有機(jī)肥條垛式發(fā)酵技術(shù)在北疆地區(qū)的應(yīng)用

（新疆西部牧業(yè)股份有限公司基建部，石河子市，832000）畢磊

有機(jī)肥條垛式發(fā)酵技術(shù)在北疆地區(qū)的應(yīng)用

（新疆西部牧業(yè)股份有限公司基建部，石河子市，832000）畢磊

由于我國農(nóng)業(yè)的過度開發(fā)，尤其是長期偏施單質(zhì)化肥，沒有適當(dāng)給土壤補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，可利用的農(nóng)業(yè)資源逐步枯竭，土壤退化嚴(yán)重，最終影響優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。我國目前的土壤資源現(xiàn)狀迫切需要通過人為措施補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，確保農(nóng)業(yè)種植水平和農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)。如何高效持續(xù)的發(fā)展有機(jī)肥是生態(tài)農(nóng)業(yè)、循環(huán)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

有機(jī)肥；條垛式；好氧發(fā)酵

近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展理念在世界范圍內(nèi)的深入以及人們對綠色、有機(jī)健康食品的重視，生態(tài)農(nóng)業(yè)的理念越來越得到人們關(guān)注，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中減少化肥施用，漸漸改用生物有機(jī)肥已日益成為共識，有機(jī)肥也在此重新獲得發(fā)展的機(jī)會。在新疆北部沿天山地區(qū)有獨(dú)特的氣候，炎熱、空氣干燥、相對濕度小、少雨等，其有機(jī)肥的生產(chǎn)和發(fā)酵也有別于其他地區(qū)，我們做了一些實(shí)驗(yàn)和研究，為了更好、更快的在本地區(qū)推廣有機(jī)肥的應(yīng)用。

1 有機(jī)肥在生產(chǎn)中的作用

有機(jī)肥在當(dāng)今發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、綠色有機(jī)食品有著重大意義。

1.1 有機(jī)肥具有改良土壤，增強(qiáng)肥力的生態(tài)效應(yīng)

由于長期使用化肥、農(nóng)藥等化學(xué)制品造成土壤肥力下降，土壤板結(jié)，有機(jī)質(zhì)減少，微生物匱乏等土壤退化以及生態(tài)惡化現(xiàn)象，有機(jī)肥能提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量并改善土壤微生物的生活條件，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤的粘結(jié)性和粘著性，有機(jī)肥能顯著改良土壤。

1.2 有機(jī)肥是有機(jī)農(nóng)業(yè)、可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的重要組成部分

有機(jī)農(nóng)業(yè)以及被國家看做是維護(hù)食品安全、生物多樣性、進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展等一系列問題的途徑，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，國家也通過各種規(guī)定和認(rèn)證規(guī)范有機(jī)農(nóng)業(yè)促進(jìn)其發(fā)展，所以有機(jī)肥的生產(chǎn)的發(fā)展是有機(jī)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)和保障。

1.3 有機(jī)肥生產(chǎn)和使用對環(huán)境改善有重大意義

有機(jī)肥能有效降低化肥農(nóng)藥等對農(nóng)業(yè)及環(huán)境的污染，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大量使用化肥，片面的提高了產(chǎn)量，在我國化肥利用率很低，未被作物吸收的化肥不僅污染環(huán)境，還破壞原有土壤機(jī)構(gòu)。在一些集約化規(guī)?；竽翗I(yè)產(chǎn)生的動物糞便如不處理更是對環(huán)境造成很大的污染，因此推廣有機(jī)肥生產(chǎn)和使用對環(huán)境改善有重大意義；有機(jī)肥堆置過程中產(chǎn)生的高溫能有效殺死大量動植物病原菌，減少作物病害。

2 有機(jī)肥發(fā)酵原理

2.1 有機(jī)肥厭氧發(fā)酵。

厭氧發(fā)酵則是在無氧條件下的有機(jī)物分解，產(chǎn)生甲烷、二氧化碳、有機(jī)酸等，并易產(chǎn)生臭味，且發(fā)酵溫度相對低，時(shí)間長，傳統(tǒng)肥料發(fā)酵都采用厭氧發(fā)酵，發(fā)酵周期比較長，發(fā)酵不徹底，一些病原菌和寄生蟲不能有效的殺死，一般不采用。而且發(fā)酵產(chǎn)生熱量不均勻，肥料內(nèi)水分不易散失，造成大塊板結(jié)的肥料，產(chǎn)生的肥料也不利于農(nóng)業(yè)施用。

2.2 有機(jī)肥好氧發(fā)酵。

主要是在氧氣情況下分解有機(jī)物過程，其代謝產(chǎn)物主二氧化碳、水和熱量，好氧發(fā)酵一般采取動態(tài)發(fā)酵，需要翻堆，使堆能有效的接觸氧氣，當(dāng)有機(jī)肥堆溫度由好氧發(fā)酵溫度較高時(shí)，可以有效地殺死病原菌和寄生蟲，并且周期相對較短，故有機(jī)肥堆肥生產(chǎn)工藝多都采用好氧發(fā)酵堆肥原理。

3 有機(jī)肥發(fā)酵過程

在生產(chǎn)過程中有氧發(fā)酵堆肥一般分為三個階段：

3.1 升溫階段

本階段是堆肥發(fā)酵的初期，水分達(dá)到70%以下堆體溫度逐步從環(huán)境溫度上升到45℃左右，主導(dǎo)微生物以嗜溫性微生物為主，包括真菌、細(xì)菌和放線菌和自然界氧氣接觸，以快速分解底層糖類和淀粉為主，也有動物和原生物參與分解。隨著溫度的升高其微生物也開始大量繁殖。

3.2 高溫階段

有機(jī)肥堆體溫度升至45℃以上既進(jìn)入高溫階段，這一階段嗜溫微生物逐漸到一直死亡，取而代之的是嗜熱微生物，主要分解復(fù)雜的有機(jī)物如纖維素、蛋白質(zhì)、大分子顆粒物等一些不易分解的有機(jī)物，此階溫度可上升至75℃左右，能有效的殺死絕大多數(shù)病原菌和寄生蟲同時(shí)也能殺死一些雜草草籽。隨著有機(jī)肥堆體溫度的繼續(xù)升高，不僅能快速的分解有機(jī)物，而且高溫能帶走堆體水分，使其快速脫水風(fēng)干，維持更好的透氣疏松狀態(tài)。

3.3 降溫階段

高溫階段必然造成微生物的死亡和活動減少，自然進(jìn)入低溫階段，這一階段嗜溫微生物又開始占據(jù)優(yōu)勢，對殘余難分解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，但微生物活性普遍下降，堆體發(fā)熱量減少，溫度開始下降，有機(jī)物趨于穩(wěn)定化，需氧量大大減少，肥料進(jìn)入腐熟階段。

4 發(fā)酵方法

有機(jī)肥發(fā)酵分為條垛式堆肥發(fā)酵、靜態(tài)堆肥發(fā)酵、槽式堆肥發(fā)酵、反應(yīng)器堆肥發(fā)酵四種發(fā)酵方式。靜態(tài)堆肥發(fā)酵是采取原始的厭氧發(fā)酵，發(fā)酵周期長且不徹底，發(fā)酵后肥料水分大不易施用；槽式堆糞發(fā)酵和反應(yīng)器堆肥發(fā)酵投入較大，但效果較好，肥料發(fā)酵塊，適合發(fā)酵場地較小地域。由于條垛堆肥相對投入小，操作簡單，故采取條垛堆肥發(fā)酵。

條垛式堆肥是將原料混合物堆成長條形的堆或條垛，在好氧條件下進(jìn)行分解，是一種常見好氧發(fā)酵系統(tǒng)。條垛的切面以梯形，三角形為主，條垛的高度、寬度和形態(tài)隨翻堆設(shè)備的類型而變化的。條垛太大，其中心附近形成厭氧區(qū)，翻堆時(shí)產(chǎn)生臭氣發(fā)酵不完全，條垛太小散射速度快，堆溫不能殺死病原物及雜草種子，水分蒸發(fā)少，效率低。用牛糞做原料根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，做寬3.2m，高1.2m，長度根據(jù)地形，東西走向（本地盛行西風(fēng)，有利于通風(fēng)）的梯形比較符合實(shí)際操作。牛糞堆肥加入微生物發(fā)酵菌種有利于更快發(fā)酵。

4.1 堆肥翻堆

堆肥快速發(fā)酵所需的溫度在50℃以上需氧條件，堆體內(nèi)距外表面30～50cm處通風(fēng)保溫效果好升溫最迅速，肉眼能看到大量放線菌菌絲，但堆體中心部位通風(fēng)差，形成大量厭氧發(fā)酵，易產(chǎn)生臭氣，則需要定期給堆肥進(jìn)行翻堆，使堆體內(nèi)外充分拌合均勻接觸氧氣，一般48～72小時(shí)翻堆一次，這樣既能充分發(fā)酵也不影響堆體高溫對有害微生物的殺死。

4.2 堆肥水分與溫度

堆肥的升溫與肥料的含水量有密切關(guān)系，當(dāng)水分大于75%時(shí)，堆體升溫很慢，幾乎不升溫；當(dāng)水分達(dá)到60%升溫最迅速，能在24h迅速達(dá)到70℃左右；當(dāng)水分低于35%時(shí)，肥料較松散，此時(shí)升溫較慢，發(fā)酵幾乎停滯。新鮮牛糞含水量比較高，不利于發(fā)酵，需晾曬一周左右至水分低于70%才能進(jìn)入迅速發(fā)酵期。當(dāng)堆體溫度低于55℃，可將條垛堆砌成大堆，進(jìn)入有機(jī)肥的成化腐熟階段，一周左右即可徹底完成發(fā)酵，即可施用。

在實(shí)際操作中有機(jī)堆肥對外界溫度變化不明顯，7月35℃以上到11月5℃均能發(fā)酵生產(chǎn)，且堆體溫度變化與外界溫度變化影響不大，只要翻堆及時(shí)合理都可以進(jìn)行正常升溫發(fā)酵，所以在北疆地區(qū)有機(jī)肥發(fā)酵時(shí)間大于8個月。

圖1是6月低至7月末30d堆肥發(fā)酵期翻堆和溫度變化狀況，每天三次測量堆肥溫度，每次分別以肥料上部和下部分別多次測量。從圖1可以看出堆肥上部溫度變化比較明顯，蒸發(fā)量大。每次翻堆后20h溫度即可重新升至70℃以上高溫，翻堆通風(fēng)對堆體影響不大，有利于堆體繼續(xù)高溫發(fā)酵。堆肥發(fā)酵30d自然溫度下降明顯，既進(jìn)入腐熟階段。

圖1 機(jī)肥發(fā)酵試驗(yàn)溫度記錄

5 結(jié)語

隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，人們對生活質(zhì)量和食品品質(zhì)有了更高的要求，渴望得到口感好、富營養(yǎng)的食品，追求純天然、無污染的健康食品成為一種時(shí)尚。由于我國農(nóng)業(yè)的過度開發(fā)，尤其是長期偏施單質(zhì)化肥，沒有適當(dāng)給土壤補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，可利用的農(nóng)業(yè)資源逐步枯竭，土壤退化嚴(yán)重，最終影響優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。新疆目前的土壤資源退化嚴(yán)重，現(xiàn)狀迫切需要通過人為措施補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，確保農(nóng)業(yè)種植水平和農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)，新疆發(fā)展有機(jī)肥是生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

S963.91

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1008-0899（2016）02-0049-03