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 戴维b 2016-01-29
堆肥农业--未来有机生态农业新趋势

   传统有机耕作一般是以往土壤增施有机肥或者实现简单的秸秆还田操作。这种方法效率不高,肥份的转化率低,而且还会造成病菌或害虫的传播滋生,特别是蔬菜所有的有机肥中,一些是人粪尿或动物的排泄物,这些物质常带有对人体有致病性的病菌与寄生虫类,直接运用它所生产的有机蔬菜常缺乏洁净卫生性。而这里结合了堆肥技术所进行的有机耕作,不仅有机废物的肥份能得以最充分的分解转化,让肥的损耗率降低,在栽培过程中更利于蔬菜的吸收利用,同时流失与蒸发损失也将会大大降低,追施过程也不会产生臭气与污染。如果结合堆肥浸出液的制造,还可以用于根外追肥,以提高蔬菜的质量与抗病性,人为的堆肥发酵不仅实现了有机肥的肥份转化,更重要的是有益微生物还可以得以培养,对于改变土壤微生态环境来说效果大大超过传统的直接施肥法。在堆肥制作过程中通过科学的环境控制与人工接种,使有益微生物得以迅速的繁衍,用于农田施肥与植物间可形成良好的共生关系,大大促进了蔬菜生长与提高抗逆性的保健栽培。

堆肥农业在生产中的具有运用分为三种使用方法:其一是堆肥发酵制取有机肥;其二是获取堆肥茶进行无土栽培;其三是结合堆肥发酵产热建立生态大棚。以下就这三种使用方法进行介绍。

1、堆肥耕作

传统农业对有机肥的利用已有悠久的历史,当前施用有机农家肥或生活垃圾的方法也还是农业生产中的一种重要的基肥利用法,是传统有机耕作中已经给大家普遍认可的培肥土壤提高产量与质量的有效措施。但是,这种简单的直接施用法,会出现较多生产问题及污染问题,其中生产问题有因肥没经发酵产生烧苗,或者后期发酵而使有些植物返青贪长影响产量与质量,还有就是成为病害感染杂草滋生的传播源,如果使用量与方法不科学甚至会使蔬菜的硝酸盐大大超标,而本出于有机栽培的愿望却达不到良好的效果。有机肥如果处理不当还有成为二次污染源,当前许多农户采用直接覆土暴露于空气中,一是造成空气污染,二是地表径流污染,三是一些寄生虫及病害的传染源。这些问题与原因都是在于有机肥没有发酵分解直接使用所故,这此新鲜没堆制的有机肥,施入土壤后虽然也进行着微生物的分解,但不是适合的环境与条件,会造成发酵不完全,或者发酵反应过程直接对植物造成危害,或者发酵时间过长,失去了施肥对蔬菜作物的季节性阶段性肥效,也因肥中的草种传播而造成滋生蔓延,更有发酵放出氨而烧苗,也有因土壤中发酵耗去了大量的氧气,而使根系缺氧土壤处于还原状态,影响到土壤的化学性状,继尔影响植物的生长。那么,这种看似简单的堆肥过程到底其间发生了什么神秘的生物化学变化呢?现从堆肥的过程与原理作些介绍,让大家认识堆肥的重要性与意义,为堆肥农业的发展,可持续农耕的形成增加理性的认识。

堆肥制作非常的简单,但在要高效的发酵与堆制,也是一项较为复杂的技术,现就农村常用的堆肥法作些介绍。堆肥的原材料来源极广,从理论上说适合于所有的有机废物,包括植物体、动物体、食物、有机废物,其中植物体有植物的残枝落叶还有瓜果蔬菜的厨余,动物体,有动物内脏、皮毛、禽畜粪便等,食物即生活所涉的各种食品残余,及食品加工厂的下脚料,有机废物就是城市的有机可分解的所有垃圾甚至是下水道的排污和水体的沉底淤泥,总之生产生活过程中所废弃的有机物皆可作为堆肥的原料,而且不同原料它的营养与作用是不同的。堆肥过程就是微生物在适合的环境下不断地分解与合成有机物的过程,它充分利用了有机物的碳作为能量,氮作为合成蛋白质的原料,而完全自身的繁殖与代谢,把高分子的有机物分解为简单的矿化的能让植物直接快速吸收的营养元素。这碳与氮的比例在发酵过程中是关键,碳是它就分解的能量源,氮是合成的氨基酸与蛋白质构建生命体的原料,两者适合的比例极为关键,一般掌握在20-30:1这种碳氮比是一种平衡适合的比例,可以让微生物快速增殖而加快堆肥的转化与分解。一些植物体的落叶、木屑、枝梢、废报纸、秸秆、枯草等以碳含量较高,直接以它进行堆制,不利于微生物的合成与滋生,发酵速度慢,而蛋白、肉类、脂肪、瓜果等厨余则氮含量高,会放出大量的氨气与臭味,也影响发酵与堆制,最好两者进行一定比例的混合,掌控适合的碳氮比,是成功发酵与无臭堆制的关键。堆制良好的产物,一般是无臭味而带有点似泥土的芳香,并且分解完全植物能较快吸收,而且原料体积压缩变化较大,只是原料的1/3-1/5体积。而发酵不完全的常有异味与臭味,或者氨味或臭蛋味特浓,抓在手上也没有疏松感,这是没有发酵完全的体现,不宜直接使用,一些发酵失败的堆肥甚至还会产生大量的有害物,而影响土壤管理与植物的生长。那么堆制过程中哪些因素是决定成败的关键因子呢?堆肥过程是氧化分解的过程,这过程所涉的细菌、放线菌、真菌大多以好氧菌为主,所以氧气充足与否则直接关系到发酵的效果,给堆肥创造氧气充足的环境是堆肥发酵成功的关键,在技术实现时有多种方法,可以达到疏松透气的好氧环境,一是材料的颗粒不能过细,过细的材料因表面积大,前期有利于细菌的作用但后期会因堆料的沉实而缺氧,所以一些需进行切制的原料一身以5cm长为宜,如秸秆、植物残体、树枝等;二就是翻料与通气增氧,发酵堆制时,因中心部位温度高,发酵速度会较快而导致边料与心料的不均匀,所以必须每隔一周翻料一次,把中心的往外翻,边料的往内拌,在这翻动的过程中也是提高透气性的方法,不过现在有更先进的增氧法,它是利用智能化的氧气传感器插入料堆中,一旦缺氧就会启动通风增氧甚至经由管道送入氧气,这种方法可以让堆料获取最充足的氧气,所以在发酵分解的完全程度上还是速度上比传统的都有很大的改善。也有一些土办法,就是在堆料时在中心预放秸秆通气束。三就是以铁丝网围栏制成直径及高各一米的堆料箱,这种方法具有较好的透气性,同时翻料也简单,只需拆开铁丝网就可以把堆肥全部重新翻填一遍。目前,许多堆肥厂有专门的堆肥设备与翻料工具,是实现大规模商业化生产堆肥的专用工艺与设施,可以处理大量的城市、农业、生活、加工、厨余等垃圾,它可以轻松地把有机废物变成可循环再利用的最佳有机肥,是解决环境污染与实现有机耕作的最好方法。

堆肥发酵的高温期,堆料温度高达70-90度,这种温度基本上可以杀灭害虫与病菌,甚至杂草种子,通过高温堆制后再施用于农田及园艺生产,就可以实现正真的无污染有机耕作,而且堆制过程中菌类分泌的大量酶与活性物质对农作物来说是最佳的代谢促进剂,它的生长促进与提高抗病性比单一施用肥料要好得多,所以堆肥也是有机耕作中最为可行的健生促生栽培,可以大大提高抗病性与抗虫性,为免农药有机耕作创造基础。堆制发酵的肥料对于土壤改良,改变土壤的三性(生物性、化学性、物理性)来说,其它化学肥料是难以做到的,而且堆肥的大量微生物,对于建立土壤优势微生物种群提高土壤生命力来说,是一种可以永续耕作的方法,堆肥农业没有土壤退化板结现象的发生,对土壤来说是一种永久耕作的模式。它也是城市农业肥源的保障,可以变城市垃圾为宝贵的城市耕作肥源,也是建立生态可持续发展城市的一项生态工程,只有利用微生物进行堆肥发酵才可以有效解决城市生态链的完整循环,不会因垃圾的焚烧及填埋而影响环境,把原本令人讨厌头通的污染源变成城市发展绿绿色生态环保农业的有机肥源。

堆肥耕作就是利用堆肥进行植物的栽培,生产出绿色有机的蔬菜瓜果等经济植物,利用堆肥培肥地力,活化土壤实现永续耕作,利用堆肥提高抗性实现免农药生产,利用堆肥实现农业生产的零排放无污染,实现生态的闭锁循环。堆肥农业是未来农业及蔬菜产业有机栽培的必然趋势与技术,是实现蔬菜有机栽培与城市规模化工业化生产的有力保障。利用堆肥混合基质进行有机基质型无土栽培,并结合自动化技术,实现未来蔬菜工厂化生产有机化栽培的一项重要技术路径。堆肥制作方法简单,一般的人都可以掌握,只有把堆肥的观念与生活概念得以结合,才能让千家万户都具有强烈的环境生态意识,才可以把堆肥技术推广到千家万户,才可以把简单的如垃圾箱的堆肥桶成为人们家庭生活的必备,如使用家电一样地使用堆肥桶与技术,这是实现以家庭为单位进行环境治理新举措,可以大大减少环保部门的压力,又为家庭的庭院楼顶农业发展带来契机。垃圾变成肥,再用肥种菜养花形成良好的城市生态循环关系,是建设生态城市实现城市可持续发展的关键。

2、堆肥茶的无土栽培

堆肥的无土栽培除了上面提及的有机基质无土栽培以外,还可以进行水培与气培,与无机营养液一样实现管理栽培的自动化,这是无土栽培的未来发展方向,是实现有机水培或气培所必不可少的营养源。堆肥的肥份具有营养物质全面,而且含有一些无机营养液所不具备的酶与活性物质甚至是生物抗生素之类的,还可以通过接种有益微生物而起到更好的增效作用。那么这种基于水或气为介质的栽培,如果直接运用固态的堆肥肯定不能实现,必然把堆肥变成能溶于水的液肥方可进行水培与气雾栽培。目前用于堆肥水培或气培的营养液肥叫堆肥茶,之所以叫做茶是,利用堆肥浸泡液作为水培或气培所用,其过程似泡茶的工艺,称其堆肥茶极为形象。

无土栽培的部份与无机矿质元素的栽培相同,不同的部份就是营养液的制取工艺不同,化学营养液栽培直接用溶入混合法,而堆肥茶的有机营养液则是用布袋滤网渗出法,或者把堆肥分装成小袋直接浸泡到营养液池中,让其如泡茶一样慢慢是渗漏汲取。当然工业化的栽培设计则不同,它可以把制取的过程也实施自动化,不需上述繁琐的人工操作,现把它的设计示图如下:

采用堆肥茶进行水培或气培,当然基质培也行,是一种完全有机的而且是对环境零污染排放的可循环型无土种植新技术,采用它种植的蔬菜营养成份及口味与化学营养液相同,而且更为重要的是,它是可以利用废物资源进行变废为宝的生物转换,是一种生态有机的可循环农业模式,必在未来的农业发展中与蔬菜工业化栽培中发挥出独特的魅力与作用,而且成本也得以大大降低,产品的有机认证也最易实现的高效替代农业。

 

3、堆肥大棚

上述提及的堆肥是利用它发酵分解有机物产生矿质元素而作为作物蔬菜生长的肥源,而堆肥大棚的设计则是利用发酵过程中释放的生物热量,利用生物热量来加温,作为冬季反季生产蔬菜的温度保障,也可以采用水管的送水传热性,把堆肥中心的热量通过水的吸收导出作为水培的加温水或生活用水。这种生物热能的利用法,其实在我国传统农业的育苗催芽上早有运用,通常利用马粪堆垫到苗床底部,利用它发酵散发的热量作为种子萌芽成苗的温度保障。而堆肥大棚的设计则是利用堆肥块作为棚墙或者边裙,制作成堆肥棚,这种棚也是生态棚建设中能源生态化的一种科学设计。它比水体吸热所构建的大棚更具环保性,除了分解利用堆肥作为肥料外,还可以充分利用热能,把生物分解的所有物质与能量都得以最大化的发挥,而且不耗电耗油,也无废气的排放,是自然生态的最科学利用。

要制作堆肥大棚首先就是要把堆料压成如砖的块状物,但不家太小而影响发酵,一般以60cm见方80-100cm长的堆肥块最适合制造成叠屯,最好是利用作物秸秆制成的堆肥块,它具有缓缓释放热量的特点,可以在严寒的冬季实现持久的加温,当然也可以适当混入动物的粪便尿渚之类以降低过高的堆肥碳氮比提高发酵的效率。一般宽8米,长30米的标准大棚,沿着基准线堆垛标准的堆肥块2-3层即可,一定要垛成密封的墙围以放漏风,再于墙上架设大棚管材,铺盖好棚膜即可。至于热量的输送传导则以穿埋于堆料中间的铁制水管为佳,水管的尺寸大小也有讲究,一般以一次使用的放水量来计算,管径或长度,管径小的管管可以于堆肥中多绕几道,管径大的可以少些,而且用水频繁的使用双管制,一管放水时,另一管关闭,进行交替切换。生态大棚的冬季用水有育苗喷洒、还有基质灌溉、或者水培补水、关鱼加水等用途,也可以作为生态大棚内的生产生活用水。通过测试与实验,堆肥加温水也可达到70度以上,有类似大阳能热水器的效果,而且到了春暖季节,这些堆肥材料已变成可利用的分解的有机肥,是一种循环型经济利用的模式,是未来蔬菜大棚实现秸秆垃圾肥田的另外一种科学有效的方法。可以用于蔬菜大棚与关殖大棚,是节源节省型环保生态利用型的科学设计。

堆肥技术的综合利用是蔬菜生产实现有机实现生态环保的一项最有效措施,是对传统有机农耕生产模式的产业提升与技术创新,在倡导绿色环保的有机农耕来说是必不可少的技术保障,只有堆肥技术的运用才可以让农业生产成为永续经营成为持续发展的产业,否则土壤的退化与污染再终会让沃土成荒漠,是当前实施沃土工程提高永续耕作力的最有效方法。堆肥农业将是蔬菜丰产丰收的保障,将是实现蔬菜有机绿色无公害栽培的最有效技术措施。利用堆肥茶进行根外追肥是提高抗病性与抗虫性的生态方法,利用堆肥培植土壤微生物是复活土壤提高生命力最为科学的措施,总之堆肥农业技术的综合利用是未来农业技术措施中必不可少的一项生态环保可持续耕作的最有力武器。

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