有机肥料发酵原理

1. 堆肥过程中有机质的转换

有机物的复杂的转换堆肥微生物的作用下可以概括分为两个过程:一是有机质的矿化过程,也就是说,复杂的有机物分解为简单物质,最后形成二氧化碳,水和矿物质营养,等等。另一个是有机物的腐殖化过程，在这个过程中，有机物被分解和重新合成，从而产生更复杂和更特殊的有机物——腐殖质。两种工艺同时进行，但方向相反，不同条件下各工艺的强度明显不同。

2. 有机质的矿化作用

(1)分解的无氮有机物(淀粉、纤维素、半纤维素)首先在微生物分泌的水解酶作用下水解为单糖。在通风良好的条件下，葡萄糖迅速分解，乙醇、醋酸、草酸等中间产物不易积累，最终形成CO2和H2O，同时释放大量热能。如果通风不良，在厌氧微生物的作用下，单糖分解缓慢，产生较少的热量，并积累一些中间产物——有机酸。CH4, H2和其他还原性物质也可以在极端厌氧条件下形成。

(2)堆肥过程中含氮有机物的分解包括蛋白质、氨基酸、生物碱、腐殖质等。除腐殖质外，大部分都易于分解。例如，在微生物分泌的蛋白酶作用下，蛋白质被逐步降解，产生各种氨基酸，然后分别氨化和硝化，形成铵盐和硝酸盐，供植物吸收利用。

(3)转化堆肥中的含磷有机物在多种分解微生物的作用下形成磷酸，成为植物可吸收利用的养分。

(4)转化堆肥中的含硫有机物通过微生物作用产生硫化氢。硫化氢在厌氧环境中容易积累，对植物和微生物有毒。然而,良好的通风条件下,硫化氢被氧化硫酸硫细菌的作用下,硫酸和形式在堆肥盐基地的作用,它不仅可以消除硫化氢的毒性,而且还成为了硫质量材料,植物可以吸收。在通风不良的情况下，发生反硫化，导致硫酸转化为硫化氢分散，并对工厂有毒。在堆肥发酵过程中，通过定期倾倒措施提高堆肥的曝气性，可以消除其抗硫化效果。

(5)脂类和芳香有机化合物如单宁、树脂等的转化结构复杂，分解缓慢，最终产物为CO2和水;木质素是含有植物材料(如树皮、木屑等)的堆肥中特别稳定的有机化合物。它具有复杂的结构，含有芳香族核，以聚乙二醇的形式存在于植物组织中，极难分解。在通风良好的条件下，主要通过真菌、放线菌的作用，分解缓慢，其芳香核可以变成醌类化合物，是合成腐殖质的原料之一。当然，在一定条件下，这些物质会继续分解。

总之，堆肥中有机质的矿化可以为作物和微生物提供现成的养分，为微生物活动提供能量，并为堆肥中有机质的腐殖化准备基本原料。当喜气微生物的活性成为堆肥的主要活性时，有机质迅速矿化，产生更多的二氧化碳、水和其他营养物质，迅速而彻底地分解，并释放出大量热能。当厌氧微生物活动为主时，有机物分解速度慢，且往往不完全，热能释放较低。除植物营养外，分解产物还容易积累有机酸和CH4、H2S、PH3、H2等还原性物质。当它达到一定的程度，它将是有害的，甚至有害于作物的生长。因此，堆肥发酵过程中的引爆也是为了改变微生物的活性类型，消除有害物质。

3.腐殖化有机物的腐殖化

关于腐殖质的形成过程有很多理论，大致可以分为两个阶段。在第一阶段，有机残留物分解为组成腐殖质分子的原始物质，如多酚、含氮有机化合物(氨基酸、肽等)。在第二阶段，微生物分泌的多酚氧化酶将多酚氧化成醌，与氨基酸或肽缩合形成腐殖质单体。由于苯酚、醌、氨基酸种类很多，相互凝结的方式也不相同，因而形成的腐殖质单体也多种多样。在不同的条件下，这些单体进一步凝聚形成不同大小的分子。