优质的有机肥是怎么生产出来的？

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任何一种合格优质的有机肥料的生产都必须经过堆肥发酵过程。堆肥是在一定条件下通过微生物的作用，使有机物不断被降解和稳定，并产出一种适宜于土地利用的产品的过程。堆肥这种古老而简便的处理有机废弃物和制造肥料的方法，随着研究的深入和方法的改进，其应用很受各个国家的重视，因为它有很好的生态意义，也为农业生产带来效益。有许多报道指出，用腐熟堆肥制备种子苗床能抑制土传病害。并且在堆肥过程的高温阶段过后接踵而来的拮抗性细菌，可使菌数达到很高水平；堆肥过程中各有机物在微生物作用下，达到不易分解、稳定、作物易吸收状态；同时微生物作用在一定范围内减少重金属毒害作用。可见，堆肥是制造生物有机肥的简便而有效的方法，有益于生态农业的发展。

我国国内大多数有机肥料产品只堆肥发酵15-20天，这样的产品只能达到无害化标准。而优质的有机肥料堆肥发酵过程一般需要45-60天的时间。这是因为在堆肥前期的升温阶段以及高温阶段会杀死植物致病病原菌、虫卵、杂草籽等有害微生物，但此过程中微生物的主要作用是新陈代谢、繁殖，而只产生很少量的代谢产物，并且这些代谢产物不稳定也不易被植物吸收。到后期的降温期，微生物才会进行有机物的腐殖质化，并在此过程中产生大量有益于植物生长吸收的代谢产物，这个过程需要45-60天。经此过程的堆肥可以达到三个目的，一是无害化；二是腐殖质化；三是大量微生物代谢产物如各种抗生素、蛋白类物质等。堆肥为什么产生这样的效果呢？下面我们对堆肥原理进行比较详尽的介绍。

一、有机肥发酵原理

1、堆肥过程中有机质的转化

堆肥中的有机质在微生物作用下进行复杂的转化，这种转化可归纳为两个过程：一个是有机质的矿质化过程，即把复杂的有机质分解成为简单的物质，最后生成二氧化碳、水和矿质养分等；另一个是有机质的腐殖化过程，即有机质经分解再合成，生成更复杂的特殊有机质-腐殖质。两个过程是同时进行的，但方向相反，在不同条件下，各自进行的强度有明显的差别。

2、有机质的矿化作用

（1）不含氮有机物的分解多糖化合物（淀粉、纤维素、半纤维素）首先在微生物分泌的水解酶的作用下，水解成单糖。葡萄糖在通气良好的条件下分解迅速，酒精、醋酸、草酸等中间产物不易积累，最终形成CO2和H2O，同时放出大量热能。如果通气不良，在嫌气微生物作用下，单糖分解缓慢，产生热量少，并积累一些中间产物-有机酸。在极嫌气微生物条件下，还会生成CH4、H2等还原态物质。

（2）含氮有机物的分解堆肥中的含氮有机物包括蛋白质、氨基酸、生物碱、腐殖质等。除腐殖质外，大部分容易被分解。例如蛋白质，在微生物分泌的蛋白酶作用下，逐级降解，产生各种氨基酸，再经氨化作用、硝化作用而分别形成铵盐、硝酸盐，可以被植物吸收利用。

（3）含磷有机物的转化堆肥中的含磷有机化合物，在多种腐生性微生物的作用下，形成磷酸，成为植物能够吸收利用的养分。

（4）含硫有机物的转化堆肥中含硫有机物，经微生物的作用生成硫化氢。硫化氢在嫌气环境中易积累，对植物和微生物会发生毒害。但在通气良好的条件下，硫化氢在硫细菌的作用下氧化成硫酸，并和堆肥中的盐基作用形成硫酸盐，不仅消除了硫化氢的毒害，并成为植物能吸收的硫素养料。在通气不良的情况下，发生反硫化作用，使硫酸转变为H2S散失，并对植物产生毒害。堆肥发酵过程中，可以通过定时翻倒措施改善堆肥的通气性，就能消除反硫化作用。

（5）脂类及芳香类有机物的转化单宁、树脂等结构复杂，分解较慢，其最终产物也是CO2和水；木质素是含植物性原料（如树皮、木屑等）堆肥中特别稳定的有机化合物，它结构复杂，含芳香核，并以多聚形式存在于植物组织中，极难分解。在通气良好的条件下，主要通过真菌、放线菌的作用，缓慢地进行分解，其芳香核可变为醌型化合物，它是再合成腐殖质的原料之一。当然，这些物质在一定条件下，还会继续被分解的。

综上所述，堆肥有机质的矿质化，可为作物和微生物提供速效养分，为微生物活动提供能源，并为堆肥有机质的腐殖化准备基本原料。堆肥以好气性微生物活动为主时，有机质迅速矿化生成较多的二氧化碳、水及其它养分物质，分解速度快而彻底，并放出大量热能；以嫌气性微生物活动为主时，有机质的分解速度慢，且往往不彻底，释放热能少，其分解产物除植物养分外，尚易积累有机酸及CH4、H2S、PH3、H2等还原性物质，当其达到一定程度时，则对作物生长不利甚至有害。因此堆肥发酵期间的翻倒也是为了转换微生物活动类型，以消除有害物质。

3、有机质的腐殖化过程

关于腐殖质的形成过程有很多种说法，概括起来大体可分为两个阶段：第一阶段，有机残体分解形成组成腐殖质分子的原始材料，如多元酚、含氮有机物（氨基酸、肽等）等；第二阶段，先由微生物分泌的多酚氧化酶将多酚氧化成醌，然后醌与氨基酸或肽缩合而成腐殖质单体。由于酚、醌、氨基酸种类很多，相互缩合的方式也不尽相同，因而形成的腐殖质单体也就多种多样。在不同条件下，这些单体又进一步缩合形成大小不等的分子。

二、堆肥发酵工艺

堆肥实际就是废弃物稳定化的一种形式，但它需要特殊的湿度、通气条件和微生物以产生适宜的温度。一般认为这个温度要高于45，保持这种高温可以使病原菌失活，并杀死杂草种子。在合理堆肥后残留的有机物分解率较低、相对稳定并易于被植物吸收。堆肥后臭味可以大大降低。堆肥过程有许多不同种类的微生物参与。由于原料和条件的变化，各种微生物的数量也在不断发生变化，所以堆肥过程中没有任何微生物始终占据主导地位。每一个环境都有其特定的微生物菌群，微生物的多样性使得堆肥在外部条件出现变化的情况下仍可避免系统崩溃。

堆肥过程主要靠微生物的作用进行，微生物是堆肥发酵的主体。参与堆肥的微生物有两个来源：一是有机废弃物里面原有的大量微生物；另一是人工加入的微生物接种剂。这些菌种在一定条件下对某些有机废物具有较强的分解能力，具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点，能加速堆肥反应的进程，缩短堆肥反应的时间。

堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。好氧堆肥是在有氧情况下的有机物料分解过程，其代谢产物主要是二氧化碳、水和热；厌氧堆肥是在无氧条件下有机物料的分解过程，厌氧分解最后的代谢产物是甲烷、二氧化碳和许多低分子量的中间产物，如有机酸等。参与堆肥过程的主要微生物种类是细菌、真菌以及放线菌。这3种微生物都有中温菌和高温菌。堆肥过程中微生物的种群随温度的变化发生如下的交替变化：低、中温菌群为主转变为中高温菌群为主，中高温菌群为主转化为中低温菌群。随着堆肥时间的延长，细菌逐渐减少，放线菌逐渐增多，霉菌和酵母菌在堆肥的末期显着减少。

三、有机堆肥的发酵过程简单可分为以下4各阶段

1、发热阶段堆肥制作初期，堆肥中的微生物以中温、好气性的种类为主，最常见的是无芽孢细菌、芽孢细菌和霉菌。它们启动堆肥的发酵过程，在好气性条件下旺盛分解易分解有机物质（如简单糖类、淀粉、蛋白质等），产生大量的热，不断提高堆肥温度，从20左右上升至40，称为发热阶段，或中温阶段。

2、高温阶段随着温度的提高，好热性的微生物逐渐取代中温性的种类而起主导作用，温度持续上升，一般在几天之内即达50以上，进入高温阶段。在高温阶段，好热放线菌和好热真菌成为主要种类。它们对堆肥中复杂的有机物质（如纤维素、半纤维素、果胶物质等）进行强烈分解，热量积累，堆肥温度上升至60-70，甚至可高达80。随即大多数好热性微生物也大量死亡或进入休眠状态（20d以上），这对加快堆肥的腐熟有很重要的作用。堆肥不当的堆肥，只有很短的高温期，或者根本达不到高温，因而腐熟很慢，在半年或者更长时期内还达不到半腐熟状态。

3、降温阶段当高温阶段持续一定时间后，纤维素、半纤维素、果胶物质大部分已被分解，剩下很难分解的复杂成分（如木质素）和新形成的腐殖质，微生物的活动减弱，温度逐渐下降。当温度下降到40以下时，中温性微生物又成为优势种类。如果降温阶段来的早，表明堆制条件不够理想，植物性物质分解不充分。这时可以翻堆，将堆积材料拌匀，使之产生第二次发热、升温，以促进堆肥的腐熟。

4、腐熟保肥阶段堆肥腐熟后，体积缩小，堆温下降至稍高于气温，这时应将堆肥压紧，造成厌气状态，使有机质矿化作用减弱，以利于保肥。简而言之，有机堆肥的发酵过程实际上就是各种微生物新陈代谢、繁殖的过程。微生物的新陈代谢过程即有机物分解的过程。有机物分解必然会产生能量，这些能量推动了堆肥化进程，使温度升高，同时还可干燥湿基质。许多堆肥用的基质携带人类、动植物的病原体，以及令人讨厌的生物如杂草种子。在堆肥过程中，通过短时间的持续升温，可以有效地控制这些生物的生长。

因此，高温堆肥的一个主要优势就是能够使人和动植物病原体以及种子失活。病原体以及种子失活是由于其细胞死亡，而细胞的死亡很大程度上基于酶的热失活。在适宜的温度下，酶的失活是可逆的，但在高温下是不可逆的。在一个很小的温度范围内酶的活性部分将迅速降低。如没有酶的作用，细胞就会失去功能，然后死亡。只有少数几种酶能够经受住长时间的高温。因此，微生物对热失活非常敏感。

研究表明，在一定温度下加热一段时间可以破坏病原体或者是令人讨厌的生物体。通常在60-70（湿热）的温度下，加热5-10min。可以破坏非芽孢细菌和芽孢细菌的非休眠体的活性。利用加热灭菌，在70条件下加热30min可以消灭污泥中的病原体。但在较低温度下（50-60），一些病原菌的灭活则可长达60d。因此堆肥过程中保持60以上温度一段时间是必须的。堆肥制作过程中，必要时应进行翻堆。一般在堆温越过高峰开始降温时进行，翻堆可以使内层外层分解温度不同的物质重新混合均匀。如湿度不足可补加一些水，促进堆肥均匀腐熟。堆肥过程中的各种生物、微生物的死亡、更替及物质形态转化都是同时进行的，上述分块介绍是从不同角度对堆肥发酵原理进行了简单介绍，无论是从热力学、生物学还是物质转化角度，这些反应都不是几天或十几天这么短时间能够完成的，这也是为什么即使各种温度、湿度、水分、微生物等条件都控制的很好的前提下，堆肥仍要经历45-60天时间的原因。

制造生物有机肥的过程

（一） 微生物发酵基菌种混合物的制作

制造生物有机肥，就要用生物发酵基作菌种，我们在这儿采用的是益富农粪便腐熟剂。为了将益富农粪便腐熟剂里的固氮菌、解钾菌、解磷菌、酵母菌、放线菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等10余种有益微生物菌种，更加均匀的与鸡粪接触，一般将一袋益富农堆肥腐熟剂平均分成五个等份，在每一份益富农粪便腐熟剂中，加入1-1.6千克左右的麦麸或豆粕等辅料，充分混合均匀，我们把它叫做菌种混合物。这样每份菌种混合物可以发酵200千克左右鸡粪。

（二） 两种制造方法：

畜禽粪便生物有机肥的制造，可以分为静态加工和动态加工两种方法。

1、静态加工制造生物有机肥的技术：

静态加工生物有机肥，是在田间地头由农民自制生物有机肥，它方法简单，便于操作，投资少，适用于小型养殖专业户操作。

（1）、鸡粪和辅料的准备

选择一块地面平坦、没有积水、30平方米左右的空地，将鸡粪和辅料分开堆放。

为了便于菌种混合物能均匀地和鸡粪混合，我们将1000千克鸡粪，也平均分成五个等份。每个等份约200千克左右。

一般以颗粒状或粉状的麦麸、花生壳粉等为主要辅料，如采用玉米秸秆、棉花桔杆等做辅料，则要先将它们切成5-10厘米的长度，过长会使搅拌不方便。加入辅料的目的是调节鸡粪的含水量和碳氮比，增加发酵物的透气性。

（2）、建造发酵平台

鸡粪和辅料准备好后，要根据环境和农户实际情况，建造发酵平台。

建发酵平台时要选择向阳、平整、地势较高、避开风口，便于操作的地方。先挖若干条平行的通风沟，沟宽30厘米，深30厘米，沟梁宽20厘米。将树枝、竹条、秸秆等横铺在沟梁上，形成一个底部透气的发酵平台，这样便于通风供氧。因为益富农粪便腐熟剂里面的有益生物菌群属于好氧菌种，只有在氧气充足情况下才能将发酵物更好地腐熟。

发酵平台建好了，下面我们就可以进行静态加工生物有机肥的制造了。

（3）、操作步骤

取一份菌种的混合物均匀地撒在准备好的鸡粪上，搅拌均匀。搅拌过程中要将鸡粪的含水量调到60%左右，即抓一把鸡粪在手里，握紧成团，指缝间可见水但不滴水。松开手，轻轻一碰就散开了，这样的含水量就可以了。如果含水量太高，要在鸡粪上撒入麦麸、玉米秸秆等辅料来降低鸡粪的含水量；如含水量太低，应添加新鲜的鸡粪或撒些水。将搅拌好的鸡粪堆积在发酵平台上。

用同样的方法处理另外四堆鸡粪，全部堆在一起。这时高度约1-1.2米，长和宽均为1.5-2米见方，堆肥的体积一般在1.5立方米。

（4）、发酵过程的管理

在发酵过程中，对温度的控制非常重要。温度过低，达不到腐熟的标准；温度过高，堆肥的养分容易损失。堆肥内的温度是从外表向内30厘米以里为准。因此，测量温度用的温度计，它的金属杆要长于30厘米，在测量时，要插入堆肥内30厘米以上，才能正确的反映堆肥的发酵温度。

发酵温度和时间的要求：

堆肥结束后，鸡粪就进入第一次发酵阶段。它会自动升温到55℃以上，维持5到7天，这时就能杀死大部分寄生虫卵和有害菌，达到无害化处理标准。过3天左右翻一次堆，这有利于透气、散热、腐熟均匀。

发酵7-10天后，温度自然降到50℃以下，由于在第一次发酵过程中有些菌种会因高温失去活性，需要第二次发酵时。再次加入5-8千克的菌种混合物，搅拌均匀。这时次将水分控制在50%左右。如抓一把鸡粪在手里，握紧成团，手心潮湿，指缝间无水渗出，说明水分合适。

第二次发酵的温度要控制在50℃以下，经过10-20天，堆肥内温度就下降到40℃以下了，这就达到了腐熟标准。

（5）、发酵过程中应注意的事项

用静态方法制造生物有机肥的过程中，应注意：

在发酵物表面覆盖一层10厘米左右的细碎秸秆或撒一层过磷酸钙，可以减少氨气的蒸发，避免养分的损失。

发酵过程中若遇大风，顶部要覆盖秸秆等透气物，以减少水分的蒸发和温度的散失。

畜禽粪便存放时间过长或厩肥中秸秆、杂草较多，粪便较少，可适当加些菜籽粕、尿素或者新鲜鸡粪，增加氮的含量，调高碳氮比，加快发酵速度，提高肥料质量。

堆肥的pH值应控制在5.5-8.5，如果堆肥pH值低于5.5，就是过于偏酸性了，可适当添加生石灰进行调节。

应尽量避免在梅雨季节，露天制造生物有机肥，以免水分太高。

如堆肥发酵过程中出现水分偏高，透气性差，可在发酵堆的中间插几根秸秆帮助透气。

当生物有机肥的颜色变为深褐色或黄褐色，堆肥内部的有机肥表面附有大量的白色菌丝，无生鸡粪、无蛆虫、无臭味，并带有轻微的氨味，这时用静态方式制造的生物有机肥已达到腐熟标准。就可以直接在田地作基肥或追肥使用了。

以上介绍的是用鸡粪小规模静态加工制造生产生物有机肥方法，农户可以根据不同粪源，场地大小和对肥料的需求量，应地制宜，来合理地安排生产。

2、 动态加工制造生物有机肥技术：

动态加工制造生物有机肥技术主要适用大、中型养殖企业处理畜禽粪便。它运用先进的工艺和设备对鸡粪进行快速处理，使之快速升温、快速发酵腐熟，制造出高效生物有机肥。 益富农免费指导

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