周妙妃

第四章　堆肥六要素

堆肥是微生物推動的一連串物理與化學反應，材料被撕碎、氧化、水解、還原…，每個產物是不同生物的食物，逐步地，有機質材料慢慢變成腐植質。堆肥其實是微生物的工作，我們人類做堆肥是為微生物提供住處與食物，所以做堆肥除了畜養微生物，我們也要考慮到個人的方便，個人的空間、時間和人力、你能收集甚麼材料、有多少數量，等等的情況。堆肥是自然現象，是科學也是個藝術，了解堆肥的內容與原理可以讓人自由應用，進而改進與創新，本篇是分析堆肥進行所需的六個根本要素。

不管你住在熱帶還是寒帶，不管你是在哪裡做堆肥，是在室內、室外、地面、土坑、壕溝、塑膠桶、木箱或鐵籠，不管你的堆肥腐熟時間是14天或14個月，總而言之，堆肥的基本內容有六個：（一）餵養堆肥裡的小生物（二）適當混和有機質材料和絞碎材料（三）帶入空氣（四）保持潤濕（五）足夠的溫度和體積（六）足夠的時間。這六個條件，追根究底是為了符合微生物的需要，微生物是堆肥的主角，是它們把有機質變成腐植質，再把材料分解成植物可以吸收的小分子。

基本條件中不包括酸鹼值，因為堆肥過程中酸鹼值會一直變化，但堆肥作用也會持續不斷，所以不需也無法控制，因為堆肥的材料和情況會影響酸鹼值，但堆肥微生物種類繁多，自有適應的族群交替繁衍。一般堆肥細菌的適應酸鹼值在6.0 ～7.5，真菌的適應酸鹼質在5.5 ～ 8.0，微生物的族群和數量自會隨著環境和食物而消長生滅，除非材料種類單一，例如只有使用酸性的松樹針葉，最後會得到酸性的堆肥，否則堆肥自然會從起始的酸性，演變到最後完成的成品腐熟的堆肥呈微酸性近中性，一般不需調整酸鹼質即可種植各類蔬菜水果。如果種植的作物需要特別的酸鹼質，在整地準備種植時再調整即可。

堆肥的基本內容有六個：

一、餵養堆肥裡的小生物

微生物無所不在，絕大部分是有益的，堆肥材料愈多樣，微生物種類愈多，最後的堆肥越優質。一般的土壤裡，一小匙約一克的土壤裡含有細菌十億個、真菌一百萬個、原蟲一百萬個、藻類十萬個、酵母菌一千個、及其它微生物。貧瘠土壤或者新堆肥剛開始，需要帶入菌種時，撒幾把好土壤或自製的腐植質，就可畫龍點睛，啟動美妙的堆肥之旅。

微生物無所不在，手上就有數不清的菌種，這是手掌印在培養基上的微生物族群。（https://i.pinimg.com/originals/dc/8b/a5/dc8ba542b31f374f968dcb4822fe064c.png）

有機質是堆肥生物群的食物，堆肥是連續接力的生物活動，前方的生物群為後方的生物群準備食物，讓有機質一步步的從大分子變成小分子，最後變成腐植質。森林裡的腐化或人為的堆肥，它們進行的戲目與得到的結果是一樣的，所有的生物群通力合作，把有機質腐化再和土壤混合，成為腐植質。

(1) 堆肥裡的小型生物

堆肥是小生物分解有機質的過程，參與堆肥的生物有大有小，以食物鏈來分，有數個階級。以原始有機質材料為食的叫做第一階分解者，以第一階分解者為食的生物，我們叫做第二階分解者，以第二階分解者為食的叫做第三階分解者。通常越高階體型越大，但也有小型的高階分解者，例如把卵產入低階分解者體內寄生為食的寄生蜂。

小型的堆肥生物肉眼不可見，包括細菌，放線菌，原蟲，真菌類等，是第一階的生物，以有機質為食。它們沒有嘴巴，藉由分泌消化酵素到體外把有機質分解，再吸收可溶性的養份。

有機材料分解的主角是堆肥裡的小生物，好好餵養它們，就可得到完美的堆肥。（https://brandonscompostproject.wordpress.com/）

(a) 細菌。

材料堆放後，有食物、空氣和水份，材料裡的各種細菌就會開始活動。它們進食、生長、繁殖和死亡，生理代謝產生熱能，提高了堆肥的溫度，加速有機質腐化分解，促進了更多堆肥菌種的繁殖。細菌是堆肥的主角，隨著環境和時間由不同族群上場演出，例如因溫度高低有高溫菌、低溫菌，因空氣的多寡有好氧菌、厭氧菌，不同的族群輪番上場進行腐化工作。

細菌是土壤和堆肥裡最大量最多樣的微生物，一公克的土壤就有十億個細菌。它們可產生各種酵素，分解各種材料，它們把動植物殘骸分解，釋出二氧化碳，把氮轉化成氨與硝基酸，成為植物的養分。

堆肥一開始的溫度如果低於十度，堆肥幾乎沒有作用。在10－21度，大多數細菌為半休眠狀態，但也有低溫菌活躍著，它們氧化燃燒碳元素，產生熱量，釋出氮素等營養，讓溫度逐漸升高，活化了中溫菌。攝氏21－32度，中溫菌是腐化分解的主要菌種，它們大量分解各式材料，釋出有機酸和二氧化碳，並且釋出更多熱量，讓溫度更提高。攝氏32－70度以上，高溫菌活化，開始熱堆肥效應，高溫菌能讓溫度達到65度以上，幾天內足以殺死致病的微生物與卵與雜草種子。高溫也產生腐植酸，使許多養分可被植物吸收。溫度太高反而殺死了有益菌，翻動可以降溫。之後，溫度降下，再由放線菌和真菌上場。

攝氏60度以上的高溫只會持續3－5天，之後溫度略為下降，維持在45度左右。如果翻動帶入空氣，高溫菌會再活化，讓溫度再上升，腐化分解更快速。材料半分解了之後溫度逐漸下降，中溫菌及低溫菌再度活躍，一直到堆肥腐熟完成，其它大型的堆肥生物放線菌、黴菌、蠕蟲、昆蟲等開始進場。

堆肥有5％以上的氧氣時，是以好氧菌為主，它們腐化較有效率，釋放植物的養分氮、磷、鎂等。當堆肥的氧氣低於5％時，好氧菌死亡或休眠，堆肥速度大幅降低，由厭氧菌接手。厭氧菌會釋出有機酸與胺類、硫酸氫、腐胺等難聞甚至對植物有毒害的產物。堆肥時有難聞的味道常令人卻步或引起恐慌，以為自己做錯了，其實是堆肥的狀態或是高氮材料太多，或空氣不足或水份太多，所以形成了適合厭氧菌生存的環境。但那些狀態會經常發生，厭氧菌與難聞的味道都是正常的，厭氧菌也是腐化堆肥工作的一員。做熱堆肥的人或低忍受性的人可以調整堆肥狀態（第七章堆肥的疑問），否則隨著時間，厭氧菌與難聞的味道都會過去，等後期小動物進駐，那些情況都會消失，最後還是成為森林香味的腐熟堆肥。

(b) 放線菌。

構造比細菌稍為複雜，佔所有細菌類的5％，是好聞的森林黴土氣味的來源。它是好氧菌，中溫菌，也可生活在土壤較深層。它可分解木質素、纖維素等大分子，釋出營養素給植物。它可產生抗生素，抑制其它細菌。

(c) 原蟲。

以有機質為食。

(d) 真菌。

黴菌、酵母菌或菇類都是真菌，一公克的土壤就有一百萬個真菌，一般生活在21－24度。原始的植物構造，但不像植物會行光合作用合成自己的食物，它們是腐生生物，以分解動植物殘骸有機質為生，在堆肥和腐木上可看到白色絲狀菌絲，是腐化高碳高纖維材料的主角。

堆肥裡的小型生物。（圖：林也小院）

(2) 堆肥裡的大型生物

堆肥溫度下降，後段出現的生物體型較大，它們把半分解的有機質撕碎分解進食，也獵食較小型的生物，可說是物理性的分解，包括螨、馬陸、蜈蚣、鼠婦、蝸牛、蜘蛛、彈尾蟲、甲蟲、螞蟻、蠅、線蟲、蚯蚓等等。它們把材料撕成碎片，讓微生物更易分解，它們的排泄物也被細菌消化成為植物的養分。

鼠婦是堆肥裡最多的第一階生物，以有機質為食，是熱帶與亞熱帶堆肥後段最多的生物，和馬陸，彈尾蟲，蝸牛，甲蟲等一起把有機質粉碎，也吃進真菌的菌絲和孢子。螨，蜈蚣，蜘蛛，甲蟲是第三階分解者，獵食比它們小型的昆蟲，線蟲等，控制了不少害蟲。

螞蟻在熱帶亞熱帶種類多、數量大，是重要的分解者，它們吃有機質，種子，真菌，昆蟲，它們的搬運工作可帶入更多營養素，也帶入有益的菌種。

各種蠅類的幼蟲和成蟲都以有機質為食，可帶來有益菌種，堆肥的熱度會控制它們的幼蟲。要避免蠅類產卵的困擾，可用高碳材料或土壤覆蓋。

線蟲，扁蟲，輪蟲等生活在富含有機質的根部週圍有水膜的環境，它們吃食有機質，也吃細菌，真菌，線蟲等。

蚯蚓是有益堆肥生物的代表，在土壤裡鑽動進食土壤和有機質，經過消化系統排出，變成了世界上最優質的腐植質。它們的鈣腺會分泌碳酸鈣，中和酸鹼性，消化道的液體有激素、酵素、有益菌等，因此它們每天排出的與體重相當的蚓糞，是最優質的肥料，含有氮、鈣、鎂等植物可以吸收的養分。鼠婦和蚯蚓是腐熟堆肥的指標，出現在堆肥表示溫度濕度適中，通氣性佳，酸鹼近中性。

堆肥裡各種小生物以有機質為食物，大生物以小生物為食物，個個生物都可以釋出養分給動植物，堆肥裡是一個完整的食物網。

（http://troutbrooktree.com/2018/07/03/soil-health-compost-tea-life-in-the-soil/）

事實上，所有的堆肥生物的消化道都是優良的堆肥機器，把有機質分解消化再加工，細菌真菌等生物再接再厲做最後的分解，其結果就是腐植質，是濃縮的營養素及纖維素、有益菌和土壤的混和物，俗稱黑金。

二、適當混和有機質材料和絞碎材料

堆肥的材料越多樣越好，就如我們的食物要多樣化才有均衡的營養一樣。如果加入一種材料含鉀比較多，例如康復力，第二種材料含氮比較多，例如苜蓿，第三種材料含有鈣、銅、鐵、氮，例如蒲公英，又第四種材料含鈣、氮、鉀、磷、硫例如馬齒莧，等等，把它們都放進堆肥裡，那麼未來的腐熟堆肥，就可以提供鉀、鈣、氮、鐵、硫…等等營養，用於種植時，就能供應農作物最豐富的營養。所以各種你能收集的材料，不管是廚餘、雜草或是樹籬，都可以當作堆肥的材料，提供不同的營養素。

我們收集有機質廢棄物做堆肥，所有有機質都含有碳和氮，不同的有機質材料有不同的碳氮比例C/N。碳氮比高的高碳材料大多是植物性的，如稻草、木屑、落葉等，外觀大多是棕色、含水量低、粗硬、高纖維。碳氮比C/N低的高氮材料，很多是動物性的，如糞肥、血粉等，也有植物性的，例如新鮮的草屑、黃豆渣、咖啡渣等。

堆肥微生物能把有機質的碳和氮轉變成植物可以吸收的分子食物。堆肥裡的微生物需要碳作為能量和結構，也需要氮合成蛋白質及其它各種營養素，才能生長和繁殖，然後才能把有機質廢棄物分解。只使用高氮的材料，將會缺氧、黏糊、發臭；只使用高碳材料，材料幾乎不會腐爛。但是把它們混合之後，微生物有了均衡營養，會生長繁殖，材料會發熱，快速腐化分解，所以我們要適當混和最適合微生物的各種材料。

例如一般都市家庭有廚餘是高氮材料，家中的紙類是高碳材料。可先試試把高氮和高碳的材料以1:1混和，看腐化情形再調整為1:2或2:1，因為各家的材料不同。材料越多樣，對微生物來說，營養越豐富。都市居民的有機質廢棄物以廚餘為多，缺少高碳材料，容易發生堆肥黏糊發臭的情況（除非是用花盆堆肥，放在土地上，有蚯蚓幫忙，請看第五章堆肥的方法），可以收集學校落葉或辦公室的碎紙加以中和。

依照碳氮比和所需數量，可以把材料畫成上寬下窄的圓錐狀。

堆肥時，下方為高氮材料，所需數量少，上方為高碳材料，所需數量大。

（參考The Compost Book, by David Taylor）（圖：林也小院）

對微生物來說，有機質材料的最佳碳氮比是25:1。碳太多氮不足，微生物無法生長繁殖，堆肥反應不易；氮太多碳不足，微生物能量不足，無法形成細胞結構，無法妥善利用氮。讓堆肥材料的碳氮比（C/N） 為25:1至30:1，是最適合微生物生長的。

不要大量堆積單樣材料，例如都是高碳的木屑或是高氮的草屑，抑或者都是酸性的針葉材料。收集了很多高碳的材料，可以在堆放時預做處理。先絞碎並層層灑水，如此在堆放期間就初步腐化，將來再和高氮材料混合，可以加速堆肥。

絞碎材料

盡量把材料絞碎。材料絞碎較易翻動與混和，堆積保溫效果佳。材料越小，表面積越大，跟微生物接觸面越大，腐化速度越快，最後成品較細碎均勻。

三、帶入空氣

堆肥時材料堆積，內層成厭氧狀態，厭氧菌較活躍。厭氧菌也會代謝產熱，也會腐化有機質，但味道不佳，分解較慢。翻動帶入空氣，可促進好氧微生物群的活動，分解較快。定期翻動可讓好氧菌和厭氧菌輪番上陣，加速堆肥。

把空氣帶入堆肥裡，就要翻動材料，翻動勤快可帶入氧氣給好氧菌，促進它們製造葡萄糖和固氮。它們生理越活躍，堆肥腐化的速度越快。翻動時可以混和材料和菌種，順便補充濕度或補充堆肥強化劑，創造適合高溫堆肥菌的環境，加速腐化作用，當然也避免了厭氧發臭或因乾燥導致堆肥緩慢的情況。

例如，一開始的4週，可以每週翻動一次。用叉或鏟把材料鏟到另一區，或用堆肥攪拌器攪動，把外面材料翻到裡面，把黏成一團的草屑或葉片翻鬆，太乾時，灑水補充水分。除了翻動，也可以打氣，或埋入打了洞的PVC管帶入空氣。有些植物如向日葵、玉米梗等中空的枝梗，剪碎了混在材料裡，也可增加空氣。

定期翻動，可以帶入空氣，加速堆肥。

（www.bing.com/images/）

大型堆肥埋管打入空氣，加速腐化。

（https://www.o2compost.com/asp-composting-webinar-pt1.aspx）

定期翻動帶入空氣，可以加速腐化。

（圖：林也小院）

厭氧的情況下，溫度較低，有機質腐化較慢，腐植質會累積，形成碳匯，把碳鎖在土壤裡，不變成溫室氣體，造成地球暖化。現代永續農業強調碳匯，要把腐植質保留在土壤裡，所以提倡減少翻犁，因為翻犁會把土壤裡的腐植質暴露在氧氣與高溫環境中，刺激微生物活動加速腐化，釋出二氧化碳、甲烷和其它溫室氣體，翻犁也會破壞微生物與其建立的土壤結構。所以農業上要減少深度翻犁的次數，種植時盡量只做土表淺層的鬆土，土壤要持續用綠肥作物與堆肥補充有機質，以提高有機質含量，讓土壤生物活躍，它們自會鬆動土壤，讓土壤鬆軟好耕作。

四、保持潤濕

微生物需要水份才能生長繁殖，它需要的是濕潤材料表面的水膜，材料像吸水後扭乾的海綿。水分過少反應慢，低於45－50％，堆肥就無法進行。水分過多高於60％，會降低溫度、營養流失、減少空隙和氧氣、發臭。

雨水是最好的；自來水含氯，會改變酸鹼度；地下水可能含有某些礦物質，可能是酸性或鹼性，需要檢驗。

乾燥高碳的材料，如稻草、落葉要散開，可事先泡水浸濕，再與高氮材料充分混和。堆肥開始，可覆上稻草或黑色塑膠布保濕同時預防雨水沖刷。翻動時，檢查濕度，太乾要灑水，太濕要加點材料。

堆肥需要保持濕潤，才會完成腐化。

（圖：林也小院）

堆肥可大可小，保持濕潤，堆肥微生物才會努力做工。

（https://greenactioncentre.ca/reduce-your-waste/avoiding-wasps-or-mice-in-your-compost-pile/）

（https://www.sbs.com.au/food/article/2018/07/10/what-earth-compost-shower）

水分過多時，容易變成低溫、厭氧與酸性的環境，微生物活動幾乎停止，腐植質會開始蓄積，泥炭層就是如此形成。

五、溫度和堆肥的體積

溫度會影響腐化的速度，自然環境中，高溫時有機物分解快，微生物腐化快，植物生長吸收也快，腐植質不易累積；低溫時有機物分解慢，植物隨季節快速生長和休眠，但微生物腐化慢，所以寒冷地區的腐植質堆積多。

氣候、體積、C/N比、濕度、通氣等，會影響堆肥的溫度。

（圖：林也小院）

人為的堆肥縮短了有機質腐化的時間，其過程是由各種微生物輪番上陣，其中的中溫菌和高溫菌是堆肥的主角，它們生活的適溫是20－60度。所以材料內容C/N比例適當，堆積的體積夠大，溼度適中，空氣充足，表面覆蓋保溫，就有機會提高堆肥的溫度，加速堆肥，並殺死病原菌與雜草種子。堆肥的體積至少要1立方公尺以上，堆成下寬1.2～1.5公尺、高1.2公尺的小山丘，中央可以達到60度以上高溫。材料多時，可以延伸堆成一列列的長龍狀，商業上的堆肥製造廠就是如此。

堆肥體積夠大，溫度可提高至將近70度。

六、足夠的時間

堆肥需要時間完成，14天到14個月或更久，端看個人情況。有機質腐化是很自然的事，多花點時間和努力，回收的是更優質的堆肥。沒有時間和空間，只要收集有機質廢棄物就已經為我們的環境盡了些許責任，它們最後也會變成腐質質回到大地。只要有耐心和恆心，人人都是堆肥大師。 （下期續）

堆肥要有有耐心和恆心。（圖：林也小院）