1. 自制有机肥基础知识(1) 腐烂与腐熟
地里的秸秆、秋天的落叶几个月后腐烂了,减少了。我们经常看到自然腐烂现象,腐烂的本质是在微生物作用下有机物的分解与转化过程。我们制造有机肥,就需要对物料进行腐熟,腐熟与腐烂有什么区别呢?简单地说,腐熟就是有控制的腐烂,是为腐烂过程中微生物的生长、繁殖创造更好的条件。我们要对不同的原料进行合理搭配,要对水分、供气、温度、颗粒大小、酸碱度等因素进行优化。通过控制可以加快腐熟进程,得到均一、稳定的腐殖质产品。所以要想做出好的堆肥,就要牢记“控制”二个字,只要腐熟条件控制得当,就是使用质量较差的原料,也能做出高质量的有机肥。
2. 自制有机肥基础知识(2) 堆肥中的微生物
本质上,腐熟是一个生物过程,一个豆粒大小的物料就可能包含成千上万个微生物,主要是细菌、真菌和放线菌。你有时候会看到堆料表层的“白毛绿毛黑毛”,那是真菌、放线菌的菌丝。微生物的生活原理是有机物料分解的原因,也是堆温升高的原因。有些微生物需要氧气,叫好氧菌,有些微生物不需要氧气,叫厌氧菌。在堆料中,那些好氧菌才是我们希望越多越好的种类,厌氧菌会给堆肥带来很多麻烦。不同的微生物在不同的温度范围内繁荣,适合在15℃以下生长的,叫嗜冷菌或低温菌,适合在 15-45℃生长的,叫中温菌,超过45℃生长的,叫嗜热菌或高温菌,芽孢杆菌是主要的高温细菌,某些高温菌甚至能在80℃以上生存。堆肥中还有很多种类的“大型”生物,主要有蚯蚓、线虫、螨虫、蚂蚁等。这些宏生物与微生物一起构成了堆肥的食物网,每一个生物都是一名工人,它们相互协作,共同完成堆肥任务。
3. 自制有机肥基础知识(3) 好氧堆肥与厌氧堆肥
堆肥在农业中的应用历史悠久,但那些基本都是厌氧堆肥。把微生物科学引入堆肥,实行有氧高温腐熟,也就 100 多年的历史。直到现在有些农民还是习惯厌氧堆肥,甚至在堆料的表面覆盖上泥土或塑料膜。厌氧腐熟有很多缺点:慢、臭、毒。慢,就是腐熟周期长,至少需要 6 个月甚至1-2 年时间;2臭,产生难闻的气味,特别是以粪便为主要原料时,产生恶臭味;毒,就是产生和积累对植物有毒的中间物质,烧苗的风险非常大。好氧腐熟不仅克服了厌氧腐熟的缺陷,同时利用高温杀死了病原菌、杂草种子,也因为需要配料、腐熟过程中需要翻料等操作,产品质地更均匀一致。现在商品有机肥的生产都是采用好氧堆肥,也建议农民尽可能采用好氧堆肥,特别是种植蔬菜、果树等经济作物的,避免厌氧堆肥造成经济损失。
4. 自制有机肥基础知识(4) 生物燃烧与热量
好氧堆肥过程中堆料需要很长一段时间维持高温,来为嗜热菌的繁荣创造条件,加速有机物料的分解。堆料中的热量是怎么产生的呢?我们在炉子中燃烧木材,吹入空气时,燃烧会更旺。燃烧本质上是氧化反应,将有机物转变为了二氧化碳和水,最后只留下了草木灰,也就是磷钾钙等矿物质。与化学燃烧的本质一样,腐熟是一种生物燃烧,不是在大炉子内,而是在一个个小炉子-微生物体内进行的。与化学燃烧不同的是,生物燃烧相对缓慢,不那么剧烈;另一个不同是,生物燃烧并不彻底,保留了一部分有机物,也就是我们非常重视的腐殖质。确实,腐熟过程损失了很多有机质,大概30-50%的碳跑到了空气中,但这种损失并不可惜,它们不在堆肥过程中损失,以后也会在土壤中很快分解。
5. 自制有机肥基础知识(5) 腐熟过程的4 个阶段
为了方便理解,可以把整个腐熟过程分为 4 个阶段:启动期、高温期、稳定期和后熟期。建堆后,首先中温微生物占领料堆,并利用糖、淀粉等可溶性性营养物质快速增殖,1-3 天堆料温度就会上升到 50℃以上。大部分情况下由中温菌启动堆肥过程,但在北方地区天气寒冷时,有可能先嗜冷菌开始工作,缓慢的积累热量。中温菌不适合在 45℃以上的高温区生长,随后堆料将被嗜热菌接替。高温期是物料腐熟的决定性时期。把腐熟的启动期与高温期合并,也叫活跃堆肥阶段。活跃腐熟阶段大概维持 1-2 个月,随着可利用食物的减少,微生物的活性减弱,温度开始降低,堆料进入了稳定期。大概1-2 个月后,当堆温几乎与环境温度一致时,腐熟就进入了后熟期,后熟需要3-4 个月。我们把稳定期和后熟期合并,也叫作固化阶段。固化时间的长短取决于物料,也与堆肥的最终使用目的有关。整个堆肥周期大概需要2 个月到6个月。
6. 自制有机肥基础知识(6) 微生物是怎么工作的呢?
堆肥的原料是颗粒状的,但最小的颗粒对微生物来说也是一座大出。微生物是如何愚公移山的呢?物料的颗粒之间有空隙,当物料加水时,水分先渗入颗粒内部,然后在颗粒表面形成一层水膜,空气在水膜外部流动。空气在水膜内的传输速度远小于在物料空间中,所以颗粒内部常常是厌氧的。微生物就是在这层水膜中生存的,就象采煤工作面一样,水膜就是微生物的工作界面,那怕一个微小的颗粒上也定居着数以万计的细菌。很显然,微生物不能像牛养一样吞下“大块”物料进行消化,愚公移山的工具是铁锹、斧头,微生物的工具是什么呢?就是大家平时经常听到的-胞外酶!酶是切割有机物料的工具。每种微生物的产酶的功能有很大不同。微生物把小分子有机物吸入体内,在体内氧化燃烧,获得能量,放出二氧化碳,也要留下一部分长身体。理解微生物的这种工作模式,对于控制好腐熟条件非常重要。
7. 自制有机肥基础知识(7)物料有哪些变化?
堆肥原料的来源多种多样,参与腐熟的微生物种类不计其数,腐熟过程中物料的变化是复杂的,但可以简单概括为二个过程,一是分解过程,把大分子降解为小分子,也叫矿化作用;另一个是利用难降解的物质如木质素,和已经拆解的小分子,形成更稳定的腐殖质,也叫腐殖化作用。矿化作用主要发生在活跃堆肥阶段,腐殖化作用主要发生在后面的固化阶段。开始时原料是各种颗粒和化合物的混合物,许多是比较容易降解的,也可能有异味。由于有机物燃烧,物料的体积和重量都在减少,可能会损失1/3-1/2 的有机质和碳,氧气大量消耗,物料也会因为自身重量和支撑力减小而坍塌,孔隙度越来越小,极可能会变为厌氧状态,所以要强制供气或翻动物料。蛋白质也会被降解并释放出铵离子或氨气,但在后期大部分无机氮会转变为更稳定的有机氮。堆肥完成时,混合物变得更加均匀,几乎看不到原始材料的痕迹,颜色也会变为深棕色或浅黑色,更像肥沃的土壤。这就是物料腐熟后,体积会变小的原因。
8.自制有机肥基础知识(8)微生物喜欢的食物
微生物是帮助我们堆肥的工人,要让微生物吃好喝好。微生物也需要营养元素,这些元素主要来自于堆肥的原料,植物可以自己通过光合作用获得碳营养,而微生物无论是碳营养,还是其他氮磷钾钙等营养都要来源于堆料,大多数情况下堆料完全可以提供这些营养物质,我们只需要考虑营养元素之间的比例是否合适,其中最重要的是C/N比,因为只要C和N这二种主要元素合理了,其他营养元素就不会成为问题。堆料的初始C/N比应该在25-40之间,最好30左右,碳/氮比太低,pH又超过8时,容易产生氨气,特别以畜禽粪便为主要原料;C/N比太低,氮素供应不足,腐熟过程就会变慢。也要考虑碳的种类,例如秸秆中的碳相对于锯末更容易利用一些,以锯末为主要碳源时就要增大碳/氮比。也不要一听碳/氮比头就大了,不用精确计算,采用简单的方法也可以估计,但脑子中要有C/N比的概念。
9.自制有机肥基础知识(9)氧气与曝气
堆肥在有氧和无氧条件下都能进行,但有氧堆肥的效率远超过厌氧。氧气对腐熟过程的影响甚至超过了原料的质量,必须更要重视。在堆肥启动阶段,容易降解的成分迅速代谢,微生物活性增加,推动堆温升高。进入高温堆肥阶段后,氧气的消耗量会急剧增加,很容易缺氧。充足的氧气才能使好氧菌比厌氧菌更有竞争力。如果不及时供氧,好氧菌生长受到抑制,厌氧菌就会占剧主导地位,厌氧发酵也就产生了,这是我们堆肥过程要极力避免的事情。有三种曝气方式给堆料提供氧气:自然对流、机械翻堆和强制管道充气。自然对流依靠的是烟筒效应,热蒸汽带动气流,这要求物料必须保持良好的粒径和孔隙度。除了提供氧气,曝气还能带走热量、水蒸气和其他困在物料内的气体,比如臭味。所以也可利用曝气调节堆料的含水量和温度,只不过这种调节方式需要的曝气量远大于供氧需要,消耗能源多。温度的高低决定了曝气量和频率。
10.自制有机肥基础知识(10) 湿度及调节
前面的视频我们谈到过,微生物是在物料颗粒表面的水膜中生存的,空气从水膜外的孔隙间穿过,如果水分含量太高,水膜增厚,孔隙就会被挤占而影响空气输送,导致厌氧条件;如果水分含量太低,水膜就有可能消失,缺乏微生物新陈代谢需要的水分,生长也会受到抑制,导致腐熟过程变慢。堆料的含水量应该保持在 45%-60%之间。抓一把堆料,轻轻挤压,表面能见到水,但不至于滴下来。含有较多纤维的物料,如秸秆、木屑可以含较高的水分,畜禽粪便等质地较细的材料湿度要小一些,以防止出现厌氧的情况。水分含量大一些更有利于细菌生长,真菌更耐干旱。可以将不同含水量的物料混合,达到理想的湿度。湿度也能调节堆料的温度,干燥的堆料往往比湿料更容易升温和降温。根据经验,绝大多数情况下,堆料不能正常启动升温是含水量过高、缺氧造成的。
11.自制有机肥基础知识(11) 温度及控制
好氧堆肥也叫高温堆肥,微生物的分解会释放大量的热能,物料本身的隔热功能导致热量积累,提高了堆料温度;同时,由于水的蒸发和空气运动带走蒸气和其他热气体,堆料又不断地失去热量。堆料的最终温度取决于热量积累的多,还是损失的多。快速腐熟的合理温度范围为45-65℃,最好控制在50-60℃。为了杀灭病原菌,对于密闭容器式堆肥,温度要保持55℃以上3 天,而对于开放式堆肥,温度要保持 55℃以上 15 天,而且期间要翻堆5 次以上,翻堆是为了保证所有物料都要经历高温消毒。一般认为要杀灭杂草种子,堆温需要维持 63℃以上几天。如果你用的原料不需要高温消毒,可以把温度控制的低一些,维持在 45-55℃,也能快速腐熟。在堆肥的高温期,如果不对堆温进行控制,温度有可能超过 70℃,甚至达到更高温度。温度超过60℃,大部分微生物的活性会受到抑制,反而减缓了腐熟速度。翻堆和曝气能加速热量散失,可用于将温度维持在合理范围内。
12.自制有机肥基础知识(12) 酸碱度及其调节
堆肥原料的 pH 值不是很关键。土壤的酸碱度对作物生长的影响非常大,特别是对养分供应的有效性。幸运的是,酸碱度对堆肥过程的影响没有那么大,原因是堆肥中微生物的多样性,在 pH 4.5-9.0 的范围内都有适宜生长的微生物类群,细菌喜碱一些,最佳 pH 值范围为 6.0-7.5,真菌喜酸一些,最适合 pH 范围为 5.5-8.0。在堆肥的最初一周左右,由于微生物曝增,可能会出现短暂的厌氧发酵,pH 值会下降到 3-4,但这种情况不需要干预,因为随后氨的产生会迅速提高堆料的 pH 值。生石灰可用于提高堆料的pH 值,但除非是极酸的工业废料,通常没有必要,也不推荐使用生石灰,原因是过高的pH值会促进氨气体的产生。用于堆肥的原料极少会因 pH 值过高,而需要人为降低 pH 值。堆料的 pH 值可作为诊断工具,长时间内 pH 值较低,表示已经长时间厌氧发酵,要改善通气。不管最初原料的 pH 值如何,随着腐熟进程,酸碱度有向中性靠近的趋势,也就是说,对堆料的最终 pH 值,微生物有强大的调整能力。
13.自制有机肥基础知识(13) 颗粒大小与孔隙度
堆肥中的微生物一般不会进入物料颗粒的内部,而是生存在表面的水膜中,水膜也是细菌的工作场所。一个米粒大小的颗粒上定居着数万计的微生物。同等重量的原料,粒径越小,表面积就越大,可以定居的微生物就越多,腐熟速度就越快,但是,颗粒太小,它们之间的空隙就很小,影响空气流动,限制了氧气供应,反而会延误腐熟进度,所以要折衷颗粒的大小,平衡微生物定居与供氧之间的关系。一般认为颗粒大小在 0.4-1.2 厘米之间是合理的。一种原料很难达满足堆肥对空隙度的要求,经常需要二种甚至多种原料混合起来。原料颗粒的硬度也很重要,比如稻壳属于硬质原料,麦草属于软持原料。在堆肥过程中,随着微生物对原料的“雕刻”,软质物料会因为自重而沉降、压实,空隙度减小,堆料很快厌氧。原料过细时,即使把含水量控制的很低,甚至即使经常翻动,也经常不能满足通气量的要求,堆料会迟迟不能升温。
14.自制有机肥基础知识(14)配料的原则与技巧
频向大家介绍了堆肥的基本原理,除了碳/氮比让人头疼外,其他内容都容易理解。可用于堆肥的有机物料几乎是无穷无尽的,但品种再多,也可以分为三大类:氮源-就是含氮较多的原料,如畜禽粪便、豆科植物残茬等;碳源-就是含纤维较多的材料,如秸秆、锯末、报纸等;膨松剂-就是为堆料提供结构支撑,不容易坍塌,能保持一定孔隙度和空气流动的物料,如硬质的木屑,最好是碳源本身兼做膨松剂,因为膨松剂有时候需要再次分离出来。开发一个堆肥配方,经常使用试错法:根据原料外观和感觉,反复试验不同的原料组合,尽可能利用现有的、成本低的原料。大部分情况下,首先要考虑原料的含水量和通气性,先不管什么C/N比和营养多少,如果通气性没问题,再通过增加或减少碳源或氮源微量调整,因为即使C/N比超出20-40的范围也能发热、腐熟。开始时宁愿C/N比大一些,干燥一些,再加水相对容易。通气不足是导致堆肥失败的第一因素!
15.自制有机肥基础知识(15)建堆与过程监测
原料配好了,建多大的堆呢?堆的大小取决于二个相反的因素:温度和供气。料堆越大越利于保存热量,然而,料堆太大就影响氧气供应,会造成厌氧条件。通常情况下堆的高度在1.5-2米之间,宽度为2-3米。如果有条件机械翻堆或管道强制曝气,建堆可以大一些,堆越大,就意味着翻堆或曝气的频率、强度越大,这就增加了管理成本。开始腐熟后,怎么样知道腐熟过程在正常进行呢?最简单的方法是,监测二个指标:温度和气味;使用二个工具:温度计和鼻子。正常情况下即使象鸡粪这样的高臭味原料,腐熟15-20天后臭味也会基本消失,如果持续产生臭味,肯定是通气不足。热量与微生物的活动紧密相连,堆料不升温,或腐熟期间温度太低,第一原因也是供气不足,极少是配方的原因。腐熟期间物料塌缩、物料粒度变小、湿度过大、孔隙太小都会影响供气。温度也不是越高越好,温度接近65℃时,也要及时翻堆或曝气,降低温度。
16.自制有机肥基础知识(16)不要省掉固化阶段
整个腐熟过程可分为二大阶段:活跃阶段和固化阶段,固化阶段又分稳定期和后熟期。在活跃阶段后期大量营养物质和能量已被转化,微生物越来越难找到食物,数量会减少,产生的能量不足以再维持高温,堆料回落到中温区,中温微生物第二次接管堆料。固化不是分解的停止,只是微生物呼吸速率降低,不再需要机械翻料或强制大量通气,自然对流就可以满足氧的消耗。注意,并没有一个明确开始固化的时间点,一般认为,在堆温下降到40℃后就可以开始固化,也有人建议堆温与环境温度接近时开始固化。如果活跃堆肥阶段翻堆频繁,供气充足,分解彻底,就可以缩短固化期。可以在腐熟原地固化,也可以合并物料以更大的料堆进行固化,这样可以节省场地。固化期间堆料有可能发生厌氧、产生味道或又升温的情况,就需要通过倒堆或大堆变小堆来增加通气或散热。通过固化实现二个目的,堆料的稳定化和成熟化,不成熟的堆肥会对植物生长产生毒害。
17.自制有机肥基础知识(17)接种剂与启动剂
腐熟是一个微生物过程,堆料中的微生物有三个来源:堆肥原料、成品堆肥和人工接种剂。人工接种剂又分二大类:腐熟剂和增效剂。腐熟剂就是人工选育的、可以改善腐熟的微生物。增效剂指的是,虽然不能加速腐熟进程,但能提高堆肥品质的外源微生物。天然原料一般自带腐熟菌,但并不是所有原料都自带或数量足够丰富,经常需要人工接种,但特别注意,接种量太少根本不起作用。也可以将成品堆肥的5%-10%返回堆料中,相当于接种剂,也是一个加快腐熟的方法,但这种操作成本也不低。在接种剂的基础上添加氮肥-如硫酸铵、尿素和糖-如红糖、糖蜜,就形成了市场上销售的启动剂。EM菌、木霉、枯草芽孢杆菌是常用的人工接种剂。目前增效剂的应用还比较少,是发展趋势,常用增效菌包括:固氮菌-用于增加氮素营养、EM菌-产生促进植物生长物质、多粘类芽孢杆菌-抑制病原菌,等等。个人认为,增效菌比腐熟菌更有意义。增效菌要在堆肥的固化阶段加入,因为活性阶段温度太高,土著菌竞争力强,可能抑制增效菌的繁殖。1-4个月。我们把稳定期和后熟期合并,也叫作固化阶段。固化时间的长短取决于物料,也与堆肥的最终使用目的有关。整个堆肥周期大概需要2个月到6个月。
18.自制有机肥基础知识(18)可以添加化学肥料吗?
实践中很少为了促进腐熟过程而添加化学肥料。可以添加氮素,如尿素、硫酸铵来调节C/N比,除非实在找不到像畜禽粪便这样的有机氮源,不建议添加无机氮肥,二个原因:腐熟过程很容易氨损失,特别是pH大于8的情况下;乍看起来初始堆料中碳过量,但碳的可利用性不同,有的很顽固,容易利用的碳消耗完后,很快会发生氮过量的情况,也会造成氨损失。生石灰可以提高堆料pH值,但除非pH低于4.5的工业下角料,一般不需要添加,掌握不好会造成产品pH过高,影响堆肥在某些作物、土壤上的使用。用于堆肥的自然原料极少因碱性太大需要调节,万不得已时可使用稀硫酸,其他方法成本太高。可以向堆料中添磷肥,但绝大多数情况下不是为腐熟菌补充营养,而是为提高堆肥的磷含量和磷在土壤中的有效性。可以添加的磷肥包括:磷矿粉、骨粉和过磷酸钙。酸性的堆料也可以添加草木灰,提高pH值,又增加堆肥的钾含量,但过量草木灰会造成氨损失、臭味,也可能造成堆肥含盐量过高。
19.自制有机肥基础知识(19)臭味太大怎么办?
气味是堆肥操作的最大麻烦。气味可能引起邻居的愤怒和投拆,面临环境保护部门的处罚和关闭。从理论上讲,好氧堆肥不会像厌氧过程那样产生有气味的化合物,但处理不当,难闻的气味也可能大规模产生。堆肥区通常有三个主要的气味来源:1)有臭味的原料,2)高氮原料中氨的挥发,3)腐熟堆或固化堆内的厌氧发酵。不管是臭味还是苍蝇问题,厌氧发酵几乎是唯一原因。大部分情况下原料的臭味在原产地就产生了,最好的办法是不要贮存,尽快混料,尽快通气腐熟,实在来不及处理,可以表面覆盖15厘米左右的碳源材料或膨松料,最好覆盖成品堆肥,原因是微生物可以分解臭味,相当于“生物滤层”,效果更好。不要覆盖塑料薄膜,那样只能使问题推后,反而加重臭味。腐熟或固化阶段产生臭味,肯定是供气不足的结果。C/N比太小、水分过大、颗粒过小、物料塌缩等都可能是具体原因。你容易得到秸秆之类的碳源吗?通常仅有秸秆之类的碳源,因营养价值低不值得堆肥,除了添加化学氮肥,你有相应的有机氮源吗?你能得到的碳源和氮源的比例大概是多少?这些原料收费吗?还是给你补贴或处理费用?原料的含水量大吗?含水量太多让人头疼。你的场地离居民区远吗?环境保护部门允许你做有机肥吗?原料的碳氮比是否适合单独堆肥?你计划采用什么样的堆肥方式?你打算怎么使用堆肥?仅土壤表面覆盖,还是翻入土壤使用?尽管自己堆肥有很多好处,但也要时间、劳动力、设备、场地等投资,你的种植规模、需求量与这些投资是否匹配?尽管销售有机肥也可获得一定利益,但小规模堆肥盈利的可能性很小。有些原料看起来价格便,很多人脑子一热就自己堆肥,我的建议是,先找专业人员或有实际堆肥经验的人咨询一下,再做决定。
20.自制有机肥基础知识(20) 稳定性与成熟度
我们重视有机肥的养分和有机质含量,却对堆肥质量非常重要的稳定性和成熟度很少关注,这是一件遗憾的事情。新版国家《有机肥》标准增加了腐熟度指标和检测腐熟度的方法,是一个很大的进步。然而,稳定性指标仍然没有出现在《有机肥》标准中。稳定性是一个生物性指标,指的是堆肥对进一步微生物分解的抵抗力。足够的堆肥稳定性对于育苗基质、盆栽基质、花卉、蔬菜应用和商品有机肥至关重要,但对于大田应用不太重要,特别在施肥和种植之间相隔几周的情况下。成熟度是一个主观的指标,指的是堆肥对特定用途的适宜性,也就是说与使用目的有关。不成熟的堆肥含有挥发性有机酸或氨,可以杀灭或毒害植物。可以用简单方法判断堆肥的稳定性,把堆肥含水量调节到 50%左右,保证能透气,装入一个保温容器中,观察几天内是否温度上升,越发热,说明堆肥越不稳定。最常用检测成熟度的方法是种子发芽试验和幼苗生长试验。
21.自制有机肥基础知识(21) 不成熟有机肥的危害
固化期是堆肥过程中极其重要的一部分,成熟、稳定才是我们堆肥的主要目标。经过高温期后,微生物种类大幅减少,固化期内中温微生物会重新定居到堆料中,形成更广泛的大型微生物种群,增加堆肥的生物活性。成熟的堆肥含有更多的腐殖质,腐殖质才是改善土壤结构、提高保水保肥能力的主要成分。不稳定和不成熟的堆肥含有对植物有毒的有机酸和氨,也可能会引起土壤缺氧,对植物造成伤害。微生物对氮的竞争力远大于植物,含大量不稳定有机质或 C/N 比过大的堆肥施入土壤后,有可能与作物争夺氮肥,某些情况下缺氧造成的危害可能比争氮更大。不成熟的堆肥对种子发芽、幼苗生长危害最大,会造成苗黄苗弱,大量使用时甚至伤害成年作物根系。不成熟堆肥中还剩余较多的无机氮,所谓的烧苗烧叶,大部分是氨气挥发的造成的。在堆肥活跃阶段有效氮大部分以铵态氮的形式存在,只有经过后熟才能慢慢转变为硝态态,降低毒害的风险。
22.自制有机肥基础知识(22) 懒人静态堆肥与简单机械堆肥
堆肥的方法多种多样,包括自然通气静态堆肥、堆下管道通气堆肥、堆下管道强制曝气堆肥、机械翻动堆肥等,无论具体方法如何千变万化,基本都是围绕如何供气,如何积累温度进行设计。大概分二大类:一类是低技术、低管理、低成本,当然堆肥质量也差一些,第二类特点正好和第一类相反。小规模农户多采用静态懒人堆肥法和简单机械堆肥法。顾名思义,静态懒人堆肥就是配料、建堆后一般不再人为干预,只适用于牛养粪、稻壳粪等高孔隙度物料,堆高 1.5-2 米、堆宽 2-3 米,不适合建堆太大,可以在堆料的各个方向上打孔,每平方米 10-20 个,以增加供气,如果堆肥过程中发生物料塌缩、压实,孔隙度减小而造成厌氧时,也需要翻堆,疏松堆料,增加供气。如果有简单机械,如翻斗车,也可采用简单机械翻堆法,对物料质地和孔隙度的要求低一些,如鸡粪为主等,建堆也可以更大一些。只要掌握了堆肥原理,采用更多样化的原料和方法,都能做出高质量的有机肥。
23.自制有机肥基础知识(23) 堆肥过程
举例将所有材料混合,调节含水量,但不能湿透。抓一把物料,轻轻一挤,闪闪发光,但没有滴下多余的水。建堆,高 1.5-2m、宽2-3m,长度不限,每1米的长度将产生大约 3 立方米的堆肥。正常情况下 1-3 天堆温就可达到50℃以上,不能顺利升温的绝大多数原因是湿度太大、粒径太小。用温度计监测温度变化,将堆温控制在 45-65℃之间,温度太高就要翻堆散热,温度太低说明供氧不足,也要翻堆供气。如果你不介意杀灭病原菌和杂草种子,温度在45-55℃也能快速腐熟。温度和气味是腐熟过程的最好指标,你的手和鼻子是最好的检测工具。经常测量堆内温度,闻一闻堆料气味,臭味说明发生了厌氧。臭味应该在腐熟开始后 10-20 天内消失。开始每周可能需要翻堆2-3 次,以后每月 3-4 次,翻堆间隔时间会越来越长。期间也要关注湿度的变化,不要太干或太湿。当翻堆通气时,温度还是持续下降,不能回到高温区,下降到 40℃以下或接近环境温度时,就可以开始固化期,最好再有15-30 天的后熟期,稳定物料。
24.自制有机肥基础知识(24) 有机质含量的误会
前面的一系列视频和大家交流了堆肥的原理、过程、稳定性与成熟度等内容。如果以前说,有机肥的有机质含量并不是越多越好,你肯定要嘲笑我,现在你改变想法了吗?腐熟的本质就是,原料在微生物的作用下进行好氧分解的过程,就是将不稳定有机质燃烧成二氧化碳的过程。在这个过程中原料重量大概损失 30-50%,其他营养元素损失很少或没有损失。腐腐熟过程也就相当于对原料进行了浓缩,剩下了微生物较难分解的有机质,也就是对土壤质量至关重要的腐殖质。请注意,我的用词是“难分解”,并不是说在土壤中不能进一步分解利用。在堆肥过程中我们还巧妙地利用了有机质燃烧产生的热量对物料进行了消毒。如何看待那 30-50%的有机质损失?如果是生产厂家,只要控制腐熟过程,减少碳损失,成品有机质含量达到50-60%并不困难,厂商很希望这样。如果是你自己堆肥自己用呢?对于商品有机肥,你是希望尽可能在生产厂家损失掉这部分有机质呢?还是希望在自己的土壤中迅速变为二氧化碳气体呢?
25.自制有机肥基础知识(25) 需要担心盐分吗?
畜禽粪便有机肥的盐分问题引起过很多争论。作物对盐的耐受性是不一样的,大概分为盐敏感性作物和盐耐受性作物。堆肥中高浓度可溶性盐有可能伤害作物,特别敏感性作物或幼苗。堆肥或土壤中的盐含量一般用电导率表示,也就是EC值。大部分成年作物可以耐受 EC 值为 2 ,单位为毫秒﹒厘米,也就是mS/cm 左右的盐度,作物种类之间、幼年与成年之间差别很大。畜禽粪便堆肥的 EC 值一般在 6-12 之间,有些高达20 多。这乍看起来确实让人担心。鸡粪的 EC 值高,不只是因为“有害盐”含量高,也与“营养盐”有关,氮磷钾养分高。畜禽粪便堆肥是最好的有机肥,含盐量本身不是问题,不能正确使用才是真正的问题!堆肥对作物的影响与使用量、使用方法、土壤本身的 EC 值、掺入深度等因素有关,也与降雨量、灌溉水量有很大的关系。假设堆肥的含盐量为 0.6%,每亩用量 2 吨,增加的盐量仅为12 公斤左右,正常土壤的含盐量为 200 公斤左右,只要正确使用,EC 值仍然在可接受的范围。土壤盐分很容易通过灌溉淋洗到根区以下。
26.自制有机肥基础知识(26) 简单的稳定性试验
有机肥有很多质量指标,如有机质、养分、含盐量等,稳定性是最重要的指标,它常常被人忽视。一个简单的检测方法,原理是:如果堆肥还没有完全分解,在含水量 40-50%的条件下封闭几天,会散发出腐烂的气味,这是因为厌氧产生了有害化合物,如胺、甲烷、有机酸等。相比之下,稳定的堆肥已经没有足够的易降解有机物,不能产生明显的气味。把大概1 公斤样品装到密闭的容器,或能扎紧的塑料袋中,不要漏气,20-30℃下保存。7 天后打开时,如果堆肥已经成熟,你会闻到一种泥土的气味;如果堆肥不是成熟的,会有腐烂的气味,因为持续分解耗尽了氧气,导致了厌氧条件。另一个不稳定的信号是,表面出现霉菌-白色或其他颜色的毛状层。如果有机物被完全分解为腐殖质,在封闭一周后,看起来不会是粘糊糊的。用这种方法也可以检验你购买的商品有机肥质量。
27.自制有机肥基础知识(27) 堆肥前后碳与氮的变化
堆肥前后碳发生了很大变化,一是碳和有机质含量大幅减少,C/N 比从25-40下降到20-15,不稳定易分解的有机质大量减少,有机碳损失量达30-50%;二是固化阶段形成了更多更稳定的腐殖质。堆肥前后氮营养也发生了很大变化。堆肥前原料中的氮含量平均 1.5-2.5%,其中 15%-30%为无机氮,主要是铵态氮。成熟堆肥中有机氮 95%以上,无机氮大幅减少。堆肥过程中有机氮矿化为铵态氮,同时无机铵态氮又被微生物吸收,“锁”在菌体与代谢产物中,也贮存在新形成的腐殖质中。在高温堆肥阶段铵态氮积累,容易产生氨气,损失量与 C/N 比和 pH 值有关,C/N 比越小损失量越大,pH 大于8 时损失量增大。堆肥期内氮的损失可能高达 20-40%。固化期开始后,由于硝化作用铵态氮逐渐减少,硝态氮增加。正常堆肥结束后,铵态氮不应大于0.1%,最好500ppm以下,而且铵态氮要小于硝态氮,否则,当 pH 大于 7.5 时存在烧苗的风险。
28.自制有机肥基础知识(28) 控制病害的二种方式
堆肥通过二种方式控制植物病害:堆肥过程中的高温和堆肥使用后的有益微生物。在活跃堆肥阶段,温度在 55℃以上 3 天,就能杀死大多数植物和动物的病原菌。堆肥中存在大量线虫和螨虫,但都是对植物无害或有益的。植物寄生线虫如根结线虫和螨虫在堆料环境中,特别是经历高温过程后无法生存下来。在降温固化阶段,常规微生物会重新定居堆料,形成多样化微生物群落,其中包括许多有益微生物类型,可以通过杀死、抑制或简单的与病原菌竞争,阻止土传病原体在植物根部的定植、生长和感染根表面。简单来说,向土壤中添加堆肥会带来一群“好人”-细菌和真菌,它们会与土壤中可能存在的“坏人”-植物病原体,如腐霉菌和疫霉菌进行战斗。新鲜的作物残茬能提高病菌的活性,所以堆肥中的有机质要有足够的稳定性,不至于被病原菌当作食物,这一点非常重要,否则即使有那么多“好人”也控制不住病害。另外,堆肥中的一些化学因素也有利于对病害的控制。
29.自制有机肥基础知识(29)有机肥能完全替代化肥吗?
这又是一个经常引起争论的话题。你可能已经了解了堆肥的原理、过程以及物料前后的变化。一句话总结堆肥:原料的稳定化!堆肥过程使营养元素更稳定了,释放速度更慢了,氮磷硫被吸收到了有机物中,其他金属离子也通过包裹、螯合等作用被不同程度的固定。以氮为例,当堆肥施入土壤后,第一年氮的释放率仅为10-20%,以后二年内会再释放10%左右。假设每年每亩使用含氮量为1.5%的有机肥2吨,那么每年可以得到的有效氮量为8公斤左右,对于现代高产农业来说这些氮还远远不够。再增加有机肥的使用量呢?因为磷钾的释放速率大概为40%左右,远大于氮的矿化率,如果满足氮需求,就意味着磷钾可能严重过量。更重要的是,有机肥的养分供应需要慢慢矿化,在作物需肥的高峰期,养分供应有“掉链子”的风险。这也是为什么在有机农业中粪肥尽可能不经过腐熟,而是利用休耕时期,把粪肥直接施入土壤的原因,这样不仅减少了氮损失,供应速度也更快。
30.自制有机肥基础知识(30)不一定选择有氧堆肥
现在你大概理解了有机肥腐熟技术,但是在真正开始动手前,你还要谨慎考虑一些问题:你的原料来源是否稳定?运输费用多大?如果原料是畜禽粪15便等氮源,你容易得到秸秆之类的碳源吗?通常仅有秸秆之类的碳源,因营养价值低不值得堆肥,除了添加化学氮肥,你有相应的有机氮源吗?你能得到的碳源和氮源的比例大概是多少?这些原料收费吗?还是给你补贴或处理费用?原料的含水量大吗?含水量太多让人头疼。你的场地离居民区远吗?环境保护部门允许你做有机肥吗?原料的碳氮比是否适合单独堆肥?你计划采用什么样的堆肥方式?你打算怎么使用堆肥?仅土壤表面覆盖,还是翻入土壤使用?尽管自己堆肥有很多好处,但也要时间、劳动力、设备、场地等投资,你的种植规模、需求量与这些投资是否匹配?尽管销售有机肥也可获得一定利益,但小规模堆肥盈利的可能性很小。有些原料看起来价格便,很多人脑子一热就自己堆肥,建议是,先找专业人员或有实际堆肥经验的人咨询一下,再做决定。