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1、堆肥初始条件及原料配方一堆肥初始条件及原料配方(一)2011-04-1017:30堆肥初始条件及原料配方(一)堆肥生产中，如果仅仅通过感官或经验来判断原料搭配是否合理、水分调节是否适宜，往往偏差较大，特别是当原料或工艺发生变化时，差异会更大，这也是造成产品质量不稳定的重要原因。要优化堆肥条件和配方，必须按照原料理化参数，通过科学的计算来确定。堆肥配方的形成就是对C/N和水分的平衡过程，目的是使它们均处于合理的范围内。通常一个指标先调整合适后，堆肥的配方就可基本确定下来，若需要进一步调整比例，则一般要在不明显影响第一个指标的情形下对第二个指标进行优化。一、C/N堆肥化过程中，碳素是堆肥微生物的基
2、本能量来源，也是微生物细胞构成的基本材料。堆肥微生物在分解含碳有机物的同时，利用部分氮素来构建自身细胞体，氮还是构成细胞中蛋白质、核酸、氨基酸、酶、辅酶的重要成分。据研究，一般情况下，微生物每消耗25g有机碳，需要吸收1g氮素，微生物分解有机物较适宜的C/N为25左右。C/N过高，微生物生长繁殖所需的氮素来源受到限制，微生物繁殖速度低，有机物分解速度慢，发酵时间长;有机原料损失大，腐殖质化系数低;并且还会导致堆肥产品C/N高，施入土壤后易造成土壤缺氮，从而影响作物生长发育。C/N过低，微生物生长繁殖所需的能量来源受到限制，发酵温度上升缓慢，氮过量并以氨气的形式释放，有机氮损失大，还会散发难闻的
3、气味。合理调节堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟，提高腐殖化系数的有效途径。常见的有机固体废物含碳量一般为4055%，但氮的含量变化却很大，因此C/N的变幅也较大。一般禾本科植物的C/N较高，大约在4060之间，畜禽粪便、城市污泥C/N较低，大约为1030。为达到理想的堆肥有机物分解速度，通常用C/N较高的秸杆粉、草炭、蘑菇渣等与C/N较低的畜禽粪便、城市污泥等进行混合调整。在堆肥化过程中，由于微生物的作用，有近2/3的碳素会以CO2的形式释放出来，剩余部分与氮素一起合成细胞生物体，所以堆肥化过程是一个C/N逐渐下降并趋于稳定的过程，腐熟堆肥的C/N一般为15:1左右。此外，不同的堆肥原料其适
4、宜的C/N也存在差异，这种差异主要有两方面构成，一方面为取决于堆肥原料中有机物的生物有效性(或可降解性，表3-3)，另一方面取决于堆肥原料粒度。虽然从理论上讲堆肥物质中的大多数碳是可以利用的，但也存在一些很难生物降解的有机化合物，如木材中的木质纤维素，因此，当这类物质含量较高时，应设置一个较高的C/N值;相同原料由于粒度不同，比表面积存在差异，可被微生物利用的碳或者说其被微生物分解的速度也存在差异，这些都是进行堆肥C/N设计时应考虑的。表3-3某些有机基质的可降解性基质?XML:NAMESPACEPREFIX=O/降解性(占挥发性固体比例%垃圾(总有机组份)43-54庭园修剪废弃物66鸡粪68
5、牛粪28垃圾66二、水分堆制过程中保持适宜的水分含量，是堆肥制作成功的首要条件。由于微生物大都缺乏保水机制，所以对水分极为敏感。当含水量在35%40%之间时，堆肥微生物的降解速率会显著下降，但水分下降到30%以下时，降解过程会完全停止。通常有机物吸水后会膨胀软化，有利于微生物分解;水分在堆肥中移动时，所带菌体也会向四周移动和扩散，并使堆肥分解腐熟均匀;水中溶解的各种物质还会为微生物营养，并为微生物的繁殖创造条件。水分太少，微生物活动受限制，影响堆肥速度;水分太多，会堵塞堆肥物料间空隙，影响其通透性，易形成厌氧状况，并产生臭气，养分损失大，堆肥也同样缓慢。堆制过程中不同的原料具有不同的最适水分上
6、限，并由这些原料物质的粒径和结构特性所决定。对于绝大多数堆肥混合物，推荐的含水量上限为50%60%。一般情况下，可以用不太精确的挤压测试来测量混合物料的湿度，如使用挤压测试时，堆肥混合物应该感觉起来比较潮湿，并有渗水的情形，但还不至于呈现大量水滴。要计算出堆肥物料的最佳混合比例，首先必须了解不同物料的最大持水能力，然后根据设定的混合物最适水分含量，以调节C/N为前提，确定不同物料的比例。表3-4列出了部分原料的最大水分含量范围，水分含量值与堆肥基质的结构有关，含纤维或不易处理的基质如稻秸、木屑，在保持结构完整的条件下持水量均较高。表3-4不同堆肥基质的最大水分含量基质类型?XML:NAMESP
7、ACEPREFIX=O/水分含量(占总重%)理论上100稻秸7585木屑7590稻壳7585城市垃圾5565粪便5565消化的或生污泥5560湿基质(厨余等)5055许多堆肥基质如城市垃圾、农业废弃物和庭院废物都是以相对干燥的状态进行堆肥的，甚至动物粪便在堆肥前都需进行风干。污泥和其它湿有机物却不然，城市污泥含水率一般大于70%，况且污泥不含亲水性的纤维，如果单独以污泥饼进行堆肥，则会因其缺乏储存氧气的自由通气孔隙而需要不断的机械搅拌输入空气。堆肥过程监测与常见问题堆肥生产中，应根据产品用途制定相应的产品标准，并依据标准对产品质量作出判断。但由于多数产品标准不能反映堆肥的过程变化，并且其技术指
8、标仅依照肥料标准制定，而堆肥的过程变化往往对堆肥质量产生重要影响，所以在生产实践中，通常将过程变化作为控制指标，并对其进行监测，主要的监测指标有:(1)温度变化。温度上升及变化是否正常;(2)气味变化。发酵正常时，原料的异味、臭味应在1-2天消失，后期应有发酵的味道或曲香味，腐熟堆肥应该为腐殖泥土味道;一、堆肥温度监测温度是堆肥的一个关键指标。系统会不会升温?它能保持多久?混合物怎样影响温度?所有这些都是堆肥工作人员所关心的。热量是由微生物降解有机物产生的，可以根据堆肥温度来判断系统进行的怎样，以及分解过程怎样。例如，如果堆肥温度达到40或50时，则可以推断堆肥组分含有足够的氮和水分供微生物快
9、速增长。读取温度时，一定要确保将温度计深入堆肥内部，将温度计放置一会儿，使温度稳定后再进行读数，然后将其移至一新位置(包括从顶部边缘不同深度的几个位置的温度)。堆肥的温度有高有低，这主要取决于水分含量和堆肥组分的化学组成。堆肥温度变化有一定的梯度变化规律，对于底部有通风的系统，温度最高的位置大约在离底部2/3或更高一点的地方。将堆肥温度随时间的变化情况作图，就可以判断分解过程进行的怎样。一个好的堆肥系统会在两三天内达到40或50。当可分解的有机物质耗尽时，温度开始下降，分解过程也相对变慢。任何一点的温度都主要依赖于微生物产生了多少热量，以及通风和表面冷却损失的热量。而系统能保温多久则依赖于堆肥
10、组分的化学组成，以及系统的大小和形状。水分含量同样会影响温度变化，因为水的比热比其他物质高，假如能维持足够的水分供微生物生长，那么较干的混合物的升温和降温都比较湿的混合物要快。二、堆肥气味监测尽管堆肥系统不可能没有气味，但一个好的堆肥系统不应该产生不良气味。堆肥过程中可以用鼻子觉察潜在的问题。例如，如果你闻到氨的气味，你的混合物可能是氮含量太高(C/N比过低)，应该添加一些象秸秆或木屑等物质作为碳源。如果你闻到霉味，有可能是混合物太潮湿，可以通过增加更多的填充剂来改善它。如果不改变这种状况，太湿的堆肥有可能进行厌氧发酵，产生硫的恶臭味，这一点不容忽视。在室外堆肥中，可以充分搅动堆体以改变厌氧状
11、况，尽管这样做开始会使气味更明显。一个堆肥系统臭味的大量释放，通常是一些重要管理因素被忽略或误解的象征。导致臭味的常见因素有:1)水分含量太高2)孔隙度不够3)培养基的迅速退化4)堆体过大所有这些因素都使氧气在耗尽之前难以渗入堆体内部，或者使气流在发酵区域周围短路，这样就造成厌氧情况。氧气运输的一个机制是扩散，这是外部空气(21%氧)和堆体内部氧气浓度(如果厌氧的话为0)不同的作用。在强制通风或一处鼓风的系统中，通过自然对流促进扩散，但这种作用一般局限于堆体上部和外部。即使是强制通风系统，鼓风机的作用也大大受制于通气孔隙，因为氧气扩散需要从大气孔送到小气孔以及固体微粒周围。三、堆肥常见问题的判断及处理1.不升温原因:水分过大或过小。处理方法:调节水分。2.升温后温度随即快速下降原因:C/N过高，原料中有机氮含量太低。处理方法;应采用含氮量丰富的有机屋料。3.发酵过程中，异味、臭味浓原因:C/N过低，或原料粒度过大，水分调节不匀。处理方法:通过补充碳素原料调整C/N，或者降低物料细度，调匀水分。4.发酵后期氨味渐浓原因:物料水分偏大，pH偏高，发酵时间偏长。处理方法:立即干燥。
