好氧堆肥茶制作技術(shù)的研究

摘要：本技術(shù)是從堆肥及蚯蚓泥中萃取和大量繁殖有益的好氧微生物，形成液態(tài)肥料應(yīng)用于土壤和植物。與目前市場(chǎng)上眾多堆肥茶制作設(shè)備相比，具有操作簡(jiǎn)單，可在20分鐘內(nèi)完成拆卸和清洗。大多數(shù)部件非膠粘連接、可直接拔開。本技術(shù)僅需使用氣泵即可真正實(shí)現(xiàn)循環(huán)，使用時(shí)配備篩網(wǎng)均可。這是通過在管道中插入一個(gè)空氣擴(kuò)散器來實(shí)現(xiàn)的，該空氣擴(kuò)散器在進(jìn)行循環(huán)時(shí)將氧氣注入水中，流入含有堆肥的萃取器或含有堆肥的水體中，同時(shí)再用另外幾個(gè)擴(kuò)散器將氧氣注入該水體中。

關(guān)鍵詞：好氧；堆肥茶；好氧微生物；溶解氧

中圖分類號(hào)：S14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-0432（2012）-12-0079-1

1 背景技術(shù)

在植物根部與土壤接觸的區(qū)域，具有豐富的有益微生物，基本上由細(xì)菌、古生菌、真菌、原生動(dòng)物和酵母菌組成，它們生活在彼此共生的食物關(guān)系中。即使不闡述任何個(gè)體的作用，僅就共生食物關(guān)系或微生物養(yǎng)分循環(huán)而言就已經(jīng)對(duì)土壤和植物具有很大益處。某些細(xì)菌和古生菌從植物根部釋放出來的物質(zhì)中吸取養(yǎng)分，這些細(xì)菌和古生菌被原生動(dòng)物吃掉，原生動(dòng)物又釋放物質(zhì)。原生動(dòng)物的排泄物又給植物根部提供養(yǎng)分，這樣就形成了一個(gè)養(yǎng)分的循環(huán)。還有證據(jù)表明堆肥茶的應(yīng)用可以抑制植物病菌的滋生。長(zhǎng)春市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院已經(jīng)就土壤和堆肥微生物做了大量的研究，其堆肥茶生產(chǎn)設(shè)備和方法實(shí)現(xiàn)了功能性微生物養(yǎng)分循環(huán)組織的建立，以應(yīng)用于土壤和植物，得以激活或增多植物根部與土壤接觸區(qū)域的有益微生物。

本技術(shù)通過調(diào)整管道和擴(kuò)散器的尺寸及氣泵容量來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于幾乎任何體積的水容器。目前市場(chǎng)上眾多堆肥茶制作設(shè)備在操作時(shí)均采用向水體內(nèi)吹入氣泡或使用水泵循環(huán)水體。

2 主要結(jié)構(gòu)（如圖所示）

3 工作原理

利用空氣通過管道活性循環(huán)水體，同時(shí)通過管道中的擴(kuò)散器和浸在水中的擴(kuò)散器將氧氣注入水中。本技術(shù)是將堆肥懸浮于水體中，循環(huán)水回流時(shí)破壞水體表面張力。

為了維持好氧微生物壽命，溶解氧的最低容量6PPM，設(shè)備平均工作時(shí)間僅限于24小時(shí)到36小時(shí)。其在200升左右的設(shè)備配置情況下、使用4%堆肥、0.75%糖漿、0.063%魚肉蛋白水解物和0.25%海帶粉放置在約19℃的水中，初始固體總?cè)芙饬繛?1PPM、運(yùn)行超過48小時(shí)，仍可維持8.8PPM-9.8PPM溶解氧的能力。這是本設(shè)備制取和維持溶解氧水平的超高效率。

4 工作過程

設(shè)置為堆肥自由懸浮于水體中，水容器裝滿水至適當(dāng)水平面時(shí)，供電至氣泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。調(diào)整氣體管道上的氣流控制閥，至看到水從回流管中流出且擴(kuò)散器B中產(chǎn)生氣泡為止。為保證足夠流量，應(yīng)在回流管下方放置一個(gè)約1升的容器，能在3秒內(nèi)接滿，可調(diào)整氣流控制閥3以微調(diào)水流達(dá)到這個(gè)水平。擴(kuò)散器A受氣泵驅(qū)動(dòng)使水從兩個(gè)進(jìn)水口吸入，在立管中上行、從回流管中流出，即形成水流，在此過程中，有兩個(gè)部位實(shí)現(xiàn)注氧入水。一個(gè)部位是擴(kuò)散器A自身，水受推力經(jīng)過擴(kuò)散器時(shí)注入氧氣。第二個(gè)是水流從回流管以足夠的力沖破水平面的張力障礙時(shí)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳釋放和氧氣吸收。這通常稱為氣體交換過程。這一過程將含氧水壓入水體中，進(jìn)一步形成水的溶解氧成分。由于進(jìn)水口安裝在水容器底部、兩端口方向相反，因此會(huì)產(chǎn)生持久的電流，所以不可能產(chǎn)生任何靜止水域。空氣通過擴(kuò)散器B進(jìn)一步注入水體中并實(shí)現(xiàn)氧氣吸收。小氣泡在上升至水面的過程中吸收氧氣，水面張力障礙被氣泡誘導(dǎo)的紊流打破，促使二氧化碳釋放和氧氣吸收。通過這些方法，本設(shè)備可以有效地制作并保持水體的溶解氧成分。試驗(yàn)表明，在水溫18℃～21℃、水溶解固體總量21PPM的情況下，正常可制作水中溶解氧濃度平均3PPM。

對(duì)于有效萃取和繁殖有益的好氧微生物——包括古生菌、細(xì)菌、真菌菌絲、鞭毛蟲、變形蟲、某些纖毛蟲、酵母細(xì)胞和酵母真菌菌絲，維持水體中合理的高溶解氧比率是至關(guān)重要的。

設(shè)備工作時(shí)，向水體添加定量堆肥及定量相應(yīng)微生物飼料，如赤糖糊、魚肉蛋白水解物和海帶粉等。堆肥與流動(dòng)的水體相混合，分散成較小顆粒。流動(dòng)現(xiàn)象是水表面及擴(kuò)散器帶來的氣流產(chǎn)生的作用力，這種流動(dòng)現(xiàn)象提供足夠的震蕩將微生物從堆肥中打松散。持續(xù)流動(dòng)使氧氣和微生物的加入更加均勻，從而避免存在靜止水域生長(zhǎng)不需要的微生物。在自由游動(dòng)時(shí)或連結(jié)到較小顆粒上時(shí)，細(xì)菌、古生菌、酵母細(xì)胞和真菌菌絲會(huì)吃掉供給的飼料并繁殖。由于水體中氧氣溶解量相當(dāng)高，因此相比可能有害的厭氧微生物、有益的好氧細(xì)菌、古生菌會(huì)優(yōu)先繁殖。產(chǎn)生更多微觀和半微觀的顆粒后，會(huì)因此有更多表面供微觀真菌菌絲附著。細(xì)菌和古生菌總量增多后，原生動(dòng)物開始繁殖并以細(xì)菌和古生菌為食，后期大量增多，最終形成一個(gè)功能性微生物養(yǎng)分循環(huán)體系。由于水體中氧溶解量相當(dāng)高，好氧的原生動(dòng)物、鞭毛蟲和變形蟲會(huì)優(yōu)先生長(zhǎng)。一般說來，如果用戶想要獲得含有細(xì)菌、古生菌和真菌菌絲（還有酵母菌——如果堆肥中存在的話）的堆肥茶來應(yīng)用于某種土壤或植物，操作時(shí)間是22～24小時(shí)；如果還想含有原生動(dòng)物做成養(yǎng)分循環(huán)堆肥茶，操作時(shí)間是44～48小時(shí)。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，優(yōu)質(zhì)堆肥和配方的使用與優(yōu)質(zhì)堆肥茶的產(chǎn)出成正比關(guān)系。

作者簡(jiǎn)介：楊眉（1979-），專科，長(zhǎng)春市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院助理工程師，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械研究和推廣工作。