堆肥初始条件及原料配方二堆肥初始条件及原料配方(二)2011-04-1017:26堆肥初始条件及原料配方(二)三、粒径堆肥物料的分解主要发生在颗粒的表面或接近颗粒表面的地方，由于氧气可以扩散进入包裹颗粒的水膜，所以这些地方有足够的氧气保证有氧代谢的需求在相同体积或质量的情况下，小颗粒要比大颗粒有更大的表面积所以如果供氧充足，小颗粒物料一般降解的要快一些实验证明将堆肥物料加以粉碎后，可以使将降解速率提高2倍以上一般推荐的颗粒粒径为1.3-7.6mm，这个区间的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统，上限适用于静态堆垛或其他静态通风堆肥系统对湿基质进行结构调整时，调理剂的粒径大小也会起到非常重要的作用如果调理剂粒径过小，会导致难以达到预期的自由通气孔隙，并可能使混合基质固相体积不易达标例如，有些堆肥系统由于使用粒径很小的称为"木粉"的木屑，导致混合基质呈饱和泥状，由于缺少空隙而易发生厌氧反应为规范调理剂的使用，美国一些地方规定木屑应不少于总固相的65%，95%可以通过12mm筛，而通过2.23mm的应小于50%;有的规定粗木屑占总固相的50~70%，95%可通过12.5mm筛，通过4.75mm的应小于20%。
同时，对粒径大的颗粒进行限制是为了避免最后的产品颗粒过大而需过筛如果堆肥产品应用于园艺或在草坪、花园上施用时，粒径一般不要大于10mm总之，小颗粒调理剂如木屑等易于生物降解，但从结构角度来看，应避免使用过多的小颗粒四、pH值pH是影响微生物生长繁殖的重要因素之一虽然不同研究得出的堆肥微生物适宜的pH范围存在些许差异，但共同的研究结果表明，多数堆肥微生物适合在中性或偏碱性环境中繁殖与活动细菌和放线菌最适合的生长条件为中性和微碱性，真菌嗜酸性细菌和真菌消化有机物时会释放有机酸，有机酸通常在堆肥初期被累积而导致pH下降，从而有利于真菌的生长以及木质素和纤维素的降解，随着有机酸进一步被降解，pH逐渐升高，细菌和放线菌的繁殖会逐渐加快然而，但堆肥体系变成厌氧状态时，有机酸的累积可以使pH降低到4.5以下，这时会严重影响微生物的活动，通常可以通过通风增氧使堆肥pH调节到正常范围;同样，当堆肥pH10.5时，大多数细菌活性减弱，高于11.5时开始死亡总之过高和过低的pH都会引起蛋白质变性，如胺基、羧基基团变异，改变其物理结构，并使酶蛋白失活常见的堆肥原料如畜禽粪便、市政污泥、作物秸杆、草炭、蘑菇渣等一般不需要进行pH调节，但当原料pH偏离正常堆肥pH(5~9)较大时，就必须进行pH调节。
当pH偏酸性时(低于4)，通常用石灰调节，有时为减少氮素损失，也用碱性磷肥调节酸碱度;当pH偏碱性时(大于9)，可以通过添加氯化铁或明矾来调节，有时也用强酸或堆肥返料进行调节在pH调节时要注意的是，石灰的用量不宜过大，一般控制在5%以内，否则会延长堆肥过程的缓冲期，不利于堆肥化进程五、堆肥配方确定及计算表3-5列出了影响堆肥的一些初始因素并推荐了一些基本参数，供参考表3-5快速堆肥的推荐条件条件合理范围a最佳范围碳氮比(C/N)20:1~40:125:1~30:1水分含量40~65%50~60%颗粒直径(直径以cm计)0.32~1.27可变bpH值5.5~9.06.5~8.0a这些推荐是对快速堆肥而言的，在这些范围以外的条件同样可以产生成功的结果b依特定的物料、堆体大小和天气条件而变在处理湿物料时，水分就成为最重要的指标，因为高水分会引发厌氧条件、臭气和低分解率不合适的C/N比影响并不严重，通常最好先根据水分来设计一个初始配方，然后再逐步调整，获得一个可接受的C/N比干物料与C/N比是成比例的，因为比较容易通过加水来调节表3-6给出了堆肥配方的计算公式，它是以干重为基础计算的表3-6堆肥配方计算公式单个原料计算公式水重量=总重量×水分含量干重=总重量-水重量=总重量×(1-水分含量)氮含量=干重×(含氮%÷100)碳含量=干重×(含碳%÷100)=氮含量×C/N比混合物料一般计算公式原料a水分含量+原料b水分含量+原料c水分含量+┅水分含量=--所有原料的总重量(a×Ma)+(b×Mb)+(c×Mc)+┅=---a+b+c+┅原料a碳重量+原料b碳重量+原料c碳重量+┅C/N比=--原料a氮重量+原料b氮重量+原料c氮重量+┅[%Ca×a×(1-Ma)]+[%Cb×b×(1-Mb)]+[%Cc×c×(1-Mc)]+┅=---[%Na×a×(1-Ma)]+[%Nb×b×(1-Mb)]+[%Nc×c×(1-Mc)]+┅a、b|、c、┅=原料a、b、c、┅的总重量Ma,、Mb、Mc、┅=原料a、b、c、┅的水分含量%Na、Nb、Nc、┅=原料a、b、c、┅的氮含量(干重%)%Ca、Cb、Cc、┅=原料a、b、c、┅的碳含量(干重%)对单个组分来讲，必须知道其水分含量、氮含量(%，干重)和碳含量(%，干重)以及C/N比。
若要把重量转变为体积或相反，则还要知道每一成分的比重下页给出了计算堆肥配方比例、水分和C/N比的案例和步骤对两种原料的配方来说，如粪便和调理剂，调理剂的比例可以直接从预期C/N比或水分含量求得(表3-7)但对三种或三种以上原料来说，其配方应根据表3-3中的公式反复计算求得在这种情形下，各原料的配比可先确定下来，然后计算相应的C/N比和水分，若无论是C/N比还是水分均不合适，就要调整配方继续计算，直至取得合适的C/N比和水分为止这种计算很烦琐，若依赖计算机程序则要简单许多案例3.1一堆肥厂以鸡粪为原料，鸡粪水分为70%，为获得良好堆肥效果，需要用35%水分含量的表3-7两种原料配方时调理剂的计算针对两种物料时的计算步骤:1.在预期水分含量下，单位重量原料b所需原料a的重量为mb-Ma=---M-ma2.在预期C/N比下，单位重量原料b所需原料a的重量为%Nb(R-Rb)(1-mb)a=--×---×---%Na(Ra-R)(1-ma)然后，再检查混合物水分是否合适这里:a=单位重量原料b所需原料a的重量M=预期混合物料水分含量ma=原料a水分含量mb=原料b水分含量R=预期混合物料C/N比Ra=原料a的C/N比Rb=原料b的C/N比锯末进行调节。
假定鸡粪的C/N比为10:1，氮含量为6%;锯末的C/N比为500:1，氮含量为0.11%，试确定合适的堆肥配方第一步:根据确定的混合物料水分含量，求物料的搭配比例如设定混合物料的水分不超过60%，1kg鸡粪需要Skg锯末鸡粪中水分含量+锯末中水分含量则混合物料水分=--总重量0.7+(0.35×S)=---=60%1+SS=0.4即每公斤鸡粪至少需要用0.4公斤水分含量为35%的锯末进行搭配，才能保证混合物料的水分含量不超过60%第二步:根据上述搭配比例，检验混合物料的C/N是否合适首先依据下列公式计算两种物料的C量和N量水重量=总重量×水分含量干重=总重量-水分重量氮量=干重×N%碳重=C/N比×氮重每1公斤鸡粪含:水=1公斤×0.7=0.7公斤干物质=1公斤-0.7公斤=0.3公斤氮=0.3×0.06=0.018公斤碳=0.018公斤×10=0.18公斤每1公斤锯末含:水=1公斤×0.35=0.35公斤干物质=1公斤-0.35公斤=0.65公斤氮=0.65×0.0011=0.00072公斤碳=0.00072公斤×500=0.36公斤然后计算混合物料的C/N鸡粪C量+锯末C量0.18+(0.4×0.36)C/N=---=--=17.7鸡粪C量+锯末C量0.018+(0.4×0.00072)计算结果表明，混合物料C/N过低，须调整物料比例，增加C含量即锯末的使用量。
第三步:不断调整锯末比例，每调整一次，都按上述步骤重新计算混合物料的水分含量和C/N，直到都符合堆肥基本要求为止经过反复计算，本案例的优化结果是每公斤鸡粪添加0.6公斤锯末，混合物料水分为57%，C/N比为21。