1. Prezentare generală
Orice tip de producție calificată de compost organic de înaltă calitate trebuie să treacă prin procesul de fermentare prin compostare.Compostarea este un proces în care materia organică este degradată și stabilizată de microorganisme în anumite condiții pentru a produce un produs adecvat utilizării terenului.
Compostarea, o metodă străveche și simplă de tratare a deșeurilor organice și de fabricare a îngrășămintelor, a atras multă atenție în multe țări datorită semnificației sale ecologice, aduce și beneficii producției agricole.S-a raportat că bolile transmise de sol pot fi controlate prin utilizarea compostului descompus ca pat de sămânță.După etapa de temperatură înaltă a procesului de compostare, numărul de bacterii antagoniste poate atinge un nivel foarte ridicat, nu este ușor de descompus, stabil și ușor de absorbit de culturi.Între timp, acțiunea microorganismelor poate reduce toxicitatea metalelor grele într-un anumit interval.Se poate observa că compostarea este o modalitate simplă și eficientă de a produce îngrășământ bio-organic, care este benefic pentru dezvoltarea agriculturii ecologice.
De ce funcționează compostul așa?Mai jos este o descriere mai detaliată a principiilor compostării:
2. Principiul fermentarii compostului organic
2.1 Conversia materiei organice în timpul compostării
Transformarea materiei organice în compost sub acțiunea microorganismelor poate fi rezumată în două procese: unul este mineralizarea materiei organice, adică descompunerea materiei organice complexe în substanțe simple, celălalt este procesul de humificare a materiei organice, adică descompunerea și sinteza materiei organice pentru a produce materie organică specială mai complexă-humus.Cele două procese sunt efectuate în același timp, dar în direcția opusă.În diferite condiții, intensitatea fiecărui proces este diferită.
2.1.1 Mineralizarea materiei organice
- Descompunerea materiei organice fără azot
Compușii polizaharidici (amidon, celuloză, hemiceluloză) sunt mai întâi hidrolizați în monozaharide de către enzimele hidrolitice secretate de microorganisme.Produșii intermediari, cum ar fi alcoolul, acidul acetic și acidul oxalic, nu au fost ușor de acumulat și în cele din urmă au format CO₂ și H₂O și au eliberat multă energie termică.Dacă ventilația este proastă, sub acțiunea microbilor, monozaharida se va descompune lent, va produce mai puțină căldură și va acumula niște produse intermediare-acizi organici.În condiția microorganismelor respingătoare de gaze, pot fi produse substanțe reducătoare precum CH₄ și H2.
- Descompunerea din materie organică care conține azot
Materia organică care conține azot din compost include proteine, aminoacizi, alcaloizi, hummus și așa mai departe.Cu excepția humusului, majoritatea se descompun ușor.De exemplu, proteina, sub acțiunea unei proteaze secretate de microorganism, se degradează pas cu pas, produce diverși aminoacizi și apoi formează sare de amoniu și respectiv nitrat prin amoniație și nitrare, care pot fi absorbite și utilizate de plante.
- Transformarea compușilor organici care conțin fosfor în compost
Sub acțiunea unei varietăți de microorganisme saprofite, formează acid fosforic, care devine un nutrient pe care plantele îl pot absorbi și utiliza.
- Conversia materiei organice care conțin sulf
Materie organică cu conținut de sulf din compost, prin rolul microorganismelor de a produce hidrogen sulfurat.Hidrogenul sulfurat este ușor de acumulat în mediul în care gazul antipatic și poate fi toxic pentru plante și microorganisme.Dar, în condiții bine ventilate, hidrogenul sulfurat este oxidat în acid sulfuric sub acțiunea bacteriilor sulfuroase și reacţionează cu baza de compost pentru a forma sulfat, care nu numai că elimină toxicitatea hidrogenului sulfurat, și devine nutrienţi cu sulf pe care plantele le pot absorbi.În condițiile unei ventilații proaste, a avut loc sulfatarea, ceea ce a cauzat pierderea H₂S și otrăvirea plantei.În procesul de fermentare a compostului, aerarea compostului poate fi îmbunătățită prin răsturnarea regulată a compostului, astfel încât antisulfurarea poate fi eliminată.
- Conversia lipidelor și a compușilor organici aromatici
Cum ar fi taninul și rășina, este complex și se descompune lent, iar produsele finale sunt, de asemenea, CO₂ și apă. Lignina este un compus organic stabil care conține materiale vegetale (cum ar fi scoarța, rumegușul etc.) în compost.Este foarte dificil de descompus din cauza structurii sale complexe și a nucleului aromatic.În condițiile unei bune ventilații, nucleul aromatic poate fi transformat în compuși chinoizi prin acțiunea ciupercilor și a Actinomicetelor, care este una dintre materiile prime pentru resinteza humusului.Desigur, aceste substanțe vor continua să fie defalcate în anumite condiții.
Pe scurt, mineralizarea materiei organice compostate poate furniza nutrienți cu acțiune rapidă pentru culturi și microorganisme, poate furniza energie pentru activități microbiene și poate pregăti materiale de bază pentru humificarea materiei organice compostate.Când compostarea este dominată de microorganisme aerobe, materia organică se mineralizează rapid pentru a produce mai mult dioxid de carbon, apă și alți nutrienți, se descompune rapid și complet și eliberează multă energie termică. Descompunerea materiei organice este lentă și adesea incompletă, eliberând mai puțin. energie termică, iar produsele de descompunere sunt în plus față de nutrienții plantelor, este ușor să acumulați acizi organici și substanțe reducătoare, cum ar fi CH₄, H₂S, PH₃, H₂ etc.Prin urmare, răsturnarea compostului în timpul fermentației are scopul de a schimba tipul de activitate microbiană pentru a elimina substanțele nocive.
2.1.2 Umidificarea materiei organice
Există multe teorii despre formarea humusului, care pot fi împărțite aproximativ în două etape: prima etapă, când reziduurile organice se descompun pentru a forma materiile prime care alcătuiesc moleculele de humus, în a doua etapă, polifenolul este oxidat în chinonă. de polifenol oxidaza secretată de microorganism, iar apoi chinona este condensată cu aminoacid sau peptidă pentru a forma monomer de humus.Deoarece fenolul, chinina, varietatea de aminoacizi, condensarea reciprocă nu este la fel, astfel încât formarea monomerului humus este, de asemenea, diversă.În condiții diferite, acești monomeri se condensează în continuare pentru a forma molecule de dimensiuni diferite.
2.2 Conversia metalelor grele în timpul compostării
Nămolul municipal este una dintre cele mai bune materii prime pentru compostare și fermentare deoarece conține substanțe nutritive bogate și materie organică pentru creșterea culturilor.Dar nămolul municipal conține adesea metale grele, aceste metale grele se referă în general la mercur, crom, cadmiu, plumb, arsen și așa mai departe.Microorganismele, în special bacteriile și ciupercile, joacă un rol important în biotransformarea metalelor grele.Deși unele microorganisme pot modifica prezența metalelor grele în mediu, pot face substanțele chimice mai toxice și pot cauza probleme grave de mediu sau pot concentra metalele grele și se acumulează prin lanțul alimentar.Dar unii microbi pot ajuta la îmbunătățirea mediului prin eliminarea metalelor grele din mediu prin acțiuni directe și indirecte.Transformarea microbiană a HG include trei aspecte, adică metilarea mercurului anorganic (Hg₂+), reducerea mercurului anorganic (Hg2+) la HG0, descompunerea și reducerea metilmercurului și a altor compuși organici ai mercurului la HG0.Aceste microorganisme capabile să transforme mercurul anorganic și organic în mercur elementar sunt numite microorganisme rezistente la mercur.Deși microorganismele nu pot degrada metalele grele, ele pot reduce toxicitatea metalelor grele controlând calea lor de transformare.
2.3 Procesul de compostare și fermentare
Compostarea este o formă de stabilizare a deșeurilor, dar necesită umiditate specială, condiții de aerare și microorganisme pentru a produce temperatura potrivită.Se crede că temperatura este mai mare de 45 °C (aproximativ 113 grade Fahrenheit), menținând-o suficient de ridicată pentru a inactiva agenții patogeni și a ucide semințele de buruieni.Rata de descompunere a materiei organice reziduale după compostarea rezonabilă este scăzută, relativ stabilă și ușor de absorbit de către plante.Mirosul poate fi redus foarte mult după compostare.
Procesul de compostare implică multe tipuri diferite de microorganisme.Datorită schimbării materiilor prime și condițiilor, cantitatea diferitelor microorganisme se schimbă și ea constant, astfel încât niciun microorganisme nu domină întotdeauna procesul de compostare.Fiecare mediu are comunitatea sa microbiană specifică, iar diversitatea microbiană permite compostarea pentru a evita colapsul sistemului chiar și atunci când condițiile externe se schimbă.
Procesul de compostare este realizat în principal de microorganisme, care este corpul principal al fermentației de compostare.Microbii implicați în compostare provin din două surse: un număr mare de microbi deja prezenți în deșeurile organice și un inocul microbian artificial.În anumite condiții, aceste tulpini au o capacitate puternică de a descompune unele deșeuri organice și au caracteristicile unei activități puternice, propagare rapidă și descompunere rapidă a materiei organice, ceea ce poate accelera procesul de compostare, scurtează timpul de reacție de compostare.
Compostarea este, în general, împărțită în două tipuri de compostare aerobă și compostare anaerobă.Compostarea aerobă este procesul de descompunere a materialelor organice în condiții aerobe, iar produsele sale metabolice sunt în principal dioxid de carbon, apă și căldură;compostarea anaerobă este procesul de descompunere a materialelor organice în condiții anaerobe, metaboliții finali ai descompunerii anaerobe sunt metanul, dioxidul de carbon și mulți intermediari cu greutate moleculară mică, cum ar fi acizii organici.
Principalele specii microbiene implicate în procesul de compostare sunt bacteriile, ciupercile și actinomicetele.Aceste trei tipuri de microorganisme au toate bacterii mezofile și bacterii hipertermofile.
În timpul procesului de compostare, populația microbiană s-a schimbat alternativ după cum urmează: comunitățile microbiene de temperatură joasă și medie s-au schimbat în comunități microbiene de temperatură medie și înaltă, iar comunitățile microbiene de temperatură medie și înaltă s-au schimbat la comunitatea microbiană de temperatură medie și joasă.Odată cu prelungirea timpului de compostare, bacteriile au scăzut treptat, actinomicetele au crescut treptat, iar mucegaiul și drojdia la sfârșitul compostării s-au redus semnificativ.
Procesul de fermentare a compostului organic poate fi împărțit pur și simplu în patru etape:
2.3.1 În timpul etapei de încălzire
În timpul etapei inițiale a compostării, microorganismele din compost sunt în principal de temperatură moderată și atmosferă bună, dintre care cele mai comune sunt bacteriile fără spori, bacteriile cu spori și mucegaiul.Ele încep procesul de fermentare a compostului și descompun materia organică (cum ar fi zahărul simplu, amidonul, proteinele etc.) energic în condițiile unei atmosfere bune, producând multă căldură și ridicând continuu temperatura compostului, creșterea de la aproximativ 20 °C (aproximativ 68 grade Fahrenheit) până la 40 °C (aproximativ 104 grade Fahrenheit) se numește stadiul febril sau stadiul de temperatură intermediară.
2.3.2 În timpul temperaturilor ridicate
Microorganismele calde preiau treptat de la speciile calde și temperatura continuă să crească, de obicei peste 50 °C (aproximativ 122 grade Fahrenheit) în câteva zile, în faza de temperatură ridicată.În stadiul de temperatură înaltă, actinomicetele de căldură bună și ciuperca de căldură bună devin speciile principale.Ele descompun materia organică complexă din compost, cum ar fi celuloza, hemiceluloza, pectina și așa mai departe.Căldura se acumulează și temperatura compostului crește la 60 °C (aproximativ 140 de grade Fahrenheit), acest lucru este foarte important pentru a accelera procesul de compostare.Compostarea necorespunzătoare a compostului, doar o perioadă foarte scurtă de temperatură ridicată, sau nicio temperatură ridicată, și, prin urmare, maturitate foarte lentă, în jumătate de an sau mai multă perioadă nu este jumătate de maturitate.
2.3.3 În timpul fazei de răcire
După o anumită perioadă în timpul fazei de temperatură înaltă, majoritatea substanțelor celulozice, hemiceluloze și pectinice au fost descompuse, lăsând în urmă componente complexe greu de descompus (ex. lignina) și humus nou format, activitatea microorganismelor a scăzut. iar temperatura a scăzut treptat.Când temperatura scade sub 40 °C (aproximativ 104 grade Fahrenheit), microorganismele mezofile devin specia dominantă
Dacă etapa de răcire vine devreme, condițiile de compostare nu sunt ideale și descompunerea materialelor vegetale nu este suficientă.În acest moment se poate transforma grămada, amestecarea materialului de grămadă, astfel încât să producă a doua încălzire, încălzire, pentru a promova compostarea.
2.3.4 Stadiul de maturitate și de conservare a îngrășămintelor
După compostare, volumul scade și temperatura compostului scade la puțin mai mare decât temperatura aerului, apoi compostul trebuie presat strâns, rezultând o stare anaerobă și slăbind mineralizarea materiei organice, pentru a păstra îngrășământul.
Pe scurt, procesul de fermentare a compostului organic este procesul de metabolism și reproducere microbiană.Procesul de metabolism microbian este procesul de descompunere a materiei organice.Descompunerea materiei organice produce energie, care conduce procesul de compostare, ridică temperatura și usucă substratul umed.
Dacă aveți alte întrebări sau nevoi, vă rugăm să ne contactați prin următoarele moduri:
whatsapp: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com
Ora postării: 11-apr-2022