有机肥发酵有机质降解 有机肥发酵原理

有机肥发酵原理

为什么需要发酵

腐熟是有机肥料分解过程的一个阶段。在这个阶段，有机物已经变到不能辨认它原来的形态，成为一团黑色松软的物质，有时有臭味，在原重量上失去原来的三分之二（一般3吨有机肥原料可以腐熟1吨有机肥），在碳氮比率上变得较小。

有机肥料施用前要强调腐熟，是因为没有腐熟的有机肥料中，所含的养分形态绝大部分是迟效态的，作物不能直接吸收利用。不经腐熟的有机肥施入土壤中，不仅肥效差，而且还会滋生杂草和传播病菌和虫卵。因此，有机肥料腐熟的目的是为了释放养分提高肥效，同时避免肥料在土壤中腐熟时产生某些对作物不利的影响，特别是产生的高温，容易“烧苗”。

原理

腐熟的有机肥一般需要两个阶段，即第一次高温堆肥腐熟发酵阶段和第二次陈化阶段。不稳定的有机物通过腐熟过程，通过微生物作用下，转化成稳定的腐殖质。其温度变化可以界定是否腐熟。

第二阶段：温度初见降低，氧气吸收率降低，臭味完全消失。相对于第一次堆肥腐熟来说，不能没有第二次堆肥，因为二次堆肥可以降解难降解的有机物，嗜温微生物菌落重新建立，从而有助于有机肥腐熟、减少植物毒性物质和抑制病原菌。

第一阶段：通过配比原料基质，肥堆高氧吸收，产生高温，可降解挥发性固体大量减少，臭味逐渐降低，肥堆颜色逐渐变化，需保持良好的曝气和水分控制。

温度升高阶段：有机肥腐熟温度上升到45℃，主要以放线菌、真菌和细菌为主，主要分解糖类和淀粉。甚至有源生物动物和动物参与。高温阶段：腐熟温度达到45℃以上，嗜温微生物被抑制，嗜热主导。可溶解的有机物继续被氧化分解，复杂的有机物（纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素）也开始被分解。50℃左右（嗜热真菌和放线菌）；60℃左右（嗜热细菌和放线菌）；70℃左右（大多微生物已经不能适应）。最佳腐熟温度为55℃，这是因为大多微生物在该温度最活跃，最易分解有机物，病菌、虫卵、杂草种子大多数会被杀死。降温降低阶段：嗜温微生物又开始大量繁殖，占据优势，对残余难分解的有机物作进一步分解。此时微生物活性下降，堆肥腐熟需氧量降低，温度下降，肥堆逐渐趋于稳定。

分类

2、厌氧发酵：在缺氧或无氧条件下,主要利用厌氧微生物进行的堆肥化过程。最终产物除腐殖质类有机物、二氧化碳和甲烷外，还有氨、硫化氢和其他有机酸等还原性物质。工艺简单、不需进行通风,但反应速率缓慢，堆肥化周期较长。

1、好氧发酵：在人工控制和一定碳氮比例（C/N）、水分、温度和通风的情况下，通过微生物将有机质转化为稳定的腐殖质的过程，这类堆肥无臭无蝇，反而有淡淡的泥土味。

有机肥料的生产方法有哪些?

年产粒状有机肥1-3万吨技术及工艺

设计年生产粒状有机肥1-3万吨。生产线按5～15t/ h 生产能力设计,采用转盘造粒工艺。有机肥产品含水率为20 % ,畜禽粪便含水率平均按60-80 %计,辅料含水率按30 %计,堆肥过程干物质消耗率按8 %计。辅料主要包括风化煤、油页岩、秸秆、食用菌废基料、锯末、药渣、污泥等。

一、畜牧养殖场产粪量估算

（1）、牛场　成年牛日产粪35 kg ,育成牛21 kg ,犊牛三头按一头育成牛计算。平均存栏每头6吨∕每年计算。

（2）、羊场　成年羊日产粪2. 7 kg ,育成羊2. 3kg ,羔羊三只按一只育成羊计算。平均存栏每头0.7吨∕每年计算。

（3）、猪场　成年猪日产粪7～11 kg。按每天8 kg 计算, 平均存栏每头2.4吨∕每年计算。

(4)、鸡场　成年鸡日产粪0. 15 kg，平均存栏每千只4.5吨∕每年计算,

二、堆肥生产技术过程

目前利用畜禽粪堆腐生产有机肥多采用好氧堆肥- 条垛式发酵技术,包括原料预处理、发酵、熟化等工序。即在自然通风条件下,为物料添加复合微生物发酵菌剂,平面条垛式地面堆置发酵。根据物料堆内部温度,机械控制适时翻堆,后熟阶段曝气发酵与干燥、筛分,生产出粉状生物有机肥;或根据市场需求造粒生产颗粒状有机肥(球形颗粒或圆柱状颗粒) 。

对物料的发酵应在车间或大棚内进行,通过翻堆强制供给氧气,以利于好氧微生物发挥作用。物料堆一般掌握在高不大于1 m、宽不大于3 m 即可。在堆肥初始阶段的1～3 d ,由于物料自身含氧基本可以满足微生物需要,好氧微生物首先分解易腐有机质,然后吸取其分解有机物的C、N 营养成分,部分营养成分用于微生物自身繁殖,其余营养成分被分解为CO2 和H2O ,同时放出热量使堆体温度上升。当温度处于25～45 ℃时,中温微生物比较活跃;随着堆温不断升高,当温度处于45～65 ℃时,高温微生物如嗜热菌、放线菌等逐渐占据主导地位,中温微生物受到抑制甚至死亡,有机质进行更快速的分解,使堆温迅速上升到60～70 ℃或更高温度,这时除易腐有机质继续分解外,部分纤维素和木质素也逐渐被分解,腐殖质开始形成。实践证明,堆肥温度在60 ℃以上3 d ,就能杀死物料中的寄生虫卵、病原菌和杂草种子,达到对其无害化处理的目的;但同时堆肥温度不宜超过70 ℃,否则就会造成有益微生物菌的休眠甚或死亡。

有机质的降解主要是在上述描述的发酵阶段完成的,发酵时间的长短因物料和发酵条件的不同而不同,一般应在10～20 d 完成物料发酵。如果对发酵过程的各种参数能够进行有效控制,可以提高发酵的效率和产品质量。在此发酵基础上,随着堆肥温度的下降,中温微生物菌又开始活跃起来,堆肥进入二次发酵,这段时间可以称之为后陈化阶段。这有利于较难分解的有机物全部分解变成腐殖质、氨基酸等比较稳定的有机物质,使肥效大大提高。

三、堆肥生产工序

预前处理　

以畜禽粪为主原料,因其含水率高,需添加一定比例含水率低的风化煤、油页岩、秸秆、食用菌废基料等作调理剂, 再加入一定比例的菌种,混合调节至合适的含水率(45 %～55 %) 和C/ N 比(15～30) ,混合搅拌均匀,条垛式堆放发酵。

翻堆搅拌　

进行翻动搅拌、曝气工作,使料堆发酵;温度升高至50～65 ℃后,能有效杀死原料中的病菌虫卵,并蒸发大量水分。

温度控制　

每天定时检测发酵料堆内的温度、水分和堆体通透性情况。发酵过程中由于微生物的作用,料堆内有机质的含量、水分、温度、C/ N比、p H 值会发生变化,所以要定期检测和进行调节。

翻堆一般遵循“时到不等温,温到不等时”的原则,即前期发酵的低温阶段要定时翻堆;中期发酵高温阶段当温度达到65 ℃左右时,要及时翻堆,使堆温不至于超过70 ℃。

发酵后处理　

物料经高温发酵后,基本实现无害化,已转化了大部分可溶性有机物,生化速度渐趋和缓,可以另外垛堆后熟,促进有机物稳定化,并节省发酵场地。二次堆肥垛堆至2 m 高,堆体宽度和长度按车间情况确定,时间在5～7d。定时可在垛堆底部鼓风通气,必要时用长木棒定期在堆体上扎孔透气即可。二次堆肥完成有机物完全降解工作,转变为稳定腐殖质。堆肥发酵腐熟情况,可以根据自检能力,从物理、化学、生化等几方面的指标评定。

四、产品生产流程

堆肥和有机肥生产流程见图1 、图2 。

　图1 　堆肥生产流程图

五、产品特性和技术指标

外观　褐色至黑褐色。

气味　无味或具有酒香的发酵味,无臭味。

主要指标　总养分(N + P2O5 + K2O) ≥4 % ,有机质≥30 %,含水率≤20 %，有效功能菌≥6000万个∕克。

有害生物数　蛔虫卵杀灭率≥95 % ,大肠杆菌菌群数≤100 个/ g。

重金属　有害重金属含量低于国家标准。

六、厂区规划及生产设施

遵循环境优化、有利生产、节约用地、便于管理、方便生活和适度美化的原则,在目标场地将储料场、发酵场、深加工生产车间和办公区集中规划。

1、储料场　

按主辅原料配比确定,加之沉淀池,约建500 m2 ;一般为轻钢夹芯彩板结构厂房。

2、发酵场　

含水50 %～60 %的物料,大致3m3 生产1 吨成品肥。因为物料发酵不少于7 d 时间,为保障连续生产,发酵场至少应满足10 d 生产所需要的物料,发酵场需要容纳1000 m3 的物料。发酵场净占地面积大致为1500 m2 左右。发酵棚一般采用水泥砼柱,钢结构屋架,阳光板屋顶,滴水高度为4 m。发酵棚的具体长度按地形设计。物料发酵场地用水泥硬化,雨季不蓄水,排水不冲刷物料。有动力供电和自来水供水条件,道路畅通,适合翻堆机行走作业。

3、加工车间　生产线设备占地面积约1000m2 ,房屋高度为4 m ,安装粉碎、筛分、造粒、烘干、计量、包装等设备。

4、成品仓库　按储存量计为500 t ,面积约600 m2 。

5、其他工程　包括办公设施、供排水、动力、生活设施等,根据需要和投资酌定。

七、生产设备

包括混合搅拌机1 台,翻抛机1 台(1000 m3 / h) ,筛选机1 台 ,自动包装机1 台, 造粒机1 台(1～2 t/ h) ,粉碎机1台,叉车1 台。

八、环境保护方案

利用畜禽粪便生产有机肥是一个污染源由分散而集中的过程,如果环境保护处理不好,会造成局部环境的恶化。这类项目污染主要有两方面, ①是原材料自身的臭味; ②是雨季降水渗透对周边土壤和水源的污染。

1、除臭方案

储料场和发酵场可用微生物除臭剂,用喷雾器直接喷洒在物料表面除臭。微生物脱臭过程中起作用的主要有硝化细菌、亚硝酸菌、反硝化细菌、硫细菌等,只要臭气量不超出微生物的分解能力,就可以在较长的时间内维持良好的除臭效果;或者将腐熟物料底垫及覆盖在原料和未发酵物料上下,也可起到减轻或消除臭味的作用。

2、水土保护方案

用畜禽粪便堆腐有机肥容易产生水土污染,主要因素是粪便自身的含水和雨季降水渗漏。为防止水土污染, ①是夯实地面,使粪便自身含水不渗漏进土地; ②是在储料场物料四周设置水泥拦水槽,并设置沉淀池。③是及时按比例添加含水量小的吸水辅料,减少污水排出量。

有机肥在腐熟过程中有机质会减少吗？总质量会损失吗？

热量和二氧化碳并不是凭空产生的，要消耗大量有机质，所以这一过程也是有机肥料重量、有机物质减少的过程。

有机物料初始C/N（碳/氮）一般在30左右，腐熟结束后一般控制在18左右。在腐熟过程中，氮元素只有微量损失，那么C/N降低了，肯定是腐熟过程中含碳物质损耗更大。

秸秆还田已经是普遍推广的增加土壤有机质的农业措施， 秸秆有机质含量很高，接近90%，但绝大部分有机质都是纤维素。秸秆还田一二年后，经过土壤微生物腐解， 其实最终能留在土壤中的有机质不会超过15%，绝大部分以二氧化碳的形式散失到空气中了。

我国规定，商品生物有机肥料的有机质含量要大于40%。为什么是40%？而不是60%、80%？科学研究表明，一般有机原料经过腐熟后，有机质含量应该在35％-45％之间，过小，说明原料纯度不够，其中掺入了沙子、粘土等过多杂质，过大，说明腐熟不彻底。

腐熟不彻底的有机肥料有什么缺点？一是有病虫害、杂草种子传播的风险，二是“烧苗”的风险，三是用户花了冤枉钱。

为什么说购买有机质含量高的肥料是花了冤枉钱呢？

不管有机肥料有机质含量高低，当施入土壤后，绝大部分有机质都要继续在微生物的作用下进一步分解，以二氧化碳的形式散失到空气中，少量腐殖质、腐植酸残存于土壤中。

你购买的有机肥料有机质越高，相当于你花钱购买的二氧化碳越多，有效腐殖质越少，当然花了冤枉钱。

那么，有机质在土壤中分解发为二氧化碳就没有好处吗？有机质含量高可以为土壤微生物提供较多的粮食，增加土壤微生物数量。但是，土壤微生物不需要如此多的粮食，太多的粮食对土壤微生物来说也是浪费。

如果是农家肥或有机肥料价格非常便宜，当然有机质高对土壤、土壤微生物、作物都有必要，经济上也划算。

当你花钱购买有机肥料时，还是购买经过较彻底腐熟，有机质含量在35%-45％的较合适，从经济上可以节省成本，使用效果又好。

为什么厂家生产的有机肥料比自制有机肥料价格高那么多？

除了生产成本外，厂家在生产有机肥料时，特别是经过较彻底腐熟的有机肥料，生产过程中重量损失很大，重量损失大概在30%－50%。如果厂家控制腐熟程度，产品有机质含量高，重量损失少，但是，用户施入土壤后也会再进一步损失。

俗话说，背着、抱着一样沉，有机肥料不是在厂家腐熟过程损失，就是在用户土壤中损失，只是用户购买了有机质高的肥料，心里觉得划算，实际上吃了大亏。

现在很多厂商为了迎合用户追求有机质高的心里，也不把产品较彻底腐熟，产品好卖，重量损失又少，生产周期、成本也低，二头赚钱！

所以，用户们不要再犯傻了！花同样的钱一定要购买有机质含量适当的肥料，不要让有机质白白在土壤中散失掉，那些以二氧化碳形式散失的有机质对土壤几乎没有多大效用！

有机肥发酵原理 有机肥的发酵原理?使用的哪些菌种?有什么作用?

原理：

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.

（一）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.

（二）堆肥过程中重金属的的转化

城市污泥中含有丰富的作物生长所需的各种养分及有机质,是堆肥发酵最佳原材料之一.但城市污泥中往往含有重金属,这些重金属一般指汞、铬、镉、铅、砷等.微生物特别是细菌、真菌在重金属的生物转化中起重要作用.

使用哪些菌种：

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.

作用：

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,其作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.

祝您生活愉快