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| 厭氧菌為主的微生物對有機物的分解過程 | |||||||||||
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農(nóng)業(yè)中每年有大量的作物殘體，如秸稈、枯枝落葉、雜草等，經(jīng)過堆制并經(jīng)微生物的作用，可制成優(yōu)質(zhì)的有機肥料。這些植物秸稈類原料經(jīng)切碎并壓裂，加人人糞尿制成堆肥，或再添加一些磷肥、石灰或草木灰等，可有利于促進堆肥中的微生物作用，加速堆肥腐熟。按照堆肥制作過程中的微生物種類的變化，可將堆肥的微生物學過程分為以下四個階段。發(fā)熱階段 堆制初期，堆料中易被微生物分解的有機物質(zhì)如單糖、淀粉、蛋白質(zhì)等被迅速分解，同時產(chǎn)生大量熱能，使堆料溫度大幅度上升，一般在幾天之內(nèi)就可達50℃以上。堆料中的微生物以巾溫性好氧菌為主。常見的有無芽孢桿菌、芽孢桿菌和霉菌。隨著溫度的升高，嗜熱性微牛物逐漸代替中溫性微生物而起主導作用。高溫階段 堆肥材料中的復雜有機物質(zhì)，如纖維素、半纖維索、果膠質(zhì)等，逐漸被微生物分解，并開始形成腐殖質(zhì)。嗜熱性微生物大量生長繁殖，常見的有嗜熱真菌屬(Thermomyces)、褐色嗜熱鏈霉菌(Streptomyces thermofucus)、普通嗜熱放線菌(Thermoactinomyces vulgaris)等。溫度升到60℃后，嗜熱性真菌的活動幾乎完全停止，而放線菌、嗜熱性芽孢桿菌和梭菌的活動漸占優(yōu)勢。普通嗜熱放線菌是放線菌的主要優(yōu)勢種之一。
由于微生物的旺盛活動，堆料的溫度可升到70℃以上。致使嗜熱性微生物大量死亡或進入休眠狀態(tài)。但各種酶對有機質(zhì)的分解仍在進行。隨著酶活性的迅速衰退，產(chǎn)熱量減少，堆肥溫度開始下降。當溫度下降到70℃以下時，處于休眠狀態(tài)的嗜熱性微生物重新恢復其分解活力，產(chǎn)熱量再度增加。如此反復。堆制中維持在50℃以上的高溫時期可幾星期或2～3個月，即達到適于施用的腐熟狀態(tài)。降溫階段 高溫階段后，堆料中的纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)大部分已被分解，僅剩下難以分解的木質(zhì)素等復雜成分和新形成的腐殖質(zhì)。微生物的活動強度減弱．產(chǎn)熱量減少，溫度也隨之逐漸下降。當溫度下降到40℃以下時，中溫性微生物代替嗜熱性微生物而重新成為優(yōu)勢種。腐熟保肥階段 經(jīng)過上述三個階段的分解，堆料中可生物降解的成分已被完全轉(zhuǎn)化，堆料溫度僅稍高于氣溫，此時進入腐熟保肥階段。在這一階段，堆料繼續(xù)緩慢腐解，最終成為與土壤腐殖質(zhì)十分相近的物質(zhì)。
漚肥是指將植物性漚制材料分層加入事先挖好的火坑或塘中，并壓實灌水，在厭氧條件下，制成腐熟有機肥料的過程。漚肥實質(zhì)上是以厭氧菌和兼性厭氧菌為主的微生物對有機物的分解過程，好氧性細菌、放線菌和真菌的作用很弱。由于浸水，溫度變化不明顯，起主要作用的是中溫性細菌。在漚肥過程中，材料中的可溶性簡單有機物、糖、淀粉等先被厭氧性細菌利用，其中的碳素除用于合成細胞物質(zhì)和釋放CO2外，還產(chǎn)生一些厭氧呼吸的有機產(chǎn)物，如甲烷、甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、乙酸、乳酸、丁酸等，同時釋放NH3、H2S和H2等無機氣體產(chǎn)物。然后材料中的纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)等復雜有機質(zhì)經(jīng)厭氧微生物分解后，也生成乙酸、乳酸、丁酸、甲醇、乙醇、丁醇、丙酮等厭氧呼吸終產(chǎn)物，以及CO2、NH3、H2S、H2和CH4等氣體。
在制取沼氣時，將植物性漚制材料和糞尿投置于特定的沼氣池中，生產(chǎn)沼氣生物能的同時，獲得優(yōu)質(zhì)漚肥。
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