有機肥的生產(chǎn)一般都要經(jīng)過堆肥發(fā)酵過程。 堆肥是在一定條件下，通過微生物的作用，使有機物不斷降解穩(wěn)定，生產(chǎn)出適合土地利用的產(chǎn)品的過程！

有許多報道稱，使用分解后的堆肥來準備苗床可以抑制土傳病害。 而在堆肥過程的高溫階段之后隨之而來的拮抗菌，可以使細菌數(shù)量達到很高的水平； 同時，微生物作用可在一定范圍內(nèi)降低重金屬的毒性作用。 由此可見，堆肥是一種簡單有效的生產(chǎn)生物有機肥的方法，有利于生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展！

我國大部分國產(chǎn)有機肥產(chǎn)品僅堆肥發(fā)酵15-20天，此類產(chǎn)品只能達到無害化標準。 優(yōu)質(zhì)有機肥堆肥發(fā)酵過程一般需要45-60天。

這是因為植物病原菌、蟲卵、雜草種子等有害微生物會在堆肥初期的升溫階段和高溫階段被殺死，但微生物在這個過程中的主要功能是新陳代謝和繁殖，僅少量的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物不穩(wěn)定，不易被植物吸收。

在后期的降溫過程中，微生物會對有機物進行腐殖化，在此過程中產(chǎn)生大量有利于植物生長和吸收的代謝產(chǎn)物。 這個過程需要 45-60 天。

通過這個過程堆肥可以達到三個目的，一是無害化； 二是謙卑； 三是大量的微生物代謝產(chǎn)物，如各種抗生素和蛋白質(zhì)物質(zhì)。

為什么堆肥會有這樣的效果呢？ 下面我們更詳細地介紹一下堆肥的原理。

有機肥發(fā)酵原理

1、堆肥過程中有機物的轉(zhuǎn)化

堆肥中的有機物在微生物的作用下發(fā)生復雜的轉(zhuǎn)化，可概括為兩個過程：

一是有機物的礦化過程，是將復雜的有機物分解成簡單的物質(zhì)，最后生成二氧化碳、水和礦質(zhì)養(yǎng)分；

另一個是有機物的腐殖化過程，即有機物分解并重新合成，產(chǎn)生更復雜的特殊有機物——腐殖質(zhì)。 這兩個過程同時進行，但方向相反。 在不同的條件下，每個過程的強度都有明顯的差異。

有機質(zhì)礦化

1、分解無氮有機物

葡萄糖在通風良好的條件下迅速分解，中間產(chǎn)物如酒精、乙酸、草酸等不易積聚，最終形成CO2和H2O，同時釋放出大??量熱能。

如果通風不良，在厭氧微生物的作用下，單糖的分解緩慢，產(chǎn)生的熱量少，還會積累一些中間產(chǎn)物——有機酸。 在微生物極端厭氧的情況下，還會產(chǎn)生CH4、H2等還原性物質(zhì)。

2、分解含氮有機物

堆肥中的含氮有機物包括蛋白質(zhì)、氨基酸、生物堿、腐殖質(zhì)等，除腐殖質(zhì)外，大部分易分解。

例如，蛋白質(zhì)在微生物分泌的蛋白酶的作用下，逐步降解產(chǎn)生各種氨基酸，再經(jīng)氨化作用和硝化作用分別形成銨鹽和硝酸鹽，可供植物吸收利用。

3、含磷有機物的轉(zhuǎn)化

堆肥中的含磷有機物，在各種腐生微生物的作用下，形成磷酸，成為植物可以吸收利用的養(yǎng)分。

4、含硫有機物的轉(zhuǎn)化

堆肥中的含硫有機物通過微生物的作用產(chǎn)生硫化氫。 硫化氫在厭氧環(huán)境中易積聚，對植物和微生物有毒害作用。

但在通風良好的條件下，硫化氫在硫磺菌的作用下被氧化成硫酸，與堆肥中的堿反應(yīng)生成硫酸鹽，既消除了硫化氫的毒害，又成為硫植物所能吸收的養(yǎng)分。 在堆肥發(fā)酵過程中，通過定期翻動措施可以提高堆肥的通氣性，消除抗硫化作用。

5. 脂質(zhì)和芳香有機物的轉(zhuǎn)化

單寧、樹脂等結(jié)構(gòu)復雜，分解緩慢，最終產(chǎn)物也是CO2和水； 木質(zhì)素是含有植物材料（如樹皮、木屑等）的堆肥中特別穩(wěn)定的有機化合物，其結(jié)構(gòu)復雜，含有芳香核。 ，并以聚合體形式存在于植物組織中，極難分解。

在通風良好的條件下，主要通過真菌和放線菌的作用緩慢分解，其芳香核可轉(zhuǎn)化為醌類化合物，是再合成腐殖質(zhì)的原料之一。 當然，這些物質(zhì)在一定條件下還會繼續(xù)分解。

有機物的腐殖化過程

關(guān)于腐殖質(zhì)的形成過程有多種學說，大致可分為兩個階段：

第一階段，有機殘渣分解形成構(gòu)成腐殖質(zhì)的原料，如多酚、含氮有機物（氨基酸、多肽等）；

第二階段，微生物分泌的多酚氧化酶首先將多酚類氧化成醌類，再將醌類與氨基酸或多肽縮合形成腐殖質(zhì)單體。 由于酚類、醌類、氨基酸類的種類很多，相互縮合的方式也不同，因此形成的腐殖質(zhì)單體也多種多樣。 在不同條件下，這些單體進一步縮合形成不同大小的分子。

4、堆肥發(fā)酵過程

堆肥實際上是一種廢物穩(wěn)定形式，但它需要特殊的濕度、通風條件和微生物才能產(chǎn)生合適的溫度。 一般認為這個溫度高于45℃，保持這個高溫可以滅活病原菌，殺死雜草種子。 合理堆肥后，殘留有機物分解率低，比較穩(wěn)定，易被植物吸收。 堆肥后氣味可大大減少。

堆肥過程主要是靠微生物的作用進行的，微生物是堆肥發(fā)酵的主體。 參與堆肥的微生物來源有兩個：一是有機垃圾中原有的大量微生物； 另一種是人工添加的微生物菌劑。 在一定條件下，這些細菌對某些有機廢棄物有很強的分解能力，具有活性強、繁殖快、分解有機物快的特點，可以加快堆肥反應(yīng)的進程，縮短堆肥反應(yīng)的時間。

參與堆肥過程的主要微生物種類是細菌、真菌和放線菌。 這三種微生物有嗜溫菌和嗜熱菌。

在堆肥過程中，微生物種群隨著溫度的變化交替變化如下：低溫和中溫細菌主要向中高溫細菌轉(zhuǎn)變，中高溫細菌主要向中低溫轉(zhuǎn)變溫度細菌。 隨著堆肥時間的延長，細菌逐漸減少，放線菌逐漸增多，霉菌和酵母菌在堆肥結(jié)束時顯著減少。

5、有機堆肥的發(fā)酵過程簡單分為4個階段

1.發(fā)熱階段

在堆肥初期，堆肥中的微生物以嗜溫好氧為主，最常見的有非孢子菌、孢子菌和霉菌。 它們啟動堆肥的發(fā)酵過程，劇烈分解易分解的有機物質(zhì)（如單糖、淀粉、蛋白質(zhì)等），這是發(fā)熱階段，或中溫階段。

2.高溫階段

隨著溫度的升高，嗜熱微生物逐漸取代嗜溫微生物并發(fā)揮主導作用，溫度不斷升高，一般在幾天內(nèi)達到50℃以上，進入高溫階段。 在高溫階段，嗜熱放線菌和嗜熱真菌成為主要物種。

它們強烈分解堆肥中復雜的有機物（如纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)等），積聚熱量，堆肥溫度升至60-70°C，甚至高達80°C！ 這對加速堆肥的成熟起著非常重要的作用。 堆肥不當?shù)亩逊手挥卸虝r間的高溫，或根本達不到高溫，所以分解很慢，半年或更長時間都不會達到半分解狀態(tài)。

3、冷卻階段

當溫度降至40℃以下時，嗜溫微生物再次成為優(yōu)勢種。 如果冷卻階段來得早，說明堆肥條件不理想，植物物質(zhì)分解不充分。 此時可翻堆，將堆料混合均勻，產(chǎn)生二次熱能升溫，促進堆肥成熟。

4、分解保肥階段

堆肥分解后，體積縮小，堆肥溫度下降到略高于氣溫。 此時應(yīng)將堆肥壓實，使其處于厭氧狀態(tài)，減弱有機質(zhì)礦化作用，以利于肥料保存。

研究表明，在一定溫度下加熱一段時間可以消滅病原體或討厭的生物。 通常在60-70°C（濕熱）的溫度下，加熱5-10分鐘。 能破壞非孢子菌的活性和孢子菌的非休眠體。 熱滅菌可采用70℃加熱30分鐘，消除污泥中的病原體。 然而，在較低的溫度（50-60°C）下，一些致病菌可以被滅活長達 60 天。 因此，在堆肥過程中需要將溫度保持在60℃以上一段時間。

在堆肥過程中，必要時應(yīng)翻動堆肥。 一般在堆溫過峰開始降溫時進行。 翻堆可以使內(nèi)外層分解溫度不同的物質(zhì)重新混合均勻。 若濕度不足，可加些水，促進堆肥均勻腐爛。

各種生物體和微生物在堆肥過程中的死亡、更替和物質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)化是同時進行的。 這些反應(yīng)不可能在這么短的幾天或十幾天的時間內(nèi)完成，這就是為什么即使各種溫度、濕度、水分、微生物等條件控制得很好的前提下，堆肥仍然需要的原因45-60天！

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