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每日一课系列第4期:如何成为世界顶级堆肥高手

2020-04-02  西班

日本果品品质高,和堆肥技术发达密切相关,而在中国很火的两个日本人,都是推广堆肥技术的,而且还受到国人的热烈欢迎,据说到了日本果园,看一看摸一摸园子的土壤,就彻底服服的了。今天我们要彻底掌握堆肥技术,并具体应用到我们的果园,相信国产水果的品质全面超越日本指日可待。

一、什么是堆肥

所谓堆肥就是,把类似家畜粪便,动植物遗体,食物垃圾等的有机物,加上泥土和矿物质混合堆积,调整水分和空气流量让好氧性菌菌繁殖增多,并产生热来分解有机物的过程。这个过程中并没与把有机物完全分解,难分解的木质素什么的都保留在里面。换句话来说,它就是个中间分解物。

二、堆肥的原理

堆肥是模拟自然界产生腐殖质的过程。它利用微生物、真菌来把有机物材料腐化分解成腐殖质。

堆肥所用的材料中,“棕色肥料”是为微生物提供能量,去分解“绿色植物”。

腐殖质中含有很多微生物和真菌,在每一层中撒一些腐殖质,就好象做馒头时放进一些“酵母”一样。

由于动植物腐化分解后会产生酸,而微生物和真菌不喜欢在酸性环境中生活,所以要撒一些和草木灰或石灰石粉来中和酸。

肥堆要保持透气和湿润,是因为微生物和真菌也要空气和水才能生存。

知道了堆肥的原理,我们遇到问题就容易找出原因了。

例如,如果肥堆不会发热,可能是水浇得不够,太干了,或是“棕色肥料”不够,所以没有发酵。如果肥堆发臭,可能是因为太湿,也有可能是压得太紧密,没有空气,或是灰撒得不够。

三、堆肥的意义

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稻壳呀绿肥等新鲜的有机物或者家畜粪粪直接使用的话,土壤中的细菌微生物会急剧增加、促进有害菌的繁殖,抑制作物生长发育。正是为了避免这种危害,才使用堆肥。

通过微生物分解易于分解的物质,可以抑制导致幼苗死亡的病菌;

木屑等中含有的有害物质酚酸 等,可以被微生物分解而消失;

调整有机物的碳素含量,可以防止土壤的氮素缺乏;

在进行家畜粪便堆肥化的时候,可以达到60-70度,可以杀死里面的杂草种子,有害病菌和寄生虫等。

四、堆肥的作用和效力

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健康的作物成长于健康的环境,其中最为重要的是土壤。堆肥可以提高土地生产力 ;可以促进土壤的团粒结构的生成,改善土壤的透气性,透水性和养分保持性能,提高土壤的生产力。堆肥具有明显的改善土壤的效果,而化肥则没有。

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在通过改善土壤来营造健康的土地时,最需要考虑到的是“物理性”、“生物性”、“化学性”这三大要素。各要素的概要如下所示:

物理性:通气性、排水性、保水性等。

生物性:分解土壤中的有机物、生成养分、形成团粒,抑制土壤病害、提高作物品质。

化学性:土壤的化学成分(养分)、pH值(酸度)、CEC(养分保持力)等化学要素。

在改善土壤、推进健康土地的营造时,重要的是要优先考虑上述三条。具体来讲大体的顺序是,首先要好好调整土壤的物理性,在此基础上再考虑其生物性,以及化学性等。

1、物理性的改善

有机物被微生物分解的过程中产生的腐殖质促进了土壤团粒化的形成,土壤中出现了大大小小的孔隙。能够产生以下效果:

通气性:通过大大小小的孔隙,供给作物根部以及微生物呼吸所必需的空气。

排水性:水容易通过大的孔隙渗透到地下,消除过湿之害(烂根、空气不足)。进行灌溉时地表不会积水导致水分蒸发或流失,提高了水的利用率。

保水性:小的孔隙具有保水作用,可以长时间供给根部水分,从而提高土壤的抗旱性。

2、生物性的改善

以有机物为饵的土壤生物(微生物和小动物等)的种类和数量都大幅增加,生物相变得多样化、丰富化,有机物在这些土壤生物的作用下被分解成为作物的养分。此外,在这一过程中产生出来的腐殖质的作用下土壤团粒化程度增加,土壤中形成了无数孔隙。

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抑制病虫害:生物相多样化后,通过生物间的拮抗作用,病原菌等有害生物的增殖得以抑制,其结果是,病虫害的发生也得到了控制。

生成生长促进物质:在微生物的作用下,产生出了氨基酸、维生素、酶等对提高作物品质有用的生长促进物质。

促进土壤团粒化:微生物产生的粘性物质、排泄物、遗骸等成为土壤粒子的粘结剂,促进了土壤的团粒化。

分解有害物质:微生物中具有分解、净化有害物质、阻碍生长的物质的作用。

3、化学性的改善

由于腐殖质和土壤的粘土粒子同样具有CEC(盐基置换容量:养分保持力),所以施用堆肥可以提高土壤的保肥力,同时发挥肥效的缓冲作用。

提高保肥力:土壤原有的CEC再加上腐殖质的CEC,这些足以提高肥料成分的保持力。被保持住的肥料成分可以根据作物所需缓慢供给,肥效因而增长了。

缓冲作用:即使施肥过多,由于肥料成分可以暂时被保存起来,因而不会发生作物被肥料烧伤的伤害。

补给微量元素:来自植物等的有机质废弃物里除含有植物生长所必需的N、P、K、Ca、Mg等多量元素之外,还有微量的也是不可或缺的S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、Mo等,这些通过施用堆肥被复归到土壤中。要想知道这样做的重要性,我们只要看一下下述现象便会一目了然:自然林通过光合成的碳水化合物以及根部吸收来的养分、水分来供植物生长之用,同时还从落叶、落枝堆积在地上形成的腐叶土中吸收养分来进行扩大再生产(生长)。

4、补充日照不足的效力

最近的研究结果表明堆肥除了具备上述的改善效果之外,还具有直接从根部吸收水溶性碳水化合物(氨基酸等),来促进作物的健全发育的作用。以往的学说中有个定论,认为植物的根只能吸收氮、磷酸等无机质养分,而不能吸收有机质的碳水化合物。

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众所周知,植物是通过光合作用制造碳水化合物,从而生成机体组织,得到生长所需的能量。因此,光照少的话,光合成就迟缓,无法健康生长。但是,如果“能够从根部吸收碳水化合物”的话,因日照不足导致的光合成的低下就可从根部吸收的碳水化合物得到补偿。这是部分农业工作者中周知的事实,即施用了堆肥的有机栽培,在凉夏、或天灾之年也不太受日照不足的影响,质、量都较化肥栽培地优的事实得到了科学的论证。

5、土壤的三相分布和根的作用

在借助堆肥改善土壤的过程中,重要的衡量指标就是“土壤的三相分布”,即土壤中的土壤粒子(固相)、土壤水分(液相)、土壤空气(气相)的比例。对于作物和微生物来说,比较适宜的三相分布约为固相40%、液相30%、气相30%。液相和气相都表示土壤中孔隙的含量,液相表示的是保持毛细管水分的小孔隙的含量,而气相表示的是具有促使空气流通及排水作用的大孔隙的量。

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大多数作物的根喜欢的气相率为30~35%,这和根部的作用有关系。作物的根是钻大的孔隙生长的,因此根系非常发达,为了吸收氧,满足旺盛的生长活动,必须确保充足的大孔隙。这些根所延伸处,都会接近那些蓄满毛细管水的小孔隙,而进入到里面吸收水分的就是根的前端不断滋生的根毛,根毛能够进入百分之十或百分之三毫米的小孔隙中。

另一方面,施入土壤中的肥料,先暂时保存在土壤粒子中的粘土粒子及土壤的腐殖质里面,然后逐渐溶解到土壤毛细管中的水里,这才跟水一起为根毛所吸收。此时,养分通过作为液相的毛细管中的水分,向根部移动,而作物会使根部扩张,向着有养分的地方靠近。这样,通过十分发达的大孔隙、小孔隙以及茁壮生长的根、根毛的相互作用,水分和养分都被顺利吸收了。

另外光合作用产生的碳水化合物和作物根部吸收的氧会使作物的根部产生根酸,根酸的分泌使根部周围的不溶性矿物质可溶化而得以吸收,成为作物生长所需的养分。

五、堆肥的制作方法

堆肥制作是有机园艺的基本技术。国外许多有机农场主成功有两个秘诀,一是有专门做堆肥的场所,二是有专门饲养蚯蚓的地方。

自阿伯特.郝德发明堆肥做法到今天,已经有了许多改进的做法,但基本的方法还是一样的。

首先要选择一个不会积水的土地。然后开始一层一层往上的堆积肥料。肥堆要做在泥土上,和土地接触,这非常重要。

肥堆的理想高度为1.5米,宽度为1.5至3米,长度则不限。

首先,在地面上铺一层约为15厘米厚的 “绿色肥料”。“绿色肥料”指落叶、枯草、果皮、菜叶、庄稼残梗之类的肥料。然后在上面铺一层约为5厘米厚的“棕色肥料”。“棕色肥料”指畜粪、禽粪、棉籽、豆子等含氮量很高的肥料。再在上面撒一层薄薄的腐殖土、草木灰。草木灰也可用石灰石粉或苦土石灰代替。

这就堆好了第一层。接着开始堆第二层,方法和第一层一样。

这样一层一层的堆上去,堆到大约1.5米高为止。然后在上面盖上一层厚厚的草或者土,以减少水分蒸发。

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注意堆肥的时候不要把材料踏实,要保持疏松透气。另外,堆的时候最好插几根粗木棍在肥堆中,堆完后拔出做气洞,这样会更透气些。

最后,给肥堆浇水,要浇透,但不要变成稀烂。以后还要适当浇水,使肥堆保持湿润。这在炎热干燥的天气里尤其重要。

如果做法正确,过几天肥料就会开始腐烂分解,也就是说开始发酵了。发酵会产生很多热量,使肥堆温度升高,最高的时候可能会达到75℃。在这样高的温度下,绝大多数野草籽和病菌都会被杀死。

三个星期后,把肥堆翻一翻,将里面的材料翻到外面,把外面的材料翻到里面。

再过五个星期,再把肥堆翻一翻。

再过四个星期,所有的材料应该都被充分腐烂分解了。这时,堆肥就做好了。

合起来,前后总共需要2-3个月的时间。

六、堆肥的改进方法

堆肥有许多改进的做法,经过长期实践证明,具有良好的效果。

14天速成法:

第一天,将所有的材料加以粉碎,然后充分的混合均匀,堆积起来,浇上水。

第二天、第三天,肥堆开始发热,保持肥堆湿润。

第四天,翻搅肥堆,保持湿润。

第七天,再翻搅肥堆,保持湿润。

第十天,再翻搅肥堆,这时,温度开始下降。

第十四天,堆肥做好了。

蚯蚓法:

当肥堆温度下降后,可以放入几百只蚯蚓。它们会帮助腐化分解肥料,并且加上自己的排泄物,使堆肥的肥效更好。它们还能帮助消灭残留的野草籽和病菌。并且在肥堆里很快的繁殖出更多的蚯蚓呢。

无氧法:

先把地面的泥土掘松,按通常的做法堆肥,浇透水,然后用一大张黑色塑料膜严密的罩起来,用土把塑料膜边脚封住。不用再浇水,也不用翻搅,三个月后,堆肥就做好了。很省事不是?但要注意的是,塑料膜会污染环境。

秸杆堆肥法(SheetComposting):

对于耕种大面积土地的农民,这是一种很好的办法。在收获后,把粪肥、干草、石灰石、磷灰石粉等肥料直接撒在田里,然后和庄稼残梗一起翻耕到土里,让它们在地里腐烂分解。

七、发酵堆肥完成指标

1、感官指标

颜色:褐色或灰褐色

结构:粒状或粉状,无大块结构

温度:堆肥温度降低至常温

气味:无臭味及氨味

2、检测指标

水分(%):≤30.0

pH:5.5-8.5

有机质:≥20.0

八、堆肥发酵方法的注意事项

自己在堆肥发酵时常常发酵不彻底,也不知道怎么做。今天,我来讲一下堆肥发酵方法的注意事项:

1、水分:

水分是微生物活动的必要条件,过干或过湿均会影响微生物活动。一般堆肥保持60%左右的水分,用手捏紧刚能出水的量较为合适。由于堆肥过程中,堆肥温度上升,会消耗水分,因此,在适当时候要添加水分是必要的。当然对于南方沤肥或沼气肥而言,则水分不是主要条件。

2、空气:

在好气性堆肥条件下,空气的不断加入是产生高温无害化的重要保证。当然,过快地通气又会导致发酵过猛,浪费资源。谓节空气的方法,主要以调节堆肥原料的精料和粗料比例,即可增大空隙度·有的可设置地下避气沟或地面、堆肥中都若干通气管以达到通气目的。农村堆肥用秸秆,竹秆即可作通气管。大中型堆肥工厂则可采用塑料、金属通气管。

3、温度:

堆内温度的升降,是反映堆肥各种微生物群落活动的标志。大部分好气性微生物在30-40摄氏度较好。但高温纤维素分解细菌和有些放线菌在65摄氏度时,分解有机质能力最强,它们能在短时期内迅速分解纤维索。超过65摄氏度后,则其活动受到抑制。在50摄氏度以下,则生长着大量中温性纤维分解菌。因此,在冬季或气温较低的北方制造堆肥。接种少量含有丰富高温纤维素分解菌的骡、马粪及其浸出液,是可以加速堆肥腐熟的。若温度过高,须进行翻堆或加水等办法降温。

4、碳氮比:

当含碳有机物被微生物分解利用时,必须同时消耗掉一部分氮素,以构成微生物的细胞成分。一般而言,微生物需要的碳氮比以20-25比1最为合适。对于象秸秆之类的有机物,碳氮比在60-100比l,因此,必须加入含氮丰富的人畜粪尿或一些氮素化肥,调节碳氮比为20-25比1时,堆肥能很快完成。

5、酸碱度:

调节好堆肥的酸碱度,是堆肥技术的重要因素之一。因为PH过高或过低均能抑制各种有益微生物的活动。一般的酸碱度pH值为6-8范围内较好。调节酸碱度的方法,是加入极少量的石灰、草术灰等,均加入2-3%重量比的量就合适了。至于加入磷矿粉或钙镁磷肥,试验证明,堆肥产生的有机酸并无解磷的能力,因此,说它能促进磷矿粉的活化,是没有科学论证的。

九、堆肥为什么一定要60天?

堆肥是在一定条件下通过微生物的作用,使有机物不断被降解和稳定,并产出一种适宜于土地利用的产品的过程。任何一种合格优质的有机肥料生产都必须经过堆肥发酵过程。

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我国国内大多数有机肥料产品只堆肥发酵15-20天,这样的产品只能达到无害化标准。而优质的有机肥料堆肥发酵过程一般需要45-60天的时间。这是因为在堆肥前期的升温阶段以及高温阶段会杀死植物致病病原菌、虫卵、杂草籽等有害微生物,但此过程中微生物的主要作用是新陈代谢、繁殖,而只产生很少量的代谢产物,并且这些代谢产物不稳定也不易被植物吸收。到后期的降温期,微生物才会进行有机物的腐殖质化,并在此过程中产生大量有益于植物生长吸收的代谢产物,这个过程需要45-60天。经此过程的堆肥可以达到三个目的,一是无害化;二是腐殖质化;三是大量微生物代谢产物如各种抗生素、蛋白类物质等。

每日一课系列第4期:如何成为世界顶级堆肥高手

堆肥过程中的各种生物、微生物的死亡、更替及物质形态转化都是同时进行的,无论是从热力学、生物学还是物质转化角度,这些反应都不是几天或十几天这么短时间能够完成的,这也是为什么即使各种温度、湿度、水分、微生物等条件都控制的很好的前提下,堆肥仍要经历45-60天时间的原因。

注1:本系列文章共21篇,我们后续会逐一推送。第5期内容预告:扒光腐植酸,一点秘密也不留。喜欢此类文章请点击关注我们。

注2:本文由农人之家APP日课组整理,著作权归原作者所有,内容参考:

池田秀夫:堆肥对于土壤改良的价值

【自然农法】如何生产优质堆肥

堆肥发酵方法的注意事项

堆肥的制作方法,

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