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详解有机肥料原理,分类,工艺,检测,应用

2019-10-16 17:35:04      来源:【朋检农业科技】

有机肥不仅养分比较全面,有机质含量高,同时还能疏松土壤,提高培肥能力,改良土壤结构,提高农作物产量和品质等作用。但是目前市场上的商品有机肥种类繁多,产品价格质量参差不齐,更有部分农户对有机肥认识和使用上存在一些误区,今天我们从分类、原理、工艺、检测、比较、优劣、应用等方面探讨一下!

有机肥的定义

有机肥的全称是“有机肥料”,意指经过发酵腐熟的有机物料,主要原料为各种植物、和(或)动物以及微生物。根据是否购买所得,可分为商品有机肥和自制有机肥,它们的质量判断标准和加工过程基本一致,即所有能分解的有机质,如:

①蛋白质

②各种脂类

③多糖(简单多糖、淀粉、纤维素、半纤维素、几丁质、海藻多糖等)

④芳香及杂环含氮有机物(木质素、核酸、果胶、单宁、树脂、生物碱等)

被各种微生物代谢利用、彻底分解后,有机质完全矿质化和腐殖化,形成两大类终产物:其一是能被植物根系吸收利用的矿物质营养,其二是极难被微生物再分解的腐殖质(稳定有机质)。

有机肥的分类

根据有机肥根据有机物料的来源,可分为:粪肥、饼肥、绿肥、渣肥、泥肥、沼肥、藻肥、糟肥、菌肥等。

根据加工过程以及是否直接利用,可分为:堆肥、厩肥、沤肥、绿肥、秸秆肥、沼气肥、泥肥、泥炭肥、海藻肥、饼肥以及各种商品有机肥。

根据有机物料的产业来源,还可以分为:种植业废弃物、畜禽粪便(养殖业)、工业废弃物(食用油加工、面粉及大米加工、薯类加工、豆制品加工、肉类加工、果汁厂、其它食品加工、海产品养殖及加工、酒类加工、酒精制造、酱油及制醋、食用菌种植、生物制药、其它发酵工业、中药材加工、煤矿及加工、造纸工业、生活垃圾、城市污泥等)。

种植业

废弃物

食品加工

农副产品

养殖业

畜禽粪便

其他工业

废弃物

生活垃圾

城市污泥

稻草

麦秆

玉米杆

玉米芯

薯蔓

豆秧

油菜杆

棉杆/麻杆

烟杆/药杆

果枝/瓜蔓

麦麸

稻壳

玉米皮

淀粉渣

豆腐渣

各种油粕

菇渣/菌渣

油渣

鱼粉/贝壳粉

猪粪

鸡粪

牛粪

羊粪

兔粪

蚯蚓粪

蚕粪

酒糟

醋糟

滤泥

酱油渣

糖醛渣

中药材渣

抗生素渣

腐植酸

烟渣

餐厨垃圾

河道淤泥

下水道污泥

池塘污泥

中国畜禽养殖业非常发达,是全球猪肉消耗大的国家,中国的养蚕业是全球不可多得的风景线,蚕粪(也称蚕沙)更是难得的有机肥原料,不需要添加任何碳源、氮源即可直接发酵。牛粪、猪粪因为水分含量高,不能直接发酵,称为凉性肥料;马粪、羊粪、兔粪发酵时升温迅速,称为热性肥料,故而中国民间有说法:“羊粪当年富,猪粪年年强”, “猪粪肥,羊粪壮,牛马粪肥跟着逛”, “鸡粪肥效高,不发烧死苗”。当然,个别不良厂商以假充真的行为,不在此讨论的范围以内。

畜禽粪种类

水分%

有机质%

N

P2O5

K20

猪粪

牛粪

马粪

羊粪

鸡粪

鸭粪

鹅粪

82.0

83.0

76.0

65.0

50.0

56.6

77.1

15.0

14.5

20.0

28.0

25.5

26.2

23.4

0.56

0.32

0.66

0.65

1.63

1.10

0.55

0.40

0.25

0.30

0.50

1.54

1.40

0.50

0.44

0.15

0.24

0.25

0.85

0.62

0.95

随着环保意识的增强,对农业、工业有机废弃物的无害化处理和资源再利用,日渐提上日程,也为有机肥的发展提出了更高的要求。中国白酒的产量接近全球的一半,啤酒产量占全球的1/5,酱油和食醋的销量更是遥遥领先,哪怕是小小的味精,也占全球的70%多,是不折不扣的全球食品制造和消费大国。

中国蔬菜的人均消费是全球的3倍,2018年中国消费了全球蔬菜的75%相对应的是产生的有机废弃物更是天文数字,套用“是机遇也是挑战”的俗语,中国有机肥将迎来一个前所未有的发展机会。仅从氮磷钾的总含量来看,这些有机废弃物的总量已经超过了中国目前化肥的总产量。

有机肥的原理

根据有机肥的定义,有机肥的制成过程主要为矿质化和腐殖化,因为有机物的分子大小和分解难易不一样,从头到尾大约可分四个阶段,需要的时间,大约为一个半月,为便于理解,可总结为“四段六周”。以动物和植物为主要原料的有机物料,要完全分解腐熟,微生物活动和繁殖所要求的适宜C/N比一般为25:1,因为微生物每合成1份有机物质,需要利用5份碳素和1份氮素,同时还需要利用20份碳素作为能量来源。

第一阶段:升温阶段(15-45℃)

15℃开始不断升温至45℃,主要分解对象为可溶性有机物以及简单糖类、淀粉和蛋白质,发酵微生物以嗜温性好氧细菌如无芽胞细菌和丝状真菌为主。此阶段因为堆肥的良好保温作用,升温迅速。

第二阶段:高温阶段(50-70℃)

嗜热真菌的微生物种群是相互交替的,50℃左右活跃的是微生物为嗜热性真菌和放线菌,如嗜热真菌属、褐色嗜热放线菌、普通小单胞菌,当温度上升到50℃的时候,嗜热性丝状真菌几乎完全停止活动,仅剩下嗜热性放线菌和细菌的活动,纤维素、半纤维素和果胶开始强烈分解,此阶段腐殖质开始形成。

第三阶段:降温阶段(45℃以下)

嗜温微生物代替嗜热微生物重新成为优势种群,纤维素和果胶类大部分分解完成,剩下很难分解的复杂成分如木质素以及新形成的腐殖质,此时产热减少,温度逐渐降低。

第四阶段:腐熟阶段(略高于气温)

此阶段的温度稍高于气温,微生物活动大为降低,耗氧量大大减少,含水量降低,植物性物质大部分腐解完毕,堆肥物孔隙度增大,氧扩散能力增强。此时堆肥过程完成,矿物营养丰富、保肥能力较强。

有机肥的工艺

有机肥加工工艺的核心是通过微生物分解有机物,但是形式上差别极大。在非专业人士看起来,可以说是眼花缭乱,但是如果抓住现象看本质,从微生物发酵的角度来看,找出:

①发酵底物(有机质来源与种类、构成)

②发酵主体(细菌、真菌、放线菌的种类与组合)

③发酵过程(好氧、厌氧、兼厌氧)

④发酵条件(水分、温度、含氧量、pHC/N比)

⑤发酵结果(矿质化、腐殖化)

商品有机肥考虑到销售成本,会通过各种设备、腐熟剂、物料调配、加温措施加快有机物料的腐熟,并且通过各种手段帮助物料腐熟彻底。

一般而言,商品有机肥的制作工艺可分为:

①物料选择与调配;

②物料去杂预处理及混合;

③接种腐熟剂或自然腐熟;

④物料通气发酵或者翻抛;

⑤物料降温冷却;

⑥物料粉碎、造粒、加菌、过筛、包装等

常见的商品有机肥工艺可分为条垛式、静态垛和发酵仓等。

条垛式是古老的堆肥工艺,可以是一条或者几条,横断面是梯形、三角形或不规则四边形,通过机械或者人力的定期翻堆实现有氧状态。普遍是2-3米高,3-5米宽,但尺寸根据气候条件、翻堆设备、堆肥原料而定。

静态垛的堆肥过程不进行翻堆,有氧状态的维持是通过鼓风机向堆体内通风来达成。通气系统由一系列管路组成,在管路上铺设有木屑等填充料,堆肥物料堆放于填充料上,在外层覆盖隔热材料保温。

发酵仓系统将物料置于部分或者全部封闭的容器内,控制通气和水分,使之进行生物降解和转化的体系。该系统高度机械化和自动化,整个工艺包括通风、温度控制、无害化控制、堆肥腐熟等。可分为水平、竖直流向反应器。

有机肥的有机质是不是越高越好呢?有机肥优劣如何区分?有机肥、有机无机复混肥、生物有机肥、微生物肥料、微生物菌剂到底有何差别?虽然有机肥标准NY-525有所规定,但是依然有投机者打擦边球,市面上的有机肥鱼目混珠,农户眼花缭乱,下面我们对有机肥的检测、优劣、用法做了一个整理!

有机肥的检测

一直以来,对于有机肥的检测争议颇多,很多人认为有机肥料标准NY 525-2012中对于有机质的检测过于草率,使得投机者有机可乘,比如在有机肥中添加泥炭,就可以快速提高有机肥的含碳量,这对于老老实实、认认真真做好有机肥发酵的厂家显得不公平!

 

其实严格意义上来说,优质的泥炭也是不错的稳定有机质,只不过是因为泥炭长时间留存于土壤,含有的微生物次生代谢产物少,可直接利用的矿物质也不多,田间效果大大次于自然腐熟的有机肥而已。

关于有机肥的检测的争论焦点,还在于一个范氏系数(Van Bemmelen),这个系数是假定土壤中有机质(SOM)含碳58%计算的,100/58=1.724,这是一个经验值。

有机肥检测的争议,也可能是因为土壤有机质的概念复杂性,国际上越来越多的使用“土壤有机碳”(SOC),也就是直接用重铬酸钾外加热法测定的数值来表示,不乘以任何因数。不过这个方法要求比较高,一般的有机肥厂无论是设备还是人力都需要较高的水平。

目前与有机肥相类似的肥料品种有生物有机肥、微生物肥料、微生物菌剂,有很多人不清楚他们之间的区别,首先他们采用的标准是不同的,在这里做个简单的分析:

1、有机肥就是向土壤补充稳定有机质的。

2、生物有机肥则是同时提供微生物活体和供其食用的活性有机质的。

3、微生物菌剂的目的是向土壤中提供高含量、高活性的土壤良性微生物。

4、复合微生物肥料是微生物活体和矿质营养的简单加成。

5、有机无机复混肥则更是有机质和无机养分的简单混合。

项目

有机肥

生物有机肥

复合微生物肥料

农用微生物菌剂

标准号

NY525-2012

NY884-2012

NY/T798-2015

GB20287-2006

有机质

45%

40%

无要求

无要求

氮磷钾总养分

5%

无要求

8-25%

无要求

活菌数(亿/)

无要求

0.2

0.2

/2.0

1.0

有效期

无要求

6个月

6个月

3个月

6个月

(内容转载自托布氏微信公众号)

郑州朋检农业科技有限公司提供:(点击下面文字可查看详细介绍)

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