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堆肥原理的田间调查 | 农场实例

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写在前面

上一篇我写了池田秀夫老师来中国教堆肥的原理,本篇将分享池田老师走访成都周边农场,检查农夫堆肥情况的案例。

有人留言问,这个技术在中国推行了 20 年,有没有成功案例?首先,池田老师讲的不是技术,而是原理,只要做,就是“成功”的。其次,据我了解,池田老师心中并没有所谓的“成功”概念,只有“越做越好”的态度。堆肥除了帮助农夫改良土壤之外,也是让农夫走上自力更生这条路的手段。池田老师研究了20 多年的堆肥,他在山东等地做了长时间的对比实验,监测不同堆肥方法的适用性,然后不断调整、实践、再调整、再实践,最后提炼出了堆肥的原理,并就各地不同的土壤情况提出了技术上的建议。

了解堆肥的原理,利用现有的资源制作堆肥而不受制于技术的条条框框,是我撰写文章的动力。

学习堆肥原理,对想要自食其力的农夫来说,尤为适合。新时代的农夫,不再是听任专家、学者摆布的对象,理应加强理念的学习,继而融会贯通,再创造出适合自家农场的堆肥技术。堆肥不是难事,做好堆肥也不是难事,难的是按照标准一步步严格执行,最终制作出符合预期的堆肥。

良好的堆肥,不仅可用来种水稻、小麦等粮食作物,也能用来种蔬菜、果树等。它的适用范围广,而且不用深松机也能让土壤不板结,但就要求农夫按部就班地坚持做。

再次用池田老师的话来结束开场:“方便的方法都是不好的方法。”共勉之。

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堆肥的原理

在此简要回顾一下什么是堆肥呢?“堆肥是微生物在有氧条件下,分解发酵有机物,形成稳定的腐殖质的过程。”有三个重点:“有氧条件”、“分解发酵”和“稳定的腐殖质”。

堆肥五要素:营养、水、空气、温度和时间。

营养:几乎所有的有机物都可以做堆肥,根据材料的分解难易和营养高低分为土壤改良型堆肥原料和营养型堆肥原料,越难分解的材料(碳氮比C/N高)制作的堆肥土壤改良效果越好。比如当前普遍营养过剩但缺腐殖质的土壤,就需要C/N 比高的原料来做堆肥。

水:控制湿度,60%的湿度有利于微生物活动;太湿可能导致厌氧发酵;太干将导致微生物休眠。

空气:促进有氧发酵,不够疏松的堆体可能导致厌氧发酵的产生。

温度:在不同的阶段,温度是不同的。高质量的堆肥最高温要达到 70-80 摄氏度以上,这样不仅消灭了病菌杂菌、草籽,还可以促进堆肥原料的分解发酵。这是非常重要的。

时间:不同材质的堆肥所需的时间不同,一般常用堆肥材料 3-6 个月,树枝堆肥要 1 年以上。

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农场介绍

本次课程因为开在成都,所以考察的农场以在成都及附近的为主,它们是:双流鹿溪农场、眉山遇见农场、郫都雪梅农场、金堂亮亮农场、金堂憨豆农场、北川妈妈农场和绵阳雨浓农场。(农场详情可搜索“成都生活市集”公众号了解)

7个农场中,除了雨浓农场是产业园的规模,有条件购买大型机械外,其他的农场机械化程度都不高,所使用的也以小型机器为主,有的农场还需要从村上借机器使用。在人手有限,机械化程度不高的情况下,掌握了堆肥原理,照样可以制作出高质量的堆肥。

我将按照实际的探访顺序,带大家跟着池田老师做“堆肥”的田野调查。池田老师是一位非常严谨、认真的老师,由于探访时间有限,所以他的关注点在指出农场的问题(也就是挑毛病)。仔细阅读全文,您收获的将不仅是堆肥的原理和技术,还有更重要的“做人做事”的态度。

农场实例

鹿溪农场

http://www.yogeev.com/article/97543.html

这是取自鹿溪农场相邻两块地的土。使用农场自制堆肥后不到半年,土壤已有明显改善。左边颜色较深的土块呈深褐色,土质松、有孔隙,与右下方没有使用堆肥的土块对比明显。

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这是鹿溪农场的堆肥场所。因为是试验阶段,所以他们没有修建水泥堆肥池。其实,只要满足遮盖、防雨、排水的基本功能,堆肥就能立即做起来。积累了足够的经验,了解农场所需的堆肥量后,再根据需要建堆肥池都来得及。

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鹿溪农场的堆体基本上达到了要求,高 1.2 米左右,呈方块形,这样有利于升温。

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堆体的湿度也合适,捏上去润润的,使劲捏能挤出少许水。农场的堆体原料材质,有菌渣为主的堆肥,也有中药渣为主的堆肥。目前来看,没有完全分解,还在分解过程中。当时看来,由于温度没有达到最高温,堆体内部发生了厌氧状况(有刺激性气味、颜色发青),所以要翻堆。

大家帮农场翻堆中

大家帮农场翻堆中

检查原料是否分解的一个办法是捏一捏,如果碎掉,就表示已经初步分解了。完熟的堆肥看不出原料的性状和状态,黑黑的,绵绵的,有土壤的芳香味。鹿溪农场的土地缺少腐殖质,因此,他们选择用C/N比高的原材料进行堆肥。

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这是农场完熟的堆肥,颗粒均匀,像土。这样的堆肥含有丰富的有机质,埋在土里不仅有助于植物生长,也利于改善土壤。

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农场采用的树叶覆盖,不过池田老师说有点浪费。树叶是非常好的堆肥原料,碳氮比较高,还含有丰富的微量元素,如果只是覆盖在土壤表面,分解很慢(可以明显看出覆盖在土壤表面的叶子还是原料的样子,没有分解的迹象),即使挨着土壤的部分分解了,也只是提高了土壤表面的腐殖质含量,对于根系附近的土壤改善并没有明显作用。在覆盖的过程中,树叶的营养也会流失。

善于堆肥,就是要善于观察、思考,用有限的资源创造尽可能大的价值。我们在做一件事(一个动作)前,要想清楚为什么做,做的目的是什么。不然,下的功夫越大,离目标也越远。

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池田老师翻开落叶查看土质,他看到了白色的菌丝——丝状菌。这说明堆肥并未完熟就被使用了。

使用未完熟的堆肥或做不出完熟堆肥时,要在播种或定植前 1 个月,让它们在土壤中继续分解。如果在种植前 2-3 天使用是有害的,对作物生长不利。

有害的原因有四点:

1,未完全分解的有机物在土壤中分解发酵的时候,可能产生有害物质,阻碍植物根系发育。
2,造成氮饥饿:堆肥还在发酵,微生物也在吸收土壤氮营养,导致氮不足,影响作物吸收营养,有时候有叶片黄花的表现。
3,造成氧气不足:发酵过程中,继续消耗氧气,这会让作物的根呼吸受到抑制,生长不良。
4,未腐熟的材料过干,也会吸收土壤中的水分,影响作物根系吸水。

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这是处在第一阶段(50 摄氏度左右),即丝状菌起作用的阶段,该阶段分解的主要是材料中的糖类和蛋白质,其中大部分物质还未分解。

池田老师提到,化肥和堆肥使用过度都会造成营养超标,土壤营养过多会导致作物生长不良,尤其是病虫害容易发生。就营养的层面来讲,堆肥和化肥最后产生的营养是一样的,区别在于堆肥含有有机质、多样化的微生物和微量元素。营养型的堆肥,如动物粪便为主的堆肥,耐久腐殖质含量少,营养含量高,使用这样的堆肥对改良土壤、解决土壤板结问题是无效的。使用过度反而会导致土壤板结。

遇见农场

结束了在鹿溪农场的学习和考察,我们辗转来到了遇见农场。

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遇见农场的土壤质地是粘土,很明显地可以看到,土壤通透性不佳。

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池田老师教了一个办法了解土壤的质地。取一小块土搓成条,越细越粘,有的甚至可以搓成头发丝那么细。遇见农场的土可以搓成圆珠笔头的粗度,属于粘土。

农场的堆肥材料有稻草、酒糟、菌渣,还有农场养的鸡鸭鹅的粪便。他们按不同配比进行了分堆处理,还利用蚯蚓处理堆肥。可是,我们看到的堆肥却都是未完熟的。

我们在室外看到,农友把稻草直接堆放在露天的空地上。由于太过潮湿,草堆中间部分已产生厌氧发酵。厌氧环境的微生物与有氧发酵是完全不同的,此刻,厌氧菌已经占了上风,这堆草已经不适用于堆肥。池田老师建议他们把稻草埋到土里,这是另一种半腐熟材料的使用方法,是一种应急措施。这种措施使用后,不能马上种东西,要等到堆肥在土壤中分解发酵基本完成后再种植东西。

唐亮与池田老师

唐亮与池田老师

可以看到秸秆已腐坏

可以看到秸秆已腐坏

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稻田里有不少福寿螺的卵,影响收成。土壤营养多,地下虫害多,还需改良。老师给出的建议,一是使用稻草秸秆做堆肥增加腐殖质,二是轮作油菜。

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这一块田在池田老师看来,土壤养分多,植物徒长,病虫害较多。

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走到这儿,池田老师严厉地问:“为什么这样做?”农人做了覆盖,但做的程度和方法都不对。覆盖的作用是保水,应该围着根部绕一圈,而不是像这样随便撒在上面。这样既浪费了稻杆,也起不到覆盖的作用。很多时候,一个动作不是做了就代表完成。池田老师经常问:“你做这个(动作)的目的是什么?”

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走到堆肥的地方,池田老师抓起了一把尚未分解的材料,仔细询问起成分来。农人表示有酒糟的渣。池田老师原本想看一下原材料,但由于已经全部使用,所以没有留下来。根据农友的反馈,池田老师发现这堆肥料因为没有及时翻堆,所以温度上不去,导致一两个月了还没有分解。

等我们走后,农人有了极大的翻堆热情,后来发的图片显示,温度达到了 70 多摄氏度。一件事怕的就是坚持做到家,只要怀着这样的态度,就不怕做不好。

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这是成都田间学校用仪器测试土壤的 EC 值和 pH 值,是一种快捷的测量方法,可做参考。

衡量土壤状况的重要指标是pH值和EC值。

pH 值是酸碱度值,用以衡量土壤酸碱反应的强弱。主要由氢离子和氢氧根离子在土壤溶液中的浓度决定,以pH表示。pH在6.5-7.5之间的为中性土壤;6.5以下为酸性土壤;7.5以上为碱性土壤。不同作物适应的土壤pH 值不同,一般 pH 值在 6.5-7.5 之间中性的土壤适合种植普遍的作物,适应性最广。

EC值是土壤电导率,是测定土壤水溶性盐的指标。EC值过高或过低都会阻碍植物生长,一般在 0.5-1 之间(ms/cm)比较好。测试过程中,我们发现施用化肥过量的土壤,EC 值可达 20,直接爆表。这样一方面营养浪费,另一方面也污染土壤、水环境,还会造成作物徒长,容易发生病虫害。

下面是在遇见农场的测试结果:

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值得注意的是,葡萄地和西红柿地是做了堆肥改良的土壤,可以看到它们的 EC 值较其他地块有明显的改善。堆肥除了有改善土壤化学性的价值,它更重要的作用是物理性的,能疏松土壤,令有机质丰富,微量元素增多。这样,有利于植物根系生长得更发达,植物也就更健康。

雪梅农场

雪梅农场所在的石佛村是成都二级饮用水源地。由于河流研究会的促进,当地村民的环保意识比较强,而雪梅更是其中身体力行的先行者。

上午,池田老师首先检验了雪梅的堆肥。在池田老师没来之前,雪梅比较自信,她认为自己的堆肥非常棒,但等池田老师一一细数问题后,她才明白“知道和做到”之间的距离,原来那么大。

在堆肥里发现了像“鸡腿”的植物根系

在堆肥里发现了像“鸡腿”的植物根系

雪梅做的两处堆肥,有一堆是失败的。首先,她将干草和湿草混合使用。她认为这样水分比例就能中和为 60%,但其实湿草本身含有的水分很难释放出来,干湿发酵的情况不同,导致湿草容易腐败。其次,她没有去除干草中的泥土和石子(也可能因为用的是湿草所以不容易除净),导致堆肥结块。然后,由于人工少(她家只有她和老公)、材料少,所做的堆体小,翻堆又不及时,导致发生了无法逆转的厌氧发酵。

在池田老师的指导下,大家帮雪梅翻了堆,并严格按照堆肥步骤,重新做了一堆崭新的堆肥。

抖落材料上的泥土

抖落材料上的泥土

用机器切碎

用机器切碎

也可以像这样用刀切

也可以像这样用刀切

铺好一层材料(20cm左右),并浇透水,再铺一层新的,铺到至少1.2-1.5m高为止。堆体是方锥形的。

铺好一层材料(20cm左右),并浇透水,再铺一层新的,铺到至少1.2-1.5m高为止。堆体是方锥形的。

雪梅本打算加新的材料到失败的堆肥中,但池田老师表示,旧材料已发酵了一半,加新的材料,有机质发酵的时间不同,已失去作用。每一次翻堆都是检验堆肥发酵状态的时候,及时翻堆能及时发现问题,然后及时调整,等堆肥已经是厌氧发酵,厌氧微生物占据上风后,就很难改变了。所以,建完堆肥后,一定要每天测试温度,温度下降的时候说明堆体内部不适合微生物生长了,就要翻堆调整。一般堆肥温度下降5-10 度的时候要翻堆。

堆肥的原理虽然只有一个,但堆肥技术却有很多,我们需要根据土壤的状况加以选择,以土地为根本。比如,有农友提出了“落叶泡石灰水”这样一种堆肥方法。池田老师表示,虽然可加速分解,但如果土壤本身是碱性的(雪梅家就是),这个方法便不适用。在这里,我也要跳出来提醒各位读者,我们分享的方法基于中国现有土壤状况和农场的实际状况,并不绝对噢。

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在雪梅家,同样也做了土壤测试。施用了堆肥(虽然是不怎么成功的堆肥)的土质较未施的有一些改善。

亮亮农场

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在亮亮农场,池田老师看到了粉红色的岩石,其富含天然的矿物质,是非常难得的不可再生资源。池田老师据此推测,亮亮农场以前是河底。后来,池田老师还专门要求亮亮带大家去看了沉积岩所在的地方。

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经过池田老师的实地调查,亮亮农场的土壤腐殖质少、粘度高、排水性不佳。虽然20cm 深的土看上去比较松软,但那是翻耕起的作用,20cm 下依然是板结层。我们在不少农场都发现了这个现象。“土壤改良的目标是 30-40cm 深都有团粒化结构。”池田老师说。

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亮亮家的堆肥成分主要是稻草(未分解)、牛粪(固液分离)、油菜籽壳/杆。池田老师细心地发现,堆肥中看上去小粒的物质其实是未分解的固体粪便物。后来亮亮介绍农场情况时,屏幕里有一张照片显示,他们收集的牛粪是经过固液分离机处理的,固体的牛粪被分解成了小小的一粒粒的样子,稍不注意就会与成功堆肥的样子混淆。一行人中,只有池田老师注意到了这点,不得不佩服他的观察力。

如果判断错误,那么就会影响接下来的堆肥工作。像我,看到这样的堆肥还以为做得很好呢。在亮亮家我们也做了一次翻堆。

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中国土壤的特征是粘度高、排水性差(长期过量使用化肥的结果)。物理性的改善方法有两个:一是深耕,但这是一次性的,效果不持续;二是堆肥,增加腐殖质和微生物,促进土壤团粒结构形成。

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调节粘土的办法是往里面加难分解的有机物,比如稻草、稻壳、木屑等。不过,像亮亮家这样直接将秸秆堆在地表上,池田老师并不推荐。因为秸秆分解慢,人为造成了浪费。

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像这样粉碎后铺在地表上,分解还慢,也是一种浪费。最好的办法是粉碎为 10cm 左右的材料用来堆肥,有利于增加土壤的有机质。

透过对植物根系的观察,我们也不难发现,有肥料的地方,根系比较发达,而没有肥料的地方根系就少,而且根比较浅,下面还是板结的。

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憨豆农场

憨豆农场在山区,交通不方便。农人没有上过堆肥工作坊,通过微信群,跟着大家边学边做。由于缺少对堆肥原理的深入理解和实操经验,做出来的堆肥确实很差。

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这家的堆肥可以说是彻底失败的。堆肥不够高,用塑料布盖在地上,四周压得很密实,导致空气没法进去。揭开盖布,我们闻到了一股臭味。除了池田老师,没人愿意徒手检查堆肥的质量。但是,我们也别笑话他,因为这种质量的堆肥,我在其他生态农场(还达不到有机标准)经常看到。

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如上图,厌氧环境下的微生物只分解容易分解的物质。我们可以看到树叶的形状没有发生改变,只是颜色变深了,但颜色变化不是判断的依据,完熟的堆肥最后都是像土一样的绵绵的,看不出形状。

很多知识我觉得没办法通过网上学习能扎实掌握,农人之间还是需要加强技术交流,否则固步自封会带来严重的后果。方法不对,走得越久,错得越多。本着学习的精神,我也拿起了一块“堆肥”,但实则是已厌氧发酵的粪便。

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北川妈妈农场

妈妈农场听名字就知道,是一群妈妈在打理的。该农场的学习意愿特别强烈,组织方还制作了幻灯片介绍农场的堆肥情况。

农场做得比较好的是记录完整,但不好的点在于他们对堆肥原则的理解不够,翻堆的次数少,浇水比较多。好笑的是,因为管农业这块的有几个人,所以我们在场看到了三种堆肥,每个人按照自己的理解做出各自的堆肥。有的是按照老办法,直接把树叶堆在一起;有的是按照老师教的办法,但堆体的形状不好,翻堆也不及时;有的由于浇水过多,又没有覆盖,已经形成厌氧发酵(下图)。

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这个(下图)堆体成三角形,散热面积增加了,但翻堆又不及时,加上没有覆盖,导致温度上不去、湿度大,形成了厌氧发酵的环境,已经算是失败了。

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雨浓农场

这个农场和前面几个农场不太一样,很大,是一座山头。土壤比较贫瘠,种植的主要作物是玫瑰。该农场需要的堆肥量也比较大。

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山上有很多带刺的植物,比如树莓、花椒等。池田老师建议可以用玫瑰枝、花椒枝打碎后,加5%的鸡粪制作堆肥。因为农场有条件购买大型机械,所以可以用铲车翻堆,提高效率。

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由于所属山地,所以土壤不缺矿物质但缺营养(氮元素)。用生草覆盖的话,会帮助有机质的增加,但是在氮营养补充上还是不够。池田老师建议可以多种些豆科植物,种 3-4 年,土壤里的氮元素就够了,可以给贫瘠的土地补充些营养。另将杂草还田做覆盖(就地处理),一是保湿,二是节省劳动力。(请注意,这里池田老师并没有要求农人把杂草用来堆肥,因为农场实在太大,所以池田老师因地制宜,选了一个更容易实现的办法)。

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堆肥的知识和应用就分享到这里。纸上谈兵终觉浅,单向交流不尽兴,希望有机会的朋友,还是参加一次由沃土农耕学校、各地田间学校组织的堆肥工作坊,扎扎实实学懂堆肥的原理。以后遇到各种堆肥方法,就能从原则上进行思考,而不被堆肥的表象牵着鼻子走了。

祝大家堆肥愉快!

本文得到沃土农耕学校督导彭月丽协助

最新一期“堆肥笃农家工作坊”之“堆肥与生态农业基础”互助共学活动将于 8 月 14 至 19 日在武汉田间学校举办,有兴趣的朋友不妨关注“沃土可持续农业发展中心”公众号,可获得更多资讯。

有机会原创

草西
草西,有机会主编,写作者;长期关注有机生活实践者的故事,报道小而美的人事物;热衷志愿服务和生命体验;身体力行推广有机。
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