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有机肥发酵技术

有机肥发酵过程中的机理变化及作用

更新时间:2018-02-27 09:32:24点击次数:1899次
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。

有机肥发酵剂


有机肥发酵过程中的机理变化及作用

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。

有机质的矿化作用

⑴不含氮有机物的分解  多糖化合物(淀粉、纤维素、半纤维素)首先在微生物分泌的水解酶的作用下,水解成单糖。葡萄糖在通气良好的条件下分解迅速,酒精、醋酸、草酸等中间产物不易积累,最终形成CO2和H2O,同时放出大量热能。如果通气不良,在嫌气微生物作用下,单糖分解缓慢,产生热量少,并积累一些中间产物-有机酸。在极嫌气微生物条件下,还会生成CH4、H2等还原态物质。

⑵含氮有机物的分解  堆肥中的含氮有机物包括蛋白质、氨基酸、生物碱、腐殖质等。除腐殖质外,大部分容易被分解。例如蛋白质,在微生物分泌的蛋白酶作用下,逐级降解,产生各种氨基酸,再经氨化作用、硝化作用而分别形成铵盐、硝酸盐,可以被植物吸收利用。

⑶含磷有机物的转化  堆肥中的含磷有机化合物,在多种腐生性微生物的作用下,形成磷酸,成为植物能够吸收利用的养分。

⑷含硫有机物的转化  堆肥中含硫有机物,经微生物的作用生成硫化氢。硫化氢在嫌气环境中易积累,对植物和微生物会发生毒害。但在通气良好的条件下,硫化氢在硫细菌的作用下氧化成硫酸,并和堆肥中的盐基作用形成硫酸盐,不仅消除了硫化氢的毒害,并成为植物能吸收的硫素养料。在通气不良的情况下,发生反硫化作用,使硫酸转变为H2S散失,并对植物产生毒害。堆肥发酵过程中,可以通过定时翻倒措施改善堆肥的通气性,就能消除反硫化作用。

⑸脂类及芳香类有机物的转化  单宁、树脂等结构复杂,分解较慢,其最终产物也是CO2和水;木质素是含植物性原料(如树皮、木屑等)堆肥中特别稳定的有机化合物,它结构复杂,含芳香核,并以多聚形式存在于植物组织中,极难分解。在通气良好的条件下,主要通过真菌、放线菌的作用,缓慢地进行分解,其芳香核可变为醌型化合物,它是再合成腐殖质的原料之一。当然,这些物质在一定条件下,还会继续被分解的。

综上所述,堆肥有机质的矿质化,可为作物和微生物提供速效养分,为微生物活动提供能源,并为堆肥有机质的腐殖化准备基本原料。堆肥以好气性微生物活动为主时,有机质迅速矿化生成较多的二氧化碳、水及其它养分物质,分解速度快而彻底,并放出大量热能;以嫌气性微生物活动为主时,有机质的分解速度慢,且往往不彻底,释放热能少,其分解产物除植物养分外,尚易积累有机酸及CH4、H2S、PH3、H2等还原性物质,当其达到一定程度时,则对作物生长不利甚至有害。因此堆肥发酵期间的翻倒也是为了转换微生物活动类型,以消除有害物质。

2.有机质的腐殖化过程

关于腐殖质的形成过程有很多种说法,概括起来大体可分为两个阶段:第一阶段,有机残体分解形成组成腐殖质分子的原始材料,如多元酚、含氮有机物(氨基酸、肽等)等;第二阶段,先由微生物分泌的多酚氧化酶将多酚氧化成醌,然后醌与氨基酸或肽缩合而成腐殖质单体。由于酚、醌、氨基酸种类很多,相互缩合的方式也不尽相同,因而形成的腐殖质单体也就多种多样。在不同条件下,这些单体又进一步缩合形成大小不等的分子。



在农作物栽培和城市绿化过程中,由于连年使用化肥,不仅造成土壤板结、肥效日减,还污染了环境,因此,化肥已被列为农业的3个污染源之一。微生物肥料的发展,不但能为农业生产提供新的肥源,还可以减轻化肥污染问题。
1、微生物肥料的作用
(一)活化土壤养分,促进作物根系活力
微生物肥料能使土壤中原来被化合固定而不能被作物吸收的磷、钾养分被分解,从而起到活化土壤中磷、钾等养分的作用,增加土壤有机质含量,促进土壤团粒结构形成,消除土壤板结,从而使作物根系发达,增强活力。
(二)节能降耗,保护生态环境
固氮菌在常温常压条件下即可完成氮的转化过程,为作物提供丰富的养分,同时又不会造成亚硝酸盐的残留而污染环境,起到了很好的节能降耗、保护环境的作用。所以,固氮菌是当前无公害农产品生产中广泛推广应用的肥料产品。
(三)提高作物产量,改善作物品质
微生物肥料使用后,减少了化肥的用量,使农产品品质有了良好的改善。另外,微生物肥料可增加农产品有效营养成分,如面粉中的面筋含量、不同大豆中的油脂含量、蛋白质含量,蔬菜瓜果中的维生素、糖的含量。有关试验表明,微生物肥料不仅能使粮食作物增产10%左右,果菜类增产15%左右,而且还可使产品外观有较大改善。
(四)提高肥料利用率,节约投资
微生物肥料与无机复合肥混合施用,可明显提高化肥利用率10%-15%,节省20%左右的化肥用量。在无公害农产品生产中,采用有机肥料、无机肥料与微生物肥料相结合的施用方法,改变了传统农业生产向有机农业生产方式过渡,从而实现高产、优质、高效、低耗的目标。
(五)减少或降低植物病虫害
微生物肥料的多种微生物可以诱导植物的过氧化物酶、多酚氧化酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧合酶、几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶等参与植物防御反应,利于防病、抗病。有的微生物种类具有分泌抗菌素的功能,抑制或杀死致病真菌和细菌,使病原微生物难以生长繁殖,从而降低了作物病虫害的发生。
(六)增强抗旱能力
微生物肥料由于在作物根部大量生长繁殖,菌丝能增加对水分的吸收,使作物抗旱能力提高。
2、微生物肥料的施用方法
拌种先将种子表面用水喷潮湿,然后将种子放入微生物肥料中搅拌,使种子表面均匀粘满肥料即可播种。
育秧做床式或盘式育苗时,可将微生物肥料拌入育苗土中堆置3天后再做成苗床或装入育苗盘;做营养钵育苗时,先将微生物肥料均匀拌人营养土中,再做成营养钵。
穴施先将微生物肥料与湿润的细土拌均匀,施在移栽或插秧的穴内,然后移栽幼苗或插秧。
蘸根将微生物肥料加适量细土和水拌成泥浆,将移栽秧或扦插苗在泥浆中浸数分钟,再带浆移栽或扦插。
追施将微生物肥料配成水溶液,浇灌在作物行间或果树周围的浅沟内,浇完后即覆土。
喷施有些液体微生物肥料,可作叶面肥施用,方法是加水后充分混匀,喷洒在叶片的正反面即可。
3、微生物肥料使用注意事项
(1)应避免日晒雨淋。拌种时应在阴凉处操作,拌种后要及时播种,并立即覆土。一般微生物肥料不可与有害农药、化肥混合施用。
(2)创造适宜的土壤环境。在酸性土壤上施用时应中和土壤酸度后再施。土壤过分干燥时,应及时灌浇。大雨过后要及时排除田间积水,提高土壤的通透性。
(3)密封保存,防止其它杂菌侵入,禁止与化肥或其它化学、农药等存放在一起。
(4)避免在高温干旱条件下使用。微生物肥料中的微生物在高温干旱条件下,生存和繁殖就会受到影响,不能发挥良好的作用。因此,应选择阴天或晴天的傍晚施用,并结合盖土、盖粪、浇水等措施,避免微生物肥料受阳光直射或因水分不足而难以发挥作用。
(5)避免与化肥或未腐熟的农家肥混用。与未腐熟的有机肥混用,会因高温杀死微生物,影响微生物肥料的发挥。


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