2015年科学调查体验拓展活动网络资源:校园堆肥

本文发布于 2015-06-08   来源:   阅读(6169 推荐(0)

第一部分:厨余废弃物与堆肥材料

  一、关于厨余废弃物

  在我们的日常生活当中,每天都会产生各式各样的废弃物。而在这其中,由于日常生活食品加工或饮食过程中产生的废弃物,如菜叶、蛋壳、喝剩的茶叶、果皮等,就被称之为厨余废弃物。而厨余废弃物一般来源于家庭的厨房、餐厅、市场当中,也是我们日常生活中最常见到和产生的废弃物之一。

  不同国家和地区,对于废弃物分类有着不同的方法和标准。而在一般废弃物分类过程中,厨余废弃物大都属于需要单独分类回收的一项。因为厨余废弃物的含水量较高,很容易腐烂霉变,不但产生难闻的气味,还容易滋生微生物和昆虫,严重时危及居民的生活健康。然而,我国现在的绝大多数家庭当中,依然缺乏将厨余废弃物单独处理的意识,经常将这些厨余废弃物连同废纸、塑料袋一起投入废弃物箱内。由于这些厨余废弃物的大量堆积腐坏,散发着难闻气味的“混合废弃物”最终被废弃物车回收,进入焚烧厂焚烧或填埋。

  其实,这样的废弃物回收方式不单不利于我们的生活健康,也白白浪费了这些“资源”。由于厨余废弃物中含有大量的有机物,因而如果能够得到妥善的加工和处理,即可“变废为宝”,转化为新的资源。在这其中,我们所说的堆肥,就是能够使这些厨余废弃物转化为新资源的简单易行的“法宝”。

  二、堆肥材料的获取

  1.生活厨余废弃物

  每日生活当中我们都会产生很多的厨余废弃物:吃完煮蛋剥下的蛋壳;摘菜时因为不新鲜或虫蛀而摘掉的菜叶;吃完苹果剩下的果皮和苹果核;泡完茶叶剩下的茶叶渣……这些在饮食当中产生的废弃物几乎每天都有。只要你有心,随时都可以收集起这些废弃物!

  需要说明的一点是,对于那些我们平时炒菜吃剩下的熟食,由于含有较多的盐分与油,会不利于堆肥的产生。这些废弃物是很难回收的,所以大家也要尽量做到“光盘一族”,不剩饭剩菜!当然如果产生了这些熟食废弃物,也不是完全无法处理。如果你还是想要把它们变成堆肥的话,记得要在投入堆肥废弃物桶之前把它们过几次清水,涮掉油和盐分,并且充分沥干水分之后再使用。

  对于西瓜皮、鱼骨头这些整块且较大的厨余废弃物,你可以在投入废弃物桶之前把它们剪碎成小块,或者等制作堆肥时用小铲子铲碎也可。

  2.路边可以取得的材料

  古诗有云,“落红本是无情物,化作春泥更护花”。植物落下的叶片、花朵、枝桠,显然并不是毫无意义的。它们经过一系列的反应之后,还能够变成养分,滋润植物的继续生长。因而这些植物的“残骸”,也可以成为我们堆肥绝佳的原材料。

  如果你住在乡村,那么你可以找到的材料就太多啦。无论是农田里收割完剩下的秸秆或者农作物的根茎;或是扬场结束后飘落的谷壳;甚至于田间除草扔掉的杂草野花,都是你可以用来堆肥的绝佳材料。

  如果你住在城市,就需要你走出家门来慢慢收集啦。你可以去家庭附近的小公园,或是马路边的绿化带中,捡拾树木掉下来的枯枝和树叶。在这个过程当中,你还可以帮助环卫工人捡拾那些乱丢的废弃物和塑料袋,把它们扔到分类废弃物箱中,为保护环境贡献自己的力量!

  3.市场废弃物的回收

  如果你能够到市场上陪妈妈买一次菜,那你一定能够收获很多的可利用材料!而且这些材料由店家营业产生,数量非常大,也许一趟下来你就会收获颇丰!因此,如果你是一名老师,想要带领全班同学一起制作堆肥的话,除了让学生自己带来厨余废弃物,这里也是你能够快速大量收集到材料的选择。

  市场上的这些材料是我们制作堆肥的很有用的资源:早餐店或者豆腐店里因为榨豆浆做豆腐产生的豆渣、水果摊贩卖削好的即食水果时余下的大量果皮和果核、甘蔗摊榨完甘蔗汁以后产生的甘蔗残渣、贩卖鱼肉的摊位剃下的碎骨等等。

第二部分:堆肥

  一、为什么要堆肥?

  1.肥料对植物生长起到重要作用

  高等植物在生长过程中,除了阳光、水源与二氧化碳外,还需要很多必须的营养元素。这些营养元素涉及氮、磷、钾、钙、镁、硫等等十数种。这些元素当中,有的需求量很大,而有的却只需很少。但就算是这很少的微量元素,也对植物的生长起着不可或缺的作用。

正常

缺氮

缺磷

缺钾

   任何一种元素的缺少都会影响植物的正常发育。例如缺氮的植物会矮小脆弱,叶片发黄;缺磷的植物叶片会呈现红色;缺钾的植物会在叶片上产生死斑等等。对于陆生植物而言,这些元素很大一部分来源于植物扎根的土壤。因而土壤中这些营养元素的含量也决定了植物的健康情况。然而,并不是所有的土壤都足够肥沃,可以给植物生长提供充足的养分。这时候人们便需要给土地施肥。

  2.从化肥到有机肥

  我国自建国以来,化肥的使用开始逐渐普及。然而像钾肥等肥料,却长期依靠进口。这些添加了化学物质的肥料,在给我国粮食产量增幅贡献了巨大力量的同时,也由于使用上的不合理与化学物质的问题出现了一系列问题:不仅化肥的利用率不高,更可怕的是,化肥中的有毒重金属和石油类的化学物质严重污染了耕地土壤,给耕地的可持续开发造成了严重的问题。

  相对于使用化学方法制成的化肥而言,今年来一个新的词汇开始流行起来——有机肥。所谓有机肥,是通过自然界就地取材的物质制成的肥料。这些肥料包括植物腐败之后产生的腐殖质;生物的粪尿;秸秆通过微生物作用产生的肥料等等。这些肥料中除了含有植物必须的营养元素外,还含有像黑腐酸、有机酸等物质,更有效地促进植物的健康生长。更难得的是,由于这类肥料取自于自然,因而不像化肥那样会对环境与土壤产生严重的污染,因而今年来越来越受到人们的追捧。而我们活动当中制作的“堆肥”,就是属于此类。

  3.校园堆肥的意义

  作为有机肥,“堆肥”产生的肥料在植物生长过程中的作用于其环保性在前文已经有所叙述了。用这种自己动手制作的肥料种植出的小作物,吃起来也能体会到健康绿色生活的安心。然而在当今社会,特别是在城市当中,很多人仍然认为堆肥已经失去了它存在的意义。对于这些花钱即可买到的肥料,何必再花费大量的时间与人力来进行“堆肥”呢?

  其实对于一个孩子而言,相比于堆出的肥料,在这个过程当中所能感受到的关于劳动与生命的含义则显得更加可贵。肥沃的土地为植物生长提供养分,而它们为人类提供了各种食物。这些食物被人类摄取后的“残骸”,通过堆肥的方式再一次成为养分回归到土壤,为更多植物的生长提供养分。这种由生到死,一代代传承的生命,应当能给孩子提供更多的思考。而与此同时,通过自己的动手劳动,使孩子们体会到粮食种植的不易,并培养对于资源的保护与节约意识。

  二、堆肥的原理与分类特征

  1.堆肥的原理与分类

  人们将有机物质“堆”在一起产生肥料形象地称之为“堆肥”。然而,肥料可不是因为堆在一起就凭空产生了。从这些厨余废弃物变成肥料的过程当中,有一种小生物发挥了它不可缺少的作用。它就是微生物。

  微生物利用这些厨余废弃物的有机物作为原料,通过发酵将有机物分解。而分解的产物经过进一步的腐熟就会成为我们所说的有机肥。在这个过程中,有的发酵方式需要氧气的参加,有的发酵方式则不需要有氧气的参加。这也就形成了两种不同的堆肥方式:好氧堆肥和无氧堆肥。

  那么在我们在堆肥里掺加的堆肥促进剂是什么作用呢?促进剂里的米糠、豆渣类的物质,是易于好氧菌分解的有机物,也就是微生物的“食物”,使得微生物可以在堆肥中大量繁殖;而堆肥中的培养土、落叶类的材料,因为空隙较多,一方面可以便于通风通气,另一方面也可以起到保存水分的作用。这一切都是为了微生物可以较好的生长哦。

  2.堆肥的分类特征

  如上所说,我们依据微生物发酵是否需要氧气,将堆肥分为了“好氧堆肥”和“无氧堆肥”两大类。两种堆肥方式在器具的选择上有所不同,在堆肥的过程上和效果上也会有所区别。下表列出我们两种堆肥方式的对比:

堆肥类型 好氧堆肥 无氧堆肥
堆肥箱 好氧堆肥一般要选用开放式的堆肥箱。比如宽口的箱子、盒子、花盆、麻袋等。在堆肥时是敞开模式的,保证空气流通 无氧堆肥的堆肥箱需要选用密闭的箱子或桶,将堆肥与外界空气隔绝
成熟速度 较快,一般2—4周半熟 较慢。需持续数月到半年
过程中的气味 臭味很小或无臭。成熟完成后或有泥土味道 过程中会产生较重的臭味,但密封得好即无碍
成熟肥状态 干燥松软 潮湿有液体

   依据上面两种堆肥方式特点的比较我们不难发现,对于堆肥而言,好氧堆肥具有其显著的优势:敞口器具比较容易获得,成熟的周期较短,且在堆肥过程当中不会产生太多难闻的气味。但需要注意的是,好氧堆肥由于是开放模式,因而容易有小虫子进入堆肥箱内。因此在堆肥过程中应注意以纱网覆盖箱子表面。如果堆肥过程中堆肥箱内产生小虫也不必惊慌,随着堆肥的逐渐成熟,这些小虫子也会随着发酵作用逐渐消失的。

  三、影响堆肥成熟的因素

  完全成熟的堆肥会转化为黑色的细碎土壤状态,完全看不出原材料的样子。然而对于好氧堆肥而言,想要达到完全成熟的堆肥状态也需要2—3个月的时间。因此我们在活动中堆肥只要到几乎看不出原材料样子的半熟肥即可投入使用。当然,堆肥成熟的快慢也会受到各种因素的影响。

  1.水分

  水分是为生物发酵过程中不可缺少的物质。因而堆肥过程中应当保持堆肥箱内的相对湿润。通常,这些水分可以由添加的厨余废弃物中获取,所以不需要人为向堆肥箱中添加水分。但是有时废弃物中的水分太多,会阻碍空气的流通,导致发酵转变为厌氧模式,散发出难闻的气味。因而水分的适度对于好氧堆肥是及其重要的。

  一般来说,我们在添加厨余废弃物时,应尽量沥干废弃物中的水分,避免厌氧发酵的发生。判断堆肥箱内水分是否合适时,可以通过观察和手摸的方法。看起来比较湿润,在手中挤压时可以感受到水分时是合适的状态。如果颜色干燥,手攥无湿润的感觉,说明箱内太干,可以加入少量的水;如果明显能够产生液体,说明箱内太湿,应及时加入干燥的堆肥促进剂,并翻搅均匀。

  2.空气

  空气是区别好氧堆肥和厌氧堆肥的重要因素。保持空气的流通,可以大大加快好氧菌的分解速度,并阻止厌氧发酵产生难闻的气味。

  几个小的建议可以帮助你保持箱内的空气流通:首先你可以选择在堆肥刚开始之前,在堆肥箱底部打孔(但注意孔上应覆盖一些树枝落叶,防止堆肥从口中漏出),这样不但可以通气,而且厨余废弃物中水分太多时,也可以及时地从孔中流出。其次,在堆肥箱选择上,如果改用麻袋、木质箱子这些可以透气的材质也会是保证空气流通的不错选择。最后,在堆肥过程中,每隔一周要用小铲子将堆肥箱从上到下完全翻动一次,让每个位置的微生物都能充分与空气接触。当然如果你比较勤奋,也可以把翻动周期缩短为4~5天。

  3.温度

  一般较温暖的温度会使微生物表现得更活跃,加速堆肥的成熟。因此如果你选择在夏天堆肥,通常2个月即能达到全熟。但是如果你选择冬天的室外,那么这个时间可能会延长一倍。其实微生物在发酵的过程中会散发出热量,这些热量堆积在堆肥箱内部,是可以自己提高温度的。一般来说,如果你选择的堆肥箱足够大,堆入的厨余废弃物和堆肥促进剂足够多,那么这个大体积内的堆肥本身即可达到保温的效果。相比之下,如果你选择的堆肥箱较小,那么温度的散失就会比较快,堆肥成熟速度也会相对变慢。对于这种情况,你可以选择在夏天进行堆肥,或者能够在温暖的室内堆肥。当然,在堆肥箱外部包裹一些隔热材料也可以起到保温的作用,但是注意包裹时也要保持通风,避免厌氧发酵的发生。

  4.菌种

  微生物的存在是堆肥反应得以发生的最根本条件。因此堆肥箱内要有足够的菌种才可以反应。一般来说,堆肥需要的菌种存在十分广泛,并不需要单独购买。像花艺房常用的培养土、路边已经腐败的枯枝烂叶、之前已经制作完成的堆肥中都含有我们所需要的这些菌种。因此在堆肥时添加上述所说的材料是十分重要的。当然,微生物的繁殖速度是十分快的,只需不太多的菌种,加上适宜的环境,即可在几天之内繁殖出大量的后代。因此,给它们提供适宜的温度、充足的食物来源和一定的湿度也是加速这些微生物繁殖的不二法门。

  5.时间

  万事俱备,只欠时间。满足了上述的各种条件之后,就需要耐心等待堆肥的成熟了。除了上述条件之外,还有一个重要的条件会严重影响堆肥所需的时间,那就是厨余废弃物的状态。如果你在将厨余废弃物混入堆肥箱之前进行了充分的破碎和剪压,那么小块的废弃物将比大块的废弃物更快速的被微生物分解。因此在翻搅堆肥的过程中,如果看到大块的堆肥材,应随手用小铲子将它们铲碎。另外,像吃剩的菜叶、豆渣、喝剩的茶叶、馒头渣等会分解得极快。而像肉类、骨头、鸡蛋壳等则需要极长的时间来分解。此外要注意的是,我们在炖汤时使用的猪棒骨由于硬度极高难以破碎,在堆肥中几乎不会被分解。因此不要将它们放到堆肥箱中。时间是考验堆肥成熟状态的最漫长的条件,如果你有耐心等待,那么经过几个月后,你就能获得带有泥土芬芳的全熟肥;当然如果你没有那么多的时间,那么经过2—4周之后,获得的半熟肥也可以用来给植物追肥啦。

第三部分:延伸活动

(一)植物种植

  一、活动意义

  通过这个简单的活动,可以让学生切身感受到自己所制作的堆肥能够起到的作用。借助这些直观的生长起来的植物幼苗,学生可以强化在过程当中学到的科学知识,同时能够进一步加强他们对于生命过程的感悟,也可以帮助他们在今后的生活当中更好的参与到废弃物分类、废弃物回收的过程中去。

  二、活动方案

  1.由教师将普通的土壤分为两份,一份保持原状,另一份让学生动手按照土壤:肥料=3:1的比例混合均匀,成为培养土。

  2.选取生长条件宽松且生长周期较短的植物种子(如大豆)作为参照。

  3.将种子均分为两份,每份5颗分别播种于两种土壤中。

  4.一段时间后观察植物的生长状况。

  三、记录表格:

  下表提供一种可能的模板。教师及学生可以自行设计。

日期 株高 第一叶片长度 叶片数量 枯死叶片数量 备注
  普通土 培养土 普通土 培养土 普通土 培养土 普通土 培养土  
10天                  
15天                  
20天                  
25天                  
30天                  
35天                  
40天                  

(二)给农田作物或行道树堆肥

  一、活动意义

  相比于上一个拓展活动,这个活动操作方便,所需要的时间短,也不需要太多额外的材料。但是相应的,此活动也无法使学生快速直观地观察到自己的堆肥对植物所能产生的作用。通过这样的活动,我们更多的是希望培养学生对于生命和环境的热爱,以及附加提高学生关于环境保护的意识,自觉爱护维护身边的环境。

  二、活动方案

  1.每个组的同学将自己制作完成的堆肥收集起来带到学校中。

  2.由教师带队,在校园中、农田里或者学校附近的小路上,找到安全没有太多车辆行驶,且有植物生长的地段。

  3.每位同学可以“认领”一株观赏植物、行道树、农作物,将自己制作的堆肥作为表面追肥铺置于植物表面的土壤。注意一次不要放太多。

  4.每隔固定的时间可以带领大家来给自己“认领”的植物追肥。

  5.在学生追肥结束后,也可以由教师带领,在附近的区域打扫一下环境卫生,并捡拾附近随地乱扔的废弃物丢到废弃物箱内。

  **无论采取哪种拓展活动,或者教师及学生能有自己的想法自行设计活动,希望教师或者家长最好都能够带领学生进行一些这样的后续拓展,使这些堆肥真的能够成为“宝”,起到它应有的价值,而不是在活动过后被再一次的丢弃。

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