如何将畜禽粪便进行发酵以制作有机肥料?在我国,农村地区的畜牧业发展迅猛,其产值已占据了农业总产值的34%。伴随着畜禽数量的不断攀升,畜禽粪便的产量也在急剧增长。
多数有机肥料产品经过15至20天的堆肥发酵,此类产品仅能满足无害化要求。然而,高品质的有机肥料堆肥发酵通常需耗时45至60天。这主要是因为在堆肥的早期升温期和高温期,能够有效消灭植物病原菌、虫卵以及杂草籽等有害微生物,然而,在这一过程中,微生物的主要职能是进行新陈代谢和繁殖活动,所生成的代谢产物数量极为有限,而且这些产物不稳定,且不易被植物所吸收。
在降温期的后期,微生物开始进行有机物的腐殖质化作用,并在这一过程中制造出大量对植物生长和吸收有益的代谢产物,这一过程大约需要45至60天。经过这一过程的堆肥可以实现三个目标:首先,实现无害化处理;其次,完成腐殖质化;最后,产生大量微生物代谢产物,包括各种抗生素和蛋白类物质等。
一、堆肥的分类
茎秆、绿肥、杂草等植物材料与土壤、人粪尿、垃圾等物质混合堆积,通过好氧微生物的分解作用,转化成肥料。这种肥料常作为基肥使用,用量较多,能够供给作物所需营养元素,并改善土壤的性质,特别是对砂质土、粘质土和盐碱土的改良效果尤为显著。
堆肥的制作方式根据原料的类别,可分为高温堆肥和常规堆肥两种。高温堆肥主要采用纤维含量较高的植物材料作为原料,在通风的环境中堆制发酵,能够产生大量的热量,堆体内部的温度可达到50-60℃,因此腐熟速度较快,堆制过程也较为迅速,同时养分含量较高。
在高温发酵阶段,可以有效消灭其中的病原菌、虫卵以及杂草种子。通常情况下,普通的堆肥会混合较多的土壤,导致发酵温度不高,腐熟的速度较慢,堆肥的制作周期也相应延长。在此过程中,养分的化学成分会发生改变,碳氮比例下降,使得植物能够直接吸收的矿物质营养成分有所增加,同时还会形成腐殖质。
高温堆肥的制作需选在背风朝阳且靠近水源的地方,按照秸秆、粪尿、动植物残骸以及污泥等物质的特定比例,加入含有高温分解细菌的粪便(例如骡马粪便或其提取液)或是已经发酵成熟的堆肥,然后进行堆积处理。堆肥内部的温度控制在约60摄氏度,整个过程大约持续半个月,这样做可以有效地灭杀堆肥中的各种病原菌、寄生虫卵以及杂草种子,使得蛔虫卵的死亡率达到95%至100%,在粪堆周边找不到任何活着的蛆虫、幼虫或新羽化的苍蝇。
普遍采用的堆肥方法是在无氧环境中进行有机肥发酵技术,通常采取半地下式堆肥方式,即挖掘一个长方形的坑,将秸秆、粪便、动植物氮源以及土壤等有机物料分层堆放,形成类似馒头的形状,然后压实并密封。经过一个月后,进行翻倒处理,将分解不完全的部分放置在底部,并再次用土密封。在夏秋季节,大约需要1至2个月,而在冬季则需要3至4个月的时间,堆肥才能充分腐熟。这种堆肥方法虽然操作简便,但所需时间较长,且腐熟程度不够均匀。
二、堆肥腐熟良好的条件
维持适宜的湿度,是推动微生物活跃和堆肥腐熟的关键因素。通常情况下,堆肥原料的最大持水量应控制在60%至75%之间较为适宜。
保持堆肥内空气流通,确保有适宜的氧气环境,这有助于好氧微生物的生长和活跃,进而推动有机质的分解。特别是在进行高温堆肥处理时,特别要留意堆肥的松紧度,确保其能够良好通气。
维持一个中性或略带碱性的环境,可以适当添加石灰或石灰质土壤,以此来平衡和调整土壤的酸碱度,进而有利于微生物的生长和活跃。
微生物在分解有机质时,其碳氮比通常维持在25比1。豆科绿肥的碳氮比介于15至25比1之间,杂草的碳氮比则在25至45比1之间,而禾本科作物茎秆的碳氮比可高达60至100比1。鉴于此,为了调整堆肥材料的碳氮比,并推动微生物的活跃度,我们应根据不同堆肥材料的特性,适量添加含氮量较高的物质。一些基地通过采购鸡粪、猪粪等原料来制作有机肥料,然而,动物和家禽的排泄物不能直接应用,必须经过发酵和熟化处理才能确保其安全性。未经充分发酵的有机肥料中可能含有病原菌、病毒、线虫、根螨以及杂草种子等,这会引发田间植物病害频发和杂草滋生的问题;此外,未熟化的有机肥料在分解过程中会释放出有害气体,可能导致根系烧伤和土壤水分流失等不利影响。
三、堆制材料
该产品主要由以下几部分构成:首先是主料,包括牛、羊、猪、兔的粪便,其比例大约为80%;其次是辅料,它由多种作物的秸秆、菌渣、枯枝落叶以及锯末等组成,占比约为20%;此外,还包括发酵剂,若条件允许,可以购买,但并非必需。
四、堆制时期
在春、夏、秋季期间,室外温度保持在20℃以上进行堆制。
五、场地选择
选择向阳、地势稍高、有利排水、方便运输的开阔地。
六、堆制方法
操作流程包括将主要原料与辅助材料进行混合、调整水分比例至大约60%、搭建堆体(宽度约2米、高度约1米,长度不设限制)、进行堆体密封(在堆体内每隔1-2米插入通气孔或玉米秸秆小束,以形成微生物呼吸的氧气通道,并使用塑料布进行覆盖)、以及堆体翻动(当堆内温度升至60℃时,进行翻动操作,并补充所需水分)。
七、腐熟度检查
有机肥料必须确保其完全腐熟。其腐熟的标准包括:首先,堆肥的温度需降至40℃以下,并保持这一温度稳定;其次,堆肥的湿度需控制在35%以下,不应有原料的异味,而应略带氨味;再者,腐熟的堆肥颜色应为黑褐色,其汁液颜色应为淡棕色或无色;最后,堆肥内部应出现白色的菌丝。
八、注意事项
1、有机肥应与水溶肥配合施用。
有机肥料分解较慢,其肥效释放也相对滞后,因此在进行施肥操作时,务必重视水溶性肥料的配合使用,确保两者能够互相补充,实现合理的配比。
2、有机肥要充分腐熟。
有机肥料普遍含有病原体、虫卵以及杂草籽,故此,在有机肥料经过堆肥化处理并发酵完成后,通常需要混入辛硫磷等具有杀虫和杀菌效果的药剂,以确保其安全使用。相反,若未经过充分腐熟的粪便直接用于土壤,可能会导致作物烧种或烧苗;此外,有机肥料中含有的虫卵和病原体,未经腐熟处理,会对农作物造成极大的损害。
附:常见问题及解决方法
一、升温慢:堆体不升温或升温慢
可能原因及解决方法:
1.原料太湿:根据物料的配比加入干的物料后再搅拌发酵。
原料过于干燥,需根据实际湿度情况适量添加水或选用湿润的物料,以确保水分含量保持在45%至55%之间。
若缺乏充足的氮元素供应,则需添加高氮含量的硫酸铵,以确保碳氮比例保持在20比1的水平。
若堆体规模不足或气温过低,应提高堆体高度,并添加易于分解的物质,例如玉米秸秆。
当pH值低于5.5时,应添加石灰或木灰,并充分搅拌混合,以调整发酵堆的酸碱平衡。
二、堆温过高:发酵过程中堆温≥65℃。
可能原因及解决方法:
1.透气性较差:定期翻堆,增加发酵堆透气性。
2.堆体太大:减小堆体尺寸。
三、有异味:从堆体中不断有臭鸡蛋味或者腐败的气味散发出来。
可能原因及解决方法:
氨浓度超标(C/N比值低于20)时有机肥发酵技术,需采取消毒除臭措施,使用除臭剂进行处理;同时,加入富含碳元素的物质,例如作物秸秆、花生壳或稻壳等。
pH值偏高时,应添加酸性物质,如磷酸钙,以调节至适宜水平,同时应避免使用碱性物质,比如石灰。
3.通气不均匀或者气流环绕不畅:重新混合物料,改变配方。
物料堆放过于紧密,因此需要重新调整堆体的混合,并根据物料的密度适当加入较大颗粒的物质。
5.厌氧环境:定期翻堆,增加堆内氧气含量。
四、蚊蝇繁殖:发酵堆内有蚊蝇繁殖。
可能原因及解决方法:
原材料若在发酵前存放时间过久,应迅速进行处理;对表面进行益生菌除臭剂的喷洒,以减轻异味;同时,此举也有助于减少蚊虫的滋生。
堆体表面被新鲜粪便所覆盖,导致蚊蝇滋生,因此需要每4至7天进行一次翻堆处理,并在静态堆体的表面均匀铺上一层厚度为6厘米的堆肥。
五、物料结块:堆体发酵物料有大块的部分,结构不一致。
可能原因及解决方法:
1.原料混合不均匀或者翻堆不足:改进最初的混合方法。
若气流分布不均或环绕不够充分,则需对堆肥进行分拣或粉碎处理,并优化空气的分布状况。
原材料中存在较大块状物质,且这些物质不易降解或降解速度极慢;因此,需要对原材料进行分拣、堆肥处理,以及粉碎和整理。
4.堆肥过程没有结束:延长发酵时间或者改进发酵条件。
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