堆肥的製作原理

農夫

堆肥的製作原理

　　利用最前進的生物反應器，把適當配比的有機質原料，在控制微生物活動的有利條件下操作，能快速的完成堆肥化，產出品質優良的有機質堆肥，不僅省人力、省空間，也大幅改善製造環境之衛生，但是有投資大，動力消耗較多，生產成本較高的顧慮 。

　　農地由於集約耕作，習慣使用化學肥料又極少使用有機質肥料，使得土壤有機質含量逐年降低，土壤日漸貧瘠。另一方面在農業經營上卻產生大量有機廢棄物，造成環境污染問題。

　　以資源再生被循環利用的觀點，將農業有機廢棄物製成堆肥，再回饋農田使用，不僅可以提升農地土壤有機質含量，增進土壤肥力，而且可以解決其對環境污染之衝擊，可謂一舉兩得。

　　製造堆肥的方式有傳統的方式以及利用機械設備和監控儀器的現代化種種方式。傳統製造堆肥的方法需要很大的空間，偏僻的地點，許多勞力和很長的時間才能完成，已不適合現在採用。利用最前進的生物反應器，把適當配比的有機質原料，在控制微生物活動的有利條件下操作，能快速的完成堆肥化，產出品質優良的有機質堆肥，不僅省人力、省空間，也大幅改善製造環境之衛生，但是有投資大，動力消耗較多，生產成本較高的顧慮。無論傳統堆肥法或先進的生物反應器堆肥法，製造堆肥的原理是一致的。

一、前 言

　　台灣的農業經營經過近幾十年來的宣導及改進，在農產品的種類、產量及品質上都有足以傲人的成績，但是在享受這些成果之後，有些隱憂也逐漸浮現。就農地肥力而言，由於長期高度利用農地以及大量使用化學肥料和農藥的結果，使土地肥力急速惡化。另就農業經營層面而言，由於經營專業化、集中化的結果，在局部地區聚集大量農業廢棄物，造成嚴重環境污染問題。

　　緩和農地肥力惡化的方法之一，就是設法提高土壤有機質含量至2％以上。解決大量農業廢棄物的方法，將資源回收製成有機質肥料或堆肥回歸土壤，則對農地保育有正面之貢獻。

　　廣義的農業經營包括農林漁牧之經營，因此其廢棄物種類就相當多。農產方面有稻草、稻殼、玉米穗軸、蔗渣、菜葉和米糠、豆粕、酒渣、果皮渣等農業產品加工殘渣。畜產方面有雞、豬、牛、馬、羊等糞便和皮、毛、血、骨、內臟等肉品加工殘渣。林產方面有樹皮、木屑、製紙廢渣、廢棄太空包等。漁產方面有蝦殼、蟹殼、魚鱗、魚骨、魚內臟等水產品加工殘渣。

　　參考農委會編印之肥料品目及規格表，可知豆粕、米糠、魚渣、肉渣、骨、毛、血、皮等經適度乾燥、脫臭、粉碎、造粒即可當有機質肥料販售。其他材料如高纖維質之木屑、樹皮、樹葉、稻草、稻殼和蔗渣以及動物內臟、禽畜糞便等或由於碳/氮比不平衡、或由於含對植物有害之有機成分、或由於含有病原菌、蟲卵、雜草種子等而不適宜直接使用於農地，成為有機廢棄物。有機廢棄物經過堆肥化的製程可成為具安全性和有效性有機質產品。

二、堆肥化的目的

　　肥沃的土壤、有生產力的土壤一定要有足夠的腐熟有機質，或稱土壤腐植質，使土壤的物理性、化學性、微生物性和營養性獲得充分調和和改善，才能提供作物好的栽培環境。堆肥化的目的就是在把生的有機質製造成腐熟有機質，其目的包括：

(一)	把有機質材料的碳/氮比調到10-20之間。如果碳/氮比過高將導致土壤微生物與作物根系搶奪氮素肥分，造成作物的氮素飢餓。
(二)	新鮮有機質材料直接加到土壤中，供給土壤微生物許多碳源，讓其急速繁殖，消耗掉大部分的土壤氧氣，也引致厭氣性病源菌的繁殖，二者都不利於根的生長和活動。
(三)	新鮮有機質材料加到土壤中，在分解初期會生成一些有害植物生長的小分子有機化合物，堆肥化過程可以把這些小分子有機化合物先分解掉。另外，一些產生臭味的小分子化合物也會在此過程被分解掉。
(四)	微生物在堆肥化過程中分解有機質放出熱量，蓄積的溫度可達60-80℃，因此可以將一些害蟲、蟲卵、病源菌、雜草種子等殺死，生成衛生安全的堆肥。
(五)	堆肥化的結果，有機質材料經過分解、聚合、縮合等反應，形成黑褐色、細緻、鬆軟有彈性、帶有泥土芳香味的堆肥，亦即腐熟的有機質，方便施用。

三、生的有機質的腐熟過程

　　生的有機質材料包括植物體殘渣，動物體殘渣和家禽糞便等。如將這些有機質材料的組成成分加以區分，主要的有蛋白質、碳水化合物（單糖、雙糖、半纖維素、纖維素）、木質素、脂質和臘等。這些有機質材料經過微生物的分解和代謝作用，主要產出是排放出二氧化碳、水和熱量，生成微生物菌體，以及將分解和代謝作用產生的有機化合物再經由聚合和縮合反應重組成複雜的、無定型的大分子化合物。腐熟過程中因為微生物繁殖和代謝有機物的結果，產生高溫而殺滅病源菌、害蟲、蟲卵和雜草種子。腐熟過程中，原來有機質材料的形狀和性質消失了，變成細緻、鬆軟、黑褐色、略有泥土芳香味的有機質，即通稱的堆肥。製造堆肥的過程如表一。各國對堆肥設施病原菌控制的溫度/時間要求如表二。

　　腐熟不是意味有機質完全分解，是指有機質分解的程度已達到最適合作物生長的條件，實際上腐熟堆肥施到土壤中後，仍然會繼續分解，只是分解速度已相當緩慢而已。堆肥腐熟度的鑑定法如表三。

四、好氣性微生物是製造堆肥的要角

　　用於製造堆肥的有機質材料很複雜，需要許多種微生物共同參與分解有機質才能發揮效能。有機質原料組成分中，依分解的易難度分類：糖類、澱粉、蛋白質＞半纖維素(Hemicelluloses)＞、纖維素(Cellulose)、脂質、臘。堆肥化過程中，容易分解的成分先分解；不同成分執行分解的菌種不同；不同的分解階段，執行分解的菌種也隨著改變。一般可將堆肥化分解有機質分成三階段：

階段一：糖分解期

　　微生物將有機質中容易分解的糖質、胺基酸、蛋白質等簡單化合物迅速分解。這個階段是由好氣性的、常溫到中溫（20-45℃）的細菌和真菌為主，其等旺盛增殖產生的呼吸熱使得堆積物的溫度快速昇高，等這些容易分解的有機質被吃光後，原來的微生物群衰退，由另一群微生物接棒。

階段二：纖維素分解期

　　糖分解期過後，有機質材料殘餘部分大都是纖維素、半纖維素、木質素、脂質等。纖維素和半纖維素佔堆肥材料組成的比例最大，所以其等的分解是堆肥化過程的主要部分。纖維素是以被半纖維素和木質素包覆的型態存在，必須先將半纖維素分解才能讓纖維素暴露出來，以便接受微生物分解。半纖維素可用添加石灰的鹼性造成化學分解成單糖。能分解半纖維素的微生物族群很複雜，但以嗜溫（耐溫大於45℃）好氣性真菌類活力最強，嗜溫好氣性放線菌也會分解半纖維素。有許多微生物族群參與纖維素的分解，但以嗜溫好氣性真菌類的分解力最強，一般而言，真菌中的不完全菌綱和擔孢仔菌綱是要角。在此期的分解活動產生的溫度可高達60-80℃，只有好氣性的嗜溫菌才能參加活動，所以控制通氣量和水分，保持堆積物處於好氣狀態是非常重要的。

階段三：木質素分解期

　　纖維素被消化完了之後，好氣性高溫菌因缺乏食物而失去活動空間，堆積物的溫度也降下來。此時，木質素是主要的殘餘有機質。有許多好氣性細菌和真菌參與木質素的分解，但以屬於真菌的擔孢子菌，例如白腐性真菌，的分解力最強。在此期，纖維素、半纖維素、木質素等分解過程產生的中間化合物進行聚合和縮何反應生成黑褐色的無定形大分子化合物，亦即腐植質。腐植質在土壤中仍可被分解，只是腐植質已相對安定，所以分解速度就變得很慢。

拓荒着7号

又长知识了。赞

非洲菊色彩

              堆肥的制作原理
　　利用最前进的生物反应器，把适当配比的有机质原料，在控制微生物活动的有利条件下操作，能快速的完成堆肥化，产出品质优良的有机质堆肥，不仅省人力、省空间，也大幅改善制造环境之卫生，但是有投资大，动力消耗较多，生产成本较高的顾虑 。
　　农地由於集约耕作，习惯使用化学肥料又极少使用有机质肥料，使得土壤有机质含量逐年降低，土壤日渐贫瘠。另一方面在农业经营上却产生大量有机废弃物，造成环境污染问题。
　　以资源再生被循环利用的观点，将农业有机废弃物制成堆肥，再回馈农田使用，不仅可以提升农地土壤有机质含量，增进土壤肥力，而且可以解决其对环境污染之冲击，可谓一举两得。
　　制造堆肥的方式有传统的方式以及利用机械设备和监控仪器的现代化种种方式。传统制造堆肥的方法需要狠大的空间，偏僻的地点，许多劳力和狠长的时间才能完成，已不适合现在采用。利用最前进的生物反应器，把适当配比的有机质原料，在控制微生物活动的有利条件下操作，能快速的完成堆肥化，产出品质优良的有机质堆肥，不仅省人力、省空间，也大幅改善制造环境之卫生，但是有投资大，动力消耗较多，生产成本较高的顾虑。无论传统堆肥法或先进的生物反应器堆肥法，制造堆肥的原理是一致的。

一、前 言
　　台湾的农业经营经过近几十年来的宣导及改进，在农产品的种类、产量及品质上都有足以傲人的成绩，但是在享受这些成果之后，有些隐忧也逐渐浮现。就农地肥力而言，由於长期高度利用农地以及大量使用化学肥料和农药的结果，使土地肥力急速恶化。另就农业经营层面而言，由於经营专业化、集中化的结果，在局部地区聚集大量农业废弃物，造成严重环境污染问题。
　　缓和农地肥力恶化的方法之一，就是设法提高土壤有机质含量至2％以上。解决大量农业废弃物的方法，将资源回收制成有机质肥料或堆肥回归土壤，则对农地保育有正面之贡献。
　　广义的农业经营包括农林渔牧之经营，因此其废弃物种类就相当多。农产方面有稻草、稻壳、玉米穗轴、蔗渣、菜叶和米糠、豆粕、酒渣、果皮渣等农业產品加工残渣。畜产方面有鸡、猪、牛、马、羊等粪便和皮、毛、血、骨、内脏等肉品加工残渣。林产方面有树皮、木屑、制纸废渣、废弃太空包等。渔产方面有虾壳、蟹壳、鱼鳞、鱼骨、鱼内脏等水产品加工残渣。
　　参考农委会编印之肥料品目及规格表，可知豆粕、米糠、鱼渣、肉渣、骨、毛、血、皮等经适度乾燥、脱臭、粉碎、造粒即可当有机质肥料贩售。其他材料如高纤维质之木屑、树皮、树叶、稻草、稻壳和蔗渣以及动物内脏、禽畜粪便等或由於碳/氮比不平衡、或由於含对植物有害之有机成分、或由於含有病原菌、虫卵、杂草种子等而不适宜直接使用於农地，成为有机废弃物。有机废弃物经过堆肥化的制程可成为具安全性和有效性有机质产品。
二、堆肥化的目的
　　肥沃的土壤、有生产力的土壤一定要有足够的腐熟有机质，或称土壤腐植质，使土壤的物理性、化学性、微生物性和营养性获得充分调和和改善，才能提供作物好的栽培环境。堆肥化的目的就是在把生的有机质制造成腐熟有机质，其目的包括：
(一）
把有机质材料的碳/氮比调到10-20之间。如果碳/氮比过高将导致土壤微生物与作物根系抢夺氮素肥分，造成作物的氮素饥饿。
(二)
新鲜有机质材料直接加到土壤中，供给土壤微生物许多碳源，让其急速繁殖，消耗掉大部分的土壤氧气，也引致厌气性病源菌的繁殖，二者都不利於根的生长和活动。
(三)
新鲜有机质材料加到土壤中，在分解初期会生成一些有害植物生长的小分子有机化合物，堆肥化过程可以把这些小分子有机化合物先分解掉。另外，一些产生臭味的小分子化合物也会在此过程被分解掉。
(四)
微生物在堆肥化过程中分解有机质放出热量，蓄积的温度可达60-80℃，因此可以将一些害虫、虫卵、病源菌、杂草种子等杀死，生成卫生安全的堆肥。
(五)
堆肥化的结果，有机质材料经过分解、聚合、缩合等反应，形成黑褐色、细致、松软有弹性、带有泥土芳香味的堆肥，亦即腐熟的有机质，方便施用。
三、生的有机质的腐熟过程
　　生的有机质材料包括植物体残渣，动物体残渣和家禽粪便等。如将这些有机质材料的组成成分加以区分，主要的有蛋白质、碳水化合物（单糖、双糖、半纤维素、纤维素）、木质素、脂质和腊等。这些有机质材料经过微生物的分解和代谢作用，主要产出是排放出二氧化碳、水和热量，生成微生物菌体，以及将分解和代谢作用产生的有机化合物再经由聚合和缩合反应重组成复杂的、无定型的大分子化合物。腐熟过程中因为微生物繁殖和代谢有机物的结果，产生高温而杀灭病源菌、害虫、虫卵和杂草种子。腐熟过程中，原来有机质材料的形状和性质消失了，变成细致、松软、黑褐色、略有泥土芳香味的有机质，即通称的堆肥。制造堆肥的过程如表一。各国对堆肥设施病原菌控制的温度/时间要求如表二



四、好气性微生物是製造堆肥的要角
　　用於制造堆肥的有机质材料狠复杂，需要许多种微生物共同参与分解有机质才能发挥效能。有机质原料组成分中，依分解的易难度分类：糖类、淀粉、蛋白质＞半纤维素(Hemicelluloses)＞、纤维素(Cellulose)、脂质、腊。堆肥化过程中，容易分解的成分先分解；不同成分执行分解的菌种不同；不同的分解阶段，执行分解的菌种也随着改变。一般可将堆肥化分解有机质分成叁阶段：
阶段一：糖分解期
　　微生物将有机质中容易分解的糖质、胺基酸、蛋白质等简单化合物迅速分解。这个阶段是由好气性的、常温到中温（20-45℃）的细菌和真菌为主，其等旺盛增殖产生的呼吸热使得堆积物的温度快速昇高，等这些容易分解的有机质被吃光后，原来的微生物群衰退，由另一群微生物接棒。
阶段二：纤维素分解期
　　糖分解期过后，有机质材料残余部分大都是纤维素、半纤维素、木质素、脂质等。纤维素和半纤维素占堆肥材料组成的比例最大，所以其等的分解是堆肥化过程的主要部分。纤维素是以被半纤维素和木质素包覆的型态存在，必须先将半纤维素分解才能让纤维素暴露出来，以便接受微生物分解。半纤维素可用添加石灰的碱性造成化学分解成单糖。能分解半纤维素的微生物族群狠复杂，但以嗜温（耐温大於45℃）好气性真菌类活力最强，嗜温好气性放线菌也会分解半纤维素。有许多微生物族群参与纤维素的分解，但以嗜温好气性真菌类的分解力最强，一般而言，真菌中的不完全菌纲和担孢仔菌纲是要角。在此期的分解活动产生的温度可高达60-80℃，只有好气性的嗜温菌才能参加活动，所以控制通气量和水分，保持堆积物处於好气状态是非常重要的。
阶段三：木质素分解期
　　纤维素被消化完了之后，好气性高温菌因缺乏食物而失去活动空间，堆积物的温度也降下来。此时，木质素是主要的残余有机质。有许多好气性细菌和真菌参与木质素的分解，但以属於真菌的担孢子菌，例如白腐性真菌，的分解力最强。在此期，纤维素、半纤维素、木质素等分解过程产生的中间化合物进行聚合和缩何反应生成黑褐色的无定形大分子化合物，亦即腐植质。腐植质在土壤中仍可被分解，只是腐植质已相对安定，所以分解速度就变得狠慢。

非洲菊色彩

呵呵、、、最近眼睛真的不行，这文章我喜欢，转了简体慢慢看，大哥不要见怪。

索男

顶一下。慢慢学习

xyz8302

怎么我发酵豆渣时都没有发热的。。。。

向德晴

好资料，谢谢分享。

陈皮

好资料,农夫大哥,是否有制作这些有机肥料的设备图者制造图.发来看看?

碧海蓝天

学习了，大哥辛苦了！

農夫

好资料,农夫大哥,是否有制作这些有机肥料的设备图者制造图.发来看看?
陈皮 发表于 2010-11-20 19:49

我手中沒有制作肥杵的設備圄
制做有機肥料.可因地制宜.可大可小.自已設計

dhj318

学习了，好资料。

曹永国

请问楼主   哪有堆肥的菌种

農夫

请问楼主   哪有堆肥的菌种
曹永国 发表于 2010-11-24 12:21

曹兄  你是要商業化生產嗎?....
若不是就可不必用到菌種.
堆肥過程中.重要的是糞類與添加的調整材比例適當.水份控制.溫度等
經過數次翻堆就可自然醱酵.
添加菌種.及控制水份.溫度.調整材比例.都是增加其醱酵速度的方式土一

農夫

怎么我发酵豆渣时都没有发热的。。。。
xyz8302 发表于 2010-11-20 15:43

可能是水份太高

诚信宝宝

非洲菊色彩 发表于 2010-11-20 12:25
呵呵、、、最近眼睛真的不行，这文章我喜欢，转了简体慢慢看，大哥不要见怪。

老师，如何转简体呀？

诚信宝宝

農夫 发表于 2010-11-24 13:12
曹兄  你是要商業化生產嗎?....
若不是就可不必用到菌種.
堆肥過程中.重要的是糞類與添加的調整材比例適 ...

一语惊醒梦中人。

everspring昶春

好帖。。学习、学习