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田园堆肥工艺及技术.pdf

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田园堆肥工艺及技术 中国农 业大学 资源与 环境学 院 李 季 教授 第九届全国堆肥技术与工程研讨会,2013 年10 月20-22日,北京 一 、堆肥 原理及 条件 二 、田园 堆肥工 艺 三 、田园 堆肥技 术 四 、田园 堆肥展 望 目 录 一、堆肥原理及条件 堆肥定义 堆肥,是指在人工控制下,在一 定的水 分、C/N 比 和通风条件下通过微生物 的高温 发酵作 用, 将废弃 有机物转 变为有机 营养物的 过程。通 过堆肥化 过程, 有机物由不稳定状态转变为稳定 的腐殖 质物 质,其 堆肥产品不含病原菌,不含杂草 种子, 而且 无臭无 蝇,可以安全处理和保存,是一 种良好 的土 壤改良 剂和有机肥料。 堆肥条件 条件 合理范围 最佳范围 碳氮比(c/n) 20:1-40:1 25:1-30:1 水分含量 40-65% 50-60% 氧气浓度 大于 5% 远大于 5% 颗粒直径( 直径以cm 计) 0.32-1.27 可变 *pH 5.5-9.0 6.5-8.0 温度( ℃) 43.3-65.5 54.4-60 *依特定的物料、堆体大小和天气条件而变。 堆肥阶段变化 时间 温 度 中温阶段 高温阶段 中温阶段 成熟阶段 C/N 比 堆肥理想的C/N是30:1左右。因为低于这个值,氮将过量 且以氨气的形式释放,有机养分损失大,并散发难闻的气 味;而高于这个值,意味着适合微生物种群繁殖的氮供应 不足,有机物降解速度缓慢。 堆肥过程其实就是一个有机物稳定化的过程,随着堆肥进 程,C/N逐渐从30 :1 降到10-15 :1 。这是因为微生物消耗 有机物,使2/3的碳以CO 2 的形式释放出来,剩余1/3的碳和 氮一起合成生物细胞,细胞死亡后,这些碳和氮释放出来 供进一步使用。 水分 水分对于所有活的生物体而言是必须的,并且大多数微生物 由于缺乏保持水分的机制,所以对水分极为敏感。 当含水量在35-40% 之间时,降解速率就会极大地降低,在 30%以下时,降解过程就完全停止。然而过多的水分则会导 致厌氧状态发生,并且会因此产生臭气。不同的物质有不同 的水分上限,并由这些物质的粒径和结构特性所决定。 对于大多数堆肥混合物,推荐的含水量上限为55-60% 。 温度 不同的微生物都有各自的适宜温度范围,在此范围内微生物 才可正常发挥作用。在一定限度内,温度每升高10℃,这些 生化反应速率相应会增加2 倍左右。然而,过高或过低的温度 则会限制堆肥进程。 适宜的堆肥温度在40- 60℃之间,堆肥堆应该在最小的40℃ 运 行状态下保持5 天,在此期间温度要至少持续4 个小时超过 55℃ 。 大多数种类的微生物有机体不能在60-65℃ 存活,所以堆肥管 理者要求在堆肥系统开始超过此温度的时候,翻堆或给堆肥 系统通气来降温。 氧气 堆肥过程中,微生物利用碳源, 消耗氧 气, 产生二 氧 化碳。如果没有充足的氧气,堆 肥过程 将会 变成厌 氧 发酵,产 生难闻的 气味,包 括H 2 S 气 体的臭鸡 蛋气味。 那么,对于好氧堆肥,氧气供应 量应该 是多 少才算 是 充足呢?尽管空气中氧气含量占 到21% ,但是 好氧 微 生物在氧气浓度为5% 时就 可以存 活。 氧气浓 度高于 10% 被认 为是 好氧堆 肥的最 适条 件。 粒径 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,小颗粒将降解的更快一些。实验 证明将堆肥物质加以粉碎,可以将降解率提高2 倍,科学家 提出一个推荐的粒径值为1.3-7.6毫米,这个区间的下限适用 于通风或连续翻堆的堆肥系统,上限为静态堆垛或其他静态 通风堆肥系统。 几种常见病菌与寄生虫的死亡温度 名称 死亡 情况 名称 死亡 情况 沙门 氏伤寒菌 46 ℃以 上不生长;55 ~60℃,30 分 钟内 死亡 血吸 虫卵 53℃,1 天死 亡 沙门 氏菌属 56 ℃1 小时 内死亡,60 ℃,15 ~20 分钟 死亡 蝇蛆 51-56 ℃,1 天死亡 志贺 氏杆菌 55 ℃,1 小时 内死亡 霍乱 产弧菌 65℃,30 天死亡 大肠 杆菌 绝大 部分,55 ℃,1 小时 死 亡;60 ℃,15 ~20 分钟死 亡 炭疽 杆菌 50-55 ℃,60 天死亡 阿米 巴涂 50 ℃;3 天死亡;71 ℃,50 分 钟内 死亡 布氏 杆菌 55℃,60 天死亡 美洲 钩虫 45 ℃,50 分钟 内死 亡 猪丹 毒杆菌 50℃,15 天死亡 流产 布鲁氏菌 61 ℃,3 分钟内死亡 猪瘟 病毒 50-60℃,30 天死亡 酿脓 链球菌 54 ℃,10 分钟内死亡 口蹄 疫病毒 60℃,30 天死亡 化脓 性细菌 50 ℃,10 分钟内死亡 小麦 黑穗病菌 54 ℃,10 天死亡 结核 分枝杆菌 66 ℃
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