Compost

Compostul este un amestec de ingrediente folosite pentru fertilizarea și îmbunătățirea solului. Este de obicei preparat prin descompunerea deșeurilor vegetale și alimentare și prin reciclarea materialelor organice. Amestecul rezultat este bogat în nutrienți pentru plante și organisme benefice, cum ar fi unii viermi și miceliul fungic. Compostul îmbunătățește fertilitatea solului din grădină, peisagistică, horticultură, agricultura urbană și agricultura ecologică. Beneficiile compostului includ furnizarea de nutrienți culturilor ca îngrășământ, acționarea ca un agent de ameliorare a solului, creșterea conținutului de humus sau acid humic al solului și introducerea de colonii benefice de microbi care ajută la suprimarea agenților patogeni din sol. De asemenea, reduce cheltuielile cu îngrășămintele chimice comerciale deopotrivă pentru grădinarii amatori și fermierii comerciali. Compostul poate fi folosit și pentru recuperarea terenurilor, pentru construcția de zone umede și pentru acoperirea gropilor de gunoi.
La cel mai simplu nivel, compostarea necesită strângerea unui amestec de „deșeuri verzi” și „deșeuri maronii”. Cele verzi sunt materiale bogate în azot, cum ar fi frunzele, iarba și resturile de mâncare. Cele maronii sunt materiale mai lemnoase care sunt bogate în carbon, cum ar fi tulpini, hârtie și așchii de lemn. Materialele sunt umezite pentru a se descompune în humus, un proces care are loc luni de zile. Cu toate acestea, compostarea poate avea loc și ca un proces în mai multe etape, atent monitorizat, cu aport măsurat de apă, aer și materiale bogate în carbon și azot. Procesul de descompunere este ajutat prin mărunțirea materiei vegetale, adăugarea de apă și asigurarea unei aerisiri adecvate prin întoarcerea regulată a amestecului într-un proces care utilizează grămezi sau „brazde” în aer liber. Ciupercile, râmele și alte saprofage descompun și mai mult materialul organic. Bacteriile și ciupercile aerobe gestionează procesul chimic prin conversia valorilor de căldură, dioxid de carbon și amoniu. Compostarea este o parte importantă a gestionării deșeurilor, deoarece alimentele și alte materiale compostabile reprezintă aproximativ 20% din deșeurile din gropile de gunoi, iar aceste materiale se biodegradează timp îndelungat în depozit. Compostarea oferă o alternativă superioară din punct de vedere ecologic la utilizarea materialelor organice pentru depozitele de gunoi, deoarece compostarea reduce producția de metan și oferă beneficii economice și de mediu.
Compostarea este o metodă aerobă de descompunere a deșeurilor organice solide. Prin urmare, poate fi folosită pentru a recicla materialul organic. Procesul implică descompunerea materialului organic într-un material asemănător humusului, cunoscut sub numele de compost, care este un bun îngrășământ pentru plante.
Organismele care compun compostul necesită patru ingrediente la fel de importante pentru a funcționa eficient:
Anumite proporții ale acestor materiale vor permite microorganismelor să lucreze într-un ritm care va încălzi grămada de compost. Gestionarea activă a grămezii (de exemplu, întoarcerea grămezii de compost cu o furcă) este necesară pentru a menține oxigenul suficient și nivelul corect de umiditate. Echilibrul aer/apă este esențial pentru menținerea temperaturilor ridicate 130–160 °F (54–71 °C) până când materialele sunt defalcate.
Compostarea este cea mai eficientă cu un raport carbon-azot de aproximativ 25:1. Compostarea la cald se concentrează pe reținerea căldurii pentru a crește rata de descompunere, producând astfel compost mai rapid. Compostarea rapidă este favorizată de un raport carbon-azot de ~30 de unități de carbon sau mai puțin. Peste 30, substratul este lipsit de azot. Sub 15, este probabil să elibereze o porțiune de azot sub formă de amoniac.
Aproape toate materialele vegetale și animale moarte au carbon și azot în cantități diferite. Iarba tăiată proaspăt are un raport mediu de aproximativ 15:1 și frunzele uscate de toamnă aproximativ 50:1, în funcție de specie. Compostarea este un proces continuu și dinamic, adăugarea de noi surse de carbon și azot în mod constant, precum și gestionarea activă este importantă.
Organismele pot descompune materia organică în compost dacă le este oferit amestecul corect de apă, oxigen, carbon și azot. Aceste organisme se împart în două mari categorii: descompunători chimici care efectuează procese chimice asupra deșeurilor organice și descompunători fizici care procesează deșeurile în bucăți mai mici prin metode precum măcinarea, ruperea, mestecatul și digerarea.
În condiții ideale, compostarea trece prin trei faze majore:
Timpul necesar pentru compostarea materialului este în funcție de volumul materialului, dimensiunea materialelor adăugate (de exemplu, așchiile de lemn se descompun mai repede decât ramurile) și cantitatea de amestecare și aerare. În general, grămezi mai mari vor atinge temperaturi mai ridicate și vor rămâne într-o etapă termofilă zile sau săptămâni. Aceasta se numește compostare la cald și este metoda normală pentru instalațiile de compostare pe scară largă (de exemplu, municipale) și în multe operațiuni agricole.
Un proces denumit adesea „metoda Berkeley” produce compost finit în optsprezece zile. Totuși, necesită amestecarea a cel puțin 1 metru cub (35 cu ft) de material la început și necesită întoarcerea la fiecare două zile după o fază inițială de patru zile. Multe astfel de procese scurte implică câteva modificări ale metodelor tradiționale, inclusiv bucăți mai mici și mai omogenizate în compost, controlul raportului carbon-azot (C:N) la 30:1 sau mai puțin și o monitorizarea atentă a nivelului de umiditate.
Compostarea la rece este un proces mai lent, care poate dura până la un an. Rezultă din grămezi mai mici, inclusiv multe grămezi de compost rezidențial format din cantități mici de deșeuri de bucătărie și grădină pe perioade îndelungate. Grămezile mai mici de aproximativ 1 metru cub (35 cu ft) au dificultăți în atingerea și menținerea temperaturilor ridicate. Întoarcerea nu este necesară în cazul compostării la rece. Cu toate acestea, există riscul ca părți din grămadă să devină anaerobe pe măsură ce se compactează sau se îmbibă cu apă.
Compostarea poate distruge unii agenți patogeni sau semințe nedorite, atingând temperaturi de peste 50 °C (122 °F) C. Tratarea compostului stabilizat – adică material compostat în care microorganismele au terminat de digerat materia organică și temperatura a ajuns între 50–70 °C (122–158 °F) – prezintă un risc foarte mic, deoarece aceste temperaturi ucid agenții patogeni și chiar produc oochisturi neviabile. Temperatura la care moare un agent patogen depinde de agentul patogen, de cât timp este menținută temperatura (poate dura câteva secunde până la săptămâni) și chiar de pH.
Produsele din compost precum ceaiul de compost și extractele de compost au un efect inhibitor asupra Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani și Pythium debaryanum, agenți patogeni ai plantelor care pot provoca boli ale culturilor. Ceaiurile din compost aerat sunt mai eficiente decât extractele de compost. Microbiota și enzimele prezente în extractele de compost au, de asemenea, un efect suprimator asupra agenților patogeni fungici din plante. Compostul este o sursă bună de agenți de biocontrol precum B. subtilis, B. licheniformis și P. chrysogenum, care luptă împotriva agenților patogeni ai plantelor. Cu toate acestea, sterilizarea compostului, a ceaiului de compost sau a extractelor de compost va reduce efectul de suprimare a agenților patogeni.
La întoarcerea compostului care nu a trecut prin faze în care temperaturile depășesc 50 °C (122 °F), trebuie purtată o mască pe gură și mănuși pentru a fi protejat de bolile care se pot contracta prin manipularea compostului. Aceste boli sunt:
Ovocitele devin neviabile mulțumită fazei în care temperatura atinge temperaturi de peste 50 °C (122 °F).
Sursele potențiale de materiale compostabile, sau materii prime, includ fluxurile de deșeuri rezidențiale, agricole și comerciale. Alimentele rezidențiale sau deșeurile din curte pot fi compostate acasă sau colectate pentru a fi incluse într-o instalație municipală de compostare la scară largă. În unele regiuni ale lumii, există proiectă de compostare locală sau de cartier.
Există două mari categorii de deșeuri organice solide: deșeuri verzi și deșeuri brune.
Deșeurile verzi sunt în general considerate o sursă de azot și includ deșeuri alimentare pre și de după consum, iarbă tăiată, resturi din grădină și frunze proaspete. Carcasele de animale, cele ucise în evenimente rutiere și reziduurile de la măcelărie pot fi, de asemenea, compostate și sunt considerate bune surse de azot.
Deșeurile brune sunt o sursă de carbon. Exemple tipice sunt vegetația uscată și materialul lemnos, cum ar fi frunzele căzute, paie, așchii de lemn, crengi, bușteni, ace de pin, rumeguș și cenușă de lemn, dar nu cenușă de cărbune. Produsele derivate din lemn, cum ar fi hârtia și cartonul simplu, sunt, de asemenea, considerate surse de carbon.
În multe ferme, ingredientele de bază pentru compostare sunt gunoiul de grajd animal generat în fermă ca sursă de azot și așternutul ca sursă de carbon. Paiele și rumegușul sunt materiale comune pentru așternut. Sunt folosite și materiale de așternut netradiționale, inclusiv ziar și carton tocat. Cantitatea de gunoi de grajd compostată într-o fermă de animale este adesea determinată de programele de curățare, disponibilitatea terenului și condițiile meteorologice. Fiecare tip de gunoi de grajd are propriile sale caracteristici fizice, chimice și biologice. Dejecțiile de la vite și cai, atunci când sunt amestecate cu așternutul, au calități bune pentru compostare. Gunoiul de grajd de porc, care este foarte umed și de obicei nu este amestecat cu materialul de așternut, trebuie amestecat cu paie sau materii prime similare. Dejecțiile de pasăre trebuie amestecate cu materiale cu conținut ridicat de carbon și cu conținut scăzut de azot.
Excrementele umane pot fi adăugate ca material în procesul de compostare, deoarece reprezintă un material organic bogat în azot. Poate fi compostat fie direct în toalete de compostare, fie indirect sub formă de nămol de epurare după ce a fost tratat într-o stație de epurare. Ambele procese necesită o proiectare capabilă, deoarece există riscuri potențiale pentru sănătate care trebuie gestionate. În cazul compostării la domiciliu, o gamă largă de microorganisme, inclusiv bacterii, viruși și viermi paraziți, pot fi prezente în fecale, iar procesarea necorespunzătoare poate prezenta riscuri semnificative pentru sănătate. În cazul instalațiilor mari de tratare a apelor uzate care colectează apele uzate dintr-o serie de surse rezidențiale, comerciale și industriale, există considerații suplimentare. Nămolul de epurare compostat, denumit biosolid, poate fi contaminat cu o varietate de metale și compuși farmaceutici. Procesarea insuficientă a biosolidelor poate duce, de asemenea, la probleme atunci când materialul este aplicat pe pământ.
Urina poate fi pusă pe grămezi de compost sau folosită direct ca îngrășământ. Adăugarea de urină în compost poate crește temperaturile și, prin urmare, crește capacitatea acestuia de a distruge agenții patogeni și semințele nedorite. Spre deosebire de fecale, urina nu atrage muștele care răspândesc bolile (cum ar fi muștele de casă sau Calliphoridae) și nu conține cei mai rezistenți agenți patogeni, cum ar fi ouăle de viermi paraziți.
Carcasele de animale pot fi adăugate ca o opțiune de eliminare a acestora. Un astfel de material este bogat în azot.
Compostarea, sau în mod oficial „reducerea organică naturală”, este o abordare în curs de dezvoltare a eliminării ecologice a cadavrelor umane. Amestecat cu așchii de lemn și aerat, un cadavru uman se transformă în compost într-o lună.
Practica de a face paturi de grădină înălțate sau movile umplute cu lemn putrezit se mai numește și Hügelkultur în limba germană.
Beneficiile acestui pat de grădină includ reținerea apei și încălzirea solului. Lemnul îngropat acționează ca un burete în timp ce se descompune, capabil să capteze apa și să o depoziteze pentru a fi folosit ulterioară de culturile plantate deasupra patului hügelkultur.
Pe teren deschis, pentru cultivarea grâului, porumbului, soia și culturilor similare, compostul poate fi răspândit în partea superioară a solului folosind camioane de împrăștiat sau distribuitoare trase în spatele unui tractor. Este indiat ca stratul de răspândire să fie foarte subțire (aproximativ 6 mm (0,24 in) ) și să acționeze asupra solului înainte de plantare. Cu toate acestea, rate de aplicare de 25 mm (0,98 in) sau mai mari nu sunt neobișnuite atunci când se încearcă reconstruirea solurilor sărace sau controlul eroziunii. Datorită costului extrem de ridicat al compostului pe unitatea de nutrienți în lumea occidentală (cum ar fi Statele Unite), utilizarea în ferme este relativ rară, deoarece ratele de peste 4 tone/acru nu pot fi atinse. Acest lucru rezultă dintr-un accent excesiv pe „reciclarea materiei organice” decât pe „nutrienții durabili”. În alte țări precum Germania, unde distribuția și împrăștierea compostului sunt parțial subvenționate în taxele inițiale pentru deșeuri, compostul este folosit mai frecvent pe teren deschis, dar numai pe premisa „sustenabilității” nutrienților.
În plasticultură, căpșunile, roșiile, ardeii, pepenii și alte fructe și legume sunt adesea cultivate sub plastic pentru a controla temperatura, a reține umiditatea și a controla buruienile. Compostul poate fi adăugat (aplicat în fâșii de-a lungul rândurilor) și prelucrat în sol înainte de plantare, poate fi aplicat în același timp în care paturile sunt construite și așezat plastic, sau folosit ca „pansament superior”.
Multe culturi nu sunt însămânțate direct în câmp, ci inițial în tăvi de semințe într-o seră (vezi transplantarea). Când răsadurile ating un anumit stadiu de creștere, sunt transplantate pe câmp sau în solar. Compostul poate fi folosit ca ingredient în amestecul folosit pentru creșterea răsadurilor, dar nu este folosit în mod normal ca singur substrat de plantare. Cultura care urmează să fie cultivată și sensibilitatea semințelor la nutrienți, săruri etc. dictează raportul amestecului, iar maturitatea este importantă pentru a se asigura că nu va apărea lipsa de oxigen sau că nu vor rămâne fitotoxine persistente.
Compostul poate fi adăugat în sol sau turbă, ca ameliorator al solului, furnizând humus și nutrienți. Oferă un mediu de creștere bogat ca material absorbant. Acest material conține umiditate și minerale solubile, care oferă suport și nutrienți. Deși este rareori folosit singur, plantele pot înflori în amestec de sol, nisip, pietriș, rumeguș, așchii de scoarță, vermiculit, perlit sau granule de argilă. Compostul poate fi adăugat direct în sol sau mediu de cultură pentru a crește nivelul de materie organică și fertilitatea generală a solului. Compostul care este gata de a fi folosit ca aditiv este maro închis sau chiar negru, cu miros de pământ.
În general, însămânțarea directă într-un compost nu este recomandată din cauza vitezei cu care se poate usca, a posibilei prezențe de fitotoxine în compostul imatur care pot inhiba germinația, și a posibilei legări de azot datorită ligninei incomplet descompuse. Se folosesc în mod normal amestecuri de 20-30% compost la transplantarea răsadurilor.
Compostul poate fi folosit pentru a crește imunitatea plantelor la boli și dăunători.
Există linii directoare privind procesele și produse în Europa care datează de la începutul anilor 1980 (Germania, Țările de Jos, Elveția) și abia mai recent în Marea Britanie și SUA. În ambele țări, asociațiile comerciale private din industrie au stabilit standarde mai largi, posibil ca o măsură de a descuraja agențiile guvernamentale independente de a stabili standarde mai stricte, prietenoase pentru consumatori. Compostul este reglementat și în Canada și Australia.
Compostarea datează cel puțin din Imperiul Roman timpuriu și a fost menționat în piesa De Agri Cultura a lui Cato cel Bătrân din anul 160 î.Hr. În mod tradițional, compostarea presupunea stivuirea materialelor organice până în următorul sezon de plantare, moment în care materialele s-ar fi degradat suficient pentru a fi gata de utilizare în sol. Avantajul acestei metode este necesita puțin timp de lucru și puțin efort uman și se potrivește în mod natural cu practicile agricole din climatul temperat. Dezavantajele (din perspectiva modernă) sunt că spațiul este folosit timp de un an întreg, unii nutrienți ar putea fi scurși din cauza expunerii la precipitații, iar organismele și insectele producătoare de boli pot să nu fie controlate în mod adecvat.
Compostarea a început să se modernizeze oarecum din anii 1920 în Europa ca instrument al agriculturii organice ecologice. Prima stație industrială pentru transformarea materialelor organice urbane în compost a fost înființată în Wels, Austria, în anul 1921. Printre primii susținători ai compostării în agricultură se numără: Rudolf Steiner, fondatorul unei metode de agricultură numită biodinamică, și Annie Francé-Harrar, care a fost desemnată de Guvernul Mexican și a sprijinit în 1950-1958 fondarea unei mari organizații de humus în lupta împotriva eroziunii si degradării solului. Sir Albert Howard, care a lucrat intens în India la practici durabile, și Lady Eve Balfour au fost, de asemenea, susținători majori ai compostării. Compostarea a fost importată în America de către: