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一、有機肥發酵腐熟度的現有評價指標
雖然國內外在堆肥腐熟度的評價方面已經作了廣泛而且很深入的研究,提出了眾多的評價指標及方法,但仍沒有形成一種公認的堆肥腐熟度指標。
堆肥腐熟度指標劃分為三類:物理學指標、化學指標(包括腐殖質) 和生物學指標。
堆肥腐熟度的評價方法分為表觀分析法、化學分析法、波譜分析法及植物生長分析法4類,與前者的分類方法也比較相似。
堆肥腐熟度指標詳解如下:
(1)物理學指標或表觀分析指標:指堆肥過程中的一些變化比較直觀的性質,如溫度、氣味和顏色等。
具體有:
①溫度:堆肥開始后堆體溫度是逐漸升高再降低的變化過程,而堆體腐熟后堆體溫度與環境溫度一致或稍高于環境溫度,一般不會明顯變化,因此溫度是堆肥過程中重要的常規檢測指標之一;
②氣味:堆肥原料具有令人不快的氣味,并在堆肥過程中會產生H2S,NO等難聞的氣體,而良好的堆肥過程后這些氣味逐漸減弱并在堆肥結束后消失,所以氣味也可以作為堆肥腐熟的指標;
③顏色:堆肥過程中堆料逐漸發黑,腐熟后的堆肥產品呈黑褐和黑色,顏色也可以作為一判斷標準;
④吸光度變化:對不同時間的堆肥的水萃取物在波長280 nm,465 nm和665 nm的光學性質研究表明,由于個別有機成分的少量存在,抑制了對短波的吸收,而對665 nm波長的可見光影響較少,由此通過檢測堆肥萃取物在波長665 nm下的吸光度變化可反映堆肥腐熟度。
(2)由于物理學指標難于定量化表征堆肥過程中堆料成分的變化,所以通過分析堆肥過程中堆料的化學成分或化學性質的變化以評價堆肥腐熟度的方法更常用一些。
這些化學指標有:有機質變化指標、氨氮指標、腐殖化指標、碳氮比和有機酸等。
具體內容包括:
①在堆肥過程中,堆料中的不穩定有機質分解轉化為二氧化碳、水、礦物質和穩定化有機質,堆料的有機質含量變化顯著,因此可以通過一些反映有機質變化的參數(如COD,BOD及VS等)的測量及某些有機質在堆肥過程中的變化規律來表征腐熟度;
②在堆肥的生化降解過程中含氮的成分發生降解產生氨氣,在堆肥后期部分氨氣被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽,所以可以用亞硝酸鹽或硝酸鹽的存在判斷腐熟度,并且由于這兩個指標的測定較為快速而簡單,具有較好的實用價值;
③堆肥過程中伴隨著腐殖化的過程,研究各腐殖化參數的變化是評價腐熟度的重要方法,由此提出CEC(陽離子交換容量)、腐殖質HS、腐酸HA、富里酸FA 、富里部分FF及非腐殖質成分NHF等參數用以評價堆肥腐熟度;
④碳源是微生物利用的能源,氮源是微生物的營養物質,碳和氮的變化是堆肥的基本特征之一,C/N(固相)是常用于評價腐熟度的參數。而也有研究指出微生物在對堆肥原料的降解中代謝發生在水溶相,因此水溶性有機碳/有機氮的指標可以作為堆肥腐熟度的參數;
⑤有機酸廣泛存在于未腐熟的堆肥中,可通過研究有機酸的變化評價堆肥腐熟度。
(3)堆料中微生物的活性變化及堆肥對植物生長的影響常用于評價堆肥腐熟度。
這些指標主要有呼吸作用、生物活性及種子發芽率實驗等。
具體有:
①堆肥是富含腐殖質的穩定產品,微生物處于休眠狀態,此時腐殖質的生化降解速率及二氧化碳產生和氧氣消耗都較慢,因此可以用二氧化碳的產生和微生物的耗氧速率作為反映腐熟度的指標;
②同時也可以用反映微生物活性變化的參數如酶活性、ATP和微生物的數量、種類來表征堆肥的穩定和腐熟;
③未腐熟的堆肥產品對植物的生長有抑制作用,因此可用堆肥和土壤的混合物中植物的生長狀況來評價堆肥的腐熟度,考慮到堆肥腐熟度的實用意義,這是終和 說服力的評價方法。
(4)波譜分析法可以從物質結構的角度認識堆肥過程和腐熟度問題,迄今為止較多使用的是13C-核磁共振法和紅外光譜法,紅外光譜法可以辨別化合物的特征官能團,核磁共振法可提供有機分子的骨架信息。
二、有機肥發酵腐熟度指標在實際中的應用
在這些評價腐熟度指標的方法中,比較常用的有碳氮比指標,耗氧速率的測定,NO3- -N和NH4+-N的測定比較快速而簡單,而用氫氧化鈉溶液吸收堆料產生的CO2氣體以確定其產生量的方法經常作為標準的實驗室對比試驗方法。
但是應用這些評價方法經常會得到不同的結果,這是因為堆肥的腐熟度受很多因素的綜合影響,單個指標的評價只能片面地反映某個阻礙因素的作用,不能直接反映植物的生長特性。
因此,不能用單一的指標評價堆肥的腐熟度。而堆肥產品終要作為有機肥應用于作物的生產,種子發芽指數是一個很好的生物指標,綜合反映了堆肥產品的植物毒性,所以目前較為認同的堆肥腐熟度的評價方法是將化學指標與生物指標結合起來,采用多種分析方法測定多個指標,然后根據這些指標綜合分析堆肥的腐熟狀況。
美國加利福尼亞堆肥質量委員會(CCQC)建議必須用兩項以上的化學/生物指標來評價堆肥的腐熟度。
評價指標由三部分組成:
① 碳氮比;
②A組測試指標中的至少一項;
③B組測試指標中的至少一項。
在進行A組和B組的測試之前,C/N的測試必須要達到小于或等于25。
A組測試指標:主要是表征堆肥中有機物質的降解程度,內容有CO2的釋放量、氧氣的消耗速率和自熱產生量。
B組測試指標:主要是表征堆肥產品可能會對植物產生的毒性的一些化學性質,內容有NH4+-N和NO3--N的比例、氨濃度、揮發性有機酸的濃度及種子發芽或植物生長試驗。
三、種子發芽率實驗
對于一些有機肥生產廠家而言,判斷堆肥腐熟度的指標包括以下三個部分即可完成:
⑴ 感官指標:即溫度、氣味和顏色等指標,需要定時記錄。
⑵ 生化指標:C/N,有機質,腐植化等指標。
⑶ 生物學指標:種子發芽率實驗
一般種子發芽率在50%以上則表示有機肥基本腐熟。以小青菜種子作為實驗對象,實驗步驟如下:
① 準備兩個培養皿,分別放入一張濾紙,編號1號,2號。
② 在1號培養皿中倒入有機肥浸提液30ml,2號培養皿中倒入30ml的清水。
③ 每個培養皿中撒入20粒種子,21℃下恒溫培養2天。
④ 記錄1,2號中發芽種子數分別為a,b。記錄1,2號種子平均根長分別為c,d。
⑤ 種子發芽率=[(a/20)*c]/[(b/20)*d]*
碳酸氫銨的施用技術有哪些?
可作基肥和追肥,但不能做種肥。作基肥時,旱地每畝50公斤,結合耕地進行;作追肥時,每畝20—30公斤在植株旁7—10厘米處挖7—10厘米深的穴或溝覆土蓋嚴。碳酸氫銨適合于任何土壤和作物,但不能與石灰、草木灰、堿性磷肥等混施。
硝酸銨的施用方法有哪些?
宜在旱地上作追肥施用,一般每畝10—15公斤,采取溝或穴深施至10厘米左右,覆土蓋嚴。硝酸銨適用于一切作物,但宜在煙草等經濟作物上施用;不能與新鮮的有機物混合堆漚和混施,也不能與草木灰等堿性物質混合施用。
如何進行堆肥的制作?
在堆積場的通氣溝上鋪上一層厚約20cm的污泥、細土或草皮土作為吸收下滲肥分的底墊。然后將已處理好的材料(充分混勻后)逐層堆積、踏實。并在各層上潑撒糞尿肥和水后,再均勻的撒上少量石灰、磷礦粉或其它磷肥(堆積材料已用石灰水處理者可不用),以及羊馬糞、老堆肥或接種高溫纖維分解細菌。每層需“吃飽、喝足、蓋嚴”。所謂“吃飽”是指秸稈和調節碳氮比的尿素或土雜肥及麥麩要按所需求的量加足,以保證堆肥質量。“喝足”就是秸稈必須被水浸透,加足水是堆肥的關鍵。“蓋嚴”就是成堆后用泥土密封,可起到保溫保水作用。
如此一層一層地堆積,直至高達4—6尺為止。每層堆積極其的厚度,一般是1—2尺,上層宜薄,中、下層稍厚,每層加入的糞尿肥和水的用量,要上層多,下層少,方可順流而下,上下分布均勻。堆寬和堆長,可視取材料的多少和操作方便而定。堆形做成饅頭形或其它形狀均可。堆好后及時用2寸厚的稀泥、細土和舊的塑料薄膜密封,有利保溫、保水、保肥。隨后并在四周開環形溝,以利排水。
堆積后的堆肥如何管理?
一般堆后3—5天,有機物開始被微生物分解釋放出熱量,堆內溫度緩慢上升,7—8天后堆內溫度顯著上升,可達60—70℃,高溫容易造成堆內水分缺乏,使微生物活動減弱,原料分解不完全。所以在堆制期間,要經常檢查堆內上、中、下各個部位的水份和溫度變化的情況。檢查方法,可用堆肥溫度計測試。若沒有堆肥溫度計,可用一根長的鐵棍插入堆中,停放5分鐘后,拔出用手試之。手感覺發溫約30℃,感覺發熱約40—50℃,感覺發燙約60℃以上。檢查水份可觀察鐵棍插入部分表面的干濕狀況。若成濕潤狀態,表示水分適量;若呈干燥狀態,表示水分過少,可在堆頂打洞加水。如果堆內水分、通氣適應,一般堆后頭幾天溫度逐漸上升,一個星期左可達到 ,維持高溫階段,不得少于3天,10天以后溫度緩慢下降。在這種正常情況下,經20—25天內進行翻堆一次,把外層翻到中間,把中間翻到外邊,根據需要加適量糞尿水重新堆積,促進腐熟。重新堆積后,再過20—30天,原材料已近黑、爛、臭的程度,表明已基本腐熟。就可以使用了,或壓緊蓋土保存備用。
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