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1、 1 禽畜糞堆肥的製作及使用要領 陳 仁 炫1* 摘要摘要 禽畜糞雖可直接施用於田間，但因易造成土壤局部缺氧，釋出有毒物質，或易滋生病蟲害，故對作物生長及環境產生不良的影響。禽畜糞的最佳利用方式， 乃配合其他農業廢棄資材以適當的比例混合，並經過堆肥化作用，而製成良好的 堆肥，再回歸土地。禽畜糞堆肥品質之良窳，攸關施肥後之作物，土壤和環境品 質，亦影響在市場上之商機和堆肥場之永續經營。原料(禽畜糞和水分調整材)的 安全性，原料間的配比，堆肥化的條件(水分、溫度、通氣量及堆肥化時間)，決 定禽畜糞堆肥的品質及成分穩定性。本文係針對禽畜糞的特性，禽畜糞堆肥的製 程和其特性及禽畜糞堆肥的問題和改善對策
2、提供禽畜糞堆肥的合理化製作及使 用要領，以供相關人士參考。 關鍵詞：禽畜糞堆肥、品質、合理施用、重金屬、腐熟 壹、前言壹、前言 本省禽畜排泄物年產甚豐，若隨便排放，將對環境造成很大的衝擊。禽畜糞 富含有機質及部份植物所需之養分，若配合其他農業廢棄物（如米糠、稻殼、木 屑、太空包、蔗渣、稻草.等） ，再將之經過堆肥化腐熟過程後，可製成具多重 功能之禽畜糞堆肥。若能有效的管理及正確的施用於農地，除了可達到資源回收 再生利用的目的外，亦可增進土壤的地力，促進作物的生長，亦可減輕對環境及 自然生態的衝擊。禽畜糞堆肥的推廣和使用，必需要先瞭解其特性。再藉由特性 的瞭解，方能訂出發揮其優點，減輕其缺點的肥
3、培管理及經營策略。 由於不同家禽和家畜所排放的糞便中，其養分含量，有機質和水分含量並不 同，再加上所配合之堆肥質材成分和配方之不同，故所製成的堆肥成品之養分含 量差異不小。肥料管理法已於 88 年 6 月 16 日公告，且新增 禽畜糞堆肥 品目。 行政院農委會更於該年 8 月公告肥料成分含量容許差 ，從此禽畜糞堆肥 有專屬的品目規格，且必需遵守肥料管理法之約束。農委會在 2008 年 3 月公告 修正肥料種類品目及規格 ，對禽畜糞堆肥品目標準亦重新修正(農糧署， 2008)。基於禽畜糞堆肥的成分不若化學肥料來得穩定，反倒是其成分變異甚大， 因此禽畜糞堆肥業者在選材，堆肥製程和質材配方上更需謹慎
4、，以求堆肥成 品之成分穩定性。禽畜糞堆肥的推廣，必需對成品中所含的養分量及堆肥的性質 先有所瞭解，且需定期的偵測以確保堆肥的品質。 1國立中興大學土壤環境科學系教授，中華土壤肥料學會理事長 PDF created with pdfFactory Pro trial version 2 貳、貳、 畜產廢棄物之種類和特性畜產廢棄物之種類和特性 在家禽和家畜的飼養中，難免會產生為量不少的廢棄物；若將之隨處拋棄 則易造成環境的衝擊，包括空氣和水質的污染，並衍生公共衛生的威脅；若棄置 於垃圾掩埋場，將縮短掩埋場的壽命；若以焚化爐焚燒處理則無疑將增加焚化爐 的負擔及影響焚化的效果。然而有甚大比例的畜產廢棄
5、物，實際上若能小心的處 理和合理的使用，畜產廢棄物具有不可忽視的再生資源利用的潛力。茲將主要具 有再生利用的畜產廢棄物種類和其特性介紹如下： 一、禽畜糞一、禽畜糞(animal manure) 依飼養之家禽及家畜的種類不同，飼料中所含之氮約 7080%，所含磷 酐(P2O5)約 6085%和約 8090%的氧化鉀(K2O)會隨糞便排出體外，故禽 畜糞含作物生長所需的氮、磷和鉀(Klausner, et al., 1984)。禽畜糞中除含高 量氮、磷、鉀、及其他要素外亦含高量有機質，若能回收利用，除可增進土 壤生產力且可減輕對環境所產生之衝擊。禽畜糞雖可直接施用於田間，但因 易造成土壤局部缺氧，
6、釋出有毒物質，或易滋生病蟲害，故對作物生長及環 境產生不良的影響。禽畜糞的最佳利用方式，乃配合其他農業廢棄資材以適 當的比例混合，並經過堆肥化作用(Composting)，而製成良好的堆肥，再回 歸土地。 二、禽畜廢棄物二、禽畜廢棄物(animal waste)和家禽墊料和家禽墊料(poultry litter) 部分家禽和家畜養殖中常利用墊料(如粗糠、蔗渣、木屑)來吸附糞便和 尿液，因此禽畜糞常與墊料混合而一起清除，此種廢棄物除含禽畜糞、墊料 外，亦含有未消化的飼料顆粒(如玉米粒、麥皮、豆渣皮、肉骨粉、魚粉. 等)、泥土、消毒水、沖洗水及家禽屍體等。禽畜廢棄物因含有機質和部 分作物養分，故除
7、可當肥料的來源外，且具有製成飼料原料的潛力，唯禽畜 廢棄物常含病原菌，故必須經熱處理(heat treatment)或堆肥化(composting)過 程先除去病原菌後方可使用。 三、豬糞尿廢水污泥三、豬糞尿廢水污泥 豬糞尿廢水處理後濃縮沈澱之污泥，其中包括未分解的豬糞固體、懸 浮固體及微生物菌體等，經脫水乾燥後可製成污泥餅而當有機質肥料用，唯 遇水後會產生發酵生蛆及惡臭現象，故宜製成堆肥後再利用(郭等人， 2000)。郭(2000)曾利用豬糞尿廢水污泥，研製污泥花盆。郭和蘇(2003)亦曾 評估豬糞尿污泥作為栽培土之可行性。林等人(2003)亦曾評估養豬場污泥及 污泥堆肥應用於作物栽培之效果
8、。由於畜牧場污泥的重金屬累積量較多，故 使用時宜注意其重金屬含量。 參、禽畜糞堆肥的製作參、禽畜糞堆肥的製作 堆肥製造是藉由細菌、真菌、放線菌或蚯蚓之連續作用而將有機物質分解PDF created with pdfFactory Pro trial version 3 和回收再利用成富含腐植質之土壤改良物的自然過程，其最終產物為一呈黑棕色 或黑色且具有像土壤氣味之穩定腐植物質。依據農委會肥料品目標準之規定，禽 畜糞堆肥之製程應為以禽畜糞為主原料(50%以上)，添加適量稻殼、木屑、菇類 培植廢棄包之內容物、花生殼、蔗渣等調整材，經過翻堆醱酵腐熟，調配成分、 堆置風乾等程序所製成之堆肥(農糧署 2
9、008)。 一、堆肥化階段一、堆肥化階段 堆肥化乃依靠自然界的細菌、放射菌、真菌等微生物，在一定的操作條件下， 有效的控制並促進可被微生物降解的有機物質轉為穩定腐植質(humus)的生物化 學過程，實質上，就是基質的微生物醱酵的過程。在整個堆肥化過程中係利用不 同特性的微生物接替擔負分解的工作。一般而言，堆肥化過程中之溫度，二氧化 碳釋放量及相的變化，可分為三個階段(工業局，2005)。 (一)、中溫階段：堆肥化的初期，堆層溫度約為 1545，由中溫和嗜溫性微生 物(真菌、細菌和放射菌)主司其職，主要以易分解的醣類和澱粉類作為基 質。 (二)、高溫階段：當溫度超過 45，即進入高溫階段，此時嗜
10、溫菌已受到抑制或 死亡，取而代之的為嗜熱性微生物，其負責分解堆肥中殘留(半纖維素，纖 維素，蛋白質，木質素.)和新形成的可溶性有機物。在 50左右以嗜熱性 真菌和放射菌最為活躍，60以上則真菌完全停止活動，而嗜熱性放射菌 和細菌仍持續作用，待溫度升至 70以上，大多數嗜熱菌已不再適應，因 而進入死亡或休眠。許多研究則引入耐高溫菌，以繼續執行纖維和木質素 的分解，可加速分解及縮短堆肥化時間。 (三)、降溫階段：高溫階段後，剩下的部分為較難分解的有機物和新形成的腐植 質，此時微生物活性已下降，發熱量減少，堆肥溫度下降，嗜溫性微生物 再佔優勢，對殘餘較難分解的有機物再進行分解，腐植質不斷增加而達穩
11、定狀態，亦即趨向腐熟階段。 二、堆肥化方法二、堆肥化方法 堆肥的醱酵可分好氣醱酵和厭氣醱酵兩種，差別即在於氧氣濃度是否足够。 一般而言，好氣堆肥化具有溫度高，基質分解較徹底，堆肥化時程較短，臭味較 少及可採用機械化.等優點，而厭氣堆肥化係利用厭氣微生物執行分解反應，溫 度較低，技術較簡單，堆肥中養分保存量較多，但堆肥化時程較長，臭味較濃， 分解及醱酵不完全，堆肥 pH 較低，堆肥品質較差則為其主要的缺點所在。 國內禽畜糞堆肥的製造，依廠房的規模，廠房設施，禽畜糞處理量，堆肥化 方式，投資額.等因素之不同，大致可分為靜置式和攪拌式兩大類(圖一)。茲簡 要分類如下： PDF created wit
12、h pdfFactory Pro trial version 4 靜置式 未通氣靜置式：未通氣、間歇性翻堆或未翻堆 通氣靜置式：通氣、未翻堆 攪拌式 開放式 密閉式 通氣 不通氣：同上，唯醱酵槽底部未裝設通氣裝置。 廻轉攪拌式 杓子攪拌式 條板式 刀爪式 圓型 直立圓桶式 圖一、禽畜糞堆肥製作方式 三、堆肥化的條件三、堆肥化的條件 1. C/N 比：比：在堆肥化過程中，微生物需要碳(C)作為能量來源，需要氮以構成 細胞體及維繫細胞體。禽畜糞和調整材混合後，最佳的堆肥化起始 C/N 比 為 2530。C/N 比若太高，微生物分解作用會因缺 N 而使有機物分解較慢， 故堆肥化所需時間會較長；若 C
13、/N 比太低，則易造成氮的逸失及臭味的產 出。一般新鮮禽畜糞的 C/N 約為 1018，故宜添加含碳調整材(如木屑，米 糠 ， 蔗渣 ， 稻殼 ， 菇類養殖廢包內含物.等) ， 以使堆肥化初始 C/N 為 2530。 2. 溫度：溫度：堆肥化過程中，微生物新陳代謝所產生的熱不斷累積，在正常情形 下所產生的熱可使堆肥溫度升高達 60，甚至 70以上，此高溫可維持一 段時間，不但可促進微生物反應，縮短腐熟時間，且可殺死病原菌，雜草 種子及蟲卵，唯若溫度繼續上升，堆肥中微生物活性反而下降，甚至死亡， 故需翻堆，使堆肥之高溫區與低溫區混合，以降低堆肥溫度，而使微生物 繼續進行好氣醱酵作用。待翻堆數次後
14、，而堆肥溫度不再上升時，即為堆 肥化完成之日。 3. 水分：水分：水分為微生物生長所必要的，一般堆肥化起始的水分含量約為 5060%；當堆積物的水分含量低於 40%以下時，堆肥醱酵分解速率會因微 生物活性降低而減緩，而當堆積物水分含量高於 60%，則因水分含量過高 及氧氣不足而呈厭氣醱酵，致醱酵減慢。一般新鮮禽畜糞的水分量均較高 (如豬糞：7085%，牛糞：7590%，雞糞：5087%)(Wortmann et al., 2006)， 故常需添加水分調整材(如木屑，稻殼，腐熟堆肥.等)，以使堆積物初始PDF created with pdfFactory Pro trial version 5
15、 的水分含量約為 60%，以利好氣醱酵及縮短堆肥化時間。 4. 通氣：通氣：為促進堆肥化作用，宜保持在好氣狀態，以利好氣微生物進行好氣 分解。由於好氣微生物的分解速率為厭氣微生物的 10 倍以上，故堆肥化過 程中應使氧氣(O2)含量連續維持在 8%以上，而定期翻堆和通風為提供氧氣 的兩大策略。在通風過程中，首要注意是供氧的濃度，堆肥過程合適的 O2 濃度應大於 18%，最低 O2濃度不得低於 8%，一旦低於 8%，O2就會成為 好氣堆肥中微生物的限制因素，還會產生惡臭(工業局，2005)。 四、禽畜糞堆肥化之優缺點四、禽畜糞堆肥化之優缺點 1. 優點： (1) 有機質穩定而不會再因厭氣分解而產
16、生臭味。 (2) 腐熟之禽畜糞堆肥具有土壤之氣味而無臭味，對人體及環境較友善，接 受度較高。 (3) 依原料的特性，可減少 2550 %體積，具廢棄物減量的功效。 (4) 堆肥化過程中所產生的熱可殺死雜草種子，蒼蠅卵及病原菌。 (5) 合理的施用可增進或改善土壤性質，提高土壤生產力及增進作物的品質 和產量。 2. 缺點： (1) 堆肥化過程中，部分氮和養分會損失。 (2) 生產成本較高，包括廠房和機械(翻堆機，混合機，包裝機，除臭設備等) 的設置及維修，禽畜糞的收集及運送，水分調整材的購置，製程的管控。 (3) 產品產出的時間受限於原料的特性及堆肥化所需時程。 (4) 養分釋放速率變緩。 肆、禽畜糞堆肥之品目標準及其特性肆、禽畜糞堆肥之品目標準及其特性 禽畜糞堆肥(品目編號 5-09)(農糧署。20
