有机肥料

第十一章有机肥料11.1 发展有机肥料的意义11.2 有机肥料的腐熟原理与技术11.3 有机肥料的主要类型11.4 有机肥料的利用及其问题与对策第十一章有机肥料内容提要有机肥料是一类重要的肥料，在农业生产中有养分全面、肥效长、污染少、增加地力、提高作物产量和品质等重要作用。

有机肥料经过堆沤、腐熟处理，可达到加速养分分解和释放，减少和消除病虫危害及杀灭杂草种子的目的，其中水分、通气状况、温度、pH等是影响有机肥堆沤的因素；粪尿肥、秸秆肥、微生物肥、绿肥是有机肥料的主要类型。

有机肥在利用上存在着积肥数量小、秸秆还田少、绿肥种植面积小以及城市农用垃圾利用率低等问题。

11.1 发展有机肥料的意义无论是有机农业还是无机农业均离不开有机肥料，因为有机肥料不仅是不断维持与提高土壤肥力从而达到农业可持续发展的关键措施，也是农业生态系统中各种养分资源得以循环、再利用和净化环境的关键一链，有机肥还能持续、平衡地给作物提供养分从而显著改善作物的品质。

因此常有人将农业生产中的有机肥比作物医药上的“中药”，虽然没有象化肥那样作用迅速，但有机肥医治和改善土壤环境的意义远比“中药”来得更重要。

11.1.1 有机肥料的概念有机肥料是农村中利用各种有机物质、就地取材、就地积制的自然肥料的总称，又称农家肥料。

有机肥料资源极为丰富，品种繁多，几乎一切含有有机物质、并能提供多种养分的材料，都可用来制作有机肥料。

根据其来源、特性和积制方法，有机肥料一般可分四类：第一类粪尿肥，包括人粪尿、家畜粪尿及厩肥、禽粪、海鸟粪以及蚕沙等；第二类堆沤肥，包括堆肥、沤肥、秸秆直接还田利用以及沼气池肥等；第三类绿肥，包括栽培绿肥和野生绿肥；第四类杂肥，有泥炭及腐植酸类肥料、油粕类肥料、泥土类肥料、海肥和农盐以及生活污水、工业污水、工业废渣等。

另外，有机肥料也可根据腐熟过程中发热程度而分两类：第一类热性肥料，有机肥料在腐熟过程中堆温可升到50℃以上者，包括马粪、羊粪和秸秆堆肥等。

第二类冷性肥料，在腐熟过程中不能产生高温。

有各种土粪、人粪尿。

猪粪冷、热性主要决定于猪圈中的垫料，以土为垫料的土粪为冷性肥料，以草为垫料的猪粪为热性肥料，就纯猪粪而言，可以认为是热性肥料。

11.1.2 有机肥和无机肥的关系11.1.2.1有机肥和无机肥的特点有机肥料含有丰富的有机物和各种营养元素，具有数量大、来源广、养分全面、施用污染少等优点，但也存在脏、臭、不卫生、养分含量低、肥效慢、体积大、使用不方便等缺点。

无机肥料即化学肥料，是工厂化学合成或加工精制的肥料，它的特点恰好与有机肥相反，具有养分含量高、肥效快、使用方便等优点，但也存在养分单一、肥效短、制造成本高、污染环境等不足。

11.1.2.2有机肥和无机肥的关系有机肥料与化学肥料配合施用，可以取长补短，缓急相济，充分发挥其效益。

且使有机肥料本身具有的改良土壤、培肥地力、增加产量和改善品质等作用得到进一步提高。

11.1.3 有机肥料在培肥土壤和植物营养中的作用11.1.3.1有机肥料的元素含量有机肥料不仅含有植物所需要的各种营养元素，如氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素，而且还含有大量的有机物质，因而是一类完全肥料(表11-1)。

（单位：％）表11-1 家畜粪、禽粪的矿质元素含量11.1.3.2有机肥料与土壤生物及其活性施用有机肥料可增加土壤微生物数量，特别是有益微生物如固氮菌、氨化菌、硝化菌等，随着这些微生物活动的加强，可提高土壤有机质含量，改善土壤的物理、化学和生物学特性，从而提高土壤的吸收性能、缓冲性能和抗逆性能。

11.1.3.3有机肥与植物生长活性物质有机肥中含有维生素、激素、酶、生长素、泛酸和叶酸等，它们能促进作物生长和增强抗逆性。

有机肥料分解产生的酚类物质，有抑制脲酶和反硝化微生物的作用。

有机肥在分解过程中产生的有机酸，对土壤中难溶性养分有螯合增溶作用，可活化土壤潜在养分，从而提高难溶性磷酸盐及微量元素养分的有效性。

有机肥料在分解过程中形成的腐殖质是一种弱有机酸，它在土体中与无机胶体结合形成有机-无机胶体复合体，可熟化土层，促进水稳性团粒结构形成，调节土体中水、肥、气、热状况。

腐殖质对种子萌发、根的生长均有刺激作用。

11.1.3.4有机肥与作物品质科学施用有机肥能提高作物产品的营养品质、食味品质、外观品质和降低食品硝酸盐含量，这主要与有机肥养分供应平衡有密切关系。

11.2 有机肥料的腐熟原理与技术堆肥和沤肥是重要的有机肥料，它们是利用秸秆残渣、人畜粪尿、城乡生活废物、垃圾，山青湖草等为原料混合后按一定方式进行堆沤而成的。

有机肥料堆制或沤制的过程称为腐熟过程。

一般北方以堆肥为主，而南方水网地区以沤肥为主。

11.2.1 腐熟的目的堆肥或沤肥材料按性质可分为三类：①不易分解的物质，如秸秆、杂草、垃圾等，这类物质含纤维素、木质素、果胶较多，碳氮比较大，一般在60~100:1之间。

②促进分解的物质，如人畜粪尿、污水、污泥和适量的化肥。

其目的是补充足够的氮、磷、钾营养，调节碳氮比，增加各种促进腐熟的微生物。

③吸收性强的物质，主要是加入一些粉碎的粘土、草炭、秸秆或锯末，用于吸附腐解过程中分解出来的易流失的氮、钾等营养元素，促进养分转化，形成高质量的有机肥。

堆、沤肥材料虽含有一定量的养分，但大都不能直接被作物吸收利用，通过堆沤腐熟过程，使有机物料尽快释放养分，还可经过发酵过程产生的高温杀灭寄生虫卵和各种病原菌，杀死各种危害作物的病虫害及杂草种子，实现无害化的目的，同时还缩小了有机物料庞大的体积，节约运输成本，施用后便于耕作，提高了耕作质量。

11.2.2 腐熟的过程及其调控技术11.2.2.1堆肥堆肥是秸秆等有机废物或其它植物残体在好气条件下堆腐而成的有机肥料，分为普通堆肥和高温堆肥。

普通堆肥一般混土较多，堆腐时温度较低，且变化不大，所需堆置时间较长，适用于常年积造，是我国北方普遍采用的方法。

高温堆肥以纤维素多的有机物料为主，加入一定量的人畜粪尿等物质，以调节C/N比。

堆腐中有明显的高温阶段，堆置时间较短。

适合于集中处理大量农作物秸秆物料或生活垃圾，使之短期内迅速成肥。

(1) 堆肥的积制① 备料Ⅰ粪引物主要为人、畜、禽粪尿，这类材料含氮丰富，并有大量微生物。

粪引物是保证微生物活动的养料物质，是堆肥发酵不可少的原料，也是影响粪肥质量的主要成分。

Ⅱ酿热物主要为秸秆、垃圾、各种植物残体、杂草等。

这些物质富含纤维素和半纤维素等，是造肥过程中升温的原料。

Ⅲ 吸附物主要为干肥土、河塘泥等。

其本身含有一定量养分，并是吸水、吸肥(NH4+)的主要物质。

以上三种堆肥原料的大致比例为：吸附物:酿热物:粪引物=5:3:2，可依当地自然资源，灵活搭配就地利用。

② 合料堆积：将已备好的原料，浇上粪汁，充分混合均匀后，堆放在已选好的场地上(地基坚实向阳处)。

堆放时以自然状态为好，以利通风透气。

堆至一半高地时再设通风柱，常用草粗玉米杆、木棍等，最好高出堆顶半尺，数量4~5个。

堆的大小一般为长2~3米，宽2米，高1.5米，过大管理和施用不便，过小不易发酵。

③泥封：堆好后立即用泥封堆，厚4~6厘米，泥封的目的一是保肥、保温，如不泥封，氮的损失可达17%~20%；二是有利环境卫生，防蚊蝇。

④调温管理：封堆后要定期测定温度，可采用温度计或温度遥测仪测定。

高温阶段（>50℃）要持续3~4天。

当温度大于65℃时，应向堆内加冷水，或局部开封降温，在高温阶段，应堵死通气孔，否则分解过快，易损失氮素。

如温度已达40℃又突然下降，应立即堵住风口以保温。

冬季造肥一般不用通气孔。

（2）堆制过程中的微生物活动堆肥的整个腐解过程，是一系列微生物活动的复杂过程，包括堆制材料的矿质化和腐殖化过程。

堆腐初期以矿质化为主，后期则为腐殖化占优势。

这种过程的快慢和方向，受堆肥材料的组成和含有各种微生物及其环境条件所左右。

因此，了解这些因子的变化规律及其相互关系，对于积制好堆肥具有重要意义。

从高温堆肥的堆温变化大体可以反映出微生物活动概况。

① 发热阶段堆制初期，堆温上升到50℃左右称发热阶段。

堆内温度在25~40℃范围内适合于一些无芽孢杆菌、球菌、芽孢杆菌、放线菌、真菌和硝酸细菌等中温性的微生物活动，它们能先利用水溶性的有机物质而迅速繁殖，继而分解蛋白质和部分的半纤维素和纤维素，同时释放出NH3、CO2和热量。

② 高温阶段堆制2~3天后，堆温升到50~60℃，称为高温阶段。

此时出现大量好热性的微生物，如好热真菌的一些类群，普通小单孢菌、好热褐色放线菌和高温纤维素分解菌等代替了原有的中温性微生物。

它们除对尚存的易分解有机物继续分解外，主要是分解半纤维素、纤维素和部分木质素。

与此同时进行腐殖化过程。

本阶段后期，有机物分解强度渐弱，高温维持一定时期后开始下降。

③ 降温阶段在高温过后，堆温逐渐下降到50℃以下，称为降温阶段。

此时，堆内微生物种类和数量较高温阶段多，例如有中温性的纤维分解粘细菌、芽孢秆菌、真菌和放线菌等数量显著增加。

一些好热性和耐热性微生物种类，在降温过程中仍然维持着活动。

在这个阶段里，堆内可分解的有机物料基质锐减，腐殖化作用占绝对优势。

④ 腐熟保肥阶段此时堆内物质的C/N比已逐步减小，腐殖质累积量明显增加。

但分解腐殖质等有机物的放线菌数量和比例也有所增加，嫌气纤维分解细菌、嫌气固氮菌和反硝化细菌逐步增多。

在堆表层，常形成真菌菌丝体为主所构成的白毛。

此时如不采取保肥措施，会导致新形成的腐殖质强烈分解，并逸出NH3。

而且，硝化作用形成的硝酸盐，有可能随雨水淋入堆底层进行反硝化作用，使氮素损失。

所以，堆肥在降温阶段之后，必须将堆积材料堆紧压实，加土覆盖，使其处于嫌气状态。

在这种情况下，嫌气纤维素分解细菌也能旺盛地进行纤维素分解作用，缓慢地进行后期的腐熟作用。

堆肥已完全发酵腐熟，其基本特征是黑、臭、烂。

总之，堆肥的腐熟过程是一个多种微生物交替活动的过程，是微生物对粗有机物进行的分解和再合成的过程。

这一过程受堆肥材料、环境温度、水分、通气、pH值等因子的影响。

（3）影响堆肥腐熟的因子① 水分水是微生物生命活动必需的物质之一。

同时，堆肥材料必须先吸水软化后，才能被微生物分解。

水分过多或过少均能抑制微生物活动而影响堆肥腐解。

一般堆肥材料的含水量应掌握在最大持水量的60%~70%(即加水到手握成团，触之即散的状态最为适宜)，冬季酌减。

应注意的是，常常因堆内高温后水分消耗多，要及时补水。

因此最好在升至高温期以前，就保持堆内具有足够的水分，这是极为重要的。

② 通气堆肥的腐熟发酵，主要靠好气性微生物如氨化细菌、硝化细菌、纤维素分解细菌等，当通气不良，好气微生物活动繁殖都受到抑制，不易升温。

通气过分，不利保温、保肥。

③ 养分微生物维持生命活动与繁殖要消耗必要的养分和能量，常以C/N比为指标。