什么是堆肥，国内外对它的定义是什么？

2022年4月25日常见问题 堆肥2867

一、堆肥的基本概念与原理。堆肥是指在人工控制和一定的水分、碳氮比（C/N）和通风条件下，通过微生物的发酵作用，将废弃有机物转变为肥料的过程。通过堆肥化过程，有机物由不稳定状态转变为稳定的腐殖质物质，其堆肥产品不含病原菌，不含杂草种子，而且无臭无蝇，可以安全处理和保存，是一种良好的土壤改良剂和有机肥料。堆肥的基本原理是利用微生物（细菌、真菌、放线菌等）的生命活动，将复杂的有机大分子（纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪等）分解为简单的小分子物质（单糖、氨基酸、脂肪酸等），并进一步矿化为无机养分（二氧化碳、水、铵态氮、速效磷、速效钾等），同时通过微生物的合成代谢形成腐殖质。堆肥过程中微生物分解有机物释放大量热量，使堆温升高，实现物料的无害化处理（杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种子）。二、国内外堆肥定义的详细对比。第一，美国堆肥协会（USCC）的定义。美国堆肥协会这一民间事业团体认为堆肥为：”有控制地通过生物分解有机废弃物后得到的产物，在分解过程中产生的热量可使原材料得到无害化和稳定化以有益于植物生长，其物理性质与初始的原材料已截然不同。堆肥是一种有机质资源，其特有的性质可以改善土壤或生长基质的化学、物理和生物性质，它虽含有植物养分，但还不是一种典型肥料”。美国的定义强调堆肥是”产物”，注重堆肥产品的性质和用途，认为堆肥主要是土壤改良剂，而不是典型的肥料。第二，加拿大堆肥协会的定义。加拿大堆肥协会的定义是：”堆肥是一自然的生物过程，它在可控条件下把有机物转化成一种稳定的、类腐殖质的产品。堆肥过程中主要通过微生物，包括细菌和真菌把有机物分解为简单的化合物。堆肥是一好氧过程，意味着微生物需要氧气来完成其工作”。加拿大的定义强调堆肥是”过程”，注重堆肥的生物学机制和好氧特性，明确指出堆肥是好氧过程，微生物需要氧气。第三，日本的定义。日本于2000年修订的肥料管理法中把传统堆肥定义为：”把稻秸、稻壳、树皮、动物的排泄物及其他动植物的有机物质（污泥及鱼贝类的内脏器官除外）进行堆积或搅拌，腐熟而成的肥料”。日本有机资源协会于2003年出版的堆肥化手册则把堆肥化定义为：”在堆积、搅拌、通风的好氧状态下，利用微生物分解原材料中的有机物，分解产生的热量可使水分蒸发，能杀死病原菌、寄生虫卵和杂草种子，是一安全、卫生、有机物稳定化的过程”。日本的定义非常具体，明确列出了堆肥的原料范围（排除了污泥和鱼贝类内脏），强调了堆肥的操作方式（堆积、搅拌、通风）和无害化效果。第四，中国的定义。中国对堆肥的理解是，指在人工控制和一定的水分、C/N和通风条件下通过微生物的发酵作用，将废弃有机物转变为肥料的过程。通过堆肥化过程，有机物由不稳定状态转变为稳定的腐殖质物质，其堆肥产品不含病原菌，不含杂草种子，而且无臭无蝇，可以安全处理和保存，是一种良好的土壤改良剂和有机肥料。中国的定义强调堆肥的控制条件（水分、C/N、通风）和产品特性（稳定、无害、无臭），认为堆肥既是土壤改良剂也是有机肥料。第五，定义对比总结。虽然各国对堆肥的定义表述不同，但核心内涵是一致的：都强调堆肥是微生物分解有机物的过程；都强调堆肥需要在可控条件下进行；都强调堆肥产品是稳定、无害的；都认为堆肥产品能够改善土壤、促进植物生长。不同之处在于：美国更强调堆肥产品的性质和用途；加拿大更强调堆肥的生物学机制和好氧特性；日本更强调堆肥的原料范围和操作方式；中国更强调堆肥的控制条件和产品特性。三、堆肥的分类。根据不同的分类标准，堆肥可以分为多种类型。第一，按供氧方式分类。好氧堆肥：在有氧条件下进行的堆肥，微生物以好氧微生物为主，分解速度快，发酵周期短（15-30天），无害化彻底，无恶臭，是目前主流的堆肥方式；厌氧堆肥：在无氧条件下进行的堆肥，微生物以厌氧微生物为主，分解速度慢，发酵周期长（3-6个月），容易产生恶臭，无害化不彻底，适用于沤肥、沼肥等。第二，按发酵温度分类。高温堆肥：堆温达到55℃以上并维持一定时间的堆肥，能够有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种子，无害化彻底，发酵周期短，是目前推荐的堆肥方式；中温堆肥：堆温在45℃以下的堆肥，无害化不彻底，发酵周期长，一般不推荐使用。第三，按堆制方式分类。条垛式堆肥：将物料堆成条垛状，通过定期翻堆供氧，设备投资少，操作简单，但占地面积大，发酵周期较长，受天气影响大；槽式堆肥：将物料放入长槽式发酵池中，通过翻堆机定期翻堆供氧，自动化程度较高，发酵周期短（15-30天），占地面积小，是规模化有机肥生产的主流工艺；反应器堆肥：将物料放入密闭发酵反应器中，通过控制温度、水分、通气量等参数加速发酵，自动化程度最高，发酵周期最短（7-15天），占地面积最小，但设备投资大，运行成本高。第四，按原料分类。农家肥堆肥：以畜禽粪便、秸秆等农业废弃物为原料的堆肥，是最传统的堆肥方式；城市垃圾堆肥：以城市生活垃圾（经过分拣）为原料的堆肥，是城市垃圾资源化利用的重要方式；污泥堆肥：以污水处理厂污泥为原料的堆肥，需要严格的无害化处理；园林废弃物堆肥：以树枝、树叶、草屑等园林废弃物为原料的堆肥，是城市绿化废弃物资源化利用的方式。四、堆肥的过程。堆肥是一个连续的微生物发酵过程，根据温度变化和微生物活动，可以分为以下几个阶段：第一，升温期（中温期）。堆肥开始后，微生物迅速繁殖，分解易降解有机物（糖类、淀粉、蛋白质等），释放大量热量，堆温逐渐升高至45℃左右。这一阶段以嗜温微生物（中温细菌、真菌等）为主，一般持续1-3天。第二，高温期。堆温超过45℃后进入高温期，嗜热微生物取代嗜温微生物成为优势种群，分解纤维素、半纤维素、木质素等难降解有机物。堆温可升至55-70℃，最佳温度为55℃左右。高温期是物料无害化和主要分解的关键时期，能够有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种子，一般持续5-15天。第三，降温期。易降解和大部分难降解有机物被分解后，微生物活性下降，产热减少，堆温逐渐下降至45℃以下。降温期嗜温微生物重新繁殖，进一步分解残余有机物，同时开始合成腐殖质，一般持续5-10天。第四，腐熟期（陈化期）。堆温降至接近室温后，物料趋于稳定，微生物活性低，需氧量少，臭味完全消失。腐熟期主要进行腐殖质的进一步合成和稳定，消除植物毒性，一般持续15-30天。经过以上四个阶段，有机废弃物就转化为稳定、无害、富含腐殖质的堆肥产品。五、堆肥产品的特点与用途。第一，堆肥产品的特点。稳定性：堆肥产品中的有机物已经充分分解，性质稳定，施入土壤后不会再产生高温和有机酸，不会烧苗；无害化：堆肥过程中的高温和微生物作用杀灭了病原菌、寄生虫卵和杂草种子，产品安全卫生；无臭无蝇：堆肥产品无恶臭、不招引苍蝇，使用和储存方便；富含腐殖质：堆肥产品含有丰富的腐殖质（胡敏酸、富里酸、胡敏素），能够改良土壤、提高土壤肥力；含有养分：堆肥产品含有氮、磷、钾等大量元素和多种中微量元素，能够为作物提供营养；含有有益微生物：堆肥产品含有丰富的有益微生物，能够促进土壤微生物活动，改善土壤微生态。第二，堆肥产品的用途。土壤改良剂：堆肥产品能够改善土壤结构、增加土壤团粒结构、提高土壤保水保肥能力、促进土壤微生物活动，是优良的土壤改良剂；有机肥料：堆肥产品含有丰富的养分和有机质，能够为作物提供全面营养，肥效持久，是优良的有机肥料；育苗基质：堆肥产品经过筛分和调配后，可以作为育苗基质的主要原料，用于蔬菜、花卉、苗木等的育苗；绿化基质：堆肥产品可以用于城市绿化、草坪建植、矿山修复、边坡绿化等，改善土壤条件，促进植物生长；垃圾填埋场覆盖土：堆肥产品可以作为垃圾填埋场的日常覆盖土，减少垃圾暴露和臭味散发。六、堆肥与有机肥的关系。堆肥和有机肥是两个既有联系又有区别的概念。第一，联系。堆肥是生产有机肥的一种重要方式和工艺，通过堆肥化过程将有机废弃物转化为有机肥产品；有机肥是堆肥产品的主要用途之一，堆肥产品是有机肥的重要品种。第二，区别。定义不同：堆肥是指微生物分解有机废弃物的过程，也指这个过程的产物；有机肥是指含有有机质、能够为作物提供营养的肥料，范围更广。范围不同：堆肥只是有机肥的一种生产方式和品种，有机肥还包括其他生产方式（如直接施用腐熟的农家肥、商品有机肥等）和其他品种（如绿肥、饼肥、腐殖酸肥等）。侧重点不同：堆肥更强调有机废弃物的处理和资源化利用过程，注重无害化和稳定化；有机肥更强调产品的养分和肥效，注重为作物提供营养。第三，关系总结。可以说，堆肥是一种生产有机肥的工艺，堆肥产品是一种有机肥，但有机肥不一定都是堆肥生产的，也不一定都是堆肥产品。绿康有机肥采用先进的槽式堆肥工艺，将优质畜禽粪便和农业废弃物经过充分堆肥腐熟，生产出优质、安全、高效的商品有机肥。七、堆肥的发展历史与现状。第一，发展历史。堆肥是一种古老的农业技术，中国农民早在数千年前就开始使用堆肥（古称”粪肥”、”沤肥”）来培肥地力。现代堆肥技术起源于20世纪初，1920年代英国植物学家阿尔伯特·霍华德爵士在印度研究传统农业，提出了”印多尔法”堆肥工艺，被认为是现代堆肥技术的奠基人。1930年代-1940年代，堆肥技术在欧美国家得到发展和应用。1960年代后，随着化学农业的弊端日益显现和环境保护意识的提高，堆肥技术重新受到重视。1990年代以来，堆肥技术向规模化、自动化、智能化方向发展，出现了槽式发酵、反应器发酵等先进工艺。第二，发展现状。目前，堆肥技术在全球范围内得到广泛应用，发达国家的城市生活垃圾和污泥的堆肥处理率较高，发展中国家的农业废弃物堆肥利用也在快速发展。中国是农业大国，每年产生大量的畜禽粪便、秸秆等农业废弃物，堆肥是这些废弃物资源化利用的重要方式。近年来，中国政府大力推广有机肥替代化肥行动，出台了一系列支持政策，推动了堆肥和有机肥产业的快速发展。第三，发展趋势。未来堆肥技术将向以下方向发展：自动化和智能化：通过传感器、物联网、人工智能等技术实现堆肥过程的自动控制和智能管理；高效化：通过筛选高效微生物菌种、优化发酵工艺，进一步缩短发酵周期，提高发酵质量；产品高值化：开发堆肥产品的高附加值利用途径，如生产生物有机肥、有机-无机复合肥、育苗基质等；标准化：制定和完善堆肥产品的质量标准和检测方法，规范市场秩序；环保化：进一步减少堆肥过程中的恶臭排放和温室气体排放，实现清洁生产。

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