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堆肥

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堆肥通过有氧或无氧生物降解对有机材料(来自植物动物的材料)进行受控部分分解。它创造了潮湿的环境,刺激了分解微生物的生长,尽管蚯蚓和蚂蚁等大型生物也参与了这一过程。这具有提供和“稳定”营养物质、消毒有机材料中的病原体、增加有机物量以及通过改善土壤结构产生有用的土壤改良剂的效果。堆肥的方法多种多样,需要不同的基础设施、投入,并产生不同的产出。

堆肥是腐殖质的俗称,是有机物分解的结果。除了最恶劣的环境(如埋在垃圾填埋场或极度干旱的沙漠中,这些环境会阻止微生物和其他分解者繁衍生息)外,分解都会自然发生。

目的

堆肥有两个主要目的:

  • 它是一种废物管理技术,因为它可以减少废物的体积。在某些情况下,它还可以对废物中的危险微生物病原体产生有益的消毒作用
  • 用植物物质制作堆肥,这是农业中非常有用的化合物。它在这方面很有用,因为
    • 它可以改善土壤结构,提高通气性、保水性、解决侵蚀问题,使土壤更易于耕作。
    • 用作覆盖物时,它可以减缓行间和植物周围杂草的生长。有关详细信息,请参阅覆盖物。
    • 它为土壤添加了养分和有机物。就像海绵可以容纳水分一样,有机物有助于保留土壤中植物生长所需的营养离子。这些养分可能不是来自堆肥——因此可以说有机物含量较高的土壤比有机物含量低得多的土壤更肥沃。

输入

堆肥不会让大自然慢慢发展,而是为分解者提供最佳生长环境。为了给最活跃的微生物(快速分解者、细菌)提供健康的环境(和营养),堆肥堆需要适当混合以下成分:

  • 有机物——颗粒越大,分解越慢
  • 氧气:虽然堆肥可能太干,但太湿更成问题,因为水会取代基质中的氧气,这可能会阻碍有效的需氧微生物活动。因此,快速的细菌分解需要潮湿但不潮湿的环境。
  • 的简单来源:热需氧堆肥需要约 25:1 的适度碳氮比。任何一方面的限制都可能导致有益微生物的生长减少
  • 最佳温度:“友好”堆肥微生物在较高温度下繁殖。

即使缺少某些成分,分解也会发生,但分解速度不会那么快,而且过程也不会那么愉快(例如,冰箱中装有蔬菜的塑料袋会被微生物分解,但缺少空气会促进厌氧微生物的生长,从而产生难闻的气味)。

当条件不理想时,该过程可能会减慢,甚至根本不发生,或者可能无法消灭有害的微生物病原体。应小心谨慎,因为在表现良好的堆肥堆中,可能存在条件不佳的区域。高或低的湿度水平也可能影响有机材料稳定成堆肥所需的时间。堆肥颜色较深(确切颜色取决于所用材料),质地稳定(很难识别其制造材料),相当细腻,不含太多污染物(例如塑料碎片、大块木片和未堆肥的废物碎片)。

在大多数管理良好的地方,稳定的堆肥可以在 8 周内产生。然而,不理想的系统(有时称为冷堆肥)可能需要更长的时间。堆肥厕所在使用后应放置至少一年才能成熟,但可能仍未完全稳定。

堆肥是多种不同种类生物的累积消化效应,可能涉及几个不同的步骤和各种类型的生物,其中可能包括蠕虫、微生物和其他生物。

输出

旧风扇壳可以作为极好的筛子,用于分离大块和小块的堆肥。
  • 冷堆肥会产生昆虫和蠕虫。
  • 精心建造的有氧堆肥会产生热量
  • 堆肥结束时,您会得到相对稳定的腐殖质

分解者

所有堆肥堆建造指南的目标都是为分解生态系统创造适当的环境。堆肥堆中的生态系统是更大生态系统的缩影。必须保持正确的环境才能形成健康而充满活力的分解者群落。除了直接对堆肥堆中的有机物进行处理的分解者外,堆肥堆还为那些捕食直接分解者的生物提供了栖息地。它们的排泄物也成为堆肥材料的一部分。

最有效的分解者是细菌和其他微生物。同样重要的是真菌、原生动物和放线菌(或放线菌,一种分解有机物时通常呈白色细丝状的细菌)。从宏观上讲,蚯蚓、蚂蚁、蜗牛、蛞蝓、千足虫、鼠妇、跳虫等动物会消耗和分解有机物。蜈蚣和其他捕食者以这些分解者为食。

可堆肥材料

可堆肥材料是指那些可以完全生物降解成对土壤植物有益或至少无害的物质的材料。一般来说,任何曾经活着的东西都可以堆肥,尽管有些材料比其他材料更容易处理。为了安全起见,处理堆肥时一定要戴手套,尽量避免让堆肥接触眼睛、嘴巴或皮肤破损处。

可以通过尽可能多地堆肥有机垃圾来减少厨房和家庭垃圾。但是,并非所有家庭和厨房垃圾都可以堆肥,因此了解哪些可以堆肥,哪些不能堆肥会很有帮助。

植物材料

总体而言,植物材料易于处理,对人类的健康风险较小。

  • 咖啡渣
  • 一些茶包(主食可能没问题,但美国销售的许多袋子都含有少量塑料。这不是很有害,但不是完全可堆肥的 - 你可以撕掉顶部并扔进普通垃圾,只需将茶叶和袋子的下部堆肥即可。)
  • 花园里的绿色垃圾、秋霜后死去的番茄植株、杂草等。
  • 庭院垃圾(草坪和树篱剪下的碎屑)。木质垃圾在放入堆中之前先切碎,分解速度会更快。完整的大树枝可能需要数年才能完全腐烂。如果无法减小大块木屑的尺寸,请将它们放在堆的底部,这样它们才能受到尽可能多的热量和水分。
  • 树叶- 如果您住在落叶树周围,您可以收集大量树叶用于堆肥。如果您的邻居将树叶和庭院垃圾放在路边等待收集,您可以将其拯救出来用于堆肥,从而节省将其运送到中央处理设施的燃料成本。为了尽快减少新鲜树叶的量,在将它们添加到堆肥中时,用铲子将旧堆肥铲在上面,并将其弄湿(最好用灰水雨水,而不是饮用水)。如果没有旧堆肥,另一种方法是将泥土撒在堆肥上,这将使树叶接种微生物并更快地分解它们。
  • 旧蘑菇堆肥
  • 树皮。松树皮和其他一些树皮需要经过几个月的堆肥才能分解其中的有害成分。
  • 蔬菜
  • 水果
  • 圣诞树 - 砍掉树枝,把它们放到堆里,把树干留起来,作为花园里非常坚固的番茄桩。你可以用挖坑机把树干埋到地里。等它们腐烂掉下来后,你也可以把它们堆肥。你可以从邻居那里收集圣诞节后丢弃的树。树枝需要很长时间才能堆肥,除非你先把它们切碎。如果你不能把它们切碎,就直接把它们放在地上,用铲子把旧堆肥铲在上面,等一年。
  • 不含动物产品的厨余垃圾 - 易腐烂的垃圾(即发臭的垃圾)会吸引苍蝇和大型食腐动物。处理含有动物产品的厨余垃圾时,应采取相同的预防措施。
  • 坚果和种子
  • 面包屑
  • 室内植物
  • 天然面料(棉、羊毛)
  • 刨花和锯末

动物材料

可堆肥
  • 蛋壳——易于堆肥,为最终产品添加钙
  • 人粪堆肥(但要采取适当的健康预防措施)
  • 尿液 - 比粪便更容易收集和倒在粪便堆上,对健康的危害小得多,并且提供了人类排泄物中大部分可用的氮。尿液中的氮将为分解棕色(碳)物质的微生物提供养分。
  • 粪肥液体粪肥
  • 含有肉或骨头的食物残渣 - 小心害虫。通常不建议使用肉残渣,因为它们会吸引动物,但这取决于环境肉的数量以及堆肥是否被牢固覆盖。为了消除气味和苍蝇,在堆肥堆中添加的任何新鲜食物残渣上铲上一层厚厚的旧堆肥或棕色废物(如树叶)。安排两个堆可能会有所帮助,一个堆肥堆用于添加新材料,另一个堆肥堆用作旧材料来源,以覆盖每次添加的新材料。虽然浣熊等食腐动物的嗅觉极其灵敏,但它们在堆肥堆中挖掘的深度是有限的。如果您将任何东西埋在难吃的堆肥材料中足够深,那么几乎可以堆肥任何东西而不会吸引害虫。如果堆肥堆内部足够活跃(即热和湿),肉类、皮等材料将在短短几天内变得难吃,但动物骨头可以对害虫保持数周的吸引力。在寒冷的天气里,如果堆肥处于休眠状态,即内部寒冷,食物残渣可能仍然对食腐动物具有吸引力,直到天气变暖并且腐烂再次开始。
  • 头发修剪物、指甲修剪物、人或宠物的毛发。

人造材料

  • 可堆肥包装纸张可堆肥塑料和其他完全可生物降解的材料。确保任何“塑料”都是真正可堆肥的,而不仅仅是“可生物降解”(即分解成微小的塑料碎片)。2000 年悉尼奥运会上出售的所有食品包装都是堆肥的,为这一大型活动的废物管理提供了更环保的手段。
  • 茶包
  • 纸巾
  • 纸板

其他

有些人喜欢在堆肥中加入特殊材料和活化剂。在堆肥中撒上少量农用石灰(不要撒在动物粪便层上)可以抑制过高的酸性,从而减缓发酵。海藻粉可以提供微量元素的现成来源。细碎的岩石(岩石粉尘 - 岩石粉)也可以提供所需的矿物质,而粘土(微量矿物质含量低和/或浸出的岩石粉尘)则不然。

堆肥源材料中的动物粪便部分可以通过堆肥厕所收集(在这种情况下,是人类粪便)。但是,这种堆肥通常不用作可直接食用植物(例如沙拉作物)的肥料,而是用于树木、灌木果实或观赏花园。大多数堆肥厕所不具备完全杀死病原体和细菌所需的嗜热活性。然而,有研究表明,如果达到这些高温,则不会有污染的危险,产生的堆肥可以安全地用于粮食作物。

不可堆肥材料

  • 肉和骨头(可以堆肥,但不建议在家中堆肥)
  • 奶酪
  • 乳制品
  • 食用油
  • 塑料
  • 挫败
  • 精美杂志
  • 一次性女性用品
  • 贴纸、胶带

碳氮比

了解碳/氮 (C/N) 比非常重要,因为这会对堆肥系统的成功产生巨大影响。最快的堆肥发生在碳和氮的理想比例(按干化学重量计算)为 25:1 到 30:1 或更低时。换句话说,堆中的成分应含有 30 倍于氮的碳。例如,草屑的平均比例约为 19:1,干燥秋叶的平均比例约为 55:1。按体积混合等份接近理想范围。商业级堆肥操作严格注意此比例。然而,对于后院堆肥机来说,各种成分中的碳和氮比例图表以及获得理想混合物所需的计算可能令人生畏,因此存在许多经验法则来指导堆肥机近似此混合物。(有关更多信息,请查看可堆肥材料,介绍可有效堆肥的不同类型材料)

高碳源提供堆肥细菌转化为糖和热量所需的纤维素。

高氮源提供最浓缩的蛋白质,使堆肥细菌得以茁壮成长。

一些含碳量较高的成分:

  • 干燥的秸秆类材料,例如谷物秸秆
  • 秋叶,褐色的植物
  • 锯末和木屑
  • 一些纸张和纸板(例如使用大豆油墨的瓦楞纸板或新闻纸)
  • 木质材料。如果使用木质材料,则需要切碎,因为微生物需要较大的表面积才能接触到木材中的碳,而木材中的碳通常以它们难以接触的方式储存。另一方面,堆肥中较大的材料块可能有助于该过程,因为它有助于空气循环。可能需要在过程结束时将其移除。

一些含氮量较高的成分:

  • 食物垃圾
    • 油腻的食物残渣和肉类、奶制品和鸡蛋的残渣不宜用作堆肥,因为它们容易吸引不受欢迎的昆虫和其他动物。然而,蛋壳是堆肥和土壤的良好营养来源,尽管它们通常需要一年以上的时间才能分解。
  • 新鲜的绿色植物材料(新鲜或枯萎的),如农作物残渣、干草、草屑、杂草
  • 动物粪便(来自素食动物,而非肉食动物)
    • 家禽粪便提供大量氮但碳含量很少。马粪则提供这两种物质。羊粪牛粪不会像家禽或马粪那样使堆肥堆的温度升高,因此堆肥需要更长的时间才能产生成品。
  • 水果和蔬菜边角料
  • 海藻
  • 用过的咖啡渣
  • 污泥、人类污水污泥

为了判断材料的适当混合,有不同的经验法则。有些人喜欢先加入一篮氮源,然后再加入一篮碳源。边加入边混合材料可以提高分解速度,但有些人喜欢将材料交替分层,厚度约为 15 厘米(6 英寸),以帮助估算数量。将碳源和氮源分开堆放可以减慢分解过程,但无论如何都会发生分解。

系统和方法

有氧与无氧

  • 有氧堆肥——将材料和水分精心组合成堆,然后在堆垛或箱子中快速加热,以产生可用于花园的高质量堆肥,特别是用于清洁栽培。
  • 厌氧堆肥——也称为印多尔法,其中材料在没有氧气的情况下在密封容器中保持湿润。

有氧运动

有氧堆肥主要有两种方法:

  • 活性(或)堆肥:在理想条件下,堆肥中微生物的快速呼吸将导致高温,因此有时称为“热堆肥”。较高的温度是理想的,因为它将使最有效的分解细菌茁壮成长,使病原微生物(通常在体温左右最活跃)和许多杂草种子变性,并快速产生可用的堆肥。
  • 被动(或)堆肥:让大自然以更悠闲的方式进行,让许多病原体和种子在堆肥堆中处于休眠状态。冷堆肥是在次优条件下进行的堆肥。材料可能被堆放在堆中,无人照管、混合或防雨。堆肥过程可能很慢,甚至可能根本不发生,或者条件甚至可能鼓励发生不良过程。因此,应避免使用冷堆肥,产品可能需要额外的加工或堆肥才能安全使用。

大多数商业和工业堆肥操作都使用主动堆肥技术。这可确保产品质量更高,并在最短的时间内产生效果(参见堆肥条翻堆机)。

家庭堆肥器采用多种技术,从极其被动的堆肥(把所有东西都扔到角落里堆成一堆,放置一两年),到极其主动的堆肥(监测温度,定期翻动堆肥,并随着时间的推移调整成分),以及两者的结合。

有些堆肥机使用矿物粉末来吸收气味,尽管维护良好的堆肥堆很少有难闻的气味。

微生物和加热堆肥

有效的堆肥堆保持的湿度与拧干的海绵差不多。这为所有生命提供了生存所需的水分;在堆肥堆中,它为微生物提供了开始工作的环境。细菌和其他微生物根据其理想温度以及它们在工作时产生的热量分为多种类型。中温细菌喜欢中等温度,大约从 20 到 40 °C (70 到 110 °F)。当它们分解有机物时,它们会产生热量,而堆肥堆的内部温度最高。

堆肥堆应约 1 米(3 英尺)宽、1 米(3 英尺)高,并且尽可能长。堆肥堆至少应为 1 立方米(1 立方码),这样可以提供合适的隔热质量,以便在材料腐烂时产生良好的热量。理想的温度范围在 60 °C (140 °F) 左右,这可杀死大多数病原体和杂草种子,并为嗜热细菌(分解速度最快的细菌)提供合适的环境。堆肥堆的中心应变得相当温暖,可能热到足以烫伤裸手。如果没有达到这一温度,常见原因包括:

  • 堆肥太湿,导致堆肥细菌无法获得所需的氧气
  • 堆肥太干,细菌得不到生存和繁殖所需的水分,
  • 蛋白质(富氮物质)不足

解决方法是在必要时添加材料和/或翻转堆肥以使其通气。

根据对堆肥的要求速度,可以翻动堆肥一次或多次,以使外层堆到内层,反之亦然,同时也使混合物通气。此时加水可使堆肥像拧干的海绵一样湿润。一个指导原则是在高温开始下降时翻动堆肥,这意味着作用最快的细菌(在堆肥中心)的食物来源已被大量消耗。翻动堆肥后温度停止上升,就没有必要再翻动堆肥了。当所有材料都变得几乎与原始成分无法辨认,变成深褐色或近黑色的易碎物质时,就可以使用了。一些从业者喜欢让堆肥进一步成熟长达一年,因为这似乎可以使堆肥的好处持续更长时间。

不同规模的堆肥

世界各地不同地方以不同规模开展着多种不同类型的堆肥,从家庭规模的箱式堆肥到全工业规模的条堆式堆肥,不一而足。

堆肥或箱式堆肥

在相当小规模的堆肥中,使用、堆和堆。箱可以由各种不同类型的材料制成,如果它们有助于空气在堆中流动,则有助于产生良好的堆肥。箱的缺点是堆肥可能更难翻转和充气。地面上的堆肥可以看作是一种更简单的选择,但是可能需要小心防止材料扩散并确保充分充气。此页面包含有关家庭堆肥的更多信息

至于垃圾箱的类型,人们使用塑料垃圾箱(如土工箱系统)来生产质量不错的堆肥,但用木头或其他当地材料制成的垃圾箱也同样有效。有时,垃圾箱设计有特殊设备来搅拌和给堆肥充气,这也是确保堆肥充分通风的好方法,用户无需手动处理堆肥。

请参阅有关制造箱子的技术简介

这是英国堆肥专家 Nicky Scott 制作的关于家庭堆肥的精彩视频

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工业规模堆肥

堆肥堆是大型堆肥堆,长度可达数百米。堆肥堆通常呈这种形状,因为需要使用专门的翻转设备沿整个长度移动以翻转和混合堆肥。阿卡塔沼泽就是大型工业规模堆肥厂的一个例子。

农业废弃物堆肥

在许多农场系统中,动物粪便与尿液和垫料混合后存放在建筑物下方的隔间中,以便日后挖掘和运走。这种堆肥系统的有效性取决于所使用的动物和垫料,但农家肥通常可用作有价值的土壤改良剂。在许多地区,由于灰尘和气味问题,将粪便移出并存放在远离动物舍的地方更有意义。从地下储藏坑中清除动物粪便时应小心谨慎,因为可能存在空气传播病原体的危害,并且材料可能未充分消毒。

当将堆肥留在一个封闭的区域时,猪会很好地翻动堆肥(参见猪翻动堆肥

故障排除

  • 定期翻动堆肥以促进空气流动始终是一个好主意
  • 将材料切碎以增加其表面积。
  • 如果堆肥有异味,则表示没有获得足够的氧气(处于厌氧状态)。
  • 如果空间是一个问题(即如果您住的房子或公寓没有太大的院子),您可以尝试蚯蚓养殖(即使用蠕虫箱)。
  • 如果堆肥堆中有动物(即熊、浣熊、老鼠和其他动物)想吃的东西,它们可能会成为问题。必须限制动物接触堆肥(即使用高且完全封闭的垃圾桶);避免接触会吸引它们的残羹剩饭也会有所帮助,尤其是肉和鱼。

这是另一个关于家庭堆肥故障排除的视频

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参见

外部链接

学校项目

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