کمپوست و روشهای کمپوست سازی(بخش دوم)
چه پارامترهایی بر فرایند کمپوستسازی اثر میگذارند؟
عوامل موثر بر کمپوست سازی به روش هوازی
- هوادهی
کمپوست سازی هوازی به مقادیر زیادی اکسیژن خصوصاً در مرحله شروع فرایند پوسیدن نیاز دارد. بنابراین، هوادهی یکی از عملیات ضروری در روش هوازی است. در شرایطی که مقدار اکسیژن کافی نباشد، رشد میکروارگانیسمهای هوازی محدود میشود و در نتیجه سرعت تجزیه مواد کاهش مییابد. علاوه بر این، انجام عملیات هوادهی گرمای اضافی، بخار آب و سایر گازهای به دام افتاده در توده کمپوست را حذف میکند. حذف حرارت از توده کمپوست در اقلیمهای گرم اهمیت دارد، چرا که باعث ایجاد گرمای بیش از حد و سوختن مواد میشود. بنابراین، هوادهی خوب برای افزایش کارایی کمپوستسازی ضروری است. همچنین با کنترل کیفیت فیزیکی مواد (مانند اندازه مواد و میزان رطوبت)، اندازه توده یا پشته، تهویه مناسب و همچنین با اطمینان از دفعات بهمزدن مواد، میتوان عملیات کمپوستسازی را بهینه کرد.
- رطوبت
وجود رطوبت برای حفظ فعالیت میکروارگانیسمها ضروری است. مخلوط اولیه مواد کمپوست باید رطوبت 65-40 درصد را حفظ کنند. در شرایطی که توده خیلی خشک باشد روند کمپوستسازی کند میشود، درحالیکه افزایش رطوبت به بیش از 65 درصد باعث ایجاد شرایط بیهوازی که نامطلوب است، میشود. در عمل، توصیه میشود رطوبت توده کمپوست در هنگام شروع فرایند 60-50 درصد باشد و در پایان حدود 30 درصد باشد.
- مواد مغذی
میکروارگانیسمها به کربن (C)، نیتروژن (N)، فسفر(P) و پتاسیم (K) بهعنوان مواد مغذی اولیه نیاز دارند. در این بین، نسبت کربن به نیتروژن (C:N) مواد اولیه از اهمیت ویژهای برخوردار است. نسبت بهینه کربن به نیتروژن مواد خام بین 25:1 و 30:1 است، اگرچه نسبتهای بین 20:1 و 40:1 نیز قابل قبول هستند. در شرایطی که این نسبت بیشتر از 40:1 باشد، رشد میکروارگانیسمها محدود میشود و در نتیجه زمان کمپوستسازی طولانیتر میگردد. نسبت کربن به نیتروژن کمتر از 20:1 منجر به استفاده ناکافی از نیتروژن طی فرایند کمپوستسازی میشود و میزان نیتروژن اضافه ممکن است بهشکل آمونیاک یا اکسید نیتروژن در هوا از بین برود و بوی بد آن میتواند مشکلساز باشد. لازم به ذکر است که نسبت کربن به نیتروژن کمپوست نهایی باید بین 10:1 تا 15:1 باشد.
- دما
فرآیند کمپوستسازی شامل دو محدوده دمایی است؛
در محدوده اول میکروارگانیسمهایی که دمای متعادل را میپسندند، فعالیت دارند. و در محدوده دوم آنهایی که گرمادوست هستند، فرآیند را پیش میبرند. درحالیکه دمای ایدهآل برای توده کمپوست در مرحله اولیه 45-20 درجه سانتیگراد است، در مراحل بعدی که میکروارگانیسمهای گرمادوست فرایند کمپوستسازی را پیش میبرند، محدوده دمایی 70-50 درجه سانتیگراد ایدهآل میباشد. دمای بالا مشخصه فرآیند کمپوستسازی به روش هوازی است و نشان دهنده فعالیت شدید میکروبی است. عوامل بیماریزا معمولاً در دمای 55 درجه سانتیگراد و بالاتر از بین میروند، درحالیکه دمای بحرانی برای از بین بردن بذر علفهای هرز 62 درجه سانتیگراد است. میتوان از بهمزدن و هوادهی مواد برای تنظیم دما استفادهنمود.
- محتوای لیگنین
لیگنین یکی از اجزای اصلی تشکیل دهنده دیواره سلولی گیاهان است و ساختار شیمیایی پیچیده آن باعث میشود در برابر تخریب میکروبی بسیار مقاوم باشد. این ماهیت لیگنین دو مفهوم دارد؛ اولاً اینکه این ماده تجزیهپذیری سایر اجزای دیواره سلولی را کاهش میدهد و نسبت واقعی کربن به نیتروژن – یعنی نسبت کربن واکنشپذیر در طبیعت به نیتروژن- را کمتر از آنچه که بهطور معمول ذکر میشود، میکند. مورد دیگر این است که لیگنین بهعنوان یک متخلخل کننده عمل میکند و شرایط مطلوبی را برای کمپوست هوازی ایجاد مینماید. بنابراین، درحالیکه افزودن قارچهای تجزیهکننده لیگنین ممکن است در برخی موارد کربن در دسترس را افزایش دهد، میتواند عملیات کمپوستسازی را تسریع کند و از دست دادن نیتروژن را کاهش دهد. اما در موارد دیگر ممکن است منجر به ایجاد نسبت واقعی بالاتر کربن به نیتروژن و تخلخل ضعیف شود که هر دو باعث زمانبر شدن عملیات کمپوستسازی میشوند. به زبان ساده، وجود این ترکیب در کمپوست مانند یک تیغ دولبه عمل میکند که ممکن است نتایج مفید یا مضری داشتهباشد.
پلی فنولها
پلی فنولها شامل تاننهای (مادهای که در قهوه و چایی مزه گس به آن میدهد) قابل هیدرولیز و متراکم میشوند. تاننهای متراکم و نامحلول، دیوارههای سلولی و پروتئینها را بههم متصل میکنند و آنها را از نظر فیزیکی یا شیمیایی کمتر در دسترس تجزیهکنندهها قرار میدهند. از سوی دیگر، تاننهای متراکم و محلول، با پروتئینها واکنش داده و تخریب میکروبی آنها و متعاقباً آزاد شدن نیتروژن را کاهش میدهند. از اینرو، پلی فنولها و لیگنین بهعنوان عوامل بازدارنده در فرایند کمپوستسازی شناخته میشوند. برخی از محققان پیشنهاد میکنند که محتویات این دو ماده برای طبقهبندی مواد آلی برای استفاده کارآمدتر از منابع طبیعی در مزرعه، از جمله کمپوست استفاده شود.
مقدار اسیدیته (pH)
اگرچه اثر بافر بودن فرآیند کمپوستسازی (یعنی از نظر شیمیایی نسبت به تغییرات pH مقاوم است) به استفاده از مواد اولیه با دامنه وسیعی از pH کمک میکند، اما سطح pH نباید از عدد هشت تجاوز کند. در سطوح pH بالاتر، گاز آمونیاک بیشتری تولید شده و وارد هوا میشود و از بین میرود.
(پایان بخش دوم)
ادامه دارد…
منبع: برگرفته از وبسایت سازمان جهانی غذا و کشاورزی FAO