1. Преглед
Било која врста квалификоване производње органског компоста високог квалитета мора проћи процес ферментације компоста.Компостирање је процес у коме се органска материја разграђује и стабилизује од стране микроорганизама под одређеним условима како би се произвео производ погодан за коришћење земљишта.
Компостирање, древна и једноставна метода третмана органског отпада и прављења ђубрива, привукла је велику пажњу у многим земљама због свог еколошког значаја, а такође доноси користи и пољопривредној производњи.Пријављено је да се болести које се преносе земљиштем могу контролисати коришћењем разложеног компоста као легла за семе.Након високотемпературне фазе процеса компостирања, број антагонистичких бактерија може достићи веома висок ниво, није лако разградити, стабилно и лако се апсорбује од усева.У међувремену, деловање микроорганизама може смањити токсичност тешких метала у одређеном опсегу.Види се да је компостирање једноставан и ефикасан начин за производњу биоорганског ђубрива, што је корисно за развој еколошке пољопривреде.
Зашто компост функционише овако?Следи детаљнији опис принципа компостирања:
2. Принцип ферментације органског компоста
2.1 Конверзија органске материје током компостирања
Трансформација органске материје у компосту под дејством микроорганизама може се сажети у два процеса: један је минерализација органске материје, односно разлагање сложене органске материје на просте супстанце, други је процес хумификације органске материје, а други је процес хумификације органске материје. односно разградњом и синтезом органске материје за добијање сложеније посебне органске материје-хумуса.Оба процеса се одвијају у исто време, али у супротном смеру.У различитим условима, интензитет сваког процеса је различит.
2.1.1 Минерализација органске материје
- Разлагање органске материје без азота
Полисахаридна једињења (скроб, целулоза, хемицелулоза) се прво хидролизују у моносахариде помоћу хидролитичких ензима које луче микроорганизми.Међупроизводе као што су алкохол, сирћетна киселина и оксална киселина није било лако акумулирати, и на крају су формирали ЦО₂ и Х2О и ослободили много топлотне енергије.Ако је вентилација лоша, под дејством микроба, моносахарид ће се споро распадати, производити мање топлоте и акумулирати неке међупроизводе – органске киселине.Под условима микроорганизама који одбијају гас, могу се произвести редукујуће супстанце као што су ЦХ₄ и Х₂.
- Разлагање од органских материја које садрже азот
Органска материја која садржи азот у компосту укључује протеине, аминокиселине, алкалоиде, хумус и тако даље.Осим хумуса, већина се лако разлаже.На пример, протеин, под дејством протеазе коју излучује микроорганизам, разграђује се корак по корак, производи различите аминокиселине, а затим амонијумом и нитратом формира амонијумову со и нитрате, које биљке могу да апсорбују и искористе.
- Трансформација органских једињења која садрже фосфор у компосту
Под дејством разних сапрофитних микроорганизама, формира се фосфорна киселина, која постаје хранљива материја коју биљке могу да апсорбују и искористе.
- Конверзија органске материје која садржи сумпор
Органска материја која садржи сумпор у компосту, кроз улогу микроорганизама у производњи водоник-сулфида.Водоник-сулфид се лако акумулира у околини која не воли гас, а може бити токсичан за биљке и микроорганизме.Али под добро проветреним условима, водоник-сулфид се оксидује у сумпорну киселину под дејством сумпорних бактерија и реагује са базом компоста да би се формирао сулфат, који не само да елиминише токсичност водоник-сулфида, већ постаје сумпорне хранљиве материје које биљке могу да апсорбују.У условима лоше вентилације, дошло је до сулфације, што је довело до губитка Х₂С и тровања биљке.У процесу ферментације компоста, аерација компоста се може побољшати редовним превртањем компоста, тако да се може елиминисати антисумпорност.
- Конверзија липида и ароматичних органских једињења
Као што су танин и смола, сложен је и споро се разлаже, а коначни производи су такође ЦО₂ и вода Лигнин је стабилно органско једињење које садржи биљне материјале (као што су кора, пиљевина, итд.) у компостирању.Веома се тешко распада због своје сложене структуре и ароматичног језгра.Под условима добре вентилације, ароматично језгро се може претворити у хиноидна једињења деловањем гљива и актиномицета, што је једна од сировина за ресинтезу хумуса.Наравно, ове супстанце ће се и даље разлагати под одређеним условима.
Укратко, минерализација компостиране органске материје може обезбедити хранљиве материје брзог дејства за усеве и микроорганизме, обезбедити енергију за микробне активности и припремити основне материјале за хумификацију компостиране органске материје.Када у компостирању доминирају аеробни микроорганизми, органска материја се брзо минерализује да би произвела више угљен-диоксида, воде и других хранљивих материја, брзо се и темељно разграђује и ослобађа много топлотне енергије. Распадање органске материје је споро и често непотпуно, ослобађајући мање топлотне енергије, а производи распадања су поред биљних хранљивих материја, лако се акумулирају органске киселине и редукционе супстанце као што су ЦХ₄, Х₂С, ПХ₃, Х₂, итд.Пребацивање компоста током ферментације такође има за циљ да промени врсту микробне активности како би се елиминисале штетне супстанце.
2.1.2 Хумификација органске материје
Постоје многе теорије о формирању хумуса, које се грубо могу поделити у две фазе: прва фаза, када се органски остаци разграђују и формирају сировине које чине молекуле хумуса, у другој фази, полифенол се оксидује у хинон. полифенол оксидазом коју излучује микроорганизам, а затим се хинон кондензује са амино киселином или пептидом да би се формирао хумусни мономер.Пошто фенол, кинин, сорта аминокиселина, међусобна кондензација није исти, тако да је и формирање хумусног мономера разнолико.Под различитим условима, ови мономери се даље кондензују и формирају молекуле различитих величина.
2.2 Конверзија тешких метала током компостирања
Општински муљ је једна од најбољих сировина за компостирање и ферментацију јер садржи богате хранљиве материје и органску материју за раст усева.Али општински муљ често садржи тешке метале, ови тешки метали се углавном односе на живу, хром, кадмијум, олово, арсен и тако даље.Микроорганизми, посебно бактерије и гљивице, играју важну улогу у биотрансформацији тешких метала.Иако неки микроорганизми могу да промене присуство тешких метала у животној средини, учине хемикалије токсичнијима и изазову озбиљне еколошке проблеме, или концентришу тешке метале и акумулирају се кроз ланац исхране.Али неки микроби могу помоћи у побољшању животне средине уклањањем тешких метала из околине директним и индиректним деловањем.Микробна трансформација ХГ обухвата три аспекта, односно метилацију неорганске живе (Хг₂+), редукцију неорганске живе (Хг₂+) у ХГ0, разлагање и редукцију метил живе и других органских једињења живе у ХГ0.Ови микроорганизми способни да претворе неорганску и органску живу у елементарну живу називају се микроорганизми отпорни на живу.Иако микроорганизми не могу разградити тешке метале, они могу смањити токсичност тешких метала контролисањем њиховог пута трансформације.
2.3 Процес компостирања и ферментације
Компостирање је облик стабилизације отпада, али захтева посебну влажност, услове аерације и микроорганизме да би се произвела одговарајућа температура.Сматра се да је температура виша од 45 °Ц (око 113 степени Фаренхајта), одржавајући је довољно високом да инактивира патогене и убије семе корова.Брзина разлагања преостале органске материје након разумног компостирања је ниска, релативно стабилна и биљке је лако апсорбују.Мирис се може знатно смањити након компостирања.
Процес компостирања укључује много различитих врста микроорганизама.Због промене сировина и услова, константно се мења и количина разних микроорганизама, тако да ниједан микроорганизам увек не доминира у процесу компостирања.Свако окружење има своју специфичну микробну заједницу, а микробна разноликост омогућава компостирање да се избегне колапс система чак и када се спољни услови промене.
Процес компостирања углавном спроводе микроорганизми, што је главно тело ферментације компоста.Микроби укључени у компостирање потичу из два извора: великог броја микроба који су већ присутни у органском отпаду и вештачког микробног инокулума.Под одређеним условима, ови сојеви имају јаку способност разлагања неких органских отпада и имају карактеристике снажне активности, брзог размножавања и брзог разлагања органске материје, што може убрзати процес компостирања, скратити време реакције компостирања.
Компостирање се генерално дели на две врсте аеробног компостирања и анаеробног компостирања.Аеробно компостирање је процес разлагања органских материјала у аеробним условима, а његови метаболички производи су углавном угљен-диоксид, вода и топлота;Анаеробно компостирање је процес разлагања органских материјала у анаеробним условима, коначни метаболити анаеробног разлагања су метан, угљен-диоксид и многи интермедијери ниске молекуларне тежине, као што су органске киселине.
Главне микробне врсте укључене у процес компостирања су бактерије, гљиве и актиномицете.Све ове три врсте микроорганизама имају мезофилне и хипертермофилне бактерије.
Током процеса компостирања, микробна популација се мењала наизменично и то: микробне заједнице ниске и средње температуре мењале су се у средње и високотемпературне микробне заједнице, а средње и високотемпературне микробне заједнице мењале су се у средње и нискотемпературне микробне заједнице.Са продужавањем времена компостирања, бактерије су се постепено смањивале, актиномицете су се постепено повећавале, а буђ и квасац на крају компостирања значајно су се смањивали.
Процес ферментације органског компоста може се једноставно поделити у четири фазе:
2.3.1 Током фазе грејања
У почетној фази компостирања, микроорганизми у компосту су углавном умерене температуре и добре атмосфере, од којих су најчешће неспорне бактерије, спорне бактерије и плесни.Они започињу процес ферментације компоста и снажно разлажу органске материје (као што су једноставни шећер, скроб, протеини итд.) у условима добре атмосфере, производећи много топлоте и континуирано подижући температуру компоста, подизање од око 20 °Ц (око 68 степени Фаренхајта) до 40 °Ц (око 104 степена Фаренхајта) се назива фебрилни стадијум, или стадијум средње температуре.
2.3.2 Током високих температура
Топли микроорганизми постепено преузимају топле врсте и температура наставља да расте, обично изнад 50 °Ц (око 122 степена Фаренхајта) у року од неколико дана, у фазу високе температуре.У фази високе температуре, добре топлотне актиномицете и добре топлотне гљиве постају главне врсте.Они разграђују сложене органске материје у компосту, као што су целулоза, хемицелулоза, пектин и тако даље.Топлота се акумулира и температура компоста расте на 60 °Ц (око 140 степени Фаренхајта), што је веома важно за убрзање процеса компостирања.Неправилно компостирање компоста, само врло кратак период високе температуре, или без високе температуре, а самим тим и веома споро сазревање, у периоду од пола године или више није упола зрело стање.
2.3.3 Током фазе хлађења
Након одређеног периода током фазе високе температуре, већина целулозних, хемицелулозних и пектинских супстанци се разгради, остављајући за собом тешко разградљиве комплексне компоненте (нпр. лигнин) и новонастали хумус, активност микроорганизама је смањена. а температура се постепено смањивала.Када температура падне испод 40 °Ц (око 104 степена Фаренхајта), мезофилни микроорганизми постају доминантна врста
Ако фаза хлађења дође рано, услови компостирања нису идеални и разградња биљног материјала није довољна.У овом тренутку може се окренути гомила, гомила материјала мешања, тако да производи друго загревање, грејање, да би се промовисало компостирање.
2.3.4 Фаза зрелости и очувања ђубрива
Након компостирања, запремина се смањује и температура компоста пада на мало вишу од температуре ваздуха, тада компост треба чврсто притиснути, што доводи до анаеробног стања и слабљења минерализације органске материје, да би се задржало ђубриво.
Укратко, процес ферментације органског компоста је процес микробног метаболизма и репродукције.Процес микробног метаболизма је процес разлагања органске материје.Разлагањем органске материје производи се енергија која покреће процес компостирања, подиже температуру и суши влажну подлогу.
Ако имате било каква друга питања или потребе, контактирајте нас на следеће начине:
ВхатсАпп: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com
Време поста: Апр-11-2022