⑴發(fa)熱階(jie)段 堆肥制作初期,堆肥中的(de)(de)微生物(wu)以中溫(wen)、好氣性的(de)(de)種(zhong)類(lei)為主,.常見(jian)的(de)(de)是無芽孢細(xi)菌、芽孢細(xi)菌和霉菌。它們啟動堆肥的(de)(de)發(fa)酵過程,在好氣性條件下旺盛分(fen)解(jie)(jie)易分(fen)解(jie)(jie)有(you)機物(wu)質(zhi)(如(ru)簡單糖類(lei)、淀粉、蛋白質(zhi)等(deng)),產生大量的(de)(de)熱,不斷(duan)提高堆肥溫(wen)度,從20℃左右上升至40℃,稱為發(fa)熱階(jie)段,或中溫(wen)階(jie)段。
⑵高溫(wen)(wen)(wen)階段(duan)(duan) 隨著(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)提高,好熱(re)性(xing)(xing)的(de)(de)微(wei)生(sheng)物逐漸取代中溫(wen)(wen)(wen)性(xing)(xing)的(de)(de)種類而(er)起主(zhu)導(dao)作用,溫(wen)(wen)(wen)度持續上(shang)升(sheng),一般在幾天之內即(ji)達(da)50℃以(yi)上(shang),進(jin)入高溫(wen)(wen)(wen)階段(duan)(duan)。在高溫(wen)(wen)(wen)階段(duan)(duan),好熱(re)放(fang)線菌(jun)和(he)好熱(re)真(zhen)菌(jun)成為(wei)主(zhu)要種類。它們對堆(dui)(dui)肥(fei)中復雜的(de)(de)有(you)機物質(如纖維素、半纖維素、果(guo)膠物質等)進(jin)行(xing)強烈分(fen)解,熱(re)量積累,堆(dui)(dui)肥(fei)溫(wen)(wen)(wen)度上(shang)升(sheng)至60-70℃,甚(shen)至可高達(da)80℃.隨即(ji)大多數好熱(re)性(xing)(xing)微(wei)生(sheng)物也大量死(si)亡或(huo)(huo)進(jin)入休眠狀態(tai)(20d以(yi)上(shang)),這對加快堆(dui)(dui)肥(fei)的(de)(de)腐(fu)熟(shu)有(you)很(hen)重要的(de)(de)作用。堆(dui)(dui)肥(fei)不(bu)當的(de)(de)堆(dui)(dui)肥(fei),只有(you)很(hen)短的(de)(de)高溫(wen)(wen)(wen)期,或(huo)(huo)者根本達(da)不(bu)到高溫(wen)(wen)(wen),因而(er)腐(fu)熟(shu)很(hen)慢,在半年或(huo)(huo)者更長時期內還達(da)不(bu)到半腐(fu)熟(shu)狀態(tai)。
⑶降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)階(jie)段 當(dang)高溫(wen)(wen)階(jie)段持續一定時間后,纖維(wei)素(su)、半(ban)纖維(wei)素(su)、果膠物(wu)(wu)質(zhi)大部分已(yi)被分解,剩下很難(nan)分解的(de)復雜成分(如(ru)木質(zhi)素(su))和新形(xing)成的(de)腐殖質(zhi),微生(sheng)物(wu)(wu)的(de)活動(dong)減弱,溫(wen)(wen)度逐(zhu)漸下降(jiang)(jiang)。當(dang)溫(wen)(wen)度下降(jiang)(jiang)到40℃以下時,中(zhong)溫(wen)(wen)性(xing)微生(sheng)物(wu)(wu)又成為優勢(shi)種(zhong)類。
如果降溫階段來(lai)的早,表(biao)明堆(dui)制(zhi)條件不夠理想(xiang),植(zhi)物性(xing)物質分(fen)解不充分(fen)。這時可(ke)以(yi)翻堆(dui),將堆(dui)積材料(liao)拌勻,使之產(chan)生第二次發熱、升(sheng)溫,以(yi)促進堆(dui)肥的腐熟。
⑷腐(fu)熟(shu)保肥階(jie)段 堆(dui)肥腐(fu)熟(shu)后,體積縮小,堆(dui)溫(wen)下降至稍高于(yu)氣(qi)溫(wen),這時應將堆(dui)肥壓緊(jin),造成厭氣(qi)狀(zhuang)態,使有機質礦(kuang)化作(zuo)用減弱,以利于(yu)保肥。
簡而言之,有(you)機堆肥的(de)(de)發酵過程(cheng)(cheng)實際上就是各種微(wei)生物新陳代謝、繁殖(zhi)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。微(wei)生物的(de)(de)新陳代謝過程(cheng)(cheng)即有(you)機物分解的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。有(you)機物分解必然會產生能量(liang),這些能量(liang)推動了堆肥化進程(cheng)(cheng),使(shi)溫度升高(gao),同時(shi)還可干燥濕基質。
許多(duo)堆(dui)(dui)肥用(yong)的(de)基質攜帶人(ren)類、動植(zhi)物的(de)病原體,以及令人(ren)討(tao)厭的(de)生物如雜草(cao)種子。在堆(dui)(dui)肥過(guo)程中(zhong),通(tong)過(guo)短時間的(de)持續升溫,可以有(you)效地(di)控(kong)制(zhi)這些生物的(de)生長。因此(ci),高溫堆(dui)(dui)肥的(de)一個主(zhu)要優勢就是能夠使人(ren)和動植(zhi)物病原體以及種子失活。
病原體以及種(zhong)子失活是(shi)由于其細胞死亡,而細胞的(de)(de)(de)(de)死亡很(hen)大程度上基于酶(mei)的(de)(de)(de)(de)熱失活。在適宜的(de)(de)(de)(de)溫度下(xia),酶(mei)的(de)(de)(de)(de)失活是(shi)可(ke)逆(ni)的(de)(de)(de)(de),但在高溫下(xia)是(shi)不可(ke)逆(ni)的(de)(de)(de)(de)。在一個很(hen)小的(de)(de)(de)(de)溫度范(fan)圍(wei)內酶(mei)的(de)(de)(de)(de)活性部分將迅速(su)降低。如沒有(you)酶(mei)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),細胞就會失去功能,然后死亡。只(zhi)有(you)少(shao)數幾(ji)種(zhong)酶(mei)能夠(gou)經受住長時(shi)間的(de)(de)(de)(de)高溫。因(yin)此,微(wei)生物對(dui)熱失活非常敏感。
研究表明,在(zai)一定溫度(du)下(xia)加(jia)熱一段時間可(ke)以(yi)破壞病原(yuan)體或者是令人討厭的(de)(de)(de)生物體。通常在(zai)60-70℃(濕熱)的(de)(de)(de)溫度(du)下(xia),加(jia)熱5-10min。可(ke)以(yi)破壞非芽孢(bao)細菌(jun)和芽孢(bao)細菌(jun)的(de)(de)(de)非休眠(mian)體的(de)(de)(de)活性。利用加(jia)熱滅菌(jun),在(zai)70℃條件下(xia)加(jia)熱30min可(ke)以(yi)消滅污泥中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)病原(yuan)體。但(dan)在(zai)較低溫度(du)下(xia)(50-60℃),一些病原(yuan)菌(jun)的(de)(de)(de)滅活則可(ke)長(chang)達60d。因此堆肥過(guo)程中(zhong)(zhong)保持(chi)60℃以(yi)上溫度(du)一段時間是必須的(de)(de)(de)。
堆(dui)(dui)肥制作過程中,必(bi)要時(shi)應進(jin)行翻堆(dui)(dui)。一(yi)般在堆(dui)(dui)溫越過高峰開(kai)始(shi)降溫時(shi)進(jin)行,翻堆(dui)(dui)可以使內層外層分解溫度不同的(de)物質重新(xin)混(hun)合(he)均勻。如濕度不足(zu)可補加一(yi)些水,促進(jin)堆(dui)(dui)肥均勻腐熟。
堆(dui)肥過程中的各種(zhong)(zhong)生物(wu)(wu)、微生物(wu)(wu)的死亡、更替及(ji)物(wu)(wu)質(zhi)形態(tai)轉(zhuan)化都是(shi)同(tong)時(shi)(shi)(shi)進行的,上述分(fen)(fen)塊介(jie)紹是(shi)從不同(tong)角度(du)對堆(dui)肥發酵原(yuan)(yuan)理進行了(le)簡單介(jie)紹,無論是(shi)從熱力學(xue)、生物(wu)(wu)學(xue)還(huan)是(shi)物(wu)(wu)質(zhi)轉(zhuan)化角度(du),這些反應(ying)都不是(shi)幾天或十(shi)幾天這么(me)短時(shi)(shi)(shi)間能(neng)夠(gou)完成的,這也是(shi)為什么(me)即使各種(zhong)(zhong)溫(wen)度(du)、濕(shi)度(du)、水分(fen)(fen)、微生物(wu)(wu)等條件都控制的很好的前提(ti)下,堆(dui)肥仍要經歷45-60天時(shi)(shi)(shi)間的原(yuan)(yuan)因。