1. Pregled
Svaka vrsta kvalificirane visokokvalitetne organske proizvodnje komposta mora proći kroz proces fermentacije kompostiranja.Kompostiranje je proces u kojem se organska tvar razgrađuje i stabilizira mikroorganizmima pod određenim uvjetima kako bi se proizveo proizvod prikladan za korištenje zemljišta.
Kompostiranje, drevna i jednostavna metoda obrade organskog otpada i stvaranja gnojiva, privukla je veliku pozornost u mnogim zemljama zbog svog ekološkog značaja, a donosi i koristi poljoprivrednoj proizvodnji.Zabilježeno je da se bolesti koje se prenose tlom mogu kontrolirati korištenjem raspadnutog komposta kao posteljice.Nakon visokotemperaturne faze procesa kompostiranja, broj antagonističkih bakterija može doseći vrlo visoku razinu, nije ih lako razgraditi, stabilne su i lako ih apsorbiraju usjevi.U međuvremenu, djelovanje mikroorganizama može smanjiti toksičnost teških metala u određenom rasponu.Vidi se da je kompostiranje jednostavan i učinkovit način proizvodnje bioorganskog gnojiva, što je korisno za razvoj ekološke poljoprivrede.
Zašto kompost ovako djeluje?Slijedi detaljniji opis principa kompostiranja:
2. Princip fermentacije organskog komposta
2.1 Pretvorba organske tvari tijekom kompostiranja
Transformacija organske tvari u kompostu pod djelovanjem mikroorganizama može se sažeti u dva procesa: jedan je mineralizacija organske tvari, odnosno razgradnja složene organske tvari u jednostavne tvari, drugi je proces humifikacije organske tvari, odnosno razgradnjom i sintezom organske tvari za dobivanje složenije posebne organske tvari-humusa.Dva procesa odvijaju se u isto vrijeme, ali u suprotnom smjeru.U različitim uvjetima, intenzitet svakog procesa je različit.
2.1.1 Mineralizacija organske tvari
- Razgradnja organske tvari bez dušika
Polisaharidni spojevi (škrob, celuloza, hemiceluloza) hidrolitičkim enzimima koje izlučuju mikroorganizmi prvo se hidroliziraju u monosaharide.Međuproizvode kao što su alkohol, octena kiselina i oksalna kiselina nije bilo lako akumulirati, te su na kraju formirali CO₂ i H₂O i oslobodili mnogo toplinske energije.Ako je ventilacija loša, pod djelovanjem mikroba monosaharid će se sporo razgraditi, proizvoditi manje topline i akumulirati neke međuproizvode - organske kiseline.U uvjetima mikroorganizama koji odbijaju plinove, mogu se proizvesti redukcijske tvari kao što su CH4 i H₂.
- Razgradnja iz organske tvari koja sadrži dušik
Organska tvar koja sadrži dušik u kompostu uključuje proteine, aminokiseline, alkaloide, humus itd.Osim humusa, većina se lako razgrađuje.Na primjer, protein, pod djelovanjem proteaze koju izlučuje mikroorganizam, razgrađuje se korak po korak, proizvodi različite aminokiseline, a zatim formira amonijevu sol odnosno nitrat putem amonijaka i nitracije, koje biljke mogu apsorbirati i iskoristiti.
- Transformacija organskih spojeva koji sadrže fosfor u kompostu
Pod djelovanjem raznih saprofitnih mikroorganizama stvara se fosforna kiselina koja postaje hranjivo koje biljke mogu apsorbirati i iskoristiti.
- Pretvorba organske tvari koja sadrži sumpor
Organske tvari koje sadrže sumpor u kompostu, kroz ulogu mikroorganizama u proizvodnji sumporovodika.Sumporovodik se lako akumulira u okolini koja ne voli plin i može biti otrovan za biljke i mikroorganizme.Ali pod dobro prozračenim uvjetima, sumporovodik se oksidira u sumpornu kiselinu pod djelovanjem sumpornih bakterija i reagira s bazom komposta u obliku sulfata, koji ne samo da uklanja toksičnost sumporovodika, već postaje sumporna hranjiva koja biljke mogu apsorbirati.U uvjetima loše ventilacije došlo je do sulfatizacije, što je uzrokovalo gubitak H₂S i otrovanje biljke.U procesu fermentacije komposta, prozračnost komposta može se poboljšati redovitim prevrtanjem komposta, čime se može eliminirati antisulfuracija.
- Pretvorba lipida i aromatskih organskih spojeva
Kao što su tanin i smola, složen je i sporo se razgrađuje, a konačni proizvodi su također CO₂ i voda Lignin je stabilan organski spoj koji sadrži biljne materijale (kao što su kora, piljevina itd.) u kompostiranju.Vrlo se teško razgrađuje zbog svoje složene strukture i aromatske jezgre.U uvjetima dobre ventilacije, aromatska jezgra se može pretvoriti u kinoidne spojeve djelovanjem gljiva i aktinomiceta, što je jedna od sirovina za resintezu humusa.Naravno, te će se tvari pod određenim uvjetima nastaviti razgrađivati.
Ukratko, mineralizacija kompostirane organske tvari može osigurati brzodjelujuće hranjive tvari za usjeve i mikroorganizme, osigurati energiju za mikrobne aktivnosti i pripremiti osnovne materijale za humifikaciju kompostirane organske tvari.Kada kompostiranjem dominiraju aerobni mikroorganizmi, organska tvar se brzo mineralizira kako bi proizvela više ugljičnog dioksida, vode i drugih hranjivih tvari, brzo se i temeljito razgrađuje i oslobađa mnogo toplinske energije. Razgradnja organske tvari je spora i često nepotpuna, oslobađajući manje toplinska energija, a produkti razgradnje su uz biljne hranjive tvari, lako se nakupljaju organske kiseline i reduktivne tvari kao što su CH₄, H₂S, PH3, H₂, itd. .Vrtanje komposta tijekom fermentacije stoga također ima za cilj promijeniti vrstu mikrobne aktivnosti kako bi se eliminirale štetne tvari.
2.1.2 Humifikacija organske tvari
Postoje mnoge teorije o nastanku humusa, koji se ugrubo mogu podijeliti u dvije faze: prva faza, kada se organski ostaci razgrađuju i formiraju sirovine koje čine molekule humusa, u drugoj fazi, polifenol se oksidira u kinon. pomoću polifenol oksidaze koju izlučuje mikroorganizam, a zatim se kinon kondenzira s aminokiselinom ili peptidom kako bi nastao humusni monomer.Zbog fenola, kinina, raznolikosti aminokiselina, međusobna kondenzacija nije na isti način, tako da je stvaranje humusnog monomera također raznoliko.Pod različitim uvjetima, ti se monomeri dalje kondenziraju i tvore molekule različitih veličina.
2.2 Pretvorba teških metala tijekom kompostiranja
Komunalni mulj jedna je od najboljih sirovina za kompostiranje i fermentaciju jer sadrži bogate hranjive i organske tvari potrebne za rast usjeva.Ali komunalni mulj često sadrži teške metale, ti teški metali općenito se odnose na živu, krom, kadmij, olovo, arsen i tako dalje.Mikroorganizmi, posebice bakterije i gljivice, imaju važnu ulogu u biotransformaciji teških metala.Iako neki mikroorganizmi mogu promijeniti prisutnost teških metala u okolišu, učiniti kemikalije otrovnijima i uzrokovati ozbiljne ekološke probleme, ili koncentrirati teške metale i akumulirati ih kroz prehrambeni lanac.Ali neki mikrobi mogu pomoći u poboljšanju okoliša uklanjanjem teških metala iz okoliša izravnim i neizravnim djelovanjem.Mikrobna transformacija HG uključuje tri aspekta, tj. metilaciju anorganske žive (Hg₂+), redukciju anorganske žive (Hg₂+) u HG0, razgradnju i redukciju metilžive i drugih organskih spojeva žive u HG0.Ovi mikroorganizmi koji mogu pretvoriti anorgansku i organsku živu u elementarnu živu nazivaju se mikroorganizmi otporni na živu.Iako mikroorganizmi ne mogu razgraditi teške metale, mogu smanjiti toksičnost teških metala kontrolirajući njihov put transformacije.
2.3 Proces kompostiranja i fermentacije
Kompostiranje je oblik stabilizacije otpada, ali zahtijeva posebnu vlažnost, uvjete prozračivanja i mikroorganizme kako bi se postigla odgovarajuća temperatura.Smatra se da je temperatura viša od 45 °C (oko 113 stupnjeva Fahrenheita), što je dovoljno visoko da inaktivira patogene i ubije sjeme korova.Stopa razgradnje zaostale organske tvari nakon razumnog kompostiranja je niska, relativno stabilna i biljke je lako apsorbiraju.Miris se može znatno smanjiti nakon kompostiranja.
Proces kompostiranja uključuje mnogo različitih vrsta mikroorganizama.Zbog promjene sirovina i uvjeta, količina raznih mikroorganizama također se stalno mijenja, tako da nijedan mikroorganizam uvijek ne dominira procesom kompostiranja.Svako okruženje ima svoju specifičnu mikrobnu zajednicu, a mikrobna raznolikost omogućuje kompostiranje kako bi se izbjegao kolaps sustava čak i kada se vanjski uvjeti promijene.
Proces kompostiranja uglavnom provode mikroorganizmi, koji su glavno tijelo fermentacije kompostiranja.Mikrobi uključeni u kompostiranje dolaze iz dva izvora: veliki broj mikroba koji su već prisutni u organskom otpadu i umjetni mikrobni inokulum.Pod određenim uvjetima, ovi sojevi imaju jaku sposobnost razgradnje nekih organskih otpadaka i imaju karakteristike snažne aktivnosti, brzog razmnožavanja i brze razgradnje organske tvari, što može ubrzati proces kompostiranja, skratiti vrijeme reakcije kompostiranja.
Kompostiranje se općenito dijeli na dvije vrste aerobnog kompostiranja i anaerobnog kompostiranja.Aerobno kompostiranje je proces razgradnje organskih materijala u aerobnim uvjetima, a njegovi metabolički produkti su uglavnom ugljični dioksid, voda i toplina;anaerobno kompostiranje je proces razgradnje organskih materijala u anaerobnim uvjetima, konačni metaboliti anaerobne razgradnje su metan, ugljični dioksid i mnogi intermedijeri niske molekularne težine, kao što su organske kiseline.
Glavne mikrobne vrste uključene u proces kompostiranja su bakterije, gljivice i aktinomicete.Ove tri vrste mikroorganizama imaju mezofilne i hipertermofilne bakterije.
Tijekom procesa kompostiranja mikrobna populacija se naizmjenično mijenjala na sljedeći način: mikrobne zajednice niske i srednje temperature mijenjale su se u mikrobne zajednice srednje i visoke temperature, a mikrobne zajednice srednje i visoke temperature mijenjale su se u mikrobnu zajednicu srednje i niske temperature.Produljenjem vremena kompostiranja postupno se smanjuju bakterije, postupno povećava broj aktinomiceta, a značajno se smanjuje plijesan i kvasac na kraju kompostiranja.
Proces fermentacije organskog komposta može se jednostavno podijeliti u četiri faze:
2.3.1 Tijekom faze zagrijavanja
Tijekom početne faze kompostiranja, mikroorganizmi u kompostu su uglavnom umjerene temperature i dobre atmosfere, od kojih su najčešće nesporne bakterije, sporne bakterije i plijesni.Oni započinju proces fermentacije komposta i snažno razgrađuju organske tvari (poput jednostavnog šećera, škroba, bjelančevina itd.) u uvjetima dobre atmosfere, proizvodeći puno topline i kontinuirano podižući temperaturu komposta, porast od oko 20 °C (oko 68 stupnjeva Fahrenheita) do 40 °C (oko 104 stupnja Fahrenheita) naziva se febrilni stadij ili stadij srednje temperature.
2.3.2 Za vrijeme visokih temperatura
Topli mikroorganizmi postupno preuzimaju toplinu i temperatura nastavlja rasti, obično iznad 50 °C (oko 122 stupnja Fahrenheita) unutar nekoliko dana, u fazu visoke temperature.U visokotemperaturnom stadiju glavne vrste postaju aktinomicete dobre topline i gljivice dobre topline.Oni razgrađuju složene organske tvari u kompostu, poput celuloze, hemiceluloze, pektina i tako dalje.Toplina se povećava i temperatura komposta raste do 60 °C (oko 140 stupnjeva Fahrenheita), što je vrlo važno za ubrzavanje procesa kompostiranja.Nepravilno kompostiranje komposta, samo vrlo kratko razdoblje visoke temperature, ili bez visoke temperature, i stoga vrlo spora zrelost, u razdoblju od pola godine ili više nije poluzrelo stanje.
2.3.3 Tijekom faze hlađenja
Nakon određenog razdoblja tijekom visokotemperaturne faze, većina celuloze, hemiceluloze i pektinskih tvari je razgrađena, ostavljajući za sobom teško razgradljive složene komponente (npr. lignin) i novonastali humus, aktivnost mikroorganizama je smanjena. a temperatura se postupno smanjivala.Kada temperatura padne ispod 40 °C (oko 104 stupnja Fahrenheita), mezofilni mikroorganizmi postaju dominantna vrsta
Ako faza hlađenja nastupi ranije, uvjeti kompostiranja nisu idealni i razgradnja biljnih materijala nije dovoljna.U ovom trenutku može okrenuti hrpu, hrpu materijala za miješanje, tako da proizvodi drugo grijanje, grijanje, za promicanje kompostiranja.
2.3.4 Stadij zrelosti i očuvanja gnojiva
Nakon kompostiranja volumen se smanjuje, a temperatura komposta pada na malo višu od temperature zraka, tada kompost treba čvrsto pritisnuti, što dovodi do anaerobnog stanja i slabljenja mineralizacije organske tvari, kako bi se gnojivo zadržalo.
Ukratko, proces fermentacije organskog komposta je proces metabolizma i razmnožavanja mikroba.Proces metabolizma mikroba je proces razgradnje organske tvari.Razgradnjom organske tvari stvara se energija koja pokreće proces kompostiranja, podiže temperaturu i suši mokri supstrat.
Ukoliko imate još pitanja ili potreba, obratite nam se na sljedeće načine:
WhatsApp: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com
Vrijeme objave: 11. travnja 2022