传统农家肥常具有发酵不彻底,病原菌、杂草种子多,臭味大等缺点。本文介绍的就地堆肥技术,借鉴了商品有机肥的堆肥工艺,使传统农家肥转化成为安全、高效的堆肥产品,适合需要大量施用有机肥,对提升土壤有机质、培肥土壤有迫切需求果园。
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发酵作用,将废弃有机物转变为肥料的过程。
堆肥实现的目标是什么?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。
一、堆肥场地的选择
与化肥相比,堆肥具有施用量大,不方便施用等特点,且堆肥过程因体积大,有异味等缺点,对运输和堆放提出了更高的要求。因此,堆肥地点因选择在离原料地或者施用地距离相对较近的地方,以节约运输成本。另外,堆肥过程中异味基本上不可避免,堆肥地点尽应避开人群聚集区和人流较多的地方,同时考虑当地盛行风向,尽可能降低对人群生活的影响。
堆肥场的面积根据生产需要确定,尽可能选择面积足够大的地方,便于开展机械操作。堆肥场地应进行夯实和平整,并建设良好的排水条件。对于常年进行堆肥的堆肥场地,建议加盖避雨棚或墙体,以减少大风、雨雪、光照等天气因素对堆肥过程的影响。
二、堆肥原料的选择
堆肥的主要原料为各类畜禽粪便,重量比应占到80%左右;辅料可以采用各类作物秸秆作为主要辅料,也可以材料农产品加工副产物或者养殖场垫料。常年进行堆肥的园主尽可能选择来源广泛和稳定的堆肥原料。相对来讲,同一类型和来源的原料养分含量、C/N比等参数相对稳定。每年各类原料配比可以相对保持一致,保证堆肥效果的稳定性。下表为堆肥常用原料的养分含量,仅供参考。来源不同的有机物料,尤其是各类畜禽粪便,养分含量差异巨大,因此有测试条件的尽可能测试其中的养分含量后使用。
三、堆肥原料处理
(1)堆肥原料粒径处理:对于秸秆类等较大的原料应使用粉碎设备将粒径控制在0.5-1cm左右,对于本身粒度较小、容易结块的原料可以与粒度适宜的干物料混合,调整至适合粒度。主料和辅料重量大致比例为4:1。
(2)原料水分处理:原料混合后最佳初始含水量为50%-60%,过高和过低都会影响发酵进程。如果混合后含水量过高,可以选择添加干物料调节含水量,也可以进行晾晒以减少水分;混合后含水量过低时,采用泼洒或者喷的方式,同时配合机械翻抛均匀的提高水分含量。
一般来讲,畜禽粪便类的原料含水量经常较高,辅料尽可能选择干料用于调节堆肥整体含水量。对于原料初始含水量的确定,可以将原料混合后取样测定,也可以通过分别测定主料水分含量和辅料水分含量后计算得出。混合原料初始含水量=(主料水分含量+辅料水分含量)/(主料重量+辅料重量)。也可以根据经验初步估测原料含水量,含水量在60%左右的时候,原料的状态是用手紧握原料成团且没有明显的水分从指缝流出,松开手不松散,原料团落地后散开;如果用手紧握时指缝有明显的水分出现,则水分含量应超过了70%以上;如果紧握不能成团,则含水量可能在50%以下。
(3)原料C/N比值处理:堆体初始碳氮比(C/N)在20-40:1时即可保证发酵的正常进行,最佳碳氮比为25:1。堆肥材料的C/N比直接影响微生物的活性,微生物对堆肥原料的好气分解是影响腐熟程度的关键。下表列举了部分堆肥原料的碳氮比,仅供参考。一般来讲,秸秆类的碳氮比值相对稳定,而来源不同的畜禽粪便碳氮比值差异较大,进行测试后方可确定。
堆体制作和微生物接种原料混合后的碳氮比可以通过取混合样测试确定,也可以用原料的碳氮比进行计算。原始混合后碳氮比=(主料全碳含量+辅料全碳含量)/(主料全氮含量+辅料全氮含量)。如果混合后的物料C/N比值高,即堆体碳高氮低,则可以添加C/N比值低的物料(畜禽粪便)或者直接喷洒化学氮肥减小碳氮比。如果混合后的物料C/N比值低,即堆体碳低氮高,则可以添加C/N比值高的物料(秸秆类辅料)提高碳氮比。添加物料的具体数量可以根据堆体碳氮比及添加物料的碳氮比进行估算。
四、堆体制作和微生物接种
原料粒径、含水量、C/N比值均调节到适宜范围后,使用铲车对原料进行堆垛,堆垛的高度要保持在1.5m左右,宽度可以参考翻抛机的作业宽度。
原料混合完毕后进行微生物接种。菌剂可以在网上进行购买,优先选择复合微生物菌剂。菌剂的使用量参考产品使用说明(一般为物料重量的1/1000)。按照稀释比例(1:1),用水稀释后均匀喷洒与堆垛表面。喷洒后,即刻用翻抛机翻抛堆肥垛。菌剂购买时选择通过标准化生产和安全评价的菌种或经农业部登记的菌剂产品。
五、堆肥过程控制
接种完菌剂后,堆肥过程就正式开始了。在这个过程中,我们要控制堆体含水量、堆体温度、堆体通透性以保证堆肥效果。
(1)堆肥过程水分控制:堆肥原料混合后最佳初始含水率一般控制在50-60%,由于外界温湿度等环境因素和不同物料理化性质等影响因素,不同地域、不同季节、不同原料的堆肥发酵适宜初始含水率也不同。堆肥开始可以通过观察堆垛温度,确定堆垛含水量是否合适。堆体在合适的含水量时,会迅速升温,3天左右即可达到50-65℃。堆肥开始后,若堆体不升温,则堆体可能水分过低,若堆体升温缓慢,则堆体可能水分过高。堆体水分不合适时按照堆肥原料水分调节方法进行调节。
堆垛温度的观察可以网络购买专用温度计,测温点的选择应具有代表性,见下图。
(2)堆肥过程温度控制:一般情况下,堆肥的温度变化可以作为堆肥过程(阶段)的评价指标。根据温度的变化,堆肥过程可以划分为四个阶段:中温阶段、高温阶段、冷却阶段、熟化阶段。中温阶段(15-45℃)大约持续3天左右,温度升至40℃以上进入高温阶段,高温阶段最适宜的温度为55-60℃,极限温度可达80℃左右。堆体高温维持时间一般为5-10天,此阶段可将大部分病原菌、虫卵、杂草种子杀死,实现畜禽粪便的无害化处理。高温阶段结束后进入冷却阶段温度在40℃以下,最后进入熟化阶段。整个过程持续时间为30-40天左右。堆肥过程的高温阶段是堆肥成功的关键,高温阶段时间过长或过短都需要对配方进行调整。
(3)堆肥过程通透性控制:好氧发酵过程需要氧气参与,所以整个发酵期需采用翻抛机对堆体进行4-8次翻搅,增加堆体通透性,保证有足够的氧气参与发酵过程。翻抛频率为3-5天一次,高温阶段,温度过高时可以增加翻抛频率适当降温。
(4)堆肥过程气味鉴别:可以根据堆肥过程中出现的不同气味判断堆肥过程出现的问题。
如果出现氨的气味,说明堆肥原料可能C/N过低,可以添加秸秆、锯末、木屑等物质作为碳源;
如果出现酶味,可能是堆体物流太潮湿,此时应加入干物料;
如果出现硫化氢的恶臭味,可能是堆体出现局部厌氧发酵的情况,需要对堆体进行翻搅。
(5)堆肥过程颜色辨别:堆肥颜色的变化可以用来判断堆肥发酵程度。一般来讲,以牛羊粪和秸秆为主的原料粉碎后未发酵前成黄褐色,随着堆肥过程的进行,堆料的颜色逐渐变深,堆肥过程结束后,一般呈现灰褐色。
六、堆肥完成的指标
堆肥过程完成后,应确认堆肥是否合格,能否达到还田标准。
腐熟度良好的产品,一般具有疏松的团粒结构,颗粒直径小于1.3cm;堆体不再产生臭味,不在大量吸引蚊蝇;整体呈黑褐色;整个堆体温度接近环境温度,不再升高。正常呈弱碱性,pH在8-9之间,有机质含量大于30%。
为了确保万无一失,还可以使用堆肥浸提液,开展种子发芽试验。种子发芽试验的具体操作方法可以按照《NY525-2021有机肥料》标准开展。
来源:《果树科学施肥技术手册》