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秸秆的综合利用方式及高温堆肥技术要点
作者:宿松土肥…    土壤肥料来源:本站原创    点击数:5295    更新时间:2014/6/27    

又到一年夏收时,“消化”作物秸秆已引起全社会的关注。农作物秸秆从过去农家的“财富”,变成了现在需要处理的“废物”。田间焚烧是秸秆最简便的处理方法,一直被农民广泛使用。田间焚烧害处很多,最直接的就是造成空气污染,严重时影响飞机起降,威胁行车安全。为了解决“秸秆焚烧问题”,政府部门做了大量工作,职能部门也是一筹莫展,必须广泛宣传,大力推广秸秆综合利用技术。

作物秸秆的种类及数量:作物秸秆既包括粮食作物(如小麦、玉米、稻谷等)的秸秆,也包含油菜、棉花及其它果蔬等经济作物的秸秆。据统计,我县年产各类农作物秸秆可达60万吨,其中以水稻、棉花、油菜三大作物的秸秆为主。  

目前秸秆的主要处理方式:随着社会的发展,秸秆作为柴薪燃料、家畜饲料等传统的利用方式已经不再。而科学的秸秆利用方式、意识和技术尚未全面建立,致使农作物秸秆出现大量剩余。农村最直接、简便、廉价的处理方式就是露天焚烧。  

焚烧秸秆的危害性:首先它会造成严重的大气污染,刺鼻的烟雾气味会严重影响居民身体健康,严重影响人们的生产生活。二是焚烧秸秆若遇上大风、干旱天气,很容易引发森林火灾,造成严重经济损失。三是焚烧秸秆更加严重的危害是对土壤的破坏,地表及地下的微生物被烧死,腐殖质、有机质被矿化,田间焚烧秸秆破坏了这套生物系统,土壤的物理性质被改变,加重土壤板结,破坏地力,加剧干旱,农作物的生长将受影响。四是焚烧秸秆将当季植物同化的碳源和各种营养物质付诸一炬,造成极大地浪费。  

秸秆的综合利用方式:鉴于焚烧秸秆的多种危害,秸秆的处理和综合利用成了全社会普遍关注的问题,也是制约农业高效、持续发展的一大难题。那么,到底如何有效地处理这些作物秸秆呢?目前有关部门已经开发、研究了很多途径。各种作物秸秆都蕴藏着丰富的能量,含有大量的营养物质,开发利用潜力巨大,发展前景十分广阔。近年来,有关部门就能源、饲料和肥料等领域分别开展了秸秆的开发利用研究,如秸秆还田,栽培食用菌、造纸、编织、生物质能的制造等,都是综合利用秸秆的有效途径。农业上综合利用秸秆的一项主要措施就是作物秸秆堆肥还田。  

秸秆堆肥好处:①提高土壤养分含量。秸秆从土壤中吸收了丰富的营养元素,堆肥还田可以使土壤有机质不断得到更新、补充和积累。同时,秸秆分解时所产生的有机酸能促进土壤中难溶性磷酸盐转化为弱酸可溶性磷酸盐,大大提高了它的有效性。另外,因土壤肥力的提高,蓄水保墒的能力进一步增强,很适宜蚯蚓等生物的生长和繁殖,从而有利于土壤进一步熟化。一般高温堆肥的养分含量为:水分:45-60%;有机质:24-41%;N:1-2%;P2O5:0.3—0.8;K2O:0.5-2%;碳氮比9—10:1。另根据实验资料报告,如果每亩做为基肥施用 250千克 秸秆有机肥,其肥效相当于 100千克 碳酸氢铵、 50千克 过磷酸钙和 20千克 的硫酸钾,可以减少化肥用量的40%~50%,降低土壤中无机盐投入和作物体内硝酸盐、亚硝酸盐的积累。②增强保水能力。秸秆还田后,既能增加雨水渗入,又能减少太阳辐射引起的土壤水份的扩散、汽化和棵间蒸发,对保墒防旱具有重要意义。③增加土壤的孔隙度,防止土壤板结。灌溉和雨水具有冲击和渗实作用,常常破坏表层土壤结构,使地表板结,空隙减少,影响土壤通气性。而施用秸秆堆肥以后,增加土壤的松散度,减少地表径流,防止土壤板结。④抑制杂草生长。由于作物秸秆堆积在土壤表层,减弱了光照强度,影响了杂草的光合作用,加之秸秆对杂草的机械压力作用,会抑制杂草的发芽率和生长势,减少了田间杂草的生长量和生长强度。⑤减轻病虫为害。在秸秆堆积、腐熟的过程中,产生的高温可杀死杀伤大部分病菌害虫和虫卵,减轻病原基数,降低虫口密度,还可以产生一些有益微生物,从而减轻作物病害的发生,如小麦的根腐病、纹枯病,西瓜重茬病、马铃薯晚疫病,水稻纹枯病、稻瘟病等。⑥改善生态环境。该项技术不仅可以解决作物秸秆有效利用问题,而且解决了长期使用化肥所造成的日益严重的农产品污染问题,还解决了生态种植田块的肥料来源问题,可以做到优质增产,很适合生态种植广泛应用。  

秸秆堆肥的特点:简单方便、就地取材、廉价实用。干、鲜秸秆、杂草均可堆制,省时省工省力,而且升温快,腐熟快,一般3天后堆内温度即可达到50~ 70℃ ,鲜秸秆14天,干秸秆18~20天即可腐熟,不受季节限制,全年均可堆制,且不需翻堆,一次成肥。  

秸秆堆肥的作用机理:就是利用一系列微生物对作物秸杆等有机物进行矿质化和腐殖化作用的过程。堆制初期以矿质化过程为主,后期则以腐殖化过程占优势。通过堆制可使有机物质的碳氮比变窄,有机物质中的养分得到释放,同时可减少堆肥材料中的病菌、虫卵及杂草种子的传播。因此,堆肥的腐熟过程,既是有机物的分解和再合成的过程,又是一个无害化处理的过程。这些过程的快慢和方向,受堆肥材料的组成、微生物及其环境条件的影响。高温堆肥一般经过发热、降温和保肥等阶段。  

秸秆堆肥必须满足的条件:主要是水分、空气、温度、碳氮比和酸碱度5个方面。①水分。是影响微生物活动和堆肥腐熟快慢的重要因素。堆制材料吸水膨胀软化后易被微生物分解,水分含量一般以占堆制材料最大持水量的60%75%为宜,用手紧握堆肥原料,挤出水滴时最合适。②空气。堆肥中空气的多少,直接影响微生物的活动和有机物质的分解。因此调节空气,可采用先松后紧堆积法,在堆肥中设置通气塔和通气沟,堆肥表面加覆盖物等。③温度。堆肥中各类微生物对温度有不同的要求,一般嫌气性微生物的适宜温度为25- 35℃ ,好气性微生物为40- 50℃ ,中温性微生物最适温度为25- 37℃ ,高温性微生物最适宜的温度为60- 65℃ ,超 65℃ 其活动则受抑制。堆温可根据季节进行调节,冬季堆制时,接种高温纤维分解菌(加入牛、羊、马粪),提高堆温或堆面封泥保温。夏季堆制时,堆温上升快,可翻堆和加水,降低堆温,以利保氮。④碳氮比。适合的碳氮比(C/N)是加速堆肥腐熟,避免含碳物质过度消耗和促进腐殖质合成的重要条件之一。高温堆肥主要以禾谷类作物的秸杆为原料,其碳氮比一般80-100:1,而微生物生命活动所需碳氮比约为25:1,也就是说,微生物分解有机物时每同化1份氮,需同化25份碳。碳氮比大于25:1时,因微生物活动受到限制,有机物质分解慢,并且分解出来的氮素全部为微生物本身利用,不能在堆肥中释放有效态氮。碳氮比小于25:1时,微生物繁殖快,材料易于分解,并能释放有效氮,也有利于腐殖质的形成。因此,禾本科秸秆碳氮比较宽,堆制时应将碳氮比调节到30-50:1为宜。一般加入相当于堆肥材料20%的人粪尿或1%-2%的氮素化肥,以满足微生物对氮素的需要,加速堆肥的腐熟。⑤酸碱度(pH)。微生物只能在一定的酸碱范围内进行活动。堆肥内大多数微生物要求中性至微碱性的酸碱环境(pH6.4-8.1),最适pH为7.5。堆腐过程中常产生各种有机酸,造成酸性环境,影响微生物的繁殖活动。所以,堆制时要加入适量(秸秆重量的2%-3%)石灰或草木灰,以调节酸碱度。使用一定量的过磷酸钙可以促进堆肥腐熟。  

秸秆高温堆肥技术要点:1、普通堆肥法:选择场地。选择距水源较近,运输方便的地方,堆肥体积大小视场地和材料多少而定。把地面捶实,然后于底部铺上一层干细土,再在上面铺一层未切碎的作物秆作为通气床(厚约26厘米)。处理秸杆。在床上分层堆积秸杆等有机物材料,每层厚约20厘米,并逐层浇入人粪尿(下少上多),为保证堆内通气,在堆料前按一定距离垂直插入木棍,使下面与地面接触,堆完后拔去木棍,余下的孔道作为通气孔。堆肥材料比例。秸杆、人畜粪尿和细土配比为325,配料时加25%的钙镁磷肥混合堆沤,可减少磷素固定,使钙镁磷肥肥效明显提高。调节水分。一般以手握材料有液滴出为宜,在堆肥四周挖深30厘米、宽30厘米左右的沟,把土培于四周,防止粪液流失。泥巴封堆。用泥封堆3厘米左右,当堆体逐渐下陷,堆内温度慢慢下降时,进行翻堆,把边缘腐熟不好的材料与内部的材料混合均匀,重新堆起,如发现材料有白色菌丝体出现,要适量加水,然后重新用泥封好,待达到半腐熟时压紧密封待用。堆肥腐熟的标志。完全腐熟时作物秸杆的颜色为黑褐色至深褐色,秸杆很软或混成一团,植株残体不明显,用手抓握堆肥挤出汁液,滤出后无色有臭味。2、速腐剂堆肥法:选择场地。选择距水源较近,运输方便的地方,堆肥体积大小视场地和材料多少而定。如果选择平地,要在四周垒出30厘米高的土埂,以防跑水。处理秸杆。一般分三层,一、二层各厚60厘米,第三层厚40厘米,层与层之间和第三层上均匀地撒上秸杆腐熟剂和尿素的混合物,秸杆腐熟剂和尿素混合物的用量自下而上为442。堆宽一般要求为1.62米,堆高1.01.6米,长度以材料多少和场地大小而定,堆好后用泥(或薄膜)封严。2025天即可腐烂使用,而且质量好,有效养分含量高。用料及配比。1吨秸杆配1公斤秸杆腐熟剂(如“301”菌剂、腐秆灵、化学催熟剂、“HEM”菌剂、酵素菌等)、再配施5公斤尿素(或200300公斤腐熟的人粪尿),以满足微生物发酵所需的氮素,合理调整碳氮比。调节水分。堆制前将秸杆用浸透,干秸杆与水的比例一般为11.8,使秸杆的含水量达到60%70%,一般以手握材料有液滴出为宜,这是堆肥成败的关键。泥巴封堆。用泥封堆3厘米左右,当堆体逐渐下陷,堆内温度慢慢下降时,进行翻堆,把边缘腐熟不好的材料与内部的材料均匀混合,重新堆起,保持含水量,然后重新用泥封好,待到半腐熟时压紧密封待用。

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