“变废为宝,循环利用”,它解决了秸秆焚烧和猪粪直排带来的环境污染问题,同时为农业生产提供了优质的有机肥,实现了生态和经济的双赢。

技术原理
这项技术的原理是好氧堆肥,通过创造一个适宜的温度、湿度、碳氮比(C/N)和氧气环境,接种高效复合微生物菌剂,加速有机物(秸秆、猪粪)的分解、腐熟和稳定,最终杀灭病原菌、虫卵和杂草种子,形成稳定、无害、富含腐殖质的有机肥料。
主要分解过程分为四个阶段:
- 升温阶段(嗜温菌主导): 堆肥初期,堆体中的中温性微生物(如细菌、真菌)利用易分解的有机物(如猪粪中的糖类、蛋白质)进行大量繁殖,释放热量,使堆体温度迅速上升至40-50℃。
- 高温阶段(嗜热菌主导): 当温度超过50℃时,嗜热微生物开始成为优势菌群,它们能高效分解复杂的有机物(如秸秆中的纤维素、半纤维素),堆体温度可升至60-70℃,甚至更高,这个阶段是杀灭病菌、虫卵和杂草种子的关键时期。
- 降温阶段(腐熟阶段): 当易分解的有机物被消耗殆尽,嗜热菌逐渐死亡或进入休眠,堆体温度开始下降,一些中温性微生物继续分解残留的有机物,并开始进行腐殖化过程,将简单的有机物合成为更稳定的腐殖质。
- 腐熟稳定阶段: 堆体温度接近环境温度,物料颜色变为深褐色或黑色,质地疏松,没有恶臭,只有泥土味,堆肥达到腐熟标准。
技术优势
- 资源化利用: 将秸秆和猪粪这两种农业面源污染的主要来源转化为高附加值的有机肥料,实现了物质的循环利用。
- 改良土壤: 施用该有机肥能增加土壤有机质含量,改善土壤团粒结构,提高土壤的保水、保肥能力,缓解土壤板结和酸化问题。
- 提高农产品品质: 有机肥养分全面,能促进作物稳健生长,提高农产品的产量和口感,减少化肥使用,生产更安全的绿色食品。
- 环保效益显著: 从源头上消除了秸秆焚烧造成的大气污染和猪粪直排造成的水体和土壤污染,有效改善了农村生态环境。
- 成本效益高: 原材料(秸秆、猪粪)成本极低甚至为零,发酵过程可机械化操作,生产出的有机肥能直接降低购买化肥的成本,或作为商品出售创造收益。
详细操作步骤
第一步:原料准备与处理
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秸秆:
- 种类: 玉米秸、麦秸、水稻秸等均可。
- 处理: 秸秆质地坚硬、碳氮比极高(约60-80:1),直接发酵困难,必须进行预处理。
- 粉碎: 用粉碎机将秸秆粉碎成2-5厘米的小段,以增大与微生物的接触面积,利于分解。
- 浸泡: 将粉碎后的秸秆用水浸泡,使其充分吸水,含水量达到60%左右(抓一把紧握,指缝有水但不滴落)。
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猪粪:
(图片来源网络,侵删)- 要求: 最好使用新鲜、未混入过多垫草的猪粪,如果猪粪含水量过高(含水率>80%),需要与干燥的辅料(如粉碎秸秆、锯末、稻壳)混合调整。
- 预处理: 猪粪碳氮比很低(约13:1),但含水量高,易造成堆体缺氧发臭,它需要作为“氮源”和“水分调节剂”的角色出现。
第二步:确定配比
这是最关键的一步,直接影响发酵速度和成品质量,核心是调整好碳氮比和含水量。
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碳氮比: 微菌物繁殖最适宜的C/N为25-30:1。
- 秸秆C/N ≈ 60-80:1 (高碳)
- 猪粪C/N ≈ 13:1 (低碳)
- 常用配比:
- 基础配方: 秸秆 : 猪粪 ≈ 3 : 1 (体积比),这个配比大致可以将C/N调整到30:1左右。
- 优化配方: 秸秆 : 猪粪 : 辅料(如锯末、稻壳)≈ 3 : 1 : 1,辅料可以进一步增加孔隙度,改善通气性。
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含水量: 堆体最适宜的含水量为50%-60%。
- 判断方法: 手紧握一把混合物料,指缝间有水珠渗出但不滴下,松手后物料能成团,轻触即散,即为最佳含水量。
第三步:菌剂选择与接种
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菌剂选择: 市面上有专门的“有机肥腐熟剂”或“秸秆腐熟菌剂”,通常是复合菌剂,包含多种高效功能菌,如:
(图片来源网络,侵删)- 纤维素分解菌: 快速分解秸秆。
- 放线菌: 抑制病菌,产生特殊香味,促进腐殖质形成。
- 芽孢杆菌: 耐高温,快速启动发酵。
- 酵母菌等: 产生酶和代谢物,促进腐熟。
- 建议: 选择正规厂家生产、含有多种有益菌群、活菌数高的产品。
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接种方法:
- 将菌剂按说明书要求的用量(通常为1-2吨物料用1公斤菌剂)与少量面粉、米糠或玉米面混合,作为“菌引”。
- 将“菌引”均匀地喷洒或撒在物料堆上,确保物料和菌剂混合均匀。
第四步:建堆发酵
- 堆型: 建成圆锥形或长条形堆,长条形堆便于翻堆和机械操作,推荐使用。
- 堆体尺寸:
- 高度: 1.2 - 1.5米,过低热量散失快,过高易造成内部厌氧。
- 宽度: 2 - 3米。
- 长度: 根据原料量决定,一般建议不少于3米,便于保温。
- 启动: 建堆后,在堆体表面覆盖一层透气性好的材料(如旧麻袋、秸秆帘)或覆盖一层薄土,以保温保湿。
第五步:堆翻与管理
发酵过程的管理重点是温度、湿度和氧气。
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温度管理:
- 监测: 每天上午、下午用温度计插入堆体不同部位测量温度。
- 判断:
- 升温期(<50℃): 正常,无需翻堆。
- 高温期(50-70℃): 保持此温度3-7天,这是杀灭病菌的关键期,如果温度超过70℃,应及时翻堆降温,防止有益菌死亡。
- 降温期(<50℃): 表明发酵进入第二阶段,需要进行第一次翻堆。
- 翻堆标准: 当堆体中心温度开始下降到50℃以下时,或堆体温度不均、局部有霉味时,必须进行翻堆。
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翻堆操作:
- 目的: 补充氧气,使堆料内外、上下、左右混合均匀,调整温湿度。
- 频率: 高温期过后,一般每3-5天翻堆一次。
- 方法: 将堆体彻底打碎,重新堆起,把边缘的料翻到中间,中间的料翻到边缘,翻堆时可以适当补充水分,保持湿度。
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判断腐熟完成:
- 颜色: 物料变为深褐色或黑色,颜色均匀。
- 气味: 无恶臭,有淡淡的泥土味或腐殖质香味。
- 手感: 物料质地疏松,不粘手,干燥时一触即碎。
- 温度: 堆体温度已降至与环境温度相近。
- pH值: 腐熟堆肥的pH值在7.5-8.5之间,呈弱碱性。
常见问题与解决方案
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 长时间不升温 | C/N过高或过低 含水量过低或过高 缺少有效微生物 堆体太小,热量散失快 |
调整秸秆与猪粪配比 喷水或添加干燥辅料调节湿度 补充足量优质菌剂 加大堆体体积,覆盖保温 |
| 堆体温度过高 (>70℃) | 堆体过大,通风不良 翻堆不及时 |
立即进行翻堆,强制降温 减小单次堆料体积 |
| 堆体发臭,有酸败味 | 严重缺氧(厌氧发酵) 含水量过高 |
立即翻堆,增加通气性 添加干燥的秸秆、锯末等辅料,吸水增氧 |
| 发酵周期过长 | 环境温度低 原料粉碎不够细 翻堆频率不足 |
选择温暖季节,或进行大棚发酵 将秸秆粉碎得更细 增加翻堆次数 |
| 成品不均匀,有未腐熟秸秆 | 翻堆不均匀 秸秆粉碎粒度太大 |
翻堆时务必将物料彻底混合 严格控制秸秆粉碎粒度 |
应用前景
秸秆猪粪混合种菌技术是发展循环农业、生态农业和有机农业的核心技术之一,它不仅解决了环境污染问题,更是推动农业可持续发展的重要途径,随着国家对食品安全和环境保护的日益重视,以及绿色有机农产品市场的不断扩大,这项技术的应用前景将非常广阔,可以与现代化养殖场、种植基地相结合,形成“养殖-沼气/堆肥-种植”的闭环生态模式,实现最大的经济效益和生态效益。
