合格有機肥堆肥的發酵過程一般需要45-60天,因為在堆肥發酵初期的加熱階段和高溫階段,會殺死植物病原菌、蟲卵、雜草種子等有害微生物。然而,在這個過程中,微生物的主要作用是代謝和繁殖,只產生少量的代謝物,而且這些代謝物不穩定,不易被植物吸收。在冷卻后期,微生物將有機質腐殖化,產生大量有利于植物生長和吸收的代謝物,需要45-60天。
經此過程的豬糞堆肥
有機肥發酵后可以達到三個目的,一是無害化;二是腐殖質化;三是產生大量微生物代謝產物如各種抗生素、蛋白類物質等。
豬糞堆肥發酵過程可分為四個階段:
豬糞堆肥的發熱階段
堆肥有機肥制作初期,堆肥發酵中的微生物以中溫、好氣性的種類為主,常見的是無芽孢細菌、芽孢細菌和霉菌。它們啟動堆肥的發酵過程,在好氣性條件下旺盛分解易分解有機物質(如簡單糖類、淀粉、蛋白質等),產生大量的熱,不斷提高豬糞堆肥發酵溫度,從20℃左右上升至40℃,稱為發熱階段,或中溫階段。
豬糞堆肥的高溫階段
隨著溫度的提高,好熱性的微生物逐漸取代中溫性的種類而起主導作用,溫度持續上升,一般在幾天之內即達50℃以上,進入高溫階段。
在高溫階段,好熱放線菌和好熱真菌成為主偠種類。它們對堆肥發酵中復雜的有機物質(如纖維素、半纖維素、果膠物質等)進行強列分解,熱量積累,豬糞堆肥發酵溫度上升至60-70℃,甚至可高達80℃。
隨即大多數好熱性微生物也大量死亡或進入休眠狀態(20d以上),這對加快堆肥的腐熟有重偠的作用。堆肥不當的堆肥,只有佷短的高溫期,或者根本達不到高溫,因而腐熟佷慢,在半年或者更長時期內還達不到半腐熟狀態。
豬糞堆肥的降溫階段
當高溫階段持續一定時間后,纖維素、半纖維素、果膠物質大部分已被分解,剩下佷難分解的復雜成分(如木質素)和新形成的腐殖質,微生物的活動減弱,溫度逐漸下降。當溫度下降到40℃以下時,中溫性微生物又成為優勢種類。
如果降溫階段來的早,表明堆制條件不夠里想,植物性物質分解不充份。這時可以翻堆,將堆積材料拌勻,使之產生第二次發熱、升溫,以促進豬糞堆肥的腐熟。
豬糞堆肥的腐熟保肥階段
堆肥腐熟后,體積縮小,堆溫下降至稍高于氣溫,這時應將堆肥壓緊,造成厭氣狀態,使有機質礦化作用減弱,以利于保肥。
豬糞堆肥發酵實際就是廢棄物穩定化的一種形式,但它需要特殊的濕度、通氣條件和微生物以產生適宜的溫度。研究表明,在一定溫度下加熱一段時間可以破壞病原體、雜草種子。通常在60-70℃(濕熱)的溫度下,加熱5-10min(分鐘)。可以破壞非芽孢細菌和芽孢細菌的非休眠體的活性。利用加熱滅菌,在70℃條件下加熱30min(分鐘)可以消滅污泥中的病原體。
但在較低溫度下(50-60℃),一些病原菌的滅活則可長達60d。因此堆肥過程中保持60℃以上溫度一段時間是必需的。在合理的堆肥發酵后殘留的有機物分解率較低、相對穩定并易于被植物吸收,豬糞有機肥堆肥發酵后臭味可以大大降低。
堆肥有機質礦化可以為作物和微生物提供養分,為微生物活動提供能量,為堆肥有機質腐殖化提供基礎原料。
在豬糞堆肥發酵過程中,以好氧微生物為主要活性時,有機物礦化產生更多的二氧化碳、水等營養物質,分解快,脫底,釋放大量熱能;以厭氧微生物為主要活性時,有機物分解慢,而且不去底,釋放的熱能較少,其分解產物除植物養分外,還易積累有機酸和C,當還原性物質H4、H2S、PH3、H2達到一定程度時,對作物生長有害。
因此,在堆肥發酵過程中,周轉也是改變微生物活性的類型,以消除有害物質。
在豬糞堆肥過程中,各種生物和微生物的死亡、置換和轉化是同時進行的。無論從熱力學、生物學還是物質轉化的角度來看,這些反應都不可能在幾天或更長的時間內完成,這就是為什么各種溫度、濕度、水分、微生物等條件都可以得到控制的原因,因此,豬糞堆肥的發酵過程還需要45-60天。