miniatura|250px| Compost într-o zonă rurală din Germania (compostare colectivă rar întâlnită în România) 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. Elemente fundamentale miniatura|250px| Butoi de compost produs acasă miniatura|250px| Coșuri de compost la Ferma ecologică Evergreen din statul Washington miniatura|250px| Materiale dintr-o grămadă de compost miniatura|250px| Resturi de mâncare într-o grămadă de compost 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:
Carbonul este necesar pentru energie; oxidarea microbiană a carbonului produce căldura necesară altor părți ale procesului de compostare. Materialele cu conținut ridicat de carbon tind să fie maro și uscate. Azotul este necesar pentru a crește și a reproduce mai multe organisme pentru a oxida carbonul. Materialele bogate în azot tind să fie verzi și umede. De asemenea, poate fi găsit în fructe și legume colorate. Oxigenul este necesar pentru oxidarea carbonului, procesul de descompunere. Bacteriile aerobe au nevoie de niveluri de oxigen peste 5% pentru a efectua procesele necesare compostării. Apa este necesară în cantitățile potrivite pentru a menține activitatea fără a provoca condiții anaerobe.
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 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 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.
Descompunători chimici
Bacteriile – cele mai abundente și mai importante dintre toate microorganismele găsite în compost. Bacteriile procesează carbonul și azotul și excretă nutrienții disponibili din plante, cum ar fi azotul, fosforul și magneziul. În funcție de faza de compostare, bacteriile mezofile sau termofile pot fi cele mai proeminente. Bacteriile mezofile duc compostul la stadiul termofil prin oxidarea materialului organic. Ulterior, îl curăță, ceea ce face compostul proaspăt să fie mai biodisponibil pentru plante. Bacteriile termofile nu se reproduc și nu sunt active între , totuși se găsesc în tot solul. Ele se activează odată ce bacteriile mezofile au început să descompună materia organică și să mărească temperatura la intervalul lor optim. S-a demonstrat că pătrund în sol prin apa de ploaie. Ele sunt prezente atât de larg din cauza mai multor factori, inclusiv pentru că sporii lor sunt rezistenți. Bacteriile termofile se dezvoltă la temperaturi mai ridicate, atingând în amestecuri tipice. Operațiunile de compostare pe scară largă, cum ar fi compostarea în brazde, pot depăși această temperatură, ucigând potențial microorganismele benefice din sol, dar și pasteurizând deșeurile. Actinobacteriile sunt necesare pentru a descompune produse din hârtie, cum ar fi ziare, scoarța etc. și alte molecule mari, cum ar fi lignina și celuloza, care sunt mai greu de descompus. „Mirosul plăcut de pământ de compost” este atribuit acestora. Actinobacteriile oferă la dispoziția plantelor nutrienții de carbon, amoniac și azot. Ciupercile precum mucegaiul și drojdia ajută la descompunerea materialelor pe care bacteriile nu le pot descompune, în special celuloza și lignina din materialul lemnos. Protozoarele – contribuie la biodegradarea materiei organice, precum și la consumul de bacterii inactive, ciuperci și particule micro-organice.
Descompunători fizici
Furnici – creează cuiburi, făcând solul mai poros și transportă nutrienți în diferite zone ale compostului. Gândacii – larvele se hrănesc cu legumele în descompunere. Râmele – ingerează material parțial compostat și excretă părți din ele, făcând disponibile plantelor azotul, calciul, fosforul și magneziul. Tunelurile pe care le creează pe măsură ce se deplasează prin compost măresc, de asemenea, aerarea și drenajul. Muștele – se hrănesc cu aproape toate materialele organice și introduc bacterii în compost. Populația lor este ținută în frâu de acarieni și de temperaturile termofile care nu sunt potrivite pentru larvele de muște. Diplopodele – descompun materialul vegetal. Rotiferele - se hrănesc cu particule vegetale. Melcii – se hrănesc cu material vegetal viu sau proaspăt. Acestea trebuie îndepărtate din compost înainte de utilizare, deoarece pot deteriora plantele și culturile. Oniscide – se hrănesc cu lemn putrezit și vegetație în descompunere. Colembole – se hrănesc cu ciuperci, mucegai și plante în descompunere.
Fazele compostării miniatura| Compost de uz casnic vechi de trei ani În condiții ideale, compostarea trece prin trei faze majore:
Faza mezofilă: o fază inițială, în care descompunerea este efectuată la temperaturi moderate de către microorganisme mezofile. Faza termofilă: pe măsură ce temperatura crește, începe o a doua fază termofilă, în care diferite bacterii termofile efectuează descompunerea la temperaturi mai ridicate ( C). . ) Faza de maturare: pe măsură ce aportul de compuși cu energie înaltă scade, temperatura începe să scadă, iar bacteriile mezofile predomină din nou în faza de maturare.
Compostarea la cald și la rece – impact asupra timpului 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 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 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.
Îndepărtarea agentului patogen Compostarea poate distruge unii agenți patogeni sau semințe nedorite, atingând temperaturi de peste C. Tratarea compostului stabilizat – adică material compostat în care microorganismele au terminat de digerat materia organică și temperatura a ajuns între – 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.