有機肥料
發酵到底是什么?從宏觀角度看,有機肥料發酵可分為地面發酵和罐式發酵。從微觀上講,有機肥料的發酵分為有機物的礦化和有機物的腐殖質以及重金屬的轉化。有機肥的發酵是什么都有哪些方法?
一、有機物的腐殖化過程
即有機物被分解并重新合成以產生更復雜的特殊有機物-腐殖質。這兩個過程同時進行,但方向相反,在不同條件下,每個過程的強度都明顯不同。
關于腐殖質形成過程的陳述很多,大致可分為兩個階段:
在第一階段,有機殘基被分解以形成構成腐殖質分子的原始物質,例如多酚、含氮有機物(氨基酸、肽等);
在第二階段,微生物分泌的多酚氧化酶首先將多酚氧化為醌,然后醌與氨基酸或肽縮合形成腐殖質單體。因為苯酚、醌、具有多種氨基酸,并且縮合方法不同,所以形成的腐殖質單體也多種多樣。在不同條件下,這些單體進一步縮合形成不同大小的分子。
二、堆肥過程中重金屬的轉化
雖然微生物不能降解重金屬,但它們可以通過控制重金屬的轉化途徑來降低毒性。微生物,尤其是細菌、真菌在重金屬的生物轉化中起重要作用。
盡管某些微生物可以改變環境中重金屬的存在,但它可以增加化學物質的毒性,引起嚴重的環境問題或濃縮重金屬并在食物鏈中積累。但是,某些微生物可以通過直接和間接作用從環境中去除重金屬,從而有助于改善環境。
三、有機物的礦質化過程
即將復雜的有機物分解為簡單的物質,最終生成二氧化碳、的水和礦物質。它可以為作物和微生物提供速效營養素,為微生物活動提供能量,并為腐殖化有機物的腐殖制備基礎原料。
1、分解無氮有機物
多糖化合物(淀粉、纖維素、半纖維素)首先通過微生物分泌的水解酶的作用水解為單糖。在通風良好的條件下,葡萄糖會迅速分解。酒精、乙酸、中間產物(例如草酸)不容易積聚,最終形成CO2和H2O,同時散發大量熱能。
如果曝氣不好,則在需氧微生物的作用下,單糖會緩慢分解,產生的熱量較少,并且會積累一些中間產物有機酸。在極端厭氧條件下,還會產生還原性物質,例如CH4、 H2。
2、氮有機質的分解
堆肥中的氮有機質包括蛋白質、氨基酸、生物堿、腐殖質等。除腐殖質外,其他大多數很容易分解。例如,蛋白質在微生物分泌的蛋白酶的作用下逐漸降解,產生各種氨基酸,然后被硝化形成硝酸銨鹽、,可被植物吸收和利用。
3、含磷有機物的轉化
堆肥中的含磷有機化合物在腐生微生物的作用下形成磷酸,成為植物可以吸收和利用的養分。
4、含硫有機物的轉化
堆肥中的含硫有機物通過微生物的作用產生硫化氫。硫化氫易于積聚在易感環境中,并可能對植物和微生物造成破壞。然而,在通風良好的條件下,硫化氫在硫細菌的作用下被氧化成硫酸,并與堆肥中的堿反應形成硫酸鹽。
它不僅消除了硫化氫的毒害,而且成為植物可以吸收的硫素。在通風不良的情況下,會發生脫硫作用,將硫酸轉化為H2S并損失掉,并對植物有毒。在堆肥發酵過程中,可以通過定時翻轉措施改善堆肥的通風,并消除抗硫化作用。
5、脂質和芳香族有機物的轉化
單寧、樹脂和其他結構復雜且分解緩慢。最終產品也是二氧化碳和水。木質素是堆肥中含有植物性原料(例如樹皮、的木屑等)的一種特別穩定的有機化合物。它具有復雜的結構并包含芳香核,它以聚合形式存在于植物組織中,極難分解。
在通風良好的條件下,它主要通過真菌、放線菌的作用而緩慢降解,其芳香核可以變成醌化合物,這是腐殖質再合成的原料之一。當然,這些物質在某些條件下會繼續分解。