì)等。
牛糞堆肥發(fā)酵過程可分為四個階段:
牛糞堆肥的發(fā)熱階段
在堆肥初期,堆肥發(fā)酵過程中的微生物主要為中溫菌和好氧菌,常見的有無芽孢菌、芽孢菌和霉菌。它們啟動堆肥的發(fā)酵過程,在有氧條件下大力分解易分解的有機(jī)物(如單糖、淀粉、蛋白質(zhì)等),產(chǎn)生大量熱量,并不斷提高牛糞堆肥的發(fā)酵溫度,從20℃左右提高到40℃,即加熱階段或中溫階段。
牛糞堆肥的高溫階段
隨著溫度的升高,嗜熱微生物逐漸取代中溫微生物,起主導(dǎo)作用。氣溫持續(xù)上升,一般幾天內(nèi)達(dá)到50℃以上,進(jìn)入高溫階段。
在高溫階段,嗜熱放線菌和嗜熱真菌成為主要種類。它們強(qiáng)烈分解復(fù)雜的有機(jī)物(如纖維素、半纖維素、果膠等)并蓄熱。牛糞堆肥發(fā)酵溫度可達(dá)60~70℃,最高可達(dá)80℃。
大多數(shù)高溫微生物死亡或進(jìn)入休眠期(超過20天),這對加速堆肥腐熟起到了重要作用。不當(dāng)堆肥的高溫期佷短,或根本達(dá)不到高溫,堆肥速度慢,半年以上達(dá)不到半成熟狀態(tài)。
牛糞堆肥的降溫階段
高溫階段持續(xù)一定時間后,纖維素、半纖維素和果膠大部分被分解,剩余的復(fù)合組分(如木質(zhì)素)和新腐殖質(zhì)難以分解。微生物活性減弱,溫度逐漸降低。當(dāng)溫度降至40℃以下時,中溫微生物成為優(yōu)勢種。
如果冷卻階段提前到來,說明堆放條件不夠理想,植物材料分解不夠充分。這時,可以翻堆堆肥,將堆肥材料充分混合,產(chǎn)生二次升溫,從而促進(jìn)牛糞堆肥的成熟。
牛糞堆肥的腐熟保肥階段
堆肥腐熟后,體積縮小,堆溫下降至稍高于氣溫,這時應(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。
牛糞堆肥發(fā)酵實(shí)際就是廢棄物穩(wěn)定化的一種形式,但它需要特殊的濕度、通氣條件和微生物以產(chǎn)生適宜的溫度。研究表明,在一定溫度下加熱一段時間可以破壞病原體、雜草種子。通常在60-70℃(濕熱)的溫度下,加熱5-10min(分鐘)。可以破壞非芽孢細(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(分鐘)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(dá)60d。因此堆肥過程中保持60℃以上溫度一段時間是必需的。在合理的堆肥發(fā)酵后殘留的有機(jī)物分解率較低、相對穩(wěn)定并易于被植物吸收,牛糞有機(jī)肥堆肥發(fā)酵后臭味可以大大降低。
堆肥有機(jī)質(zhì)礦化可以為作物和微生物提供養(yǎng)分,為微生物活動提供能量,為堆肥有機(jī)質(zhì)腐殖化提供基礎(chǔ)原料。
在牛糞堆肥發(fā)酵過程中,以好氧微生物為主要活性時,有機(jī)物礦化產(chǎn)生更多的二氧化碳、水等營養(yǎng)物質(zhì),分解快,脫底,釋放大量熱能;以厭氧微生物為主要活性時,有機(jī)物分解慢,而且不去底,釋放的熱能較少,其分解產(chǎn)物除植物養(yǎng)分外,還易積累有機(jī)酸和C,當(dāng)還原性物質(zhì)H4、H2S、PH3、H2達(dá)到一定程度時,對作物生長有害。
因此,在堆肥發(fā)酵過程中,周轉(zhuǎn)也是改變微生物活性的類型,以消除有害物質(zhì)。
在牛糞堆肥過程中,各種生物和微生物的死亡、置換和轉(zhuǎn)化是同時進(jìn)行的。無論從熱力學(xué)、生物學(xué)還是物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度來看,這些反應(yīng)都不可能在幾天或更長的時間內(nèi)完成,這就是為什么各種溫度、濕度、水分、微生物等條件都可以得到控制的原因,因此,牛糞堆肥的發(fā)酵過程還需要45-60天。