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| 发表：2016-8-29 09:15:39 查看：1487 回复：2 次 | |
徐振伟：添加石灰材料降低家畜粪便堆肥的EC |
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降低家畜粪便堆肥EC的必要性
1994年12月,日本农林水产省农蚕园艺局长通告《关于堆肥等特殊肥料质量保证推进标准》中公布了家畜粪便堆肥导电率（EC）的理想标准值为5mS／cm以下，但是，当时流通的家畜粪便堆肥中，大部分的EC都超过了这个标准值。
《家畜排泄物法》自2004年11月贯彻实施以来，家畜经营个体将家畜粪便堆肥堆放在户外的行为已被全面禁止，所以，不能再像以往一样，遮挡雨水进行一次堆积之后，通过雨水冲刷的二次堆积（后熟）中让盐类被雨水带走，这样直接导致的结果是家畜粪便堆肥的EC升高，对于以设施园艺为主的集约型作物栽培来说，土壤EC升高带来的作物生长问题让人堪忧。
没有饲养家畜的耕种农户将从家畜经营个体等购买的家畜粪便或家畜粪便堆肥堆放在自家的田地中进行脱盐的行为是不违法的。但是，如果是非农户的住宅，并且是靠近城市近郊的耕种农户，如果将畜粪便堆肥堆放在户外会引来附近居民的不满，所以大多情况下是不能够将家畜粪便堆肥堆放在户外的。
于是，大家强烈渴望一种新的降低家畜粪便堆肥EC的方法，而这种新的方法并不需要将家畜粪便堆肥堆放在户外通过雨水冲刷进行脱盐。
通过向厌氧状态存积的猪粪中添加熟石灰促进堆肥化
日本石川县畜产综合中心的高桥正広先生等人注意到，养猪经营个体由于劳力的关系，不能每天按时进行堆肥化处理，而是将猪粪存积一周左右后才进行堆肥化处理的情况很多。基于这种情况，高桥正広先生等人调查研究了在这种状态下的堆肥化过程是怎样的，如何才能恰当地进行堆肥化处理，在经过仔细的调查研究之后得出了以下结论。
实验性地将新鲜猪粪在不进行翻抛的情况下存积一周之后，新鲜的猪粪变成了厌氧性状态，挥发性脂肪酸增加，猪粪的pH值由当初高于7的弱碱性降至接近6的弱酸性，然后，向这样的猪粪（厌氧猪粪）中混合稻壳直至水分接近60%之后，装入小型堆肥化实验装置中，保持持续通风，并且每7天进行一次搅拌翻抛，使其在好氧条件下进行二十八天堆肥化处理。
这期间，厌氧猪粪的内部温度在二天后仅上升到了30℃左右，而且挥发性脂肪酸增加的更多了。但是，向厌氧猪粪中混合1％至1.5％的熟石灰（氢氧化钙），进行相同的堆肥化处理后，因挥发性脂肪酸降低的pH值得到改善，内部温度马上攀升至70℃左右，挥发性脂肪酸也呈现出锐减趋势，实现了可进行正常堆肥化处理的环境，而且，堆肥的EC下降至不足4mS／cm（图1、表1）。
表1
在之后的实验中，也证实了通过添加熟石灰可促进堆肥化处理过程中的二十八天有机物分解，关于具体内容，在文章后面会有详细记述。另外，熟石灰添加量如果达到1.5％，会产生大量的氨气，很有可能给工作人员带来危险，所以给出的结论是熟石灰的添加量最好控制在1.0%。
通过添加熟石灰降低猪粪堆肥的电导率
与前面所记述的实验相同，首先，同样是向新鲜猪粪和经过七天厌氧存积的厌氧猪粪中混合稻壳，使水分分别达到65%和60％，然后，再分别混合0～1.5%的熟石灰，接下来，将混合物装进小型堆肥化实验装置中，之后每隔七天搅拌翻转一次，使其在好氧条件下进行了二十八天堆肥化处理。不论是新鲜猪粪还是厌氧猪粪基本上都得到的是相同倾向的结果，实验中田间的熟石灰是在1.5%的范围内，当然，熟石灰的添加比例越高EC降的越低。关于具体的数据，由于篇幅限制，本文就不一一列举了，我们只来看一下新鲜猪粪的EC变化。新鲜猪粪当初的EC是6.9mS／cm，经过四周时间后，按照熟石灰的添加比例EC有着不同程度的减少，当熟石灰的添加比例为0时，EC是5.6 mS／cm；熟石灰的添加比例为0.5％时，EC减少到4.8mS／cm；熟石灰的添加比例为1.0%时，减少到4.5mS／cm；熟石灰的添加比例为1.5%时，减少到了4.2mS／cm。
那么，为什么添加熟石灰之后EC就会降低呢？高桥正広先生等人对于这点进行了解析之后，为大家揭开了谜底。
作为添加熟石灰之后EC降低的原因之一，那就是在之前的报告中提及并已被认可的，通过添加熟石灰，猪粪的pH值会变为碱性，铵变成氨气后被挥发，被挥发那部分的EC就相应降低了。
除此之外，添加熟石灰之后，猪粪中的矿物质的大部分变成难溶于水的状态，从而降低了猪粪堆肥向水中分散时的EC（图2）。也就是说，在添加了1.0～1.5％熟石灰的猪粪堆肥中，水溶性的磷、钙、镁的存在量锐减至不足10%，钾、钠也减少到不足70%。EC是溶于水的离子量的指标，所以只要水溶性的离子量减少，EC就会降低。
通过施用熟石灰促进有机物分解
如前所述，添加熟石灰可促进堆肥化处理的二十八天过程中厌氧猪粪堆肥中有机物的分解（高桥柾木、2004），高桥先生通过以下实验对于这点进行了进一步的解析。首先，向新鲜猪粪和经过七日厌氧存积的厌氧猪粪中混合稻壳，使它们的水分分别达到65%和60%，然后，再混合0～1.5％的熟石灰，接下来，与前面的实验相同，将混合物放入小型堆肥化实验装置中，每隔七天搅拌翻转一次，在好氧条件下进行二十八天（四周）堆肥化处理之后，再将内容物转移到聚乙烯广口瓶中，盖上瓶盖，稍稍留一点缝隙，在能够通一点点风的状态下，分别在第三个月和第六个月的时候搅拌（翻转）内容物，然后放置到第十二个月。并且采用已应用表面活性剂的饲料分析法（detergent分析法），对堆肥化处理过程中有机性成分的动向进行了分析。
新鲜猪粪和厌氧猪粪基本上呈现出了相似的结果，与未添加熟石灰的猪粪相比，添加1%及1.5％的熟石灰的猪粪在前四周的有机物分解率明显高于未添加熟石灰的猪粪，不过，在那之后，也就是从第五周开始，未添加熟石灰的猪粪的分解率反而比添加熟石灰的猪粪还要高，在十二个月之后，两者的有机物分解率变得几乎没有差距（图3）。由此可以断定，猪粪中几乎所有的半纤维素和一部分木质素的分解在熟石灰的作用下得到了促进。
●肥料管理法规定可销售添加石灰质的家畜粪便堆肥
通过添加熟石灰，可降低家畜粪便堆肥的EC，促进有机物分解，这点不仅针对上述提到的猪粪堆肥，对于牛粪堆肥化处理中的应用也在观察中。基于此研究成果，不需要再像以前一样，把家畜粪便堆放在户外利用雨水的冲刷将盐类带走，只需要添加熟石灰等石灰质材料，便可制造销售EC低的家畜粪便堆肥。
但是，肥料管理法对待石灰肥料等普通肥料和家畜粪便、堆肥等特殊肥料截然不同，对于普通肥料与特殊肥料的混合物，由于肥料管理法规定的可销售种类中不包含此种类，所以是不允许销售的。
2003年日本爱知县向内阁府提出申请，申请允许田原市和渥美町作为销售家畜粪便堆肥和化学肥料的混合肥料的“渥美半岛生物质资源再利用农业特区”，经内阁府和农林水产省之间的讨论，于2004年10月25日发布了来自于农林水产省消费?安全局的更改农林水产省告示的通知文件《关于修正一部分基于肥料管理法的特殊肥料的品质表示标准等》，《特殊肥料的质量显示标准》（2000年3月31日农林水产省告示第一一六三号）的一部分修正为“生产堆肥过程中如果使用促进腐熟材料，销售时需标明该肥料中所使用材料的名称”，《特殊肥料等的指定》（1950年6月20日农林省告示第一七七号）中作为堆肥的定义追加了“包含使用尿素、硫酸铵等其他促进腐熟的材料”。也就是说，至此，在日本法律法规上已经开始允许销售添加促进腐熟的氮肥、石灰材料的堆肥。
●利用熟石灰促进秸秆腐熟自战前已是众所周知的事实
1932年（昭和七年）8月日本旧农林省农事实验场召开了速成堆肥制作方法讲习会，当时的讲习资料被保留至今，高桥正広先生等人的研究报告中引用到了此资料。
此速成堆肥的制作方法在1934年出版的作者是齐藤道雄的《本邦厩肥的研究》（明文堂、东京）中，题为“葵式石灰堆肥制造法”中也有所介绍（290～299页），“葵”指的是农事实验场的技师葵见丸先生。不使用家畜粪尿，而是通过向秸秆中添加化学肥料氮促进分解而制作出来的堆肥被称作速成堆肥。
葵先生参考英国等国家的文献，在添加化学肥料氮之前，葵先生建议首先在切断的秸秆上浇上强碱性的熟石灰悬浊液，利用碱分解的原理将秸秆组织进行分解，熟石灰不久便与溶于水的碳酸离子发生反应，转变成石灰石（碳酸钙），pH降为弱碱性，营造出微生物增殖的环境之后，再添加化学肥料氮，这才是葵先生推荐的方法。特别是麦秆的组织坚硬，单靠添加化学肥料氮，堆肥化处理可能进行的不会太顺利，所以推荐利用熟石灰先破坏一部分秸秆的组织，使堆肥化处理顺利进行。
作为速成堆肥的制作方法，其实再很久之前研究人员就向农业人员推荐混合化学肥料的氮、石灰，但是，当时的肥料管理法规定，混合化学肥料的氮、石灰制造出来的堆肥不可以作为特殊肥料来销售，不得不说当时的肥料管理法无视了农业现场的情况，是非常不合理的肥料管理法。不过，与秸秆堆肥相比，在制造氮浓度高的家畜粪便堆肥时，添加熟石灰之后易产生大量的氨气，作业过程中除了要多加注意，同时，还需要捕捉收集挥发的氨气，尽量制止氨气逃离到大气中。
另外，对于氮、磷酸、钾构成不均衡的家畜粪便堆肥，通过添加混合普通肥料的化学肥料或有机肥料，将其调合成适宜作物生长、养分均衡的特殊肥料，认可这种经过调合的特殊肥料对于促进农业生产中的物质循环也是必要的。
农文协主页（农业电子图书馆）《环境保全型农业报告》No.一二三
石灰应用资料集
土壤pH（H2Ｏ）的适宜值与土壤的类型无关，果菜、叶菜类的土壤pH适宜值是6.0～6.5，根菜类是只有非火山灰重粘土同于果菜、叶菜类是6.0～6.5，除此之外在5.5～6.5的范围之间，相对来说适宜值的范围稍宽些。
但是，就算同是果菜类，种类不同，对于土壤pH值的生长反应也是不同的。从表现出最优长势pH值来说，黄瓜、西红柿、青椒都是5.0，但西红柿在pH4和pH7土壤环境下长势下降的并不明显，青椒的长势下降的却相当明显，由此说明种类不同pH值的适宜幅度也不尽相同。另外，从生长下降程度来看，酸性越强下降程度越大，反而pH值的上升好像对其影响反而相对较小，这些蔬菜的pH（H2O）的标准值设定为6左右好像是最合适的。
根据土壤的pH值不同，微量元素的溶出方式也会有所变化。土壤的pH值如果偏向于酸性，磷便会变得难于溶解，相反，如果偏向于碱性，铁、锰、硼、锌等便会变得难于溶解，这样就很容易造成各种微量元素的缺乏。
业务联系
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