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1、堆肥基本流程堆肥过程主要包括原料的预处理、一次发酵和二次发酵后熟等步骤。第一、原料预处理一、水分与通气性调节保持堆制原料中适宜的含水量,是堆肥制作成功的首要条件。由于微生物大都缺乏保水机制,所以对水分极为敏感。当含水量在35%40%时,堆肥微生物的降解速率会显著下降,而当水分下降到30%以下时,堆肥降解过程基本停止。通常有机物吸水后会膨胀软化,有利于微生物分解;水分在堆肥中移动时,所带的菌体也会向四周移动和扩散,并使堆肥分解腐熟均匀。水中溶解的各种物质还可作为微生物营养,并为微生物的繁殖创造条件。堆肥原料水分太少,微生物活动受限制,影响堆肥腐熟速度;而水分过多,会堵塞堆肥物料间空隙,影响其通透
2、性,易形成厌氧状况,使得堆肥腐熟速度缓慢,并伴随臭气的产生。不同堆制原料具有不同的最适水分上限,并由这些原料物质的粒径和结构特性所决定。对于绝大多数堆肥混合物,推荐的含水量上限为65%。要计算出堆肥物料的最佳混合比例,首先必须了解不同物料的最大持水能力,然后根据设定的混合物最适水分含量,以调节碳氮比为前提,确定不同物料的比例。一般情况下,可以用不太精确的手抓挤压测试法来估测混合物料的湿度。以手抓堆肥混合物感觉比较潮湿,有渗水的情形,但还不至于明显滴水为宜。常用的堆肥原料水分调节方式主要有以下几种:1 .机械脱水采用机械挤压、离心等方法去除畜禽粪便等原料中多余的水分,以满足堆肥的要求)。2 .晾
3、晒脱水利用太阳能将畜禽粪便进行预晾晒。3 .添加干物料通过添加干燥的有机物料如草粉、碧糠粉、锯木屑、稻壳、者糠灰、切碎的干燥作物秸秆等吸水材料进行调节。堆肥材料的通气性常用堆肥材料的空隙率(气相比)作为判断指标。一般堆肥材料空隙率以大于30%为好。但在这一空隙率时材料的水分含量依家畜粪便种类以及用于水分调节的材料种类等不同而异。一般在堆肥开始时的水分:以稻糠等作为水分调节材料时,猪粪含水量以62%、牛粪以72%为宜;利用预干燥方式或利用风干堆肥进行水分调节时,鸡粪以52%、猪粪以55%、牛粪以68%为宜。未粉碎的稻壳吸水性较差,经过粉碎后不仅提高了吸水性,而且也易于消除材料中不利于植物生长发育
4、的有害成分。因此,生产中在利用稻壳作为水分和通气性调节材料时,应进行适当粉碎,以提高堆肥的品质。堆肥处理前进行水分含量调节,不仅具有改善通气性的作用,同时也具有调节容重的作用。相同的水分含量,容重(或比重)越小,堆肥过程中温度上升也就越快。在利用锯末和稻壳作为添加材料的情况下,容重值一般为每立方米400800千克。堆肥开始时,把堆肥材料的容重值调节到每立方米500千克左右比较适宜,在这种条件下堆肥材料的通气性非常好。二、碳氮比调节合理调节堆肥原料中的碳氮比,是加速堆肥腐熟,提高腐殖化系数的有效途径。碳素是堆肥过程中微生物的基本能量来源,也是构成微生物体细胞的基本材料。堆肥微生物在分解含碳有机物
5、的同时,利用部分氮素来构建自身细胞体,氮还是构成细胞中蛋白质、核酸、氨基酸、酶、辅酶的重要成分。一般情况下,微生物每消耗25克有机碳,需要吸收1克氮素,故微生物分解有机物较适宜的碳氮比为25左右。碳氮比过高,微生物生长繁殖所需的氮素数量会受到限制,造成堆肥中微生物繁殖速度低,有机物分解速度慢,发酵时间长;有机原料损失大,腐殖质化系数低;并且还会导致堆肥产品碳氮比高,施入土壤后易造成微生物与作物争夺氮素,从而影响作物苗期的正常生长发育。碳氮比过低,微生物生长繁殖所需的能量来源会受到限制,造成发酵温度上升缓慢,氮过量并以氨气的形式释放,堆肥物料中有机氮损失大,还会散发难闻的气味影响堆肥场的环境。常
6、见的农业固体有机废物含碳量一般在40%55%,但氮的含量变化却很大,因此碳氮比的变幅也较大。一般禾本科作物的碳氮比较高,稻草为5060,麦秸秆为6070;畜禽粪便碳氮比较低,为1030o为达到理想的堆肥有机物分解速度,通常将碳氮比较高的秸秆粉、蘑菇渣、醋糟、中药渣、酒糟等与碳氮比较低的畜禽粪便、饼粕等进行混合调整。在堆肥化过程中,由于微生物的作用,有近2/3的碳素会以二氧化碳的形式释放出来,剩余部分与氮素一起合成细胞生物体,所以堆肥化过程是一个碳氮比逐渐下降并趋于稳定的过程,腐熟堆肥的碳氮比一般为15左右。三、去除杂物及调整粒径以蘑菇渣、中药渣等为堆肥原料时,由于其中含有砖块、铁丝等非堆肥物质
7、,因此需要有分选前处理工艺。通过分选去除非堆肥物质,以减少发酵容积,消除因铁丝等金属物质绞入传送装置、翻堆搅拌装置对操作和设备的影响。第二、一次发酵一次发酵通常也称之为主发酵,其技术要点是掌握好堆肥温度的变化,并以此作为判断堆肥发酵是否成功的主要依据,具体发酵时间长短依物料性质不同而差异较大。一、物料混合根据堆肥配方设计,调整好堆肥主物料的水分含量、碳氮比和PH值后,用人工或机械方法将各种物料充分混合均匀。二、砌堆发酵将混匀的堆肥物料堆成垛状,一般条垛的底部宽度为3米,高度1.52.0米,长度视堆肥原料的数量和场地条件而定。可以排列成多条平行的条垛,条垛的断面形状通常为梯形或三角形。三、测定温
8、度温度是堆肥过程中的关键指标。测定堆肥温度最好采用指针式金属温度计,也可以用带有金属保护套的长杆IO(TC水银或酒精温度计来测定。测温点为肥堆中距表层2530厘米深处,温度计插入肥堆后510分钟读数,每个肥堆至少在不同位置测定5个点,并计算平均温度,同时记录天气情况和气温(图3-9)。从物料砌堆后第2天开始,每天上午10时连续测定,并把温度绘成曲线,如最高堆温达50以上,并连续维持57天,则符合无害化标准。堆肥共分4个阶段,即升温阶段、高温阶段、降温阶段和腐熟阶段。阶段升温Zf1n降温腐熟物质变化温度热量微生物蛋白质、糖类、淀粉等易分解物质迅常温50速分解中温好气性微生产热增加物为主(芽胞细菌
9、、霉菌)复杂化合物(纤维素等)强烈分解,腐殖质产生难分解的木质素和新形成的瞰1质共存50oC产热继续增加好热性的高温性微生物产热减少中温性微生物碳氮比为1020,腐殖质含量显著稍高于气温产热明显减少增加四、翻堆翻堆的目的是增加通氧、加快原料中的水分散失、使原料混合均匀和降温。堆肥发酵一般在中层,表层通风好、物料较干,不利于发酵;底层由于供氧不足,微生物代谢不旺盛,也不利于发酵。通过翻堆可以达到混料和充氧的目的,使堆肥发酵均匀。翻堆也可防止局部堆体温度过高而导致腐熟菌种失活。第三、二次发酵经过主发酵(一次发酵)的半成品被送到二次发酵场所,将一次发酵过程中尚未分解的易分解有机物和较难分解的有机物进
10、一步转化,使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物,以获得完全腐熟的堆肥制品,该过程又称后发酵或后熟。一般堆成23米高的堆垛进行二次发酵并腐熟,此时要注意防止雨水流入。当堆肥温度稳定后,堆体进入后熟阶段,通常每周翻堆1次,二次发酵时间一般为2030天。第四节堆肥加工一、粉碎过筛经过二次发酵后的物料会变得比较细碎,体积减小。然而,在堆肥原料预分选工序时没有去除的小块塑料布、玻璃、陶瓷、金属、小石头、砖块等杂物依然存在。因此,需要通过分选工序,去除杂物。然后再根据需要对物料进行粉碎和过筛处理。过筛后即获得腐熟的粉状有机肥产品。筛选后剩余的大颗粒未完全腐熟物料,可以作为微生物接种剂重新加入新鲜的堆肥
11、原料中,以提高堆肥升温速度。二、质量检测(一)腐熟度检测堆肥的腐熟度是指堆肥中植物毒害性物质的减量化、病原菌的消除和有机物的稳定程度。通常情况下,腐熟的堆肥其表观特征为:堆肥后期温度自然降低不再上升;腐熟的堆肥不但无臭味还含有湿润的泥土气息;腐熟的堆肥不会吸引蚊蝇;由于真菌的生长,堆肥表面有白色或者灰白色菌丝附着;堆肥产品呈现疏松的团粒结构;从颜色上看腐熟堆肥因原料的不同呈棕褐色、褐色或黑色,肉眼看上去质地比较均匀。堆肥腐熟度常用检测方法如下:1堆肥温度变化判断法堆肥过程中,微生物分解有机物质产生的热量使堆肥内部温度升高,高温阶段可达6070C甚至80,随后堆肥温度逐渐下降。在经过翻堆搅拌后温
12、度将再次上升,然后再下降。经过几次搅拌及温度反复上升和下降后,堆肥物料中相对易分解的有机物质逐渐消失,以后即使再搅拌温度也不再上升。2.色卡法随着堆肥时间的延长,堆肥中有机物料形成的腐殖质含量增加,使其浸提液的颜色加深,故也可用比色卡来指示堆肥的腐熟度。种子发芽法对含盐浓度高的堆肥提取液(如鸡粪堆肥),由于高浓度盐分也影响种子发芽,所以在实际应用中要注意与其他检测方法相对照,以便综合判断。(二)养分含量检测堆肥结束后过筛的粉状成品,有机质含量必须达到45%以上(以烘干基计),氮、磷、钾总养分在5%以上(以烘干基计),水分含量控制在30%以下,PH值5.59.0。三、产品包装堆制腐熟后的粉状有机
13、肥,经质量检测符合要求后,即可进行包装。也可根据市场用户需求,再进行造粒加工后包装。包装后的成品还要进行抽检,合格后方能入库。四、堆肥产品造粒过筛后的腐熟堆肥一般呈疏松粉状,容重小、体积大,贮存、运输和施用都十分不方便。因此,在一定的压力下,风干堆肥被压缩成柱状颗粒,可以减少堆肥体积至40%60%,方便贮存、运输和机械施用。同时由于运输成本降低也有利于在较大范围内流通。堆肥常用的造粒方法是平磨挤压造粒。平磨由一个带许多小孔的圆盘和一个碾压轮组成。投入的堆肥在碾压轮的碾压下被挤入圆盘的小孔,然后在小孔的另一面露出。露出一定长度后,就被圆盘下方按一定速度旋转的切刀剪下。切刀旋转速度越慢,颗粒的长度就越长。颗粒的直径则是由圆盘上的孔径决定的。要想改变颗粒的大小,可以通过更换不同孔径的圆盘和改变切刀的旋转速度来实现,通常粒径有4毫米、6毫米、8毫米。