堆肥週期背後的科學原理,當其開始變臭意味著什麼?

堆肥,是一種區別於普通化肥的有機肥料,它具有肥效時間長、且營養物質豐富的特性,不僅可以改善土壤的透氣性和保水等能力,還能促進土壤“固粒結構”的形成。就本質而言,堆肥其實就是一個加速有機物質自然腐爛的過程,為那些以吃碎屑為食的生物提供理想的生長條件。其實,在我們的環境中,所有有機廢物都可以自然分解,那些有益的微生物正是以腐爛的碎屑為食的,比如,香蕉皮在沒有干預的情況下便可以自然分解。而這種濃縮分解過程的最終產物,則是營養豐富的土壤,這樣的土地更有利於樹木等植物更好的生長。

堆肥週期背後的科學原理,當其開始變臭意味著什麼?

堆肥中的微生物需氧菌和厭氧菌

堆肥是利用各種植物殘體為主要原料,混合人畜糞尿經過堆制、腐解而成的有機肥料。在堆肥中的所有微生物,其中大約有80%-90%是細菌,而剩餘的微生物則是像黴菌和酵母這樣的真菌。如果條件合適的話,除了微生物以外,其中還會有其他有用的生物,比如,蠕蟲和蜈蚣等,它們都會找到堆肥堆,然後分解堆肥堆中的食物垃圾、植物和其他有機物等,從而幫助將這些廢物轉化為營養更豐富的土壤。或許你有所不知,紅色搖擺蟲就是蠕蟲堆肥和蚯蚓堆肥過程中用到的最常見的蠕蟲,這樣的蚯蚓堆肥每天可以分解大約十磅之多的垃圾和紙張。

堆肥微生物主要有兩種,它們分別是需氧菌和厭氧菌。顧名思義,需氧菌指的是至少需要5%的氧氣才能存活的細菌,它也是最有效和最重要的堆肥微生物類型。需氧菌在消耗有機廢物的同時,還會排出鎂、磷、氮等化學物質,而這些物質都是植物得以茁壯成長所需要的關鍵營養素;厭氧微生物所指的自然是不需要氧氣的細菌,因此,它們也無法做到有效地處理有機廢物,偶爾還會產生對植物有毒的化學物質,此時堆肥會呈現出發臭的現象,聞上去就像是一股臭雞蛋的味兒,因為它們釋放出了硫化氫這種物質。

堆肥週期背後的科學原理,當其開始變臭意味著什麼?

用於堆肥中的物料應該如何選擇

堆肥的物料選擇也是有講究的,因為某些類型的植物會釋放有害物質的,比如黑胡桃、煤或煤灰。而像乳製品、油脂、肉類、魚骨等具有潛在氣味的物料也不適合用於堆肥,因為會它們會吸引齧齒類動物和蒼蠅等害蟲。當然,被疾病或昆蟲感染的植物、寵物垃圾、用化學農藥處理過的植物等都不適合用於堆肥,因為有害寄生蟲、病毒和殺蟲劑等都可能導致堆肥生物被殺死。通常,為了增加熱量和堆肥的速度,我們會把禽類糞便添加到大規模的堆肥場所,因為在這樣的環境中,已經含有大量的氮,以及那些對堆肥至關重要的好氧微生物,並且,這樣類型的糞便通常不存在危險的病原體。

堆肥,其實就是在高溫、多溼的條件下,利用含有肥料成分的動植物遺體和排洩物,加上泥土和礦物質混合堆積,經過發酵腐熟和微生物分解而製成的一種有機肥料。製造這種古老的肥料,必須先收集適當的材料,像水果和蔬菜、蛋殼和堅果殼、室內植物和乾草、鋸末和木屑這樣的物料,都可用於堆肥。比如,原型涼鞋就是由各種可用於堆肥的部件所製成,其中底由蘑菇菌絲複合材料製成,可以直接進入家庭堆肥器以及所有食物殘渣。而鞋的鞋墊和外底則是由可生物降解的植鞣革製成、涼鞋的帶子由棉製成,兩者都可以在較大的堆肥場所堆肥。

堆肥週期背後的科學原理,當其開始變臭意味著什麼?

堆肥週期中有這三個主要的階段

在堆肥的過程中,遍佈於環境中的微生物至關重要,微生物的繁殖需要一個理想的環境,它們就是堆肥有效性的關鍵,比如適宜的溫度、水分、營養和充足的氧氣。在堆肥的週期中,有三個主要的階段,以利於不同的微生物更好的生長。通常情況下,第一個階段只需要幾天的時間,在此期間,嗜溫微生物會在大約20到45攝氏度的環境下茁壯成長,並開始分解可生物降解的化合物。在這一初始過程中,熱量是自然副產品,溫度可以迅速上升到40攝氏度以上。當堆肥進入到第二個階段的時候,嗜溫微生物會被嗜熱微生物所取代,這是一種能夠在溫度升高環境下茁壯成長的微生物,它們更有利於將有機材料分解為更加細小的碎片,比如脂肪、蛋白質和複合碳水化合物,該過程大約會持續數天至數月。

由於溫度的持續上升,如果沒有進行密切的關注,堆肥甚至可以將所有有用的微生物都殺死。這也是為什麼需要通過一些技術手段將溫度保持在低於65攝氏度這個範圍,以為嗜熱微生物提供額外的氧氣和新來源。第三個階段一般需要持續長達數月的時間,從嗜熱微生物消耗化合物的可用供應時開始。溫度會在這個階段逐漸下降到一個合理的區間,以恢復嗜溫微生物對堆肥的控制,並完成剩餘有機物質分解為可用的腐殖質。在堆肥的物料選擇上,我們需要在所有物料之間取得平衡,這樣才可以為堆肥創造出適當的環境。比如,像水果和蔬菜這樣的綠色植物富含碳。

堆肥週期背後的科學原理,當其開始變臭意味著什麼?

在堆肥的過程中需要注意這幾點

微生物以碳和氮為食,碳賦予微生物能量,25比1和30比1的碳氮比便是快速堆肥的理想選擇,其中大部分以二氧化碳和熱量的形式釋放,氮氣則可以提供額外的營養以繼續生長和繁殖。反之,當堆肥堆中的碳含量過高的時候,則會對微生物的生長和再生造成不利影響,從而導致了熱量較少和分解緩慢的問題,碳也因此而不能輕易地被分解。另一方面,如果氮氣過量也會導致氨氣味,堆肥地酸度會因增加,這對某些微生物種類而言卻是有毒的。當然了,堆肥中氧氣的含量也是尤為重要的,如果缺氧便會導致厭氧微生物地出現,臭堆肥也由此而產生,我們可以通過反轉或攪拌堆積的方式,將氧氣充分地添加到堆肥堆中。

在堆制前,為了加速腐解,對於不同的材料我們可分別加以處理。原則上,各種堆積材料最好都要進行粉碎,這樣可以增加接觸面積,雖然會消耗更多的能源和人力,但這個過程更有利於腐爛和分解。對於城市垃圾一定要分選,尤其是碎玻璃、塑料等雜物,需要防止其中有重金屬和有毒物質存在。像水生雜草,由於含水過多,應在稍微晾乾之後再進行堆積。堆制的地點最好是地勢較高、背風向陽、離水源較近,並且運輸和施用都方便 地方。為了運輸施用更加方便,堆積地點也可以適當的分散一些,在堆制地點選擇好後,需要將其地面平整。簡而言之,為了獲得優質堆肥,在堆制。過程中,需為微生物的生命活動創造良好的條件,這是加快堆肥腐熟和提高肥效,唯一途徑。

堆肥週期背後的科學原理,當其開始變臭意味著什麼?


分享到:


相關文章: