有機原料の発酵は、有機肥料の生産プロセスの最も基本的かつ中心的な部分であり、有機肥料の品質の最も重要な部分にも影響します。有機原料の発酵は、実際には物理的および生物学的相互作用です。堆肥化の過程における原料の特性。一方で、発酵環境はインタラクティブであり、調和して促進されます。一方、異なる原料を混合すると、性質が異なるため、分解速度も異なります。
私たちは主に次の要素に基づいて発酵プロセスを制御します。
水分含量。
堆肥化工程における堆肥化原料の相対含水率は40～70％ですが、堆肥化を円滑に進めるためには60～70％が最適です。材料の水分含有量が高いか低いかは、好気性微生物の活動に影響を与えるため、発酵前に水分を調整する必要があります。原料の含水率が60％未満では温度上昇が遅く、低分解性が悪くなります。湿度が70％を超えると、嫌気性発酵を形成するための通気に影響があり、加熱が遅く分解効果が理想的ではありません。
研究によると、堆肥の山内の水は、微生物の最も活動的な段階で堆肥の腐敗と安定性を促進する可能性があることが示されています。堆肥化開始時の水の量は50〜60％に維持する必要があります。それ以降、水分は40～50％を維持しており、原則として水滴が染み出すことはありません。発酵後は原料の水分を30％以下に管理し、水分が多い場合は80℃で乾燥させます。
温度管理。
温度は微生物の活動の結果です。それは原材料間の相互作用を決定します。熱に強い微生物は、30～50℃の初期温度で大量の有機物を分解し、セルロースを短時間で素早く分解し、堆肥温度の上昇を促進します。最適温度は55～60℃です。病原体、卵、雑草の種、その他の有毒物質や有害物質を殺すには高温が必要です。55℃、65℃、70℃の高温で数時間かけて有害物質を殺菌します。常温条件では通常2～3週間かかります。
水分含有量が堆肥の温度に影響を与える要因であると前述しました。水が多すぎると堆肥の温度が低下するため、水分を調整することで堆肥の加温が遅くなります。堆肥化中の高温を避けるために水分を増やして温度を下げることもできます。
パイルを回転させることも温度を制御する方法です。ヒープを反転することにより、反応器の温度を効果的に制御して水の蒸発を増加させ、ヒープ内に新鮮な空気を取り込むことができます。ウォーキングダンパーはヒープの体温を下げる効果的な方法です。シンプルな操作性と価格・性能の良さが特徴です。発酵温度と高温時間は、一定のダンピングによって効果的に制御できます。
炭素と窒素の比率。
適切な炭素窒素は堆肥の発酵をスムーズに促進します。炭素窒素比が高すぎると、窒素不足や生育環境の制限により有機物の分解速度が遅くなり、肥料堆肥化時間が長くなります。炭素と窒素の比率が低すぎると、炭素を十分に利用できなくなり、過剰な窒素がアンモニアの形で失われます。環境に影響を与えるだけでなく、窒素肥料の効果も低下します。微生物は、有機発酵中に微生物の子孫を形成します。子孫には 50% の炭素、5% の窒素、および 0.25% のリン酸が含まれます。研究者らは、適切な堆肥の C/N が 20 ～ 30% であることを推奨しています。
有機堆肥の炭素窒素比は、高炭素または窒素を添加することで調整できます。わら、雑草、枯れ枝や葉などの一部の物質には、繊維、リガンド、ペクチンが含まれています。炭素/窒素含有量が高いため、高炭素添加剤として使用できます。動物および家禽の糞尿の高い窒素含有量は、高窒素添加剤として使用できます。例えば、豚糞中のアンモニア性窒素の微生物利用率は８０％であり、微生物の増殖と繁殖を効果的に促進し、堆肥の腐敗を促進することができる。
換気と酸素の供給。
肥料の発酵には十分な空気と酸素が存在することが非常に重要です。その主な機能は、微生物の増殖に必要な酸素を供給することです。換気を制御して堆肥の温度を調節することで、堆肥の最高温度と発生時間を制御します。最適な温度条件を維持しながら通気性を高めることで湿気を除去します。適切な換気と酸素により、堆肥中の窒素の損失と臭気の発生を軽減できます。
有機肥料の水分含有量は、通気性、微生物の活動、酸素消費量に影響を与えます。好気性堆肥化の決め手となります。水と酸素の調和を図るには、素材の特性に応じて湿度と通気を制御する必要があります。同時に、両方とも微生物の成長と繁殖を促進し、発酵条件を最適化します。
その結果、酸素消費量は60℃以下では指数関数的に増加し、60℃以上では比較的緩やかに、70℃以上ではほぼ0に近くなることを示しています。換気量と酸素量は温度の違いに応じて調整する必要があります。
pHコントロール。
pH は発酵プロセス全体に影響します。堆肥化の初期段階では、pH がバクテリアの活動に影響を与えます。例えば、豚糞やおがくずの場合、pH 〜 6.0 が臨界点です。pH slt;6.0 で二酸化炭素の生成と熱を抑制します。PH 値が 6.0 になると、CO2 と熱が急速に増加します。高温相に入ると、高い pH と高温の共同作用によりアンモニアが揮発します。微生物は堆肥を通じて有機酸を分解し、pH を約 5 に下げます。揮発性有機酸は温度が上昇すると蒸発する可能性があります。同時に、有機物によるアンモニアの浸食により、pH が上昇します。最終的にはより高いレベルで安定します。堆肥温度が高い場合、pH 7.5 ～ 8.5 で最大堆肥化率に達します。pH が高すぎるとアンモニアの揮発が過剰になる可能性があるため、ミョウバンとリン酸を加えて pH を下げることができます。
つまり、有機原料の効率的かつ徹底的な発酵を制御することは簡単ではありません。単一の原材料の場合、これは比較的簡単です。しかし、異なる原材料は相互作用し、お互いを阻害します。堆肥化条件の全体最適化を達成するには、各工程の協力が必要です。管理条件が適切であれば発酵はスムーズに行われ、高品質な有機肥料生産の基礎が築かれます。
投稿日時: 2020 年 9 月 22 日