【堆肥科普】什么是“堆肥”？作用和原理？

农人经常提到堆肥，环保人士也经常会使用堆肥的方法来处理厨余垃圾，那究竟什么是堆肥呢？

什么是堆肥？

看看山上的泥土，明明没有人持续施肥，树木和花草却每年都生长茂盛，而且还能种出很多不同种类的作物，微生物也十分活跃。这是天然的堆肥过程，正如古诗“落红不是无情物，化作春泥更护花”中描述的一样，地球上的生物都是以这种方式将从自然界获得的能量和营养还给大自然的。

而我们这里所说的“堆肥”，其实就是人们通过学习自然界循环而建立的一种技术，用于模拟这一自然规律。

具体来讲，「堆肥」就是指以人为的方式在一定的温度、湿度、空气等条件下，调控打造出适合微生物活动的环境，通过微生物把落叶、杂草、生厨余、粪便等有机物，分解转化为熟成、稳定的腐殖质的过程。这些营养物质可以作为肥料，提供植物生长繁殖所需的养分，从而形成一个循环。

在大自然的环境中，堆肥是一个比较漫长的过程，但经过人为控制条件，我们可以在数周到数月完成一次堆肥。

堆肥的作用

堆肥对有机农业有着重要作用，一般来讲，堆肥具有以下作用和效果。

• 增加土壤中的微生物种类和数量 堆肥可以把泥土变得更肥沃及更有活力。混入了堆肥的泥土，因为拥有更丰富的微生物群落，会使土壤充满生命力，加速作物根部对营养的吸收，自然种出来的蔬菜也更美味。
• 提高作物对病虫害的防御能力 由于泥土充满活力，生物间互相形成平衡，就不会只有特定的恶性微生物大量繁殖而引致疾病，对疾病或具有更高的防御力，即使不使用农药，也能大大降低作物生病的概率。
• 让土壤变得蓬松 适合蔬菜生长的理想泥土通常具有透水性佳、通气性和保水力强的特质，摸起来松松软软，触感柔软，堆肥可以帮助泥土形成团粒构造的结构。一块定期给予堆肥的农田，基本上可以不使用肥料也能种出健康的植物。
• 提高土壤保肥力 植物性堆肥中含有的纤维和分解出来的腐殖质，具有吸附肥料的能力。持续性放入堆肥，就能提高土壤的保肥力。
• 同時提供重要元素和微量元素 堆肥中含有植物生长不可缺少的微量元素和氮、磷、钾三大元素。不过，它所含有的浓度不及化学肥料多，因为它的主要目的是土壤改良剂，而不是直接让植物吸收营养。

堆肥的原理

堆肥的原理就是利用微生物天然的分解能力，把各种堆肥的材料（例如厨余、杂草、落叶等）的大物质分解成较小份子养分以便植物吸收。在这个过程中，我们需要控制好四个主要因素，分別是碳、氮、氧气和水分。

微生物的生长需要碳和氮，碳主要用来提供它们生长所需的能量，氮则用于转化成蛋白质，让它们生长。这就是我们经常 听到的「碳氮比」（C:N Ratio）。两种营养的提供需要均衡，如果碳太多而氮不够，微生物就会不够蛋白质来生长，导致发酵过程变得缓慢；但如果氮过多，就会释放出有臭味的氨气，对环境造成污染。关于碳氮比的详细说明，我们会放到下一节介绍。

堆肥的原理示意图

堆肥对环保的意义

在城市生活中，农产品从农场运输到城市，但厨余垃圾并没有回到农地。也就是说，大自然的堆肥过程被人为切断了。据统计，澳大利亚大约 92% 的家庭厨余垃圾直接进入垃圾填埋场，在那里分解并释放出甲烷气体，而甲烷是一种比二氧化碳温升效果强数十倍的强效温室气体。

我国的情况同样不容乐观，生活垃圾逐年增长，而这其中厨余垃圾就占了大头。根据2020年国家统计局的数据，当前中国厨余垃圾处理中，约 50% 的部分依靠填埋处理，约 38% 的部分通过焚烧处理，其余部分通过高温堆肥、微生物处理或厌氧消化等方式。而且由于许多城市的家庭厨余垃圾难以跟踪和统计，因此统计数据大多数来自于餐饮行业的厨余垃圾。

堆肥作为一种低成本、可在地化处理的有机废弃物处理方式，不仅可以让厨余垃圾得以再利用，还可以避免垃圾填埋释放大量的甲烷等温室气体，减少对气候变化产生负面影响。同时，堆肥也可以有效降低垃圾处理的整体成本，减轻政府和社会的负担。