雞糞有機肥發(fā)酵核心技術-一篇文章搞懂生物發(fā)酵知識
導讀: 堆肥發(fā)酵物料組成,主料:是堆肥化過程處理的原材料,一般包括污泥、禽畜糞便、城市生活垃圾等,也是營養(yǎng)物質的主要提供者。輔料:通常選用農(nóng)作物秸稈、鋸末、麥糠等農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物。
一、國內基本情況
隨著百姓生活水平的提高,人們物質生活需求增大,帶動了農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)蓬勃發(fā)展,隨之產(chǎn)生了大量的農(nóng)業(yè)廢棄物(如:秸稈)及畜禽糞便等。根據(jù)農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示,中國年產(chǎn)畜禽糞便大約38億噸,但利用率不到60%;年產(chǎn)農(nóng)作物秸桿9億噸左右,其中有將近2億噸沒有被利用處理。畜禽糞便隨意堆放,農(nóng)業(yè)廢棄物處理不當,給人們生活與環(huán)境帶來了嚴重的影響。
二、畜禽糞便污染現(xiàn)狀
畜禽糞便中有很多污染物質,其中包括氨氣和硫化氨等有毒氣體,病毒、細菌等致病微生物,懸浮物、沉積物及氮、磯、鐘等養(yǎng)分,這些物質在畜禽糞便的收集、貯藏,肥田期間都有可能造成環(huán)境污染。
所以,不經(jīng)過妥善處理的畜禽糞便直接排入環(huán)境中,會對土壤,水體和空氣造成嚴重的環(huán)境污染,不僅危及畜禽健康還將危害人體的健康。
三、生物好氧發(fā)酵變肥為寶
其實,農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈及畜禽糞便這些資源是放錯地方的寶藏。畜禽排泄物中含有大量農(nóng)作物生長所必需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分和有機質,若將其經(jīng)過堆肥后施用于農(nóng)田則是變廢為寶的最佳方法之一。
堆肥是傳統(tǒng)的對秸稈和畜禽糞便處理的生物方法,需要在一定的條件下,通過微生物的作用,使畜禽糞便及秸稈中可降解的有機物進行發(fā)酵,并經(jīng)腐熟而得到具有一定肥效的產(chǎn)品。堆肥發(fā)酵工藝經(jīng)過不斷的改良和優(yōu)化,已經(jīng)朝著機械化、
商品化方向發(fā)展,成為處理畜禽糞便與秸稈有效方法之一。
三、生物法處理雞糞
1、堆肥發(fā)酵物料組成
主料:是堆肥化過程處理的原材料,一般包括污泥、禽畜糞便、城市生活垃圾等,也是營養(yǎng)物質的主要提供者。
輔料:通常選用農(nóng)作物秸稈、鋸末、麥糠等農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物。
態(tài)沐有機肥發(fā)酵菌劑:通常以發(fā)酵類菌(產(chǎn)熱分解)+生物酶(前期快速分解為物質給微生物提供初步營養(yǎng))+功能菌(發(fā)酵好的有機肥對作物生長起到促進左右,保護植物根部,如哈慈木酶)
2、堆肥過程的影響因素及其控制
堆肥本質是由一系列微生物參與復雜的生物降解與轉化過程,是需要在人工的控制下進行。堆肥產(chǎn)品的腐熟效果、微生物的生物活性受溫度、含水率、pH、碳氮比(C/N)、有機質和氧含量等因素的影響,在堆肥過程中需要調控好這些因素,才能使堆肥發(fā)酵達到最優(yōu)的堆制效果。
(1)含水率
含水率在整個堆肥復雜的生物生化反應過程中發(fā)揮著至關重要的作用,對堆肥效果及速度有著巨大的影響,也是最主要的影響因素,好氧堆肥的成敗與由含水率密切相關,含水率影響著好氧堆肥中堆體的腐熟程度、堆肥時間及堆肥產(chǎn)品的質量。在堆肥過程中調控堆體水分及原料中水分的多少,將直接制約著堆料的化學性質、堆體的物理特性及生物學特性。
在堆肥過程中,一般會將堆體的起始含水率控制在50%~60%區(qū)間內,(手握成團不滴水,落地散開)。試驗證明如果含水率低于40%,則不利于微生物的生長代謝活動。相反含水率若高于70%,水分過多就會堵塞堆料中的縫隙,影響堆體的通風;堆體通風不通暢,堆體內氧氣含量不充足,就會導致堆體進行厭氧發(fā)酵,這既降低了發(fā)酵的速度又延長堆肥時間,在此期間還將伴有發(fā)臭的中間產(chǎn)物產(chǎn)生。
(2)溫度
堆肥過程中溫度的變化趨勢基本是先緩慢升高,再是維持一段高溫期,最后再緩慢降低的過程。在堆肥過程中,溫度將會直接影響堆體微生物數(shù)量和種類,間接的影響堆肥腐熟進程及堆體內有機物的分解速率。研究發(fā)現(xiàn),堆肥發(fā)酵過程中嗜熱菌和噬溫菌最適溫度分別在 45~60℃和 30~40℃之間。在堆肥高溫期時,溫度要應控制于在 45~65℃之間,若果溫度超過 65℃,某些微生物活動就會受到影響或者停止,不僅降低堆肥腐熟效果,還減慢了發(fā)酵的速度。
堆肥高溫期在整個堆肥過程中扮演著極其重要的角色,高溫可以殺滅一些病原菌微生物、孢子、寄生蟲、蟲卵以及畜禽糞便中雜草種子等,有機固體廢棄物堆肥的最佳溫度是 60℃,并且我們可以通過通氣量大小及翻堆的次數(shù)來對溫度進行調控。
(3)碳氮比(C/N)
種類 | 碳含量% | 氮含量% | 碳氮比 |
麥糠 | 34.56 | 0.48 | 72 |
麥秸 | 46.5 | 0.48 | 96.9 |
干雞糞 | 30 | 3 | 10 |
碳氮比參考值
碳水化合物是保證有氧堆肥微生物正常代謝的能源之一,氮又是構成生物有機體和蛋白質的主要成分,所以為了維持微生物的正常生長,我們需要調控堆肥的 C/N 在一個較優(yōu)的范圍內,這樣有利于堆體達到一個良好的腐熟效果,經(jīng)過大量試驗證明,其較優(yōu)的 C/N 值一般在20~30之間。
雞糞含水率 | 配比 | 碳氮比 | 尿素補充 | 物料含水率 | 水分情況 |
含水率80% | 配比10:6 | 碳氮比30 | 53.70% | 最佳 | |
含水率80% | 配比10:10 | 碳氮比38 | 補6.2kg尿素 | ||
含水率70% | 配比10:8.7 | 碳氮比30 | 含水率42% | 至少加水8% | |
含水率70% | 配比10:10 | 碳氮比31 | 含水率40% | 至少加水10% | |
若 C/N 過高,會使微生物在堆肥發(fā)酵過程中由于氮源供給不足,導致生長受阻,減緩有機物質的分解速度,繁殖速率下降,發(fā)酵時間延長,有機原料損耗加大,腐殖質化系數(shù)降低,最終導致堆肥產(chǎn)品中 C/N 值過高,若作為肥料施入土壤則會造成土壤氮缺乏,極大的影響了土壤的肥力和作物正常的生長發(fā)育。
若 C/N 值過低,氮則以氨氣形式散發(fā)到堆體外,堆體內微生物的生長便會被抑制,既降低了對有機物質的分解速度又減少了堆體的能量源物質,進而導致堆肥過程中的堆體溫度上升趨勢緩慢。在堆肥過程中,如果堆體溫度、pH 值比較高時,堆體內的氮則會以 NH3的狀態(tài)散發(fā),造成堆肥產(chǎn)品中氮的大量損失。
物料配比參考圖
由于雞糞含水率因不同雞房不同時期出來的糞含水率不同,但通常函數(shù)率在70-85%之間,所以根據(jù)不同情況算出上表最為一個理論參考值。實際現(xiàn)場因為處理量大不可能測量,需要多次試驗后根據(jù)經(jīng)驗,依據(jù)上表進行調整。
黃色部分為定量來確定其他變量
(4)通氧量
氧氣是決定好氧堆肥過程中是否成功的因素之一,是處理固體有機廢物的首要條件。如果堆體內氧氣供給不充分,堆體將會發(fā)生厭氧發(fā)酵反應;若翻堆頻率或通氧量過大時,會導致堆體變干燥,微生物活動就會被抑制。所以在堆肥過程中,要調控好堆體的翻堆頻率和通氧量。
(5)pH 值
pH 值對堆體內微生物生長有重要的影響,堆肥過程中,堆體的 pH 值一般維持在3~12 之間。研究證明,堆肥初期若 pH 值較低,堆肥反應則會受到嚴重的抑制。在利用生活垃圾堆腐時,當 pH 值在 8 左右,堆肥初期的速度有顯著的提高,就會避免堆體散發(fā)臭味;研究發(fā)現(xiàn)在堆肥的高溫階段,如果 pH 值調節(jié)在 7.5~8.5 時,此時微生物分解能力最強,堆肥期間 pH 值調節(jié)在 6.5~8.5 之間較佳,處于弱堿性的禽畜糞便適合微生物的生長繁殖。
(6)輔料
輔料具有在堆肥過程中提供碳源、調節(jié)堆體的濕度、溫度,改善堆體的結構,提高微生物活性,加速堆體腐熟的作用。
本項目重點輔料為麥糠和少量麥秸稈,就不在說其他輔料的優(yōu)缺點。
但有一點要知道,碳氮比越高,相對來說腐熟分解越難,根據(jù)上文碳氮比表可以得知,麥秸稈96.9,麥糠72,雞糞10,另外麥秸稈體積又大于麥糠,后期的未完全腐熟的秸稈稍微多一點。
四、堆肥腐熟度的評價指標
堆肥腐熟度是指堆料在堆肥過程中通過一系列分解、有機礦化作用達到腐熟效果的穩(wěn)定程度。腐熟程度與植物毒性大小、微生物數(shù)量相關。經(jīng)過研究人員試驗研究堆肥過程中微生物分解和物料轉化機理機制,最終得出了一套合理、有序的衡量堆肥材料腐熟度的標準。
1、物理學評價指標
物理學指標是通過溫度、氣味及顏色的變化,判定堆肥產(chǎn)品是否達到腐熟效果。堆肥堆體腐熟的表觀特征為:
(1)堆肥后期溫度緩慢下降;
(2)堆體周圍蚊蠅數(shù)量大大減少;
(3)堆體臭味越來越淡;
(4)堆體的表面將會有白色或灰白色菌絲出現(xiàn);
(5)堆肥產(chǎn)品呈疏松顆粒狀態(tài)
(6)顏色呈現(xiàn)黑色或者灰黑色