หลักการทำปุ๋ยหมักอินทรีย์

1. ภาพรวม

การผลิตปุ๋ยหมักอินทรีย์คุณภาพสูงทุกชนิดต้องผ่านกระบวนการหมักปุ๋ยหมักการทำปุ๋ยหมักเป็นกระบวนการที่อินทรียวัตถุถูกย่อยสลายและทำให้เสถียรโดยจุลินทรีย์ภายใต้เงื่อนไขบางประการเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้ที่ดิน

การทำปุ๋ยหมักเป็นวิธีการแบบโบราณและเรียบง่ายในการบำบัดขยะอินทรีย์และทำปุ๋ย ได้รับความสนใจอย่างมากในหลายประเทศ เนื่องจากมีความสำคัญทางนิเวศวิทยา และยังก่อให้เกิดประโยชน์ต่อการผลิตทางการเกษตรอีกด้วยมีรายงานว่าสามารถควบคุมโรคที่เกิดจากดินได้โดยใช้ปุ๋ยหมักที่ย่อยสลายแล้วเป็นวัสดุเพาะหลังจากขั้นตอนการทำปุ๋ยหมักที่มีอุณหภูมิสูง จำนวนของแบคทีเรียที่เป็นปรปักษ์สามารถไปถึงระดับที่สูงมาก มันไม่ง่ายที่จะย่อยสลาย คงตัว และง่ายต่อการถูกดูดซึมโดยพืชผลในขณะที่การออกฤทธิ์ของจุลินทรีย์สามารถลดความเป็นพิษของโลหะหนักได้ในระดับหนึ่งจะเห็นได้ว่าการทำปุ๋ยหมักเป็นวิธีการผลิตปุ๋ยอินทรีย์ชีวภาพที่ง่ายและได้ผลดีซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาเกษตรกรรมเชิงนิเวศ 

ทำไมปุ๋ยหมักถึงทำงานเช่นนี้?ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการทำปุ๋ยหมัก:

 2. หลักการหมักปุ๋ยหมักอินทรีย์

2.1 การแปลงอินทรียวัตถุระหว่างการทำปุ๋ยหมัก

การแปรสภาพของอินทรียวัตถุในปุ๋ยหมักภายใต้การกระทำของจุลินทรีย์สามารถสรุปได้เป็น 2 กระบวนการ กระบวนการหนึ่งคือการทำให้อินทรียวัตถุกลายเป็นแร่ธาตุ นั่นคือ การย่อยสลายอินทรียวัตถุที่ซับซ้อนให้เป็นสารอย่างง่าย และอีกกระบวนการหนึ่งคือกระบวนการสร้างความชื้นของอินทรียวัตถุ นั่นคือการสลายตัวและการสังเคราะห์อินทรียวัตถุเพื่อผลิตอินทรียวัตถุพิเศษที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น - ฮิวมัสกระบวนการทั้งสองดำเนินการพร้อมกัน แต่ไปในทิศทางตรงกันข้ามภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน ความเข้มของแต่ละกระบวนการจะแตกต่างกัน

2.1.1 การทำให้เป็นแร่ของอินทรียวัตถุ

• การสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ปราศจากไนโตรเจน

สารประกอบโพลีแซ็กคาไรด์ (แป้ง เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส) จะถูกไฮโดรไลซ์เป็นโมโนแซ็กคาไรด์เป็นครั้งแรกโดยเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่หลั่งออกมาจากจุลินทรีย์ผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง เช่น แอลกอฮอล์ กรดอะซิติก และกรดออกซาลิกนั้นไม่สะสมได้ง่าย และในที่สุดก็เกิด CO₂ และ H₂O และปล่อยพลังงานความร้อนออกมาจำนวนมากหากการระบายอากาศไม่ดี ภายใต้การกระทำของจุลินทรีย์ โมโนแซ็กคาไรด์จะสลายตัวช้าลง สร้างความร้อนน้อยลง และสะสมผลิตภัณฑ์ระดับกลางซึ่งก็คือกรดอินทรีย์ภายใต้สภาวะของจุลินทรีย์ที่ขับไล่ก๊าซ สามารถผลิตสารรีดิวซ์ เช่น CH₄ และ H₂ ได้

• การสลายตัวจากสารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจน

สารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนในปุ๋ยหมัก ได้แก่ โปรตีน กรดอะมิโน อัลคาลอยด์ ฮิวมัส และอื่นๆยกเว้นฮิวมัส ส่วนใหญ่ย่อยสลายได้ง่ายตัวอย่างเช่น โปรตีนภายใต้การทำงานของโปรติเอสที่หลั่งออกมาจากจุลินทรีย์ จะย่อยสลายทีละขั้นตอน สร้างกรดอะมิโนต่างๆ จากนั้นสร้างเกลือแอมโมเนียมและไนเตรตตามลำดับผ่านแอมโมเนียและไนเตรต ซึ่งพืชสามารถดูดซึมและนำไปใช้ประโยชน์ได้

• การเปลี่ยนแปลงของสารประกอบอินทรีย์ที่มีฟอสฟอรัสในปุ๋ยหมัก

ภายใต้การกระทำของจุลินทรีย์ saprophytic หลายชนิด จะสร้างกรดฟอสฟอริกซึ่งกลายเป็นสารอาหารที่พืชสามารถดูดซึมและนำไปใช้ได้

• การแปลงสารอินทรีย์ที่มีกำมะถัน

สารอินทรีย์ที่มีกำมะถันในปุ๋ยหมักผ่านบทบาทของจุลินทรีย์ในการผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ไฮโดรเจนซัลไฟด์นั้นสะสมได้ง่ายในสภาพแวดล้อมของก๊าซที่ไม่ชอบ และอาจเป็นพิษต่อพืชและจุลินทรีย์ได้แต่ภายใต้สภาวะที่มีการระบายอากาศดี ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดซัลฟิวริกภายใต้การกระทำของแบคทีเรียกำมะถัน และทำปฏิกิริยากับฐานของปุ๋ยหมักเพื่อสร้างซัลเฟต ซึ่งไม่เพียงแต่กำจัดความเป็นพิษของไฮโดรเจนซัลไฟด์เท่านั้น และกลายเป็นสารอาหารกำมะถันที่พืชสามารถดูดซับได้ภายใต้สภาวะที่มีการระบายอากาศไม่ดี จะเกิดซัลเฟต ซึ่งทำให้ H₂S สูญเสียไปและทำให้พืชเป็นพิษในกระบวนการหมักปุ๋ยหมัก สามารถปรับปรุงการเติมอากาศของปุ๋ยหมักได้โดยการพลิกกลับปุ๋ยหมักเป็นประจำ จึงสามารถกำจัดสารต้านกำมะถันได้

• การแปลงไขมันและสารประกอบอินทรีย์ที่มีกลิ่นหอม

เช่น แทนนินและเรซิน มีความซับซ้อนและย่อยสลายช้า และผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายยังเป็น CO₂ และลิกนินจากน้ำเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่เสถียรซึ่งมีวัสดุจากพืช (เช่น เปลือกไม้ ขี้เลื่อย ฯลฯ) ในการทำปุ๋ยหมักย่อยสลายได้ยากมากเนื่องจากมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและนิวเคลียสของอะโรมาติกภายใต้สภาวะที่มีการระบายอากาศที่ดี นิวเคลียสอะโรมาติกสามารถเปลี่ยนเป็นสารประกอบควินอยด์ได้ผ่านการกระทำของเชื้อราและแอคติโนมัยสีท ซึ่งเป็นหนึ่งในวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์ฮิวมัสอีกครั้งแน่นอนว่าสารเหล่านี้จะยังคงถูกทำลายต่อไปภายใต้เงื่อนไขบางประการ

โดยสรุป การทำให้เป็นแร่ธาตุของอินทรียวัตถุที่ทำปุ๋ยหมักสามารถให้สารอาหารที่ออกฤทธิ์เร็วสำหรับพืชผลและจุลินทรีย์ ให้พลังงานสำหรับกิจกรรมของจุลินทรีย์ และเตรียมวัสดุพื้นฐานสำหรับการทำความชื้นของอินทรียวัตถุที่ทำปุ๋ยหมักเมื่อการทำปุ๋ยหมักถูกครอบงำโดยจุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจน สารอินทรีย์จะถูกทำให้เป็นแร่ธาตุอย่างรวดเร็วเพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และสารอาหารอื่นๆ มากขึ้น สลายตัวอย่างรวดเร็วและทั่วถึง และปล่อยพลังงานความร้อนจำนวนมาก การสลายตัวของสารอินทรีย์จะช้าและมักจะไม่สมบูรณ์ ปล่อยน้อยลง พลังงานความร้อนและผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวนอกเหนือจากธาตุอาหารพืชแล้ว ยังง่ายต่อการสะสมกรดอินทรีย์และสารรีดักชัน เช่น CH₄, H₂S, PH₃, H₂ เป็นต้นการให้ปุ๋ยหมักระหว่างการหมักจึงมีจุดประสงค์เพื่อเปลี่ยนชนิดของกิจกรรมของจุลินทรีย์เพื่อกำจัดสารอันตราย

2.1.2 การทำความชื้นของสารอินทรีย์

มีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับการก่อตัวของฮิวมัส ซึ่งสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็น 2 ขั้นตอน ขั้นแรก เมื่อสารอินทรีย์ที่ตกค้างแตกตัวเป็นวัตถุดิบที่ประกอบกันเป็นโมเลกุลของฮิวมัส ขั้นที่สอง โพลีฟีนอลจะถูกออกซิไดซ์เป็นควิโนน โดยโพลีฟีนอลออกซิเดสที่จุลินทรีย์หลั่งออกมา จากนั้นควิโนนจะถูกควบแน่นด้วยกรดอะมิโนหรือเปปไทด์เพื่อสร้างฮิวมัสโมโนเมอร์เนื่องจากฟีนอล ควินิน กรดอะมิโนหลากหลาย การควบแน่นร่วมกันไม่เหมือนกัน ดังนั้นการก่อตัวของฮิวมัสโมโนเมอร์จึงมีความหลากหลายเช่นกันภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน โมโนเมอร์เหล่านี้จะควบแน่นเพิ่มเติมเพื่อสร้างโมเลกุลที่มีขนาดต่างกัน

2.2 การเปลี่ยนแปลงของโลหะหนักระหว่างการทำปุ๋ยหมัก

กากตะกอนจากเทศบาลเป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่ดีที่สุดสำหรับการทำปุ๋ยหมักและการหมัก เนื่องจากมีสารอาหารและอินทรียวัตถุที่อุดมสมบูรณ์สำหรับการเจริญเติบโตของพืชผลแต่กากตะกอนจากชุมชนมักประกอบด้วยโลหะหนัก โลหะหนักเหล่านี้โดยทั่วไปหมายถึง ปรอท โครเมียม แคดเมียม ตะกั่ว สารหนู และอื่นๆจุลินทรีย์ โดยเฉพาะแบคทีเรียและเชื้อรา มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพของโลหะหนักแม้ว่าจุลินทรีย์บางชนิดจะเปลี่ยนแปลงการมีอยู่ของโลหะหนักในสิ่งแวดล้อม ทำให้สารเคมีเป็นพิษมากขึ้นและก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมร้ายแรง หรือทำให้โลหะหนักเข้มข้น และสะสมในห่วงโซ่อาหารแต่จุลินทรีย์บางชนิดสามารถช่วยปรับปรุงสภาพแวดล้อมโดยการกำจัดโลหะหนักออกจากสิ่งแวดล้อมผ่านการกระทำทั้งทางตรงและทางอ้อมการเปลี่ยนแปลงทางจุลชีพของ HG รวมถึงสามลักษณะ ได้แก่ เมทิลเลชันของปรอทอนินทรีย์ (Hg₂+) การลดลงของปรอทอนินทรีย์ (Hg₂+) เป็น HG0 การสลายตัว และการลดลงของเมทิลเมอร์คิวรีและสารประกอบปรอทอินทรีย์อื่นๆ เป็น HG0จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถเปลี่ยนปรอทอนินทรีย์และสารอินทรีย์ให้เป็นธาตุปรอทได้ เรียกว่า จุลินทรีย์ต้านทานสารปรอทแม้ว่าจุลินทรีย์จะไม่สามารถย่อยสลายโลหะหนักได้ แต่ก็สามารถลดความเป็นพิษของโลหะหนักได้โดยการควบคุมวิถีการเปลี่ยนแปลงของพวกมัน

2.3 กระบวนการทำปุ๋ยหมักและการหมัก

การทำปุ๋ยหมักเป็นรูปแบบหนึ่งของการปรับสภาพของเสีย แต่ต้องใช้ความชื้นพิเศษ สภาวะการเติมอากาศ และจุลินทรีย์เพื่อสร้างอุณหภูมิที่เหมาะสมคาดว่าอุณหภูมิจะสูงกว่า 45 °C (ประมาณ 113 องศาฟาเรนไฮต์) ทำให้อุณหภูมิสูงพอที่จะยับยั้งเชื้อโรคและฆ่าเมล็ดวัชพืชได้อัตราการย่อยสลายของสารอินทรีย์ที่เหลือหลังจากการทำปุ๋ยหมักที่สมเหตุสมผลนั้นต่ำ ค่อนข้างคงที่ และพืชดูดซึมได้ง่ายกลิ่นสามารถลดลงได้อย่างมากหลังจากทำปุ๋ยหมัก

กระบวนการทำปุ๋ยหมักเกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์หลายชนิดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของวัตถุดิบและเงื่อนไข ปริมาณของจุลินทรีย์ต่างๆ ก็เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเช่นกัน ดังนั้นจึงไม่มีจุลินทรีย์ใดมีอิทธิพลเหนือกระบวนการทำปุ๋ยหมักเสมอไปสภาพแวดล้อมแต่ละแห่งมีชุมชนจุลินทรีย์เฉพาะ และความหลากหลายของจุลินทรีย์ช่วยให้สามารถทำปุ๋ยหมักเพื่อหลีกเลี่ยงการล่มสลายของระบบ แม้ว่าสภาวะภายนอกจะเปลี่ยนไปก็ตาม

กระบวนการทำปุ๋ยหมักส่วนใหญ่ดำเนินการโดยจุลินทรีย์ซึ่งเป็นตัวหลักในการหมักปุ๋ยหมักจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการทำปุ๋ยหมักมาจากสองแหล่ง ได้แก่ จุลินทรีย์จำนวนมากที่มีอยู่ในขยะอินทรีย์ และหัวเชื้อจุลินทรีย์เทียมภายใต้เงื่อนไขบางประการ สายพันธุ์เหล่านี้มีความสามารถในการย่อยสลายขยะอินทรีย์บางชนิดได้ดี และมีลักษณะเฉพาะของกิจกรรมที่รุนแรง การขยายพันธุ์อย่างรวดเร็ว และการสลายตัวของสารอินทรีย์อย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถเร่งกระบวนการทำปุ๋ยหมัก ลดระยะเวลาปฏิกิริยาการทำปุ๋ยหมัก

การทำปุ๋ยหมักโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นการทำปุ๋ยหมักแบบใช้ออกซิเจนและการทำปุ๋ยหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนสองประเภทการทำปุ๋ยหมักแบบแอโรบิกเป็นกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะไร้อากาศ และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของมันคือคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และความร้อนเป็นหลักการทำปุ๋ยหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการย่อยสลายของสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะไร้อากาศ เมแทบอไลต์สุดท้ายของการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนคือมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และสารตัวกลางที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ เช่น กรดอินทรีย์

สายพันธุ์จุลินทรีย์หลักที่เกี่ยวข้องในกระบวนการทำปุ๋ยหมัก ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา และแอคติโนมัยสีทจุลินทรีย์ทั้งสามชนิดนี้มีแบคทีเรียประเภทเมโซฟิลิกและแบคทีเรียไฮเปอร์เทอร์โมฟิลิก

ในระหว่างกระบวนการทำปุ๋ยหมัก ประชากรจุลินทรีย์จะเปลี่ยนสลับกันดังนี้ ชุมชนจุลินทรีย์อุณหภูมิต่ำและปานกลางเปลี่ยนเป็นชุมชนจุลินทรีย์อุณหภูมิปานกลางและสูง และชุมชนจุลินทรีย์อุณหภูมิปานกลางและสูงเปลี่ยนเป็นชุมชนจุลินทรีย์อุณหภูมิปานกลางและอุณหภูมิต่ำด้วยการขยายเวลาการทำปุ๋ยหมัก แบคทีเรียค่อยๆ ลดลง แอคติโนมัยสีทค่อยๆ เพิ่มขึ้น และราและยีสต์เมื่อสิ้นสุดการทำปุ๋ยหมักก็ลดลงอย่างมาก

กระบวนการหมักปุ๋ยหมักอินทรีย์สามารถแบ่งง่ายๆ ออกเป็นสี่ขั้นตอน:

2.3.1 ระหว่างขั้นตอนการให้ความร้อน

ในช่วงเริ่มต้นของการทำปุ๋ยหมัก จุลินทรีย์ในปุ๋ยหมักส่วนใหญ่อยู่ในอุณหภูมิปานกลางและบรรยากาศที่ดี ซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่ แบคทีเรียที่ไม่ใช่สปอร์ แบคทีเรียสปอร์ และราพวกเขาเริ่มกระบวนการหมักปุ๋ยหมักและย่อยสลายอินทรียวัตถุ (เช่น น้ำตาลเชิงเดี่ยว แป้ง โปรตีน ฯลฯ) อย่างแรงภายใต้สภาวะบรรยากาศที่ดี ทำให้เกิดความร้อนจำนวนมากและเพิ่มอุณหภูมิของปุ๋ยหมักอย่างต่อเนื่อง เพิ่มขึ้นจาก ประมาณ 20 °C (ประมาณ 68 องศาฟาเรนไฮต์) ถึง 40 °C (ประมาณ 104 องศาฟาเรนไฮต์) เรียกว่าระยะไข้หรือระยะอุณหภูมิปานกลาง

2.3.2 ในช่วงที่มีอุณหภูมิสูง

จุลินทรีย์ที่อบอุ่นค่อยๆ เข้าแทนที่จากสายพันธุ์ที่อบอุ่น และอุณหภูมิยังคงเพิ่มสูงขึ้น โดยปกติจะสูงกว่า 50 °C (ประมาณ 122 องศาฟาเรนไฮต์) ภายในเวลาไม่กี่วัน เข้าสู่ช่วงที่มีอุณหภูมิสูงในระยะที่มีอุณหภูมิสูง แอคติโนมัยสีทที่ให้ความร้อนได้ดีและราที่ให้ความร้อนที่ดีจะกลายเป็นสปีชีส์หลักพวกมันย่อยสลายอินทรียวัตถุที่ซับซ้อนในปุ๋ยหมัก เช่น เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส เพคติน และอื่นๆความร้อนจะก่อตัวขึ้นและอุณหภูมิของปุ๋ยหมักจะสูงขึ้นถึง 60 °C (ประมาณ 140 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากในการเร่งกระบวนการทำปุ๋ยหมักการทำปุ๋ยหมักที่ไม่เหมาะสม ระยะเวลาที่อุณหภูมิสูงสั้นมาก หรือไม่มีอุณหภูมิสูง และดังนั้นการสุกแก่ช้ามาก ในระยะเวลาครึ่งปีหรือมากกว่านั้นไม่ใช่สภาวะที่สุกแล้วครึ่งหนึ่ง

2.3.3 ระหว่างขั้นตอนการทำความเย็น

หลังจากช่วงเวลาหนึ่งในช่วงที่มีอุณหภูมิสูง สารเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และเพกตินส่วนใหญ่จะถูกย่อยสลาย เหลือส่วนประกอบที่ซับซ้อนที่ย่อยสลายยาก (เช่น ลิกนิน) และฮิวมัสที่ก่อตัวขึ้นใหม่ กิจกรรมของจุลินทรีย์ลดลง และอุณหภูมิก็ลดลงเรื่อยๆเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 40 °C (ประมาณ 104 องศาฟาเรนไฮต์) จุลินทรีย์มีโซฟิลิกจะกลายเป็นสายพันธุ์ที่โดดเด่น

หากขั้นตอนการเย็นตัวเกิดขึ้นเร็ว สภาวะการทำปุ๋ยหมักจะไม่เหมาะและการสลายตัวของวัสดุจากพืชไม่เพียงพอณ จุดนี้ สามารถกลับกองได้ ซึ่งเป็นการผสมวัสดุกอง เพื่อให้เกิดความร้อนครั้งที่สอง การให้ความร้อนเพื่อส่งเสริมการทำปุ๋ยหมัก

2.3.4 ระยะสุกแก่และการเก็บรักษาปุ๋ย

หลังจากทำปุ๋ยหมัก ปริมาตรจะลดลงและอุณหภูมิของปุ๋ยหมักลดลงจนสูงกว่าอุณหภูมิของอากาศเล็กน้อย จากนั้นควรกดปุ๋ยหมักให้แน่น ส่งผลให้เกิดสภาวะไร้อากาศและทำให้แร่ธาตุของอินทรียวัตถุอ่อนลงเพื่อเก็บรักษาปุ๋ย

กล่าวโดยย่อ กระบวนการหมักของปุ๋ยหมักอินทรีย์คือกระบวนการเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์และการสืบพันธุ์กระบวนการเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์คือกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์การสลายตัวของสารอินทรีย์ก่อให้เกิดพลังงาน ซึ่งขับเคลื่อนกระบวนการทำปุ๋ยหมัก เพิ่มอุณหภูมิ และทำให้พื้นผิวเปียกแห้ง

 
หากคุณมีคำถามหรือความต้องการอื่น ๆ โปรดติดต่อเราตามช่องทางต่อไปนี้:
วอทส์แอพ: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com