有机肥条垛式发酵技术在北疆地区的应用

（新疆西部牧业股份有限公司基建部，石河子市，832000）毕磊

有机肥条垛式发酵技术在北疆地区的应用

（新疆西部牧业股份有限公司基建部，石河子市，832000）毕磊

由于我国农业的过度开发，尤其是长期偏施单质化肥，没有适当给土壤补充有机质，导致土壤质量下降，可利用的农业资源逐步枯竭，土壤退化严重，最终影响优质农产品的生产。我国目前的土壤资源现状迫切需要通过人为措施补充土壤有机质，确保农业种植水平和农作物产品品质。如何高效持续的发展有机肥是生态农业、循环农业可持续发展的必由之路。

有机肥；条垛式；好氧发酵

近年来，随着可持续发展理念在世界范围内的深入以及人们对绿色、有机健康食品的重视，生态农业的理念越来越得到人们关注，在农业生产中减少化肥施用，渐渐改用生物有机肥已日益成为共识，有机肥也在此重新获得发展的机会。在新疆北部沿天山地区有独特的气候，炎热、空气干燥、相对湿度小、少雨等，其有机肥的生产和发酵也有别于其他地区，我们做了一些实验和研究，为了更好、更快的在本地区推广有机肥的应用。

1 有机肥在生产中的作用

有机肥在当今发展可持续农业、绿色有机食品有着重大意义。

1.1 有机肥具有改良土壤，增强肥力的生态效应

由于长期使用化肥、农药等化学制品造成土壤肥力下降，土壤板结，有机质减少，微生物匮乏等土壤退化以及生态恶化现象，有机肥能提高土壤中有机质含量并改善土壤微生物的生活条件，促进土壤团粒结构的形成，改善土壤的粘结性和粘着性，有机肥能显著改良土壤。

1.2 有机肥是有机农业、可持续发展农业的重要组成部分

有机农业以及被国家看做是维护食品安全、生物多样性、进行可持续发展等一系列问题的途径，是现代农业的发展方向，国家也通过各种规定和认证规范有机农业促进其发展，所以有机肥的生产的发展是有机农业的基础和保障。

1.3 有机肥生产和使用对环境改善有重大意义

有机肥能有效降低化肥农药等对农业及环境的污染，现代农业大量使用化肥，片面的提高了产量，在我国化肥利用率很低，未被作物吸收的化肥不仅污染环境，还破坏原有土壤机构。在一些集约化规模化畜牧业产生的动物粪便如不处理更是对环境造成很大的污染，因此推广有机肥生产和使用对环境改善有重大意义；有机肥堆置过程中产生的高温能有效杀死大量动植物病原菌，减少作物病害。

2 有机肥发酵原理

2.1 有机肥厌氧发酵。

厌氧发酵则是在无氧条件下的有机物分解，产生甲烷、二氧化碳、有机酸等，并易产生臭味，且发酵温度相对低，时间长，传统肥料发酵都采用厌氧发酵，发酵周期比较长，发酵不彻底，一些病原菌和寄生虫不能有效的杀死，一般不采用。而且发酵产生热量不均匀，肥料内水分不易散失，造成大块板结的肥料，产生的肥料也不利于农业施用。

2.2 有机肥好氧发酵。

主要是在氧气情况下分解有机物过程，其代谢产物主二氧化碳、水和热量，好氧发酵一般采取动态发酵，需要翻堆，使堆能有效的接触氧气，当有机肥堆温度由好氧发酵温度较高时，可以有效地杀死病原菌和寄生虫，并且周期相对较短，故有机肥堆肥生产工艺多都采用好氧发酵堆肥原理。

3 有机肥发酵过程

在生产过程中有氧发酵堆肥一般分为三个阶段：

3.1 升温阶段

本阶段是堆肥发酵的初期，水分达到70%以下堆体温度逐步从环境温度上升到45℃左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括真菌、细菌和放线菌和自然界氧气接触，以快速分解底层糖类和淀粉为主，也有动物和原生物参与分解。随着温度的升高其微生物也开始大量繁殖。

3.2 高温阶段

有机肥堆体温度升至45℃以上既进入高温阶段，这一阶段嗜温微生物逐渐到一直死亡，取而代之的是嗜热微生物，主要分解复杂的有机物如纤维素、蛋白质、大分子颗粒物等一些不易分解的有机物，此阶温度可上升至75℃左右，能有效的杀死绝大多数病原菌和寄生虫同时也能杀死一些杂草草籽。随着有机肥堆体温度的继续升高，不仅能快速的分解有机物，而且高温能带走堆体水分，使其快速脱水风干，维持更好的透气疏松状态。

3.3 降温阶段

高温阶段必然造成微生物的死亡和活动减少，自然进入低温阶段，这一阶段嗜温微生物又开始占据优势，对残余难分解的有机物进一步分解，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，肥料进入腐熟阶段。

4 发酵方法

有机肥发酵分为条垛式堆肥发酵、静态堆肥发酵、槽式堆肥发酵、反应器堆肥发酵四种发酵方式。静态堆肥发酵是采取原始的厌氧发酵，发酵周期长且不彻底，发酵后肥料水分大不易施用；槽式堆粪发酵和反应器堆肥发酵投入较大，但效果较好，肥料发酵块，适合发酵场地较小地域。由于条垛堆肥相对投入小，操作简单，故采取条垛堆肥发酵。

条垛式堆肥是将原料混合物堆成长条形的堆或条垛，在好氧条件下进行分解，是一种常见好氧发酵系统。条垛的切面以梯形，三角形为主，条垛的高度、宽度和形态随翻堆设备的类型而变化的。条垛太大，其中心附近形成厌氧区，翻堆时产生臭气发酵不完全，条垛太小散射速度快，堆温不能杀死病原物及杂草种子，水分蒸发少，效率低。用牛粪做原料根据实验需求，做宽3.2m，高1.2m，长度根据地形，东西走向（本地盛行西风，有利于通风）的梯形比较符合实际操作。牛粪堆肥加入微生物发酵菌种有利于更快发酵。

4.1 堆肥翻堆

堆肥快速发酵所需的温度在50℃以上需氧条件，堆体内距外表面30～50cm处通风保温效果好升温最迅速，肉眼能看到大量放线菌菌丝，但堆体中心部位通风差，形成大量厌氧发酵，易产生臭气，则需要定期给堆肥进行翻堆，使堆体内外充分拌合均匀接触氧气，一般48～72小时翻堆一次，这样既能充分发酵也不影响堆体高温对有害微生物的杀死。

4.2 堆肥水分与温度

堆肥的升温与肥料的含水量有密切关系，当水分大于75%时，堆体升温很慢，几乎不升温；当水分达到60%升温最迅速，能在24h迅速达到70℃左右；当水分低于35%时，肥料较松散，此时升温较慢，发酵几乎停滞。新鲜牛粪含水量比较高，不利于发酵，需晾晒一周左右至水分低于70%才能进入迅速发酵期。当堆体温度低于55℃，可将条垛堆砌成大堆，进入有机肥的成化腐熟阶段，一周左右即可彻底完成发酵，即可施用。

在实际操作中有机堆肥对外界温度变化不明显，7月35℃以上到11月5℃均能发酵生产，且堆体温度变化与外界温度变化影响不大，只要翻堆及时合理都可以进行正常升温发酵，所以在北疆地区有机肥发酵时间大于8个月。

图1是6月低至7月末30d堆肥发酵期翻堆和温度变化状况，每天三次测量堆肥温度，每次分别以肥料上部和下部分别多次测量。从图1可以看出堆肥上部温度变化比较明显，蒸发量大。每次翻堆后20h温度即可重新升至70℃以上高温，翻堆通风对堆体影响不大，有利于堆体继续高温发酵。堆肥发酵30d自然温度下降明显，既进入腐熟阶段。

图1 机肥发酵试验温度记录

5 结语

随着全球经济发展和社会进步，人们对生活质量和食品品质有了更高的要求，渴望得到口感好、富营养的食品，追求纯天然、无污染的健康食品成为一种时尚。由于我国农业的过度开发，尤其是长期偏施单质化肥，没有适当给土壤补充有机质，导致土壤质量下降，可利用的农业资源逐步枯竭，土壤退化严重，最终影响优质农产品的生产。新疆目前的土壤资源退化严重，现状迫切需要通过人为措施补充土壤有机质，确保农业种植水平和农作物产品品质，新疆发展有机肥是生态农业可持续发展的必由之路。

S963.91

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1008-0899（2016）02-0049-03