农民，市政当局和家庭园丁都了解 堆肥，但他们可能不了解如何制作优质堆肥。 国家有机计划（NOP）提供了堆肥消除病原体和杂草种子的准则。 但是，遵循这些准则并不能保证产生高质量的堆肥。 为了解决这个问题，请在 Rodale Institute 致力于开发可产生优质堆肥的方法 并阐明一些最佳做法，以便在实施NOP准则方面取得更大的成功。
堆肥是有机材料混合物的氧化分解。 需要氧气来支持有益生物的生长，并消除病原体和其他有毒化合物的风险。 将废料混合在一起，然后定期混合，以在堆料的所有部分保持适当的氧气水平。 氧气不断地被 微生物 会分解有机材料，并且堆中的材料颗粒之间的空间有限，无法容纳氧气。 结果，堆肥堆必须转过多次才能用氧气“重新填充”那些堆放空间。 这种翻转过程确保氧气水平不会降低到足以杀死好生物并生长病原体的程度。
NOP指南要求堆肥必须在15天内至少翻转五次，在此期间温度必须保持在131至170华氏度之间。尽管该指南是确保销毁病原体的安全网，它们不能确保最终产品中会产生多种有益生物。 在某些情况下，在堆肥活动期间，当生物体消耗大量氧气时，在15天之内进行五次转向可能不足以为生长有益的生物体维持适当的氧气。 在其他情况下，可能不需要在15天的时间内将桩子翻转多达五次。
这是一个至关重要的问题，可能会使堆肥者感到不确定。 代替一般的转弯规则，可以帮助堆肥者准确了解何时需要空气堆的指导方针可以改善最终产品。 通过观察堆中堆肥活动的生物学指标，可以在有机体需要更多空气的确切时刻转动堆肥堆。
建立研究：五月
去年五月，作为由自然资源保护服务保护创新基金（NRCS-CIG）资助的研究项目的一部分，在混凝土垫板上建造了六堆桩，以根据NOP准则调查堆肥管理问题。 堆是用相同的材料制成的：树叶作为碳源，食物垃圾作为绿色材料，鸡粪作为高氮输入。 根据NOP准则管理了三堆，其他三堆通过称为TAT（根据温度转向）的过程进行了管理。
生物的活动和生长会产生大量的热量，并导致堆肥的温度迅速升高。 这种热量对于杀死有害的病原细菌，真菌，原生动物，蠕虫和其他寄生虫以及堆中的杂草种子至关重要，并且还可以告诉我们何时需要转动堆。 我们使用温度计测量堆肥的温度，作为堆肥中微生物活动的指标。 当堆达到160华氏度（或更高）时，我们知道该旋转堆了，因为高温表明生物体的活性很高，以至于堆中的氧气被耗尽的速度快于其扩散到氧气中的速度。从外面的空气堆。 如果不能及时解决，这种氧气损失以及高温实际上会杀死有益的生物。
当温度达到此临界阈值时，将TAT堆翻转，而按照指南的建议，仅在15天内将NOP堆翻转五次（通常每三天翻转一次）。 我们的目标是研究根据温度转向是否会产生具有更多有益微生物的更高质量的堆肥。 我们还希望阐明TAT方法是否比NOP方法更容易管理桩，而NOP方法需要强制性转弯，但并非总是必须或及时转弯。
混凝土垫板：问题，解决方法
用作我们的六个堆肥平台的混凝土垫板的设计导致了最终产品的质量问题。 混凝土垫板的设计抑制了混合，因为垫板的侧面略微朝向垫板中心的排水口倾斜，以允许从桩中浸出的所有水排入地下储水罐进行测试。 如上所述，堆肥必须充分混合以保持有氧条件，但是垫子的轻微V形阻碍了堆肥最底部的部分堆肥正确通气。 我们的平铲式堆肥车无法到达那些底部中心的材料，从而使一小部分堆肥厌氧并产生病原体。 即使有害的病原体在其余的堆中都被破坏了，但底部中心的一小部分厌氧材料仍是其余堆中病原体污染的持续来源。
上图显示了无法正确混合和充气的混凝土垫板区域。 正确充气的堆肥将是75％可可的棕色。 注意混凝土垫板中间的颜色是深黑色，表明该材料被剥夺了氧气并变为厌氧状态。
幸运的是，确定混凝土垫板没有排液能力，这使我们能够轻松解决车削问题。 在此过程中的任何时候都没有从混凝土垫板下面的储水箱中收集到液体。 这一结果说明了制作优质堆肥的另一个有价值的方面。 如果您使用了适当的起始物料混合物，则堆肥不会产生渗滤液。 绝对必要使用足够的棕色材料，例如树叶或木片，以便正确控制湿度。 棕色材料还为堆提供了足够的结构，以使氧气始终流过。 过多的湿废料会由于缺乏结构而导致桩变得密实，从而阻止氧气循环。
TAT和NOP堆的相似之处：放线菌
在NOP和TAT堆中，我们都遇到了放线菌生长的问题。 这些细菌很容易被识别为粉状或灰白色生长，可以在氧气减少的堆肥堆中出现。 我们确定我们使用的标准堆肥配方的棕色材料含量太低，无法处理混合物中的食物浪费，从而导致整个试验期间放线菌的过度生长。 尽管我们没有足够的食物浪费来产生渗滤液，但对于适当的充氧来说仍然过多。
如果堆放的频率不够高，或者堆放的过多食物浪费使堆放下来，氧气含量将降低，这些兼性厌氧细菌将接管工作。 问题是放线菌抑制了其他有益生物的生长，例如菌根真菌。 大多数农业土壤缺乏健康的真菌群落，因此细菌过多。 因此，在已经有大量细菌的土壤中添加大量细菌堆肥并不会真正使土壤微生物种群受益，也不会改善植物的生长。 理想情况下，您将要使有益真菌中的堆肥非常高，以便您可以开始纠正土壤中的失衡。
TAT和NOP堆的差异：放线菌
在堆肥过程结束时，我们分析了所有六个堆肥堆，发现尽管所有堆堆都含有放线菌，但TAT堆堆的水平较低。 通过根据温度旋转，我们能够在氧气水平开始下降的关键时刻将氧气引入堆中。 当堆中最需要氧气时，根据NOP准则进行的车削并不总是与临界温度窗口一致。
此外，TAT桩只需要翻转四次，而不需要在前5天内翻转15次。 这表明了一个有趣的观点。 由于能够在氧气需求量最高的关键时刻转向，因此我们能够减少转向的次数，却能生产出更高质量的堆肥。
复制研究：XNUMX月
我们的下一步是在1014月通过建造六个新的堆肥重复该实验。 这次我们决定将试验从混凝土垫板上移开，以消除可能的污染。 六堆堆放在水平地面上，以确保我们的Global Repair SittlerXNUMX堆肥车对每英寸进行充气。
我们还决定对堆肥配方进行调整。 我们将叶子数量增加了一倍，因此我们的堆将具有更好的结构，并允许更多的气流通过堆。 我们从五月份的堆肥中了解到，食物垃圾中的水分可能非常高，并且堆肥中必须有大量的棕色物质才能正确吸收和控制水分。 我们还怀疑这种新配方会生长出更多有益生物，特别是真菌。 由于真菌生活在环境中的原木，树枝，树叶和其他木质材料上，因此我们希望多余的树叶可以帮助我们用更多数量的真菌制作堆肥。
与之前的试验相比，新堆肥的管理也做了一些修改。 与以前一样，根据NOP指南旋转三堆，并在温度达到160°F或更高时翻转三堆。 但是，我们决定每当肉眼可见大量放线菌时，也要转动TAT堆。 我们假设，如果夜间温度达到临界阈值，使氧气消耗de尽，那么早晨寻找放线菌会看到这种影响。
五月与七月
数据分析表明，与XNUMX月的NOP和TAT堆相比，XNUMX月的NOP和TAT堆具有明显更低的作用细菌和明显更高的真菌。 这表明具有较高叶片数量的调整堆肥配方在解决放线菌问题方面做出了巨大贡献。 数据还显示，与XNUMX月的NOP相比，XNUMX月的TAT堆放出的放线菌数量减少的趋势，这表明TAT管理实践可能对减少这些细菌有益。
数据显示，NOP堆中的真菌水平略高，但是这种差异在统计上并不显着。 所有堆中的真菌数量仍然远远少于建立更好的土壤真菌种群和种植健康植物所需的数量。
我们已经了解到，有可能只在堆肥过程中的关键阶段才刚好在生物活性达到崩溃点时才进行堆肥，而不是按规定的次数堆肥来制成优质堆肥。 但是，我们确实发现放线菌可能表明我们在没有人可以监视温度的夜晚达到了这个转折阈值。
我们还证明了堆肥中的起始原料必须处于适当的平衡状态，以确保适当的水分平衡和足够的气流。 您必须了解您所拥有的浪费资源的性质，并仔细计划一个解决方案，该方案将在以后解决潜在的问题。 我们很快了解到，需要更多的多叶棕色材料来堆肥湿的食物垃圾，这有助于在堆肥中分散氧气，而氧气是制造堆肥的关键组成部分。
展望明年
明年，我们计划再建造六堆堆肥，并重复进行实验，以期找到更有效的方法来促进堆肥中的真菌生长。 这次，我们将通过新购买的记录温度计监测整个晚上的温度，以确定放线菌的视觉外观与夜间温度峰值之间是否存在关联。 希望这将使我们能够了解夜间没人看时堆肥的状况。 然后，我们可以确定更好的管理策略来减轻可能出现的问题。
通过调整堆肥配方以包含更多叶片，我们能够减少放线菌的问题。 但是，无法轻易解决的一个问题是食物垃圾产生的堆肥最终可能产生大量垃圾。 废物运输公司正努力消除诸如塑料袋和其他不可堆肥材料之类的废物污染，因此我们决定对生坯组件使用替代废物，直到解决污染问题为止。
明年，我们将不再使用食物垃圾，而将使用老化的牛粪和腐烂的干草。 这些都是容易获得的农业废弃物。 我们还将继续使用叶子，因为它们很容易获得。 我们预测，进行这些调整后，我们将能够进一步减少放线菌，并希望能够生长更多的真菌。
本材料基于美国农业部自然资源保护局根据第69-2D37-11-499号拨款协议支持的工作。 本出版物中表达的任何观点，发现，结论或建议均为作者的观点，不一定反映美国农业部的观点。