유기퇴비 발효 원리

1. 개요

모든 종류의 자격을 갖춘 고품질 유기 퇴비 생산은 퇴비화 발효 과정을 거쳐야 합니다.퇴비화는 토지 이용에 적합한 제품을 생산하기 위해 특정 조건에서 미생물에 의해 유기물이 분해되고 안정화되는 과정입니다.

유기 폐기물을 처리하고 비료를 만드는 고대의 간단한 방법인 퇴비화는 생태학적 중요성 때문에 많은 국가에서 많은 관심을 끌었으며 농업 생산에도 이점을 가져옵니다.분해된 퇴비를 묘상으로 사용하여 토양 매개 질병을 방제할 수 있다고 보고되었습니다.퇴비화 과정의 고온 단계 후에 길항 박테리아의 수는 매우 높은 수준에 도달할 수 있으며 분해가 쉽지 않고 안정적이며 작물에 흡수되기 쉽습니다.한편, 미생물의 작용으로 중금속의 독성을 일정 범위 내에서 감소시킬 수 있다.퇴비화는 생태 농업의 발전에 유익한 생물 유기 비료를 생산하는 간단하고 효과적인 방법임을 알 수 있습니다. 

퇴비는 왜 이렇게 작동합니까?다음은 퇴비화의 원리에 대한 보다 자세한 설명입니다.

 2. 유기퇴비 발효 원리

2.1 퇴비화 중 유기물의 전환

미생물의 작용으로 퇴비 내 유기물이 변하는 과정은 두 가지 과정으로 요약할 수 있다. 하나는 유기물의 광물화, 즉 복합 유기물을 단순 물질로 분해하는 과정이고, 다른 하나는 유기물의 가습 과정이다. 즉, 더 복잡한 특수 유기물 부식질을 생성하기 위한 유기물의 분해 및 합성입니다.두 프로세스는 동시에 수행되지만 반대 방향으로 수행됩니다.조건이 다르면 각 프로세스의 강도가 다릅니다.

2.1.1 유기물의 광물화

• 무질소 유기물의 분해

다당류 화합물(전분, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스)은 먼저 미생물이 분비하는 가수분해 효소에 의해 단당류로 가수분해됩니다.알코올, 아세트산, 옥살산 등의 중간 생성물은 쉽게 축적되지 않아 최종적으로 CO₂와 H₂O를 형성하고 많은 열에너지를 방출한다.통풍이 잘 안되면 미생물의 작용으로 단당류가 천천히 분해되고 열이 적게 발생하며 일부 중간 생성물인 유기산이 축적됩니다.가스를 내뿜는 미생물의 조건 하에서 CH₄ 및 H₂와 같은 환원 물질이 생성될 수 있습니다.

• 질소 함유 유기물의 분해

퇴비의 질소 함유 유기물에는 단백질, 아미노산, 알칼로이드, 후무스 등이 포함됩니다.부엽토를 제외하면 대부분 쉽게 분해된다.예를 들어, 단백질은 미생물이 분비하는 프로테아제의 작용으로 단계적으로 분해되어 다양한 아미노산을 생성한 다음 암모니아와 니트로화를 통해 각각 암모늄염과 질산염을 형성하여 식물에 흡수되어 이용될 수 있습니다.

• 퇴비에서 인 함유 유기 화합물의 변환

다양한 부생 미생물의 작용으로 인산을 형성하여 식물이 흡수하고 활용할 수 있는 영양소가 됩니다.

• 유황 함유 유기물의 전환

황화수소를 생성하는 미생물의 역할을 통해 퇴비의 유황 함유 유기물.황화수소는 가스를 싫어하는 환경에서 축적되기 쉽고 식물과 미생물에 유독할 수 있습니다.그러나 통풍이 잘 되는 조건에서 황화수소는 유황 박테리아의 작용으로 황산으로 산화되고 퇴비의 염기와 반응하여 황산염을 형성하며 이는 황화수소의 독성을 제거할 뿐만 아니라 식물이 흡수할 수 있는 유황 영양소가 됩니다.환기가 잘 안 되는 조건에서 황산화가 일어나 H₂S가 손실되어 식물에 독이 됩니다.퇴비를 발효시키는 과정에서 퇴비를 주기적으로 뒤집어 주면 퇴비의 통기를 개선할 수 있어 항황화를 없앨 수 있다.

• 지질 및 방향족 유기화합물의 전환

탄닌, 수지 등과 같이 복잡하고 분해가 느리며 최종 생성물도 CO₂와 물이다.복잡한 구조와 방향족 핵으로 인해 분해하기가 매우 어렵습니다.통풍이 잘 되는 조건에서 방향핵은 부식질의 재합성 원료 중 하나인 방선균과 균류의 작용을 통해 퀴노이드 화합물로 전환될 수 있다.물론 이러한 물질은 특정 조건에서 계속 분해됩니다.

요약하면, 퇴비화된 유기물의 광물화는 작물과 미생물에 빠르게 작용하는 영양분을 제공하고, 미생물 활동을 위한 에너지를 제공하며, 퇴비화된 유기물의 가습을 위한 기본 재료를 준비할 수 있습니다.퇴비화가 호기성 미생물에 의해 지배되면 유기물은 빠르게 광물화되어 더 많은 이산화탄소, 물 및 기타 영양소를 생성하고 빠르고 철저하게 분해되며 많은 열 에너지를 방출합니다. 유기물의 분해는 느리고 종종 불완전하여 방출량이 적습니다. 열에너지, 분해산물은 식물영양소에 더하여 유기산과 CH₄, H₂S, PH₃, H₂ 등의 환원물질이 축적되기 쉽다.따라서 발효 중 퇴비를 기울이는 것은 유해 물질을 제거하기 위해 미생물 활동 유형을 변경하기 위한 것이기도 합니다.

2.1.2 유기물의 가습

부엽토의 형성에 대해서는 여러 가지 이론이 있는데, 크게 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 유기 잔류물이 분해되어 부식질 분자를 구성하는 원료를 형성하는 단계이고, 두 번째 단계는 폴리페놀이 퀴논으로 산화되는 단계입니다. 미생물이 분비하는 Polyphenol oxidase에 의해 quinone이 아미노산이나 펩타이드와 축합되어 부엽토 모노머를 형성한다.페놀, 퀴닌, 아미노산 변종, 상호 축합이 같지 않기 때문에 부식질 단량체의 형성도 다양하다.서로 다른 조건에서 이러한 단량체는 더 응축되어 서로 다른 크기의 분자를 형성합니다.

2.2 퇴비화 중 중금속 전환

도시 슬러지는 농작물 성장에 필요한 풍부한 영양분과 유기물을 함유하고 있기 때문에 퇴비화 및 발효에 가장 적합한 원료 중 하나입니다.그러나 도시 슬러지에는 종종 중금속이 포함되어 있으며 이러한 중금속은 일반적으로 수은, 크롬, 카드뮴, 납, 비소 등을 나타냅니다.미생물, 특히 박테리아와 곰팡이는 중금속의 생물학적 변형에 중요한 역할을 합니다.일부 미생물은 환경에서 중금속의 존재를 변화시킬 수 있지만 화학 물질의 독성을 높이고 심각한 환경 문제를 일으키거나 중금속을 농축하고 먹이 사슬을 통해 축적합니다.그러나 일부 미생물은 직간접적인 작용을 통해 환경에서 중금속을 제거하여 환경을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.HG의 미생물 변형은 세 가지 측면, 즉 무기 수은(Hg₂+)의 메틸화, 무기 수은(Hg₂+)의 HG0로의 환원, 분해 및 메틸 수은 및 기타 유기 수은 화합물의 HG0으로의 환원을 포함합니다.무기 및 유기 수은을 원소 수은으로 전환할 수 있는 이러한 미생물을 수은 저항성 미생물이라고 합니다.미생물은 중금속을 분해할 수 없지만, 중금속의 변형 경로를 조절함으로써 중금속의 독성을 줄일 수 있습니다.

2.3 퇴비화 및 발효 공정

퇴비화는 폐기물 안정화의 한 형태이지만 적절한 온도를 생성하기 위해 특별한 습도, 통기 조건 및 미생물이 필요합니다.온도는 45°C(화씨 약 113도) 이상으로 생각되어 병원균을 불활성화하고 잡초 종자를 죽일 수 있을 만큼 충분히 높게 유지됩니다.합리적인 퇴비화 후 잔류 유기물의 분해율은 낮고 비교적 안정적이며 식물에 흡수되기 쉽습니다.퇴비화 후 악취를 크게 줄일 수 있습니다.

퇴비화 과정에는 다양한 종류의 미생물이 관여합니다.원료와 조건의 변화로 인해 다양한 미생물의 양도 끊임없이 변화하고 있기 때문에 퇴비화 과정을 항상 지배하는 미생물은 없습니다.각 환경에는 고유한 미생물 군집이 있으며 미생물 다양성을 통해 외부 조건이 변경되더라도 시스템 붕괴를 방지하기 위해 퇴비화가 가능합니다.

퇴비화 공정은 주로 퇴비화 발효의 주체인 미생물에 의해 이루어진다.퇴비화에 관여하는 미생물은 유기 폐기물에 이미 존재하는 많은 수의 미생물과 인공 미생물 접종원의 두 가지 출처에서 나옵니다.특정 조건에서 이러한 균주는 일부 유기 폐기물을 분해하는 강력한 능력을 가지고 있으며 강력한 활동, 빠른 번식 및 유기물의 빠른 분해 특성을 가지고 있어 퇴비화 과정을 가속화하고 퇴비화 반응 시간을 단축할 수 있습니다.

퇴비화는 일반적으로 호기성 퇴비화와 혐기성 퇴비화 두 종류로 나뉩니다.호기성 퇴비화는 호기성 조건에서 유기 물질의 분해 과정이며 그 대사 산물은 주로 이산화탄소, 물 및 열입니다.혐기성 퇴비화는 혐기성 조건에서 유기 물질의 분해 과정이며, 혐기성 분해의 최종 대사 산물은 메탄, 이산화탄소 및 유기산과 같은 많은 저분자량 중간체입니다.

퇴비화 과정에 관여하는 주요 미생물 종은 박테리아, 곰팡이 및 방선균입니다.이 세 종류의 미생물은 모두 중온성 세균과 초고열성 세균을 가지고 있습니다.

퇴비화 과정에서 미생물 개체수는 다음과 같이 번갈아 가며 변했습니다. 저온 및 중온 미생물 군집은 중온 및 고온 미생물 군집으로 변경되었으며 중온 및 고온 미생물 군집은 중온 및 저온 미생물 군집으로 변경되었습니다.퇴비화 시간이 연장됨에 따라 박테리아는 점차 감소하고 방선균은 점차 증가하며 퇴비화 종료시 곰팡이와 효모는 크게 감소했습니다.

유기 퇴비의 발효 과정은 간단히 네 단계로 나눌 수 있습니다.

2.3.1 가열 단계 동안

퇴비화 초기 단계에서 퇴비 속의 미생물은 주로 온도가 적당하고 분위기가 좋으며 그 중 무포자세균, 포자세균, 곰팡이류가 가장 흔하다.퇴비의 발효과정을 시작하여 좋은 분위기의 조건에서 유기물(단당, 전분, 단백질 등)을 활발히 분해하여 많은 열을 발생시키고 지속적으로 퇴비의 온도를 상승시키며, 약 20°C(화씨 약 68도) ~ 40°C(화씨 약 104도)를 발열 단계 또는 중간 온도 단계라고 합니다.

2.3.2 고온 시

온난한 미생물은 점차 온난한 종을 대체하고 온도는 계속 상승하여 일반적으로 며칠 내에 50°C(화씨 약 122도) 이상으로 고온 단계로 들어갑니다.고온기에는 좋은열방선균과 좋은열병균이 주종을 이룬다.이들은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 펙틴 등과 같은 퇴비의 복잡한 유기물을 분해합니다.열이 축적되고 퇴비 온도가 60 °C(화씨 약 140도)까지 올라가는데, 이는 퇴비화 과정을 가속화하는 데 매우 중요합니다.퇴비를 부적절하게 퇴비화하면 고온 기간이 매우 짧거나 고온이 없으므로 성숙이 매우 느려 반년 이상의 기간이 반 성숙 상태가 아닙니다.

2.3.3 냉각 단계 동안

고온 단계에서 일정 기간이 지나면 대부분의 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 펙틴 물질이 분해되어 분해하기 어려운 복합 성분(예: 리그닌)과 새로 형성된 부식질을 남기고 미생물의 활동이 감소합니다. 그리고 서서히 온도가 내려갔다.온도가 40 °C(화씨 약 104도) 아래로 떨어지면 중온성 미생물이 우세한 종이 됩니다.

냉각 단계가 일찍 오면 퇴비화 조건이 이상적이지 않고 식물 재료의 분해가 충분하지 않습니다.이 시점에서 퇴비화를 촉진하기 위해 두 번째 가열, 가열을 생성하도록 더미 재료 혼합인 더미를 돌릴 수 있습니다.

2.3.4 성숙 및 비료 보존 단계

퇴비화 후에는 부피가 감소하고 퇴비의 온도가 공기의 온도보다 약간 높게 떨어지면 퇴비를 단단히 압착하여 혐기성 상태가 되고 유기물의 광물화를 약화시켜 비료를 유지해야 합니다.

요컨대, 유기 퇴비의 발효 과정은 미생물 대사 및 번식 과정입니다.미생물 대사 과정은 유기물 분해 과정입니다.유기물의 분해는 퇴비화 과정을 촉진하고 온도를 높이며 젖은 기질을 건조시키는 에너지를 생산합니다.

 
다른 질문이나 요구 사항이 있으면 다음 방법으로 문의하십시오.
왓츠앱: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com