Phân compost

Thuật ngữ

Thuật ngữ "ủ" được sử dụng trên toàn thế giới với nhiều ý nghĩa khác nhau. Một số sách có định nghĩa về ủ phân hữu cơ hạn chế như là một hình thức phân hủy hiếu khí, chủ yếu do vi khuẩn. Một thuật ngữ thay thế cho phân hữu cơ là "tiêu hóa hiếu khí", do đó cũng được gọi là "ủ ướt".
Đối với nhiều người, ủ phân được sử dụng để tham khảo về một số dạng khác nhau của quá trình sinh học. Tại Bắc Mỹ, "ủ yếm khí" vẫn còn là một thuật ngữ chung của thế giới và trong các ấn phẩm kỹ thuật người ta gọi là "phân huỷ kỵ khí". Các vi sinh vật được sử dụng và các quá trình liên quan là khác nhau giữa phân compost và phân hủy yếm khí.

Phân động vật  và ổ rơm

Ở nhiều trang trại, các phân động vật dùng để làm phân hữu cơ thường được lấy ở các trang trại hay ổ rơm của động vật. Rơm và mùn cưa là vật liệu phổ biến để làm ổ rơm. Một số vật liệu khác cũng được sử dụng bao gồm các tờ báo chí và bìa các tông đã được cắt nhỏ. Lượng phân thải ra tại một trang trại chăn nuôi thường bị ảnh hưởng bởi chu kì dọn vệ sinh, diện tích đất, và điều kiện thời tiết. Mỗi loại phân có tính chất hóa học riêng và các đặc điểm sinh học cũng khác nhau. Phân gia súc và phân ngựa khi trộn với ổ rơm thì rất tốt cho việc ủ phân. Phân heo thì rất ẩm ướt và thường không trộn lẫn với ổ rơm, phải được trộn với rơm hoặc nguyên vật liệu tương tự. Phân gia cầm cũng phải được pha trộn với các vật liệu chứa carbon (những vật liệu có hàm lượng nitơ thấp), chẳng hạn như mùn cưa hoặc rơm.

Các giai đoạn của phân compost

Trong điều kiện lý tưởng, việc ủ phân được tiến hành qua ba giai đoạn chính
Bước đầu, giai đoạn mesophilic, trong đó phân hủy được thực hiện ở nhiệt độ vừa phải bởi các vi sinh vật ưa nhiệt độ trung bình.
Ở giai đoạn hai, khi tăng nhiệt độ lên, bắt đầu giai đoàn ưa nhiệt độ cao. Trong đó, phân hủy được thực hiện bởi các vi khuẩn ưa nhiệt độ cao.
Giai đoạn cuối, khi sự cung cấp của các hợp chất cao năng lượng ngày càng giảm, nhiệt độ bắt đầu giảm, và vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình một lần nữa chiếm ưu thế vào giai đoạn trưởng thành.

Chất thải của con người

Chất thải của con người (hay còn gọi là phân) cũng có thể được thêm vào như một tài liệu cho quá trình ủ phân, giống như nó được thực hiện trong nhà vệ sinh có hầm tự hoại. Chất thải của con người là một loại vật liệu hữu cơ giàu nitơ.
Con người tiết ra nhiều nước để hòa tan các chất dinh dưỡng (nitơ, phốt pho, kali) trong nước tiểu nhiều hơn trong phân. Nước tiểu người có thể được sử dụng trực tiếp làm phân bón hoặc nó có thể dung để ủ phân. Cho thêm nước tiểu của một người khỏe mạnh vào phân thường thì sẽ giúp tăng nhiệt độ. Do đó, làm tăng khả năng tiêu diệt mầm bệnh và các hạt mầm không mong muốn trong phân. Nước tiểu từ một người không có bệnh thi vệ sinh hơn nhiều so với phân tươi. Không giống như phân, nước tiểu không thu hút ruồi (như ruồi nhà hoặc ruồi đen), và nó không chứa tác nhân gây mầm bệnh, chẳng hạn như sâu ký sinh trứng. Nước tiểu để lâu thường không bốc mùi, đặc biệt khi nó pha loãng.
Nước tiểu có thành phần chủ yếu gồm nước và urê.

Humanure 

"Humanure" là một từ ghép của “con người và phân” , chỉ định phân người (phân và nước tiểu) mà được tái chế thông qua quá trình ủ nông nghiệp hoặc các mục đích khác. Thuật ngữ này được sử dụng lần đầu trong một cuốn sách năm 1994 bởi Joseph Jenkins. Các humanure được sử dụng bởi những người có hứng thú với phân hữu cơ tại Mỹ nhưng không thông dụng ở những nơi khác. Bởi vì thuật ngữ "humanure" không có định nghĩa chính xác vì vậy nó tùy thuộc vào mục đích sử dụng khác nhau; nhiều người đôi khi không phân biệt chính xác giữa humanure và bùn thải hoặc "chất rắn sinh học", các định nghĩa này có ý nghĩa khác nhau.

Sử dụng

Phân hữu cơ thường được khuyến khích như là một chất dinh dưỡng cho đất, như một người cải tạo đất trồng trọt, cung cấp mùn và chất dinh dưỡng. Nó cung cấp một môi trường phát triển hoàn hảo, hoặc đóng vai trò như là một vật liệu thấm xốp để giữ ẩm và hòa tan các khoáng chất, cung cấp sự hỗ trợ và các chất dinh dưỡng mà cây có thể phát triển, mặc dù nó ít khi được sử dụng riêng lẽ, nó được chủ yếu trộn với đất, cát, sạn, vỏ cây, chất khoáng, hoặc các hạt đất sét để sản xuất mùn. Phân hữu cơ có thể được canh tác trực tiếp vào đất hoặc bón vừa đủ để tăng mức độ chất hữu cơ và độ dinh dưỡng chung của đất. Phân hữu cơ được sẵn sàng để được sử dụng như là một chất dinh dưỡng có màu nâu tối hoặc màu đen với một mùi giống đất.
Nói chung, gieo hạt trực tiếp vào phân được khuyến cáo là không nên vì tốc độ làm khô nhanh có thể gây mất độ ẩm và sự hiện diện có thể có của độc tố thực vật gây ức chế sự nảy mầm, và có thể tạo ra nitơ do phân hủy không hết các chất gỗ. hỗn hợp từ 20-30% của phân hữu cơ là rất phổ biến để sử dụng cho việc cấy cây con ở giai đoạn lá mầm hoặc sau đó.
Phân trộn có thể tiêu diệt các mầm bệnh hoặc hạt mầm không mong muốn. "Thuốc trừ vi khuẩn" trong phân có thể diệt trừ bao gồm ưa nhiệt và mesophiles, một số ấu trùng ruồi và sâu đỏ, cũng làm giảm rất nhiều mầm bệnh. Ủ nhiệt độ cao được biết đến để tiêu diệt nhiều hạt giống và gần như tất cả các loại mầm bệnh (trường hợp ngoại lệ có thể bao gồm các prion). Các chất khử trùng ủ (ưa nhiệt) mong muốn là nơi có một khả năng cao của các mầm bệnh, chẳng hạn như với phân.

Tổng quan

Ngoài các phương pháp ủ truyền thống, các cách tiếp cận khác nhau dẫn đến nhiều phương pháp khác nhau được phát triển để xử lý các quá trình khác như: ủ, thành phần, địa điểm, và các ứng dụng cho các sản phẩm phân compost.
Có một lượng lớn các phương pháp ủ khác nhau trên thế giới, ví dụ:
·       Ở cấp độ hộ gia đình: ủ phân tại hầm tự hoại, ủ trong thùng chứa, ủ bằng kỹ thuật vermicomposting
·       Ủ quy mô công nghiệp (quy mô lớn): ủ tĩnh bằng ga, kỹ thuật vermicomposting, ủ windrow vv

Vermicomposting

Vermicompost là một quá trình đơn giản của công nghệ sinh học ủ phân, trong đó một số loài giun đất được sử dụng để tăng cường quá trình chuyển đổi chất thải và sản xuất ra với sản phẩm tốt hơn. Vermicomposting là một quá trình sử dụng vi sinh vật và giun đất đang hoạt động ở nhiệt độ 10 – 32 °C (nhiệt độ trong đống hữu cơ ẩm).
Quá trình này nhanh hơn việc ủ phân vì vật liệu đi qua ruột giun, Một sự chuyển hóa đáng kể đã diễn ra dù chưa đầy đủ. Và tạo ra kết quả là phân của giun có hoạt động rất phong phú của nhiều vi sinh vật giúp cho sự tăng trưởng của thực vật và có tác dụng cải tạo, kiềm hãm các vi khuẩn có hại. Chỉ trong thời gian ngắn, giun đất thông qua một quá trình “ma thuật” sinh học, đã có thể chuyển đổi rác thải thành “vàng”.(Vermi Co năm 2001, Tara Crescent 2003)
Các chất thải hữu cơ trong thiên nhiên để có thể tự phân hủy ra thành chất mùn như vermicompost phải mất một thời gian rất dài, có thể lên đến vài trăm năm hoặc vài nghìn năm tùy theo chất hữu cơ nào, tuy nhiên theo nghiên cứu này thì vật liệu chỉ việc qua ruột giun ra bên ngoài đã có thể chuyển hóa thành vermicompost, một loại hữu cơ giàu dinh dưỡng và dễ hấp thụ bởi thực vật.

Ủ bằng ấu trùng ruồi đen

Ấu trùng ruồi đen đã được chứng minh để có thể giúp nhanh chóng phân hủy một lượng lớn chất thải hữu cơ khi nhiệt độ ở 31,8 °C, nhiệt độ tối ưu cho việc sinh sản. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm với một số lượng lớn các chất thải khác nhau để đưa ra kết quả chính xác.

Ủ bằng côn trùng

Đây là một phương pháp ủ phân bằng côn trùng trung gian. Trong trường hợp này người ta sử dụng số lượng các loài gián bất kỳ (như gián Turkestan hoặc Blaptica dubia) được sử dụng để nhanh chóng phân hủy phân hoặc chất thải dinh dưỡng. Tùy thuộc vào loài được sử dụng và điều kiện môi trường, côn trùng dư thừa có thể được sử dụng để làm thức ăn cho gia súc hoặc vật nuôi.

Chế phẩm sinh học Bokashi

Bokashi là một phương pháp sử dụng kết hợp của các vi sinh vật để phân hủy chất thải thực phẩm và giảm mùi. Bokashi trong thuật ngữ của Nhật Bản là cho "che đi" hoặc "phân cấp". Nó bắt nguồn từ thực tế của nông dân thế kỷ trước Nhật Bản các chất thải thực phẩm sẽ làm đất đai màu mỡ, nơi có chứa các vi sinh vật sẽ lên men các chất thải tạo phân hữu cơ. Sau một vài tuần, họ sẽ chôn các chất thải xuống tạo mùn.
Hầu hết các các vi sinh vật có từ các sản phẩm có các vi sinh vật như EM1, nó được bán đầu tiên vào năm 1980. EM1 được trộn với các chất carbon (ví dụ mùn cưa hoặc cám) và thực phẩm (ví dụ như mật đường). Hỗn hợp được xếp lớp trong một hộp kín và sau một vài tuần thì được đem chôn lấp.
Ủ bằng trà
Trà trong phân hữu cơ được hiểu là chất chiết xuất từ nước ủ từ vật liệu ủ và có thể có được từ quá trình hiếu khí hoặc kỵ khí. Trà thường được sản xuất từ cách thêm một khối lượng phân để tích nước. Phương pháp này cũng đã được chứng minh là có tác dụng về việc làm giảm các mầm bệnh thực vật.

Ủ bằng hầm tự hoại

Hầm tự hoại ủ không cần nước hoặc điện, và khi được quản lý đúng cách thì sẽ không gây mùi. Hầm tự hoại ủ phân người mà sau đó có thể thêm vào mùn cưa hoặc rơm hoặc vật liệu giàu carbon khác, nó sẽ làm các mầm bệnh bị tiêu diệt ở một mức độ nào đó. Lượng tiêu diệt mầm bệnh phụ thuộc vào nhiệt độ (điều kiện vi sinh vật ưu nhiệt trung bình hoặc ưa nhiệt cao) và thời gian ủ. Hầm tự hoại có thể xử lý chất thải tại chỗ mặc dù thường được kết hợp thêm với một bước ủ bên ngoài. Kết quả của các sản phẩm phân hữu cơ này có những cái tên khác nhau, chẳng hạn như humanure và EcoHumus.
Hầm tự hoại có thể hỗ trợ trong việc bảo vệ nước. Nó tiếp tục ngăn ngừa sự ô nhiễm nguồn nước ngầm bằng cách kiểm soát các chất phân huỷ trước khi vào hệ thống. Khi được quản lý đúng cách, sẽ không có sự ô nhiễm mặt đất từ nước thải.