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究竟什么是有機肥發(fā)酵?從宏觀工藝上講,有機肥發(fā)酵可以分為地面發(fā)酵和槽式發(fā)酵。從微觀來講,有機肥的發(fā)酵分為有機質的礦化和有機質的腐殖質過程,以及重金屬的轉化。
一、 有機質的腐殖化過程
即有機質經(jīng)分解再合成,生成更復雜的特殊有機質-腐殖質。兩個過程是同時進行的,但方向相反,在不同條件下,各自進行的強度有差別。
關于腐殖質的形成過程有很多種說法,概括起來大體可分為兩個階段:
第一階段,有機殘體分解形成組成腐殖質分子的原始材料,如多元酚、含氮有機物(氨基酸、肽等)等;
第二階段,先由微生物分泌的多酚氧化酶將多酚氧化成醌,然后醌與氨基酸或肽縮合而成腐殖質單體。由于酚、醌、氨基酸種類很多,相互縮合的方式也不盡相同,因而形成的腐殖質單體也就多種多樣。在不同條件下,這些單體又進一步縮合形成大小不等的分子。
二、堆肥過程中重金屬的的轉化。
微生物雖然不能降解重金屬,但通過對重金屬的轉化作用,控制其轉化途徑,可以達到減輕毒性的作用。微生物特別是細菌、真菌在重金屬的生物轉化中起重要作用。雖然有些微生物可以改變重金屬在環(huán)境中的存在狀態(tài),使化學物毒性增強而引起嚴重的環(huán)境問題或濃縮重金屬,并通過食物鏈積累。但也有些微生物可以通過直接和間接的作用去除環(huán)境中重金屬,有助于改善環(huán)境
三、有機質的礦質化過程
即把復雜的有機質分解成為簡單的物質,最后生成二氧化碳、水和礦質養(yǎng)分等;可為作物和微生物提供速效養(yǎng)分,為微生物活動提供能源,并為堆肥有機質的腐殖化準備基本原料。
⑴不含氮有機物的分解 多糖化合物(淀粉、纖維素、半纖維素)首先在微生物分泌的水解酶的作用下,水解成單糖。葡萄糖在通氣良好的條件下分解迅速,酒精、醋酸、草酸等中間產(chǎn)物不易積累,最終形成CO2和H2O,同時放出大量熱能。如果通氣不良,在嫌氣微生物作用下,單糖分解緩慢,產(chǎn)生熱量少,并積累一些中間產(chǎn)物-有機酸。在極嫌氣微生物條件下,還會生成CH4、H2等還原態(tài)物質。
⑵含氮有機物的分解 堆肥中的含氮有機物包括蛋白質、氨基酸、生物堿、腐殖質等。除腐殖質外,大部分容易被分解。例如蛋白質,在微生物分泌的蛋白酶作用下,逐級降解,產(chǎn)生各種氨基酸,再經(jīng)氨化作用、硝化作用而分別形成銨鹽、硝酸鹽,可以被植物吸收利用。
⑶含磷有機物的轉化 堆肥中的含磷有機化合物,在多種腐生性微生物的作用下,形成磷酸,成為植物能夠吸收利用的養(yǎng)分。
⑷含硫有機物的轉化 堆肥中含硫有機物,經(jīng)微生物的作用生成硫化氫。硫化氫在嫌氣環(huán)境中易積累,對植物和微生物會發(fā)生毒害。但在通氣良好的條件下,硫化氫在硫細菌的作用下氧化成硫酸,并和堆肥中的鹽基作用形成硫酸鹽,不僅消除了硫化氫的毒害,并成為植物能吸收的硫素養(yǎng)料。在通氣不良的情況下,發(fā)生反硫化作用,使硫酸轉變?yōu)镠2S散失,并對植物產(chǎn)生毒害。堆肥發(fā)酵過程中,可以通過定時翻倒措施改善堆肥的通氣性,就能消除反硫化作用。
⑸脂類及芳香類有機物的轉化 單寧、樹脂等結構復雜,分解較慢,其最終產(chǎn)物也是CO2和水;木質素是含植物性原料(如樹皮、木屑等)堆肥中特別穩(wěn)定的有機化合物,它結構復雜,含芳香核,并以多聚形式存在于植物組織中,極難分解。在通氣良好的條件下,主要通過真菌、放線菌的作用,緩慢地進行分解,其芳香核可變?yōu)轷突衔铮窃俸铣筛迟|的原料之一。當然,這些物質在一定條件下,還會繼續(xù)被分解的。
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