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有機肥發(fā)酵原理
(一)堆肥過程中有機質的轉化
堆肥中的有機質在微生物作用下進行復雜的轉化,這種轉化可歸納為兩個過程:一個是有機質的礦質化過程,即把復雜的有機質分解成為簡單的物質,zui后生成二氧化碳、水和礦質養(yǎng)分等;另一個是有機質的腐殖化過程,即有機質經(jīng)分解再合成,生成更復雜的特殊有機質-腐殖質。兩個過程是同時進行的,但方向相反,在不同條件下,各自進行的強度有明顯的差別。
1.有機質的礦化作用
⑴不含氮有機物的分解 多糖化合物(淀粉、纖維素、半纖維素)首先在微生物分泌的水解酶的作用下,水解成單糖。葡萄糖在通氣良好的條件下分解迅速,酒精、醋酸、草酸等中間產(chǎn)物不易積累,zui終形成CO2和H2O,同時放出大量熱能。如果通氣不良,在嫌氣微生物作用下,單糖分解緩慢,產(chǎn)生熱量少,并積累一些中間產(chǎn)物-有機酸。在極嫌氣微生物條件下,還會生成CH4、H2等還原態(tài)物質。
⑵含氮有機物的分解 堆肥中的含氮有機物包括蛋白質、氨基酸、生物堿、腐殖質等。除腐殖質外,大部分容易被分解。例如蛋白質,在微生物分泌的蛋白酶作用下,逐級降解,產(chǎn)生各種氨基酸,再經(jīng)氨化作用、硝化作用而分別形成銨鹽、硝酸鹽,可以被植物吸收利用。
⑶含磷有機物的轉化 堆肥中的含磷有機化合物,在多種腐生性微生物的作用下,形成磷酸,成為植物能夠吸收利用的養(yǎng)分。
⑷含硫有機物的轉化 堆肥中含硫有機物,經(jīng)微生物的作用生成硫化氫。硫化氫在嫌氣環(huán)境中易積累,對植物和微生物會發(fā)生毒害。但在通氣良好的條件下,硫化氫在硫細菌的作用下氧化成,并和堆肥中的鹽基作用形成鹽,不僅消除了硫化氫的毒害,并成為植物能吸收的硫素養(yǎng)料。在通氣不良的情況下,發(fā)生反硫化作用,使轉變?yōu)镠2S散失,并對植物產(chǎn)生毒害。堆肥發(fā)酵過程中,可以通過定時翻倒措施改善堆肥的通氣性,就能消除反硫化作用。
⑸脂類及芳香類有機物的轉化 單寧、樹脂等結構復雜,分解較慢,其zui終產(chǎn)物也是CO2和水;木質素是含植物性原料(如樹皮、木屑等)堆肥中特別穩(wěn)定的有機化合物,它結構復雜,含芳香核,并以多聚形式存在于植物組織中,極難分解。在通氣良好的條件下,主要通過真菌、放線菌的作用,緩慢地進行分解,其芳香核可變?yōu)轷突衔铮窃俸铣筛迟|的原料之一。當然,這些物質在一定條件下,還會繼續(xù)被分解的。
綜上所述,堆肥有機質的礦質化,可為作物和微生物提供*養(yǎng)分,為微生物活動提供能源,并為堆肥有機質的腐殖化準備基本原料。堆肥以好氣性微生物活動為主時,有機質迅速礦化生成較多的二氧化碳、水及其它養(yǎng)分物質,分解速度快而*,并放出大量熱能;以嫌氣性微生物活動為主時,有機質的分解速度慢,且往往不*,釋放熱能少,其分解產(chǎn)物除植物養(yǎng)分外,尚易積累有機酸及CH4、H2S、PH3、H2等還原性物質,當其達到一定程度時,則對作物生長不利甚至有害。因此堆肥發(fā)酵期間的翻倒也是為了轉換微生物活動類型,以消除有害物質。