稻草堆肥處理 |
稻草堆肥處理
本省地處亞熱帶,常年高溫多雨,土壤有機質容易被分解,養分淋溶快速,又因農民日出而作、日落而息,刻苦耐勞耕耘,使農田全年處於無休耕狀態,在提高作物產量過程中,長期大量施用化學肥料及農藥,然此耕作生產方式,使自然生態環境,受土壤物理性質產生變化而遭破壤,間接或直接對農村生活環境、國人健康造成負面影響。
此外,因稻草焚燒之問題,對環保影響日益嚴重,若能以堆肥方式處理,除了可減少焚燒所造成之環境污染,另方面能製造堆肥有機質肥料,以適當方法施用於耕地農田(圖1)。
圖1 稻草堆肥翻堆之情形
將稻草以堆肥方式製成有機質肥料之方式大致上有三種,包括簡易堆肥箱、簡易通風堆肥舍及自動化堆肥製造設施等三大類。堆肥產物為有機質肥料之一種,指生物殘體、新陳代謝產物、有機廢棄物性質穩定後,可施於田間當做肥料者,即稱之為有機肥料。所以有機肥料是自然產物,肥效緩慢且較持續長久,可補充或增加土壤有機質、增進土壤構造、涵蓋水分能力,及土壤肥力、生物活性、分泌植物生長激素、促進作物生長。
在稻草堆肥過程中,須經堆積腐熟,主要理由為:
一、低碳氮比或避免氮素損失:堆肥材料C/N比大時,直接施用於土壤中,在初期會造成土壤可供作物吸收及利用之有效性氮素、磷素、鉀素減少,對作物生長有礙,故需要堆積腐熟。堆肥材料C/N比值在30-40之間最有利於堆肥之醱酵腐熟。
二、改善物理性:稻草為粗大有機物,具有強韌、物理性差等性質,經堆積腐熟後,會變得柔軟、細脆,如此與土壤混合能較均勻。
三、減少有害成分:有機物分解時會產生硫化氫、甲烷、氫氣、有機酸等物質,對作物有一定程度之害處;若先經堆積分解,可減少有害之成分。
四、滅病菌、蟲卵:附於稻草莖桿之病菌,可在堆肥製造期間,溫度在60℃至80℃之下被消滅。
此外,堆肥化過程中,醱酵條件對堆肥效果有相當之影響,其中主要條件包括以下六種:
一、足夠之氧氣:堆肥發酵中,分解有機物之微生物係屬好氧性微生物,故氧氣供給極為重要。若氧氣不足,則造成分解困難並產生硫化氫及低級脂肪酸等臭氣。增加氧氣之方法如機械翻堆或送風機送風等,但須避免過度攪拌或送風量大,以免發酵及水分消失快,並造成溫度下降。
二、適當之水分:水分含量低於30%以下,微生物增殖被抑制;反之,若水分含量高於70%以上,則空隙率低、空氣不足而成為厭氧醱酵、堆肥醱酵速度慢,故製造堆肥之材料醱酵最適水分為55-65%之間。
三、溫度之控制:堆肥化過程中,溫度之控制很重要,才能達到抑制有害細菌、蟲卵、雜草種子之效果,所以整個堆肥體積不能過小而無法保溫,最好超過2~3立方公尺,或用透氣性覆蓋物使其保持高溫(60℃~80℃)。
四、調整C/N比:堆肥醱酵時有機物由微生物分解,而微生物增殖及活動能源來自營養分中之碳水化合物,形成細胞,其最適當之碳氮比為30:1。
五、翻堆次數:堆肥過程中需不時之翻堆,以達充份醱酵和通氣之目的,但在翻堆過程中,會造成水分流失與降溫,所以需要補充水分,並在翻堆完成時注意溫度之保持。
六、酸鹼度:分解有機物微生物,喜好微鹼性,pH約在7.0~8.0之間。
在過去觀念製造堆肥會有臭味產生,這是由於一般農民多採用堆積方式製造堆肥,且翻堆不夠,造成通氣不良而發生臭味,若能突破技術或應用除臭材料,可有效減少堆肥醱酵過程中之臭氣濃度。
提高農作物產量與品質除品種、栽培技術、土壤條件及氣候環境因子為考量要件外,培育土壤永續生產力,最經濟且有效方法為維持或增加土壤有機質含量,稻草若能回歸土壤,不僅可改善土壤性質,亦可解決稻草露天燃燒所造成空氣污染之問題,又因販售有機質材料及有機質肥料費用偏高,因此若農民自設堆肥舍,利用稻草製造有機質肥料並自行利用,可降低生產成本。
至於在堆肥方面,外埔堆肥廠之1噸稻草可產生0.2噸之成品,且成品之含水分較低;而原本認為可能影響堆肥成效之稻草表面蠟質,實驗結果證實對成品並無顯著之負面影響。外埔堆肥廠每日約可處理50噸稻草,其用量約占堆肥量之40%,每月貯存量約1~2萬噸;然就台中縣二期稻作來說,總量約20萬噸之稻草需於一週到兩週內清運完成,以此評估外埔堆肥廠如全量處理,最高僅可處理縣內2.5%~5%之稻草,故對於尚未處理之稻草儲存將是未來全縣實行時,外埔堆肥廠首要面臨之問題。
另外,台塑環保科技公司目前於桃園、雲林及高雄三處分別設立堆肥廠,佔地各為20、40以及20公頃,探究其處理負荷量,目前單一廠處理量每日約為90噸,且在台北、台中等地將陸續建廠。就其主要技術方面,原料之75%為廚餘,而其餘25%為稻草、木屑或樹枝;其中在C/N方面,稻草的添加主要係扮演碳源提供者之角色,若以稻草作為堆肥材料且以消耗稻草量為目標,最高可將C/N調整至40:1,此舉將可大幅提高稻草處理量,並利堆肥之醱酵腐熟;此外,大量利用稻草亦可將堆肥之剩餘水分充分吸收,以提高堆肥品質。相較於市面上之有機肥料由於在發酵過程中會產生酸,對於土質有相當之影響,台塑強調其為完全發酵,能有效殺死壞蟲,且可免除農藥之使用,並使產量增加;對於堆肥所產生之臭味處理,因處理之時間長於其他堆肥處裡廠,因此廠方人員表示對於臭味的消除有實際的經驗與極大的信心。
與外埔堆肥廠相較,台塑環保科技公司之堆肥廠佔地較大,且若充分利用稻草作為堆肥原料中25%之來源(各廠每日約90噸),可處理之稻草量相當可觀,惟該公司雖可免費處理稻草,然並無提供協助運送之服務,所以運送方面須由農民自行負責;就臺中縣來說,此處理方式可作為參考,惟運送之問題須再訂出相關之配套措施。
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