詳解有機肥料原理,分類,工藝,檢測,應(yīng)用
有機肥不僅養(yǎng)分比較全面，有機質(zhì)含量高，同時還能疏松土壤，提高培肥能力，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)等作用。但是目前市場上的商品有機肥種類繁多，產(chǎn)品價格質(zhì)量參差不齊，更有部分農(nóng)戶對有機肥認識和使用上存在一些誤區(qū)，今天我們從分類、原理、工藝、檢測、比較、優(yōu)劣、應(yīng)用等方面探討一下！
有機肥的定義
有機肥的全稱是“有機肥料”，意指經(jīng)過發(fā)酵腐熟的有機物料，主要原料為各種植物、和（或）動物以及微生物。根據(jù)是否購買所得，可分為商品有機肥和自制有機肥，它們的質(zhì)量判斷標準和加工過程基本一致，即所有能分解的有機質(zhì)，如：
①蛋白質(zhì)
②各種脂類
③多糖（簡單多糖、淀粉、纖維素、半纖維素、幾丁質(zhì)、海藻多糖等）
④芳香及雜環(huán)含氮有機物（木質(zhì)素、核酸、果膠、單寧、樹脂、生物堿等）
被各種微生物代謝利用、徹底分解后，有機質(zhì)完全礦質(zhì)化和腐殖化，形成兩大類終產(chǎn)物：其一是能被植物根系吸收利用的礦物質(zhì)營養(yǎng)，其二是極難被微生物再分解的腐殖質(zhì)（穩(wěn)定有機質(zhì)）。
有機肥的分類
根據(jù)有機肥根據(jù)有機物料的來源，可分為：糞肥、餅肥、綠肥、渣肥、泥肥、沼肥、藻肥、糟肥、菌肥等。
根據(jù)加工過程以及是否直接利用，可分為：堆肥、廄肥、漚肥、綠肥、秸稈肥、沼氣肥、泥肥、泥炭肥、海藻肥、餅肥以及各種商品有機肥。
根據(jù)有機物料的產(chǎn)業(yè)來源，還可以分為：種植業(yè)廢棄物、畜禽糞便（養(yǎng)殖業(yè)）、工業(yè)廢棄物（食用油加工、面粉及大米加工、薯類加工、豆制品加工、肉類加工、果汁廠、其它食品加工、海產(chǎn)品養(yǎng)殖及加工、酒類加工、酒精制造、醬油及制醋、食用菌種植、生物制藥、其它發(fā)酵工業(yè)、中藥材加工、煤礦及加工、造紙工業(yè)、生活垃圾、城市污泥等）。
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種植業(yè) 廢棄物 |
食品加工 農(nóng)副產(chǎn)品 |
養(yǎng)殖業(yè) 畜禽糞便 |
其他工業(yè) 廢棄物 |
生活垃圾 城市污泥 |
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稻草 麥稈 玉米桿 玉米芯 薯蔓 豆秧 油菜桿 棉桿/麻桿 煙桿/藥桿 果枝/瓜蔓 |
麥麩 稻殼 玉米皮 淀粉渣 豆腐渣 各種油粕 菇渣/菌渣 油渣 魚粉/貝殼粉 |
豬糞 雞糞 牛糞 羊糞 兔糞 蚯蚓糞 蠶糞 |
酒糟 醋糟 濾泥 醬油渣 糖醛渣 中藥材渣 抗生素渣 腐植酸 煙渣 |
餐廚垃圾 河道淤泥 下水道污泥 池塘污泥 |
中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)非常發(fā)達，是全球豬肉消耗大的國家，中國的養(yǎng)蠶業(yè)是全球不可多得的風景線，蠶糞（也稱蠶沙）更是難得的有機肥原料，不需要添加任何碳源、氮源即可直接發(fā)酵。牛糞、豬糞因為水分含量高，不能直接發(fā)酵，稱為涼性肥料；馬糞、羊糞、兔糞發(fā)酵時升溫迅速，稱為熱性肥料，故而中國民間有說法：“羊糞當年富，豬糞年年強”， “豬糞肥，羊糞壯，牛馬糞肥跟著逛”， “雞糞肥效高，不發(fā)燒死苗”。當然，個別不良廠商以假充真的行為，不在此討論的范圍以內(nèi)。
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畜禽糞種類 |
水分% |
有機質(zhì)% |
N |
P2O5 |
K20 |
|
豬糞 牛糞 馬糞 羊糞 雞糞 鴨糞 鵝糞 |
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 |
隨著環(huán)保意識的增強，對農(nóng)業(yè)、工業(yè)有機廢棄物的無害化處理和資源再利用，日漸提上日程，也為有機肥的發(fā)展提出了更高的要求。中國白酒的產(chǎn)量接近全球的一半，啤酒產(chǎn)量占全球的1/5，醬油和食醋的銷量更是遙遙領(lǐng)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費大國。
中國蔬菜的人均消費是全球的3倍，2018年中國消費了全球蔬菜的75%，相對應(yīng)的是產(chǎn)生的有機廢棄物更是天文數(shù)字，套用“是機遇也是挑戰(zhàn)”的俗語，中國有機肥將迎來一個前所未有的發(fā)展機會。僅從氮磷鉀的總含量來看，這些有機廢棄物的總量已經(jīng)超過了中國目前化肥的總產(chǎn)量。
有機肥的原理
根據(jù)有機肥的定義，有機肥的制成過程主要為礦質(zhì)化和腐殖化，因為有機物的分子大小和分解難易不一樣，從頭到尾大約可分四個階段，需要的時間，大約為一個半月，為便于理解，可總結(jié)為“四段六周”。以動物和植物為主要原料的有機物料，要完全分解腐熟，微生物活動和繁殖所要求的適宜C/N比一般為25:1，因為微生物每合成1份有機物質(zhì)，需要利用5份碳素和1份氮素，同時還需要利用20份碳素作為能量來源。
第一階段：升溫階段（15-45℃）
從15℃開始不斷升溫至45℃，主要分解對象為可溶性有機物以及簡單糖類、淀粉和蛋白質(zhì)，發(fā)酵微生物以嗜溫性好氧細菌如無芽胞細菌和絲狀真菌為主。此階段因為堆肥的良好保溫作用，升溫迅速。
第二階段：高溫階段（50-70℃）
嗜熱真菌的微生物種群是相互交替的，50℃左右活躍的是微生物為嗜熱性真菌和放線菌，如嗜熱真菌屬、褐色嗜熱放線菌、普通小單胞菌，當溫度上升到50℃的時候，嗜熱性絲狀真菌幾乎完全停止活動，僅剩下嗜熱性放線菌和細菌的活動，纖維素、半纖維素和果膠開始強烈分解，此階段腐殖質(zhì)開始形成。
第三階段：降溫階段（45℃以下）
嗜溫微生物代替嗜熱微生物重新成為優(yōu)勢種群，纖維素和果膠類大部分分解完成，剩下很難分解的復雜成分如木質(zhì)素以及新形成的腐殖質(zhì)，此時產(chǎn)熱減少，溫度逐漸降低。
第四階段：腐熟階段（略高于氣溫）
此階段的溫度稍高于氣溫，微生物活動大為降低，耗氧量大大減少，含水量降低，植物性物質(zhì)大部分腐解完畢，堆肥物孔隙度增大，氧擴散能力增強。此時堆肥過程完成，礦物營養(yǎng)豐富、保肥能力較強。
有機肥的工藝
有機肥加工工藝的核心是通過微生物分解有機物，但是形式上差別極大。在非專業(yè)人士看起來，可以說是眼花繚亂，但是如果抓住現(xiàn)象看本質(zhì)，從微生物發(fā)酵的角度來看，找出：
①發(fā)酵底物（有機質(zhì)來源與種類、構(gòu)成）
②發(fā)酵主體（細菌、真菌、放線菌的種類與組合）
③發(fā)酵過程（好氧、厭氧、兼厭氧）
④發(fā)酵條件（水分、溫度、含氧量、pH、C/N比）
⑤發(fā)酵結(jié)果（礦質(zhì)化、腐殖化）
商品有機肥考慮到銷售成本，會通過各種設(shè)備、腐熟劑、物料調(diào)配、加溫措施加快有機物料的腐熟，并且通過各種手段幫助物料腐熟徹底。
一般而言，商品有機肥的制作工藝可分為：
①物料選擇與調(diào)配；
②物料去雜預(yù)處理及混合；
③接種腐熟劑或自然腐熟；
④物料通氣發(fā)酵或者翻拋；
⑤物料降溫冷卻；
⑥物料粉碎、造粒、加菌、過篩、包裝等
常見的商品有機肥工藝可分為條垛式、靜態(tài)垛和發(fā)酵倉等。
條垛式是古老的堆肥工藝，可以是一條或者幾條，橫斷面是梯形、三角形或不規(guī)則四邊形，通過機械或者人力的定期翻堆實現(xiàn)有氧狀態(tài)。普遍是2-3米高，3-5米寬，但尺寸根據(jù)氣候條件、翻堆設(shè)備、堆肥原料而定。
靜態(tài)垛的堆肥過程不進行翻堆，有氧狀態(tài)的維持是通過鼓風機向堆體內(nèi)通風來達成。通氣系統(tǒng)由一系列管路組成，在管路上鋪設(shè)有木屑等填充料，堆肥物料堆放于填充料上，在外層覆蓋隔熱材料保溫。
發(fā)酵倉系統(tǒng)將物料置于部分或者全部封閉的容器內(nèi)，控制通氣和水分，使之進行生物降解和轉(zhuǎn)化的體系。該系統(tǒng)高度機械化和自動化，整個工藝包括通風、溫度控制、無害化控制、堆肥腐熟等�？煞譃樗�、豎直流向反應(yīng)器。
有機肥的有機質(zhì)是不是越高越好呢？有機肥優(yōu)劣如何區(qū)分？有機肥、有機無機復混肥、生物有機肥、微生物肥料、微生物菌劑到底有何差別？雖然有機肥標準NY-525有所規(guī)定，但是依然有投機者打擦邊球，市面上的有機肥魚目混珠，農(nóng)戶眼花繚亂，下面我們對有機肥的檢測、優(yōu)劣、用法做了一個整理！
有機肥的檢測
一直以來，對于有機肥的檢測爭議頗多，很多人認為有機肥料標準NY 525-2012中對于有機質(zhì)的檢測過于草率，使得投機者有機可乘，比如在有機肥中添加泥炭，就可以快速提高有機肥的含碳量，這對于老老實實、認認真真做好有機肥發(fā)酵的廠家顯得不公平！
其實嚴格意義上來說，優(yōu)質(zhì)的泥炭也是不錯的穩(wěn)定有機質(zhì)，只不過是因為泥炭長時間留存于土壤，含有的微生物次生代謝產(chǎn)物少，可直接利用的礦物質(zhì)也不多，田間效果大大次于自然腐熟的有機肥而已。
關(guān)于有機肥的檢測的爭論焦點，還在于一個范氏系數(shù)（Van Bemmelen），這個系數(shù)是假定土壤中有機質(zhì)（SOM）含碳58%計算的，100/58=1.724，這是一個經(jīng)驗值。
有機肥檢測的爭議，也可能是因為土壤有機質(zhì)的概念復雜性，國際上越來越多的使用“土壤有機碳”（SOC），也就是直接用重鉻酸鉀外加熱法測定的數(shù)值來表示，不乘以任何因數(shù)。不過這個方法要求比較高，一般的有機肥廠無論是設(shè)備還是人力都需要較高的水平。
目前與有機肥相類似的肥料品種有生物有機肥、微生物肥料、微生物菌劑，有很多人不清楚他們之間的區(qū)別，首先他們采用的標準是不同的，在這里做個簡單的分析：
1、有機肥就是向土壤補充穩(wěn)定有機質(zhì)的。
2、生物有機肥則是同時提供微生物活體和供其食用的活性有機質(zhì)的。
3、微生物菌劑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、復合微生物肥料是微生物活體和礦質(zhì)營養(yǎng)的簡單加成。
5、有機無機復混肥則更是有機質(zhì)和無機養(yǎng)分的簡單混合。
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項目 |
有機肥 |
生物有機肥 |
復合微生物肥料 |
農(nóng)用微生物菌劑 |
|
標準號 |
NY525-2012 |
NY884-2012 |
NY/T798-2015 |
GB20287-2006 |
|
有機質(zhì) |
≥45% |
40% |
無要求 |
無要求 |
|
氮磷鉀總養(yǎng)分 |
≥5% |
無要求 |
8-25% |
無要求 |
|
活菌數(shù)(億/克) |
無要求 |
≥0.2 |
≥0.2 |
粉/粒2.0 液1.0 |
|
有效期 |
無要求 |
≥6個月 |
≥6個月 |
3個月 6個月 |
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