Как осуществляется компостирование отходов. Процессы, происходящие при компостировании Ускорение процессов компостирования органических отходов
Компостирование (биотермический метод) - это метод биологического обезвреживания сырой органической части отходов под действием аэробных бактерий. Компостированию могут быть подвергнуты бытовые, некоторые промышленные и сельскохозяйственные отходы. Компостированию не подлежат отходы больниц, поликлиник, ветлабораторий, фекальные массы. Перед компостированием должны быть устранены вещества, влияющие на процессы биологического разложения, такие как ядохимикаты, радиоактивные и токсические вещества.
Суть процесса заключается в том, что разнообразные аэробные микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, обусловливая процесс ферментации с выделением теплоты, в результате чего происходит саморазогревание отходов до 60°С (не ниже 50°С, может достигать 70°С). При такой температуре погибают болезнетворные и патогенные микроорганизмы, яйца гельминтов и личинок мух, достигаются более высокие скорости реакции разложения твердых органических загрязнений в бытовых отходах с выделением диоксида углерода и воды. Такая реакция продолжается до получения относительно стабильного материала (компоста), подобного гумусу, безвредного в санитарном отношении и являющегося хорошим удобрением. Механизм основных реакций компостирования такой же, как при разложении любых органических веществ: более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые.
Важным для жизнедеятельности микроорганизмов является соотношение углерода и азота, а также дисперсность материала, обеспечивающая доступ кислорода. Плотные отходы с высоким влагосодержанием (например, навоз, сырой активный ил и многие растительные отходы), имеющие низкое отношение углерода к азоту, необходимо смешивать с твердым материалом, который забирает лишнюю влагу и обеспечивает недостающий углерод и необходимую для аэрации структуру смеси.
К основным показателям, характеризующим отходы как материал для компостирования, относятся: содержание органического вещества; зольность; содержание общего азота, кальция, углерода. В табл. 6.11 приведены виды отходов в соответствии с возможностью подвергнуть их компостированию.
Таблица 6.11
Пригодность разных видов отходов к компостированию
На практике применяют следующие методы промышленного компостирования-.
- компостирование в буртах без принудительной аэрации;
- компостирование в буртах с принудительной аэрацией;
- компостирование в установках с контролируемыми условиями (компостирование в барабанах, в бассейне выдержки, туннельное компостирование и т.д.);
- смешанные системы.
Выбор методов компостирования определяется оптимальным сочетанием стоимости проведения процесса и достигаемым эффектом утилизации компостируемых отходов. При этом необходимо помнить, что применение специализированной техники увеличивает стоимость компостирования, которая может достигать значительных величин. Однако ежегодное увеличение количества отходов стимулирует разработку ускоренных, механизированных способов их переработки и приводит к расширению их применения.
В любом случае для применения методов компостирования сооружаются специальные мусороперерабатывающие заводы, на которых осуществляется законченный цикл обезвреживания отходов, состоящий из трех технологических этапов:
- прием, предварительная подготовка органических отходов;
- собственно биотермический процесс обезвреживания и компостирования;
- обработка и складирование компоста.
Наиболее распространенным и простым биотермическим процессом является компостирование в буртах без принудительной аэрации. Обезвреживание отходов занимает период от 6 до 14 месяцев, при этом органические отходы доставляются на специальные ноля компостирования, где они формируются в бурты - насыпи в виде трапеций (могут иметь форму валов). Ширина основания трапеций - 3 м, высота - 2 м (в северных районах высота - до 2,5 м), длина - 10-25 м, расстояние между параллельными рядами трапеций - 3 м. Нижний слой компостной массы должен быть выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м. Поверхность буртов покрывают слоем земли или торфа толщиной не менее 15-20 см, который препятствует распространению запаха, размножению мух и сохраняет тепло, необходимое для качественного разложения биоматериала.
Применение компостирования в буртах с принудительной аэрацией позволяет увеличить интенсивность биотермических процессов в компостируемой массе, значительно увеличить температуру саморазогрева и существенно уменьшить сроки приготовления компоста (до 1,5-2 мес.). При этом аэрация буртов обеспечивается специальной установкой, позволяющей подавать воздух во внутренние слои складируемых отходов, например с помощью вентилятора, подводящей трубы и воздухораспределительного устройства.
В связи с повышением спроса па грунты и органические удобрения возросло внимание к выделению органических отходов с их последующим компостированием, а потому стало актуальным создание различных технических устройств, предназначенных для компостирования. Таким образом, осуществляется компостирование в установках с контролируемыми условиями. В настоящее время наиболее распространены такие методы промышленного компостирования, как компостирование в барабанах, в бассейне выдержки, туннельное компостирование. Все эти методы основаны на применении специально разработанных агрегатов для осуществления в них биотермического процесса. Отходы находятся в них разное время, а на выходе полученные материалы имеют существенные различия. Так, компостирование в барабанах требует нахождения отходов в установках около двух суток, за это время процесс разложения только начинается, и далее материал размещается на открытых площадках для дозревания. Компостирование в бассейне выдержки занимает 46 недель, и на выходе получается стабилизированный готовый продукт. Если используется туннельное компостирование , то через 7-10 дней материал, в котором еще активно идут процессы разложения, содержит достаточное количество углерода и азота и пригоден для дальнейших процессов переработки, таких как сжигание или газификация. Основными условиями для выбора оптимального метода компостирования или разработки устройства для этого процесса является эффективность его использования и возможность применения в дальнейшем получаемого компоста.
В общем, устройство для компостирования представляет собой сложный технический комплекс, удовлетворяющий необходимым экологическим требованиям. Годовая переработка отходов в таком устройстве в настоящее время может варьироваться от 5000 до 50 000 т. Процесс переработки органических отходов в специальных устройствах может быть реализован двумя способами:
- а) большое централизованное устройство;
- б) комплекс устройств с множеством децентрализованных подразделений.
На практике существует тенденция к строительству и эксплуатации
именно централизованных устройств компостирования. Во-первых, несмотря на серьезные инвестиционные затраты на этапе строительства, текущие расходы централизованных устройств значительно ниже. Во-вторых, устройства для компостирования должны отвечать довольно высоким современным экологическим требованиям, которые предполагают использование дорогостоящих технических и технологических разработок. Эти меры, например решение проблемы запаха, в централизованных устройствах могут быть реализованы с помощью значительно меньших затрат в сравнении с децентрализованными.
Компост является конечным продуктом переработки органических отходов и обязательно должен быть безопасным в эпидемиологическом отношении. Качество готового компоста - один из основных критериев эффективности производства, однако при этом важно учитывать также и качество исходного сырья. Для расчета качества компостирования традиционно используют такой показатель, как степень разложения, который основывается на стандартизованном сравнении температуры при биологическом самонагревании компостируемого материала.
Применение компоста из ТБО ограничено, так как он не должен быть использован ни в сельском, ни в лесном хозяйстве, ввиду возможного содержания примесей тяжелых металлов или других опасных компонентов, которые через травы, ягоды, овощи, молоко могут причинить вред здоровью человека. По этой же причине систематическое применение такого материала в городских скверах и парках нецелесообразно, так что этот материал используется в основном в качестве перекрывающего грунта на свалках или при закрытии горных выработок. Однако если исключить опасные компоненты из первоначальных отходов еще на этапе сбора, то компост из твердых бытовых отходов может быть применен в качестве органического удобрения, при этом показателями его безопасности являются данные, приведенные в табл. 6.12.
Таблица 6.12
Показатели безопасности компоста
Основным недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемых компонентов отходов, объем которых может составлять значительную часть от общего объема отходов. Кроме того, в процессе компостирования образуются вещества, обладающие неприятным запахом и создающие нагрузку для окружающей среды. Минимизация этих загрязнений может осуществляться достаточно успешно с помощью биофильтра, однако требует значительных затрат, особенно учитывая то, что запахи образуются не только в процессе разложения, но и при доставке и подготовке отходов, а также при последующей обработке готового компоста.
Достоинством компостирования является то, что этот метод позволяет сократить количество свалок с высоким содержанием органики и получить материал, пригодный для использования.
Зарубежный опыт
В Германии использование компоста из ТБО в качестве удобрения из-за превышения содержания тяжелых металлов законодательно запрещено.
Компостирование известно давно и применялось садоводами еще с незапамятных времен. Однако с распространением в XIX в. искусственных минеральных удобрений компост был незаслуженно забыт. С недавнего времени происходит своеобразное возрождение органического земледелия с учетом всех достижений современной науки и техники. Особое внимание при этом уделяется состоянию почвы. Опытные земледельцы знают, что если почва будет здоровой и хорошо удобренной, то урожайность будет повышаться год за годом.
Задача органического земледелия, в отличие от земледелия, широко использующего современные достижения техники и химических экспериментов, стремящегося к получению максимально большого количества продуктов при минимальных затратах труда, состоит в получении полноценных продуктов питания. Немаловажная роль в этом отводится использованию компоста.
Химические и микробиологические процессы, происходящие при компостировании, давно уже основательно изучены, но интуитивный подход, применявшийся еще древними земледельцами, по-прежнему актуален. Тем не менее процесс приготовления компоста основывается на проверенных опытом общих принципах, о которых речь пойдет дальше.
Понятие компоста, его состав
Понятие «компост» происходит от латинского слова «compositus» – «упорядоченно составленный» и обозначает органическое удобрение из смеси самых разнообразных веществ растительного, животного и минерального происхождения, полученное в результате разложения под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов. Использование компоста – это возвращение органических веществ природе, что способствует их непрерывному круговороту.
Общеизвестно, что растения получают питание с почвенной влагой, и урожайность выше на тех почвах, которые не слишком быстро отдают влагу. Использование компоста в сельском и садово-огородном хозяйстве для увеличения урожая оправдано его способностью удерживать влагу в почве и предотвращать ее быстрое высыхание.
Внешне компост представляет собой влажный темно-коричневый рассыпчатый материал, напоминающий перепревший навоз и по виду, и по составу, и являющийся ценным источником органических и питательных веществ для растений (рис. 39).
Рис. 39. Компост.
По своим агрохимическим свойствам компост не только не уступает традиционным органическим удобрениям, торфу и навозу, но и превосходит их по содержанию микроэлементов.
Навоз является основным органическим удобрением, но большинство земледельцев предпочитают не использовать свежий навоз для подкормки растений. Действие навоза на культуры, благодаря насыщенности соединениями азота, сходно с действием многих растворимых минеральных удобрений. Проявляется это в усиленном росте листьев и стеблей растений, удобренных свежим навозом, что не всегда означает повышение урожайности, наоборот, такие растения утрачивают иммунитет к болезням и вредителям.
Применение навоза повышает содержание аммиака в почве, что может привести к ожогам корней растений.
Так, например, в удобренную свежим навозом почву нельзя сажать никакие клубневые культуры и корнеплоды. Кроме того, навоз быстро разлагается и не способствует увеличению плодородия почвы. Содержание питательных веществ в навозе невелико и составляет 0,5 % азота, 0,25 % фосфорной кислоты, 0,6 % калия, 0,32 % кальция. Навоз обогащает почву в основном перегноем, или гумусом. Обычно навоз рекомендуют подвергнуть компостированию, а только после этого использовать его.
Птичий помет также является хорошим органическим удобрением, но из-за сильной концентрации он может оказывать негативное влияние на почву и растения. Не рекомендуется вносить его непосредственно в почву, но при добавлении его раствора в компост можно получить очень ценное по своим питательным свойствам удобрение.
В состав компоста могут входить кроме навоза и птичьего помета торф, осадки сточных вод, бытовые и промышленные отходы, содержащие органические вещества, а также минеральные компоненты. Часто именно компост является основным удобрением на дачном участке.
На приготовление компоста идут очень дешевые и доступные материалы, содержащие органические вещества: отходы растительного и животного происхождения с кухни, сорняки, скошенная трава, овощные и фруктовые очистки, увядшие цветы, ботва клубневых растений и корнеплодов, домашний и городской мусор, испорченные корма, хвоя, торф, прудовый ил, зола, бумага, фекалии и т. д. Годятся сюда все способные разлагаться органические материалы. Важно при этом сочетать быстро разлагающиеся и долго разлагающиеся компоненты.
В сельской местности в компост добавляют обрезки копыт, рога и другие роговые отходы домашних животных. Такие отходы богаты значительным содержанием азота. Перед добавлением в компост их необходимо предварительно замочить в воде и оставить бродить на солнце в течение 3–5 нед. Полученной жидкостью рекомендуется поливать компостную кучу во избежание ее пересыхания. Можно добавлять их непосредственно в компост, однако следует учитывать, что их гниение происходит в течение длительного времени.
В компост хорошо добавлять древесные опилки, несмотря на то, что они содержат мало питательных веществ и трудно поддаются разложению. Их ценность заключается в том, что они способствуют поддержанию рыхлости, а также вбирают и сохраняют необходимое количество влаги. Для ускорения разложения опилок и других веществ, содержащих много клетчатки и мало азота, например соломы, стружек, хвои, рекомендуется добавлять в компостные кучи богатые азотом отходы – навозную жижу, куриный помет и др.
Нежелательно также использовать для формирования компостной кучи картофельную ботву, больную фитофторой, остатки овощей, зараженные грибковыми болезнями, например кислую капусту, и ложной мучнистой росой, так как споры возбудителей этих болезней в компосте не перегнивают и сохраняют свою жизнедеятельность. Такие остатки лучше сжигать и добавлять в компост в виде золы. Если сжечь такие остатки не представляется возможным, то их рекомендуется закопать на большую глубину, чтобы предотвратить их появление на поверхности.
С другой стороны, возбудители вирусных и бактериальных болезней в компосте часто погибают, поэтому остатки таких зараженных растений можно иногда добавлять в компост. Обсемененные растения сорняков компостируют обычно в отдельной куче, перекладывая ее минимум 4 раза за лето. При этом прорастающие семена сорняков, попадая во внутренние слои, будут погибать. Сорные растения, вырастающие на куче, следует срезать тяпкой. После того, как прорастание сорняков прекратится, компост можно использовать.
Одним из необходимых для получения органического удобрения компонентов является земля, особенно богатая органическими веществами и азотом, например болотистая, торфяная, моховая и др. Глинистая или суглинистая земля является прекрасным исходным материалом для получения гумусовых, органоминеральных комплексов.
Для ускорения созревания и улучшения питательного состава в компост добавляют также небольшое количество извести и неорганических (минеральных)удобрений.
Ускорению процесса гниения и разложения органических веществ, входящих в компост, а также уменьшению кислотности в компостной куче способствует известь, которая, однако, может вызывать потерю азота, поэтому компост, содержащий известковые материалы, необходимо тщательно пересыпать землей.
Вместо извести для обезвреживания кислот, задерживающих созревание компоста, можно использовать древесную или торфяную золу. Древесную золу можно вносить в компост с небольшой примесью золы бурого угля. Много свободных кислот образуется при разложении опилок, стружек, хвои, листьев деревьев.
Преобразование веществ в компост происходит под воздействием микроорганизмов, размножающихся в большом количестве. Процессы, протекающие в компостной куче, сходны с процессами, происходящими в почве, но носят более активный характер.
Компост применяют в сельском хозяйстве как органическое удобрение для пропашных культур (овощные, кормовые корнеплоды, картофель, кукуруза, подсолнечник и др.), озимых зерновых и в садово-парковом хозяйстве. Кроме того, его используют для восстановления культурных сенокосных лугов и пастбищ, а также для рекультивации нарушенных земель, восстановления плодородия и первичного окультуривания мелиорированных земель. Велика роль компоста в качестве биотоплива в теплично-парниковых хозяйствах. Компост также используют как изолирующий грунт для рекультивации свалок.
Компост – это не только источник гумуса, но и носитель жизни: в нем обитают дождевые черви, а также развивается разнообразная микрофлора.
Особая ценность компоста в том, что он содержит вещества в наиболее благоприятной для питания растений форме. Любая доза компоста может быть оптимальной, его не бывает чересчур много.
Компост, приготовленный по всем правилам, с учетом всех пожеланий и рекомендаций, о которых речь пойдет дальше, является универсальным удобрением, содержащим все необходимые вещества для любой сельскохозяйственной или садово-огородно-парковой культуры.
Водоудерживающее свойство компоста способствует повышению урожайности и улучшению плодородия почв, так как на почвах, способных удерживать влагу, урожай, как правило, выше.
Хорошие физико-механические свойства компоста проявляются в его сыпучести, транспортабельности, неприлипаемости к деталям сельскохозяйственных машин и орудий.
Наиболее активно процесс компостирования протекает при плюсовой температуре окружающей среды, оптимальных условиях влажности и высокой степени взаимодействия с воздухом, особенно на начальном этапе. Зимой при замерзании компостной массы деятельность микроорганизмов практически прекращается. После оттаивания в весенний период компостные смеси перемешивают, что способствует биотермическому процессу.
Соотношение азота и углерода оказывает влияние на интенсивность компостирования. Излишнее содержание углерода замедляет разложение органического вещества, а избыток азота способствует потерям аммиачных соединений этого элемента. Ускорить процесс разложения органического вещества и снизить при этом потери аммиачного азота возможно путем добавления в компост фосфоритной муки, фосфогипса, калийной соли, известковых материалов. Для этих целей также добавляют бактериальные удобрения: азотобактерин и фосфоробактерин.
При температуре окружающей среды выше нуля процесс компостирования длится от 1 до 4 мес. Городские и бытовые отходы могут перегнивать от 15 до 18 мес.
Существует множество способов компостирования, различающихся составом органического материала и сроком приготовления. Чаще всего используют холодный метод компостирования, но по качеству полученный компост практически не отличается от приготовленного горячим методом. Правильно приготовленный компост содержит все необходимые для растений вещества и поэтому является универсальным удобрением для всех сельскохозяйственных культур.
Готовый ко внесению в почву компост обладает мелкокомковатой структурой, не имеет неприятного запаха и обладает значительно меньшим объемом по сравнению с первоначальными материалами.
Вносить компост следует в почву всех типов в пару, под зябевую вспашку и весеннюю перепашку, в лунки для подкормки рассады и в ямы при посадке деревьев и кустарников.
Приготовление компостной кучи
Приготовление высококачественного компоста, способствующего повышению урожайности в несколько раз, требует серьезного подхода при выполнении всех рекомендаций и большого запаса терпения. Формирование компостной кучи (рис. 40) имеет ряд преимуществ перед непосредственным закапыванием отходов в почву. В дождливую погоду яма может быть затоплена, питательные вещества могут вымываться. Если яма затоплена водой и нет поступления воздуха, микроорганизмы, способствующие гниению, не размножаются, а активными, напротив, становятся микробы, приводящие к заквашиванию и брожению компоста, который становится бесполезным и даже вредным для растений. Кроме того, рыхление и выемка готового компоста из кучи производятся легче, чем из ямы.
Рис. 40. Компостные кучи на приусадебном участке.
Прежде чем закладывать компостную кучу, необходимо убедиться в том, что нет недостатка в исходном сырье. Для более быстрого разложения компоненты следует предварительно измельчить.
Нужно помнить, что смешивать необходимо «коричневые» материалы, то есть сухие, древесные (опилки, мелкие веточки, сухие сосновые иголки, опавшие листья и т. п.), с «зелеными» – влажными, растительными (чайные пакетики, кожура цитрусовых, кофейные остатки, трава и сорняки, фруктовые и овощные обрезки и т. п.).
Устраивать компостную кучу необходимо так, чтобы было легко поддерживать водный и воздушный баланс. Для этого время от времени следует равномерно перемешивать компоненты удобрения, достаточно 1–2 раза за лето перелопатить кучу, то есть перекидать компостированную массу лопатой с одного места на другое – рядом. В жаркую и сухую погоду компостные кучи нужно время от времени поливать.
Место расположения и формы компостной кучи
Первым этапом закладки компостной кучи является выбор места ее расположения. Она не должна представлять собой беспорядочное нагромождение садового хлама и отходов в дальнем укромном уголке участка. Площадку для компоста лучше всего расположить в сухом, хорошо проветриваемом месте.
Важно, чтобы источник воды был легко доступен. Не рекомендуется оставлять компостную кучу под прямыми солнечными лучами. Рядом часто сажают живую изгородь для создания тени. Для этого хорошо подходит бузина, которая способствует значительному поглощению и испарению воды и вокруг корней которой образуется гумус. Для затенения почвы используют также подсолнухи или тыкву (рис. 41).
Рис. 41. Правильное расположение растений около компостной кучи.
Хорошую тень подсолнухи дают в том случае, если компостную кучу густо обсадить ими по кругу. На самой куче сажать растения не рекомендуется. Тыква, например, может потреблять большое количество питательных веществ, извлекая их из компоста и тем самым обедняя его. Поэтому тыквенные культуры следует сажать не на саму компостную кучу, а вокруг нее, после чего укладывать вырастающие плети поперек кучи, чтобы тень образовывалась от широких листьев. Если на плетях будут появляться новые корни, необходимо своевременно их обрезать.
Рис. 42. Компостная куча, окруженная небольшим земляным валом.
Для компостной кучи рекомендуется соорудить короб квадратной формы, задняя и боковые стенки которого могут быть сделаны из кирпича, бетона, железа, шифера или досок, но при этом не мешать лишней воде вытекать снизу. Передняя стенка может отсутствовать, или ее обычно делают съемной или разборной, чтобы легче было загружать и разгружать компост. Обычно боковые стенки сужаются кверху, и куча в поперечном сечении представляет собой трапецию.
Для защиты от дождей сверху необходимо разместить какое-либо прикрытие, направляющее потоки воды за пределы стенок кучи. В противном случает может происходить вымывание питательных веществ. Обычно в таких целях используют лист пластика, шифера или рубероида. Это также предотвратит излишнее испарение влаги.
В хозяйстве, если позволяют место и количество отходов, можно разместить не 1, а 3 кучи. Одна из них может быть готовой к использованию, вторая – созревающая, а третья – в стадии закладки. Это позволит производить компост непрерывно.
Если нет необходимости в использовании готового компоста, нужно как следует укрыть кучу и оставить ждать своего срока.
Питательные свойства компоста сохраняются в течение длительного времени. После внесения компоста в почву возможно продолжение процессов разложения, что оказывает благотворное влияние на почву.
Иногда сформировать компостную кучу оптимальных размеров не представляется возможным из-за недостаточного количества отходов или небольших размеров участка. Тогда для приготовления удобрения используют корзины или другие переносные емкости, которые также защищают компост в начальной стадии приготовления от грызунов.
Формирование слоев компостной кучи
Начинать закладку кучи лучше всего после дождя, когда и земля, и другие составляющие компоста будут хорошо пропитаны дождевой водой.
Первый слой компостной кучи – подстилка из земли или торфа слоем 7–8 см. После нее накладывают слой быстро разлагающегося материала: листьев, травы или соломы толщиной до 15 см, который отделит компост от почвы, чтобы его легко можно было вынимать или перемешивать. Слой рекомендуется утоптать ногами и хорошо увлажнить, затем равномерно распределить навоз, золу или мусор слоем в 30 см и засыпать толстым слоем рыхлой, не содержащей камней земли. Далее слои повторяются в том же порядке, пока высота кучи не достигнет 1,2–1,5 м.
Количество слоев может варьироваться в зависимости от высоты кучи. Толстыми слои свежескошенной травы или зеленых листьев не рекомендуется делать, поскольку это затруднит проникновение воздуха и влаги, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов, в более глубокие слои. За лето куча может осесть примерно на 1/3.
Можно посыпать каждый слой минеральными веществами: известью, суперфосфатом или фосфоритом, сульфатом аммония и др. Вместо извести можно использовать древесный пепел – это позволит уменьшить содержание кислот в куче и обогатит ее калием. Сульфат аммония с успехом может заменить птичий помет.
Для обогащения компоста минеральными элементами не обязательно покупать готовые удобрения. Многие растения обладают способностью накапливать те или иные элементы. Окопник, листья и стебли табака и обычная солома богаты калием. Кальций содержат листья гречихи и дыни. В крапиве много железа, а фосфор способны накапливать листья горчицы и рапса.
Минеральные вещества оказывают огромное влияние на рост и развитие культур. Калий способствует повышению сопротивляемости растений к заболеваниям, а также увеличению их стойкости к перепадам температур. Благотворно его влияние и на корневую систему.
Для нейтрализации почвы, регулирования в ней кислотно-щелочного баланса и потребления воды растением используют кальций.
Фосфор влияет на образование почек у растений. На его недостаток обычно указывает бледная окраска листьев и цветов. Необходимым элементом для созревания растений является также магний, который отвечает за образование хлорофилла в листьях растения.
При недостатке натрия в питании растений листья становятся ломкими, тусклыми, теряют упругость, на них появляются коричневые пятна. Нехватка железа или марганца вызывает хлороз – заболевание листьев, при котором они желтеют или белеют.
Благодаря удобрению почвы компостом можно значительно повысить уровень содержания этих элементов в почве, что благоприятно скажется на урожайности. Готовый компост содержит, как правило, 1–1,2 % кальция, 2 % магния, 0,3–0,8 % калия, 0,1–0,8 % фосфора и др.
Многие земледельцы добавляют в компост крапиву двудомную, повышающую устойчивость растений к заболеваниям, одуванчик, способствующий образованию нейтрального гумуса в почве, а также ромашку аптечную, валериану, тысячелистник и другие травы, оказывающие благотворное влияние на почву.
Чем разнообразнее уложенные слоями органические материалы, тем лучше и быстрее происходит процесс разложения в компостной куче. Богатые углеродом остатки растений рекомендуют сочетать с веществами, богатыми азотом, например навозом. В куче, сделанной из одного только органического материала, процесс компостирования может совсем не начаться.
Оптимальное количественное соотношение компонентов способствует правильному и быстрому процессу ферментации компоста. Традиционный способ компостирования предусматривает такую пропорцию: на 1 часть азота приходится 30 частей углерода.
Если азота берется больше, чем необходимо, то процесс компостирования начнется более активно, но выделение большого количества аммиака может погубить микроорганизмы, участвующие в разложении веществ. Куриный помет, выделяющий большое количество азота, значительно утяжеляет компост, который становится липким и плохо проветриваемым. Возможно образование аммиачного азота или свободного аммиака, что является вредным как для растений, так и для почвы.
Гораздо меньшие последствия для качества компоста имеет недостаток азота, проявляющийся в недостаточной активности процессов разложения. Однако при процессе горячего компостирования пропорция 30: 1 малоэффективна.
Верхним слоем для сохранения влаги укладывается земля. Толщина слоя составляет, как правило, не более 5 см. Некоторые земледельцы используют для тех же целей 15-сантиметровый слой сухой травы.
Готовая куча должна состоять из 70 % остатков растений, 20 % навоза, 10 % почвы и быть равномерно увлажненной, напоминающей отжатую губку: влажную на ощупь, но если отжать – вода не капает.
Компостная куча должна быть не слишком рыхлой, иначе возникнет опасность ее быстрого пересыхания, потери тепла и паров аммиака. Не рекомендуется также делать очень плотные слои, которые будут ограничивать поступление воздуха и влаги.
Для улучшения поступления воздуха и ускорения процесса разложения в больших кучах проделывают отверстия до дна с помощью лома или толстых веток, которые в процессе закладки кучи вставляют на определенном расстоянии друг от друга, а затем вынимают.
Созревание компоста
В готовой компостной куче происходит интенсивный процесс разложения, на начальном этапе сопровождающийся сильным повышением температуры – до 50–60 °C. Затем температура постепенно понижается, хотя и остается более высокой, чем в окружающей среде.
Процесс компостирования происходит значительно медленнее в кучах большого размера, при этом не происходит повышения температуры, однако на качестве компоста это не отражается. Но чрезмерный нагрев кучи допускать не следует. Для контроля этого процесса можно воткнуть палку и, периодически доставая и ощупывая ее, проверять таким образом температуру в куче. Бороться с сильным нагревом можно путем переворачивания кучи. Чем чаще она будет перемешиваться, тем скорее созреет компост, при этом наружные, менее разложившиеся вещества окажутся в центре гниения.
Обычно первый раз переворачивать кучу необходимо через несколько недель после ее охлаждения. Для этого расчищается площадка рядом с ней и с помощью вил или лопаты вся масса перекидывается на новое место (рис. 43). Новую кучу следует оставить на месяц, засыпав ее снова слоем земли или травы.
Рис. 43. Рядом с кучей нужно заранее оставить свободное место, куда во время перелопачивания перекидывают созревающий компост.
Образующиеся в процессе гниения органического вещества жидкие и газообразные продукты разложения и некоторые растворимые в воде соли имеют тенденцию к вымыванию из компоста. Для предотвращения этого процесса служат закладываемые в компост земля или торф.
Следующим этапом является контроль над высыханием кучи. Держать компост советуют влажным, по мере необходимости добавляя воду. При слишком быстром высыхании воду необходимо добавлять чаще. Оптимальная влажность компостной массы должна составлять не менее 68–75 %. В дождливое или холодное лето есть риск чрезмерного увлажнения компоста, что может отрицательно сказаться на его качестве.
Увлажнение компостной кучи является одним из самых ответственных моментов в приготовлении компоста. Качество компоста напрямую зависит от соотношения воды и воздуха, участвующих в компостировании.
Определить, нужно ли поливать кучу, можно во время перемешивания компостных масс (рис. 44). Ориентироваться на поверхностный слой не следует, так как летом он, как правило, сильно пересыхает. Не рекомендуется ограничиваться лишь поверхностным поливом кучи, так как увлажнить нужно всю массу компоста, для этого полив следует сочетать с перемешиванием кучи.
Рис. 44. Слои созревающей кучи: 1 – зрелый компост; 2 – зреющий; 3 – покрывающий.
Спустя месяц рекомендуется снова перевернуть кучу, вернув ее на прежнее место. В последующие месяцы созревания удобрения рекомендуется периодически, 1 раз в 3 нед перемешивать компостную кучу, добавляя в нее почву, воду и новые органические материалы. Для небольшой, хорошо сделанной кучи, содержащей легко разлагающиеся материалы, достаточно делать перемешивание не чаще 1 раза в 6 нед.
Процессы, происходящие в компостной куче во время ферментации органических веществ, обусловлены деятельностью микроорганизмов. Начальная стадия созревания компостной массы связана с работой микробов, обитающих при обычной температуре. После формирования и увлажнения кучи эти организмы начинают усиленно питаться и размножаться, что вызывает выделение тепловой энергии и повышение температуры компоста. Излишняя проветриваемость кучи способствует потере этой энергии и замедлению процесса компостирования. Правильное формирование кучи устраняет эту проблему, однако доступ кислорода все равно необходим, иначе может произойти заквашивание компоста. При высокой плотности слоев компоста в куче для лучшего поступления кислорода периодически проводится перемешивание массы.
В процессе компостирования принимают участие дождевые черви, стимулирующие деятельность мезофилов и грибков. В активной фазе компостирования важная роль отводится бактериям-термофилам. Важную роль при компостировании играет активность микрофлоры продуктов жизнедеятельности дождевых червей, а также возникновение в ней определенных сообществ микробов. Кроме того, земляные черви, питающиеся компостом и перегноем, пронизывают почву бесчисленными ходами, обеспечивая беспрепятственный доступ кислорода к корням растений.
Известно, что сообщества микробов способны разложить 92 различных углеродных соединения. Многие виды микробов могут переработать лишь некоторые из этих соединений, например простой сахар. Более сложные комплексные соединения могут разложить только некоторые из них.
Дождевые черви способны пропускать через кишечник почву и остатки органических веществ, создавая тем самым очень ценное вещество – биогумус. По питательным качествам и биологической активности он значительно ценнее компоста, приготовленного без участия червей. Концентрация питательных веществ в биогумусе намного выше, чем в обычном компосте. Важно помнить, что дождевые черви боятся сухости, нарушения кислотности почвы, избытка солей и недостатка органических веществ, поэтому для получения более качественного компоста следует не допускать этих явлений. Тогда черви размножатся сами.
Летом процесс компостирования протекает быстро: через 2–3 мес после закладки компост готов. В более холодную погоду это занимает 4–5 мес. Зимой микроорганизмы практически не размножаются, и срок созревания удобрения значительно увеличивается.
В процессе компостирования могут возникнуть некоторые трудности, с которыми нужно своевременно справляться. Чаще всего возникает проблема, когда не происходит процесса компостирования.
Это объясняется недостаком воды – в таком случае кучу следует увлажнить и добавить по возможности новые отходы.
Процесс может тормозиться также и в случае избытка влаги, тогда рекомендуют добавить сухую траву, опилки и другие впитывающие влагу материалы.
Если компостная куча пахнет гнилью и привлекает насекомых, это может означать избыток пищевых отходов. Рекомендуется добавить больше зеленых материалов, землю, опилки, а также укрыть кучу пленкой или мульчирующими материалами. Другой причиной такого явления может служить замедление процесса компостирования вследствие избытка трудно разлагающихся компонентов, которые необходимо извлечь из кучи.
На начальных этапах компостирования в кучах или корзинах могут поселиться грызуны. Чтобы избежать этого, необходимо использовать корзины с меньшими отверстиями и пищевые отходы укладывать глубже, пересыпая их землей и зелеными материалами.
Готовый к использованию компост представляет собой рыхлую, сыпучую массу темно-коричневого цвета с приятным земляным запахом. При этом все материалы, использованные в его приготовлении, как правило, полностью разлагаются.
Температурные зоны компостной кучи
Роль температуры на начальном этапе компостирования очень велика. Начавшая созревать куча состоит из 4 температурных зон (рис. 45).
Рис. 45. Температурные зоны: 1 – первая; 2 – вторая; 3 – третья; 4 – четвертая.
Поверхность кучи составляет первую температурную зону, толщина которой зависит от плотности укладки и увлажненности компоста. Ее температура мало отличается от температуры окружающей среды и обычно бывает меньше 30 °C. Процессы компостирования в этой зоне протекают слабо.
Во второй зоне температура колеблется от 30 до 50 °C, компостирование здесь происходит более интенсивно, чем в первой зоне, но тоже недостаточно для получения качественного компоста. Вторая зона важна тем, что здесь происходит усвоение и освобождение от аммиака, нежелательного для растений и почвы. Толщина этой зоны может составлять как несколько сантиметров, так и занять весь объем компостной кучи, что отрицательно сказывается на качестве компоста.
Третья зона характеризуется температурой в 50–75 °C. Здесь процесс компостирования происходит наиболее активно. Важную роль играет жизнедеятельность микроорганизмов, способствующих интенсивному разложению органического вещества.
В четвертой зоне температура превышает 75 °C. Поскольку большинство микроорганизмов при такой температуре погибает, здесь происходят в основном химические реакции без участия микробов, в результате которых образуется гумусовый, обогащенный азотом комплекс питательных веществ, необходимых для удобрения почвы. От наличия или отсутствия четвертой зоны в компостной куче зависит качество удобрения.
При перелопачивании компостной массы происходит смешение температурных зон, таким образом, слой компоста из первой зоны попадает в четвертую и наоборот, что способствует интенсивному процессу разложения.
Горячий и другие методы компостирования
Компост может быть готов и в течение 1 мес. Для этого применяют технику горячего компостирования. Оптимальный размер кучи при этом процессе должен составлять приблизительно 1 м3. Стенки рекомендуется сделать со щелями для воздуха, лучше всего, если в качестве стенок будет сетка (рис. 46). Как и при холодном компостировании рядом должно быть свободное место для перекидывания компоста.
Рис. 46. Для интенсивного проветривания кучи в процессе горячего компостирования рекомендуется сделать стенки со щелями.
Горячим этот процесс назван из-за высоких температур, сопровождающих гниение и разложение органического вещества. Повышению температуры в куче способствуют компоненты, содержащие азот: зерно, семена, хлебные и мучные изделия, пищевые отходы, гниющие фрукты и овощи, а также навоз и фекалии, гниение которых вызывает быстрый разогрев кучи. Из-за низкого содержания воздуха в этих продуктах необходимо прослаивать их углеродосодержащими веществами: соломой, листвой, травой, опилками, измельченным картоном, бумагой, которые сами почти не нагреваются, а при гниении потребляют азот. Для горячего компостирования и те, и другие вещества берут в соотношении 1: 1.
Все материалы для горячего компостирования необходимо хорошо измельчить. Рекомендуется также добавлять в массу готовый компост и увлажнять кучу по мере необходимости.
Через 4–6 дней, а если куча накрыта пленкой, то и через 3–4 дня температура в центре превысит 70 °C. В это время необходимо перекинуть компост на свободное место, иначе микробы могут погибнуть. Всего за этот период созревания компоста необходимо перекидывать кучу 4 раза.
Методом горячего компостирования можно получить 3 порции готового компоста в течение лета.
Существуют и другие методы быстрого приготовления компоста. Например, можно закомпостировать листья плодовых растений: яблонь, груш, вишни, смородины – они быстро сгнивают.
Собранные в кучу отходы поливают 0,5 %-ным раствором мочевины и отваром картофеля, который готовится следующим способом: 1 кг измельченного картофеля разваривается в 3 л воды и затем заливается 10 л холодной воды. На 10 кг листьев достаточно 5 л отвара. Отвар содержит питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов. После 3 перелопачиваний в течение месяца компост готов.
Многие земледельцы для быстрого удобрения земли выкапывают весной траншею, заполняют ее органическими отходами (опавшей листвой, пищевыми отходами, навозом, фекалиями) и прикрывают сверху слоем дерна в 15–20 см. Получается своеобразная паровая грядка, на которой можно выращивать раннюю зелень.
«Ленивый» компост можно приготовить из отходов из сада, не формируя кучу, а используя корзину или ящик. Отходы укладываются слоями как при обычном компостировании. При необходимости добавляется вода во избежание пересыхания.
Для приготовления так называемого активного компоста формируют кучу, можно также использовать корзины или срубы (рис. 47).
Рис. 47. Сруб для формирования компоста.
Суть «смешанного» компоста заключается в регулярном его перемешивании. Все компоненты, предназначенные для приготовления компостной кучи, должны быть хорошенко измельчены, при этом отходы из сада складываются по краям кучи или корзины, а пищевые отходы помещаются в центр.
Пастеризация компоста
Промышленное производство компоста включает в себя такую фазу, как пастеризация. Она необходима для доведения компоста первой фазы до полной готовности и пригодности для использования в качестве удобрения для многих грибов, например шампиньонов.
В процессе пастеризации компост избавляется от многих микроорганизмов, безвредных для сельскохозяйственных культур, но опасных для капризных грибов.
Для пастеризации строят специальные тоннели (камеры). В таких условиях легче создавать и поддерживать необходимую температуру и газообмен. Всеэто необходимо для уничтожения вредных микроорганизмов.
Процесс пастеризации состоит из нескольких этапов. Сначала необходимо выровнять температуру во всей массе компоста с помощью подачи воздуха. Чем выше температура компоста, тем интенсивнее должен подаваться свежий воздух. Обычно дляподдержания оптимальной температурывоздуха используют вентиляторы, с помощью которых регулируют скорость подачи воздушного потока.
Снижение концентрации аммиака происходит на втором этапе пастеризации при первичном кондиционировании.
Длительность процесса первичной постеризации составляет до 30 ч при температуре около 50 °C. Концентрация аммиаа в компосте снижается при этом до 0,15–0,2 %.
Следующий этап пастеризации состоит в повышении температуры до 60 °C. Температура повышается постепенно, со скоростью 1,5 °C / час, чтобы микроорганизмы приспособились к более высоким температурам следующего этапа пастеризации. Температура компостной массы повышается в результате уменьшения объема и скорости подачи свежего воздуха.
Кроме того, для нагревания может использоваться пар. Процесс длится, как правило, 6–8 ч.
Уничтожение вредных микроорганизмов происходит на этапе собственно пастеризации, которая длится до 12 ч. Максимальная температура при этом не превышает 62 °C. Объем и скорость поступления свежего воздуха минимальны. При этом в компостной массе происходит концентрация газообразного аммиака до 0,3 %.
После этого необходимо начать процесс охлаждения компоста, иначе более высокая концентрация этого вещества при воздействии высоких температур может привести к гибели микроорганизмов, полезных для образования качественного удобрения.
Для охлаждения компостной массы до температуры 48–50 °C возобновляется поступление свежего воздуха. Скорость охлаждения выше, чем скорость нагрева, и составляет 2 °C / час. После достижения указанной температуры происходит вторичное кондиционирование, при котором концентрация аммиака понижается до 0,1 %. Этот процесс занимает 48–60 ч.
После второй фазы постеризации полученное удобрение обладает высокими качествами, оказывающими благоприятное влияние на рост растений.
Выполнить процесс пастеризации в домашних условиях довольно сложно, так как при промышленном компостировании применяются современные технологии и сложное оборудование.
Внесение компоста в почву
Вносить компост в почву следует осенью во время осенней перекопки огорода, закладывая его под лопату. В зависимости от потребности культур количество вносимого в почву компоста составляет примерно от 5 до 8 ц на 100 м2. При этом важно учитывать, что огурцы и капуста, например, потребляют большее количество органического удобрения, чем морковь, томаты, свекла, лук и др.
Можно набить борозды почти доверху, тогда этого питания почве может хватить на 5–6 лет. При посадке отдельных растений компост раскладывают непосредственно в лунки.
Для посадки деревьев и кустарников в посадочные ямы рекомендуется класть около 3 ведер компоста. Для подкормки комнатных растений рекомендуется использовать водный раствор компоста.
Влажный компост необходимо вносить слоем от 5 до 15 см, сухой – от 1,5 до 3 см. При внесении компоста в истощенную почву слой влажного компоста должен составлять 15–25 см и обновляться ежегодно.
Внесение компоста способствует улучшению качества почвы и снижению потребности растений в воде, что особо важно в засушливых зонах и в жаркое время года.
Если компост созрел не до конца, органические остатки в нем разложились не полностью, объем питательных веществ в нем невелик и его, как правило, используют не как удобрение, а в качестве мульчирующего материала.
Мульча представляет собой слой рыхлого материала, к примеру торфа, опилок или полузрелого компоста, раскладываемого на поверхности почвы. Это вещество способствует сохранению влаги на грядках и предохранению почвы от прорастания сорняков.
– это простой и малозатратный способ преобразования органических материалов в смесь для улучшения качества почвы. Когда имеется собственный участок и на нем достаточно места для размещения компостного двора, почему бы не воспользоваться такой возможностью?
В этой статье рассказывается о том, в чем заключаются преимущества компостирования, за счет чего происходит компостирование, что из отходов можно и нельзя компостировать, как надо осуществлять компостирование, как использовать готовый компост, какие проблемы могут возникнуть в процессе компостирования и как их можно решить. Также читателю может быть интересна информация о том, как работает компостирующий биотуалет, которую можно найти .
Компостирование ускоряет естественные процессы разложения и возвращает органические материалы в почву. При помощи компостирования, такие органические отходы как деревянные обрезки, опилки, опавшие листья, многие виды кухонных отходов преобразуются в темно-коричневую, рассыпчатую смесь, которая может использоваться для качественного улучшения почвы и для снижения необходимости в удобрениях и воде. Зачем что-то выбрасывать, если это можно использовать для своего сада или огорода?
Существует компостирование двух видов – это анаэробное (разложение происходит в отсутствие кислорода) и аэробное (разложение происходит при наличии кислорода). В этой статье я рассматриваю аэробное компостирование, при котором распад органических компонентов происходит благодаря аэробным микроорганизмам. При таком компостировании получается стабильный конечный продукт без неприятных запахов, с низким риском интоксикации растений.
Компост – это кондиционер. С его помощью можно получить грунт с улучшенной структурой и качеством. Компост увеличивает концентрацию питательных веществ в почве и помогает удерживать влагу.
Переработка пищевых и садовых отходов. Компостирование помогает утилизировать до 30% бытовых отходов. Ежедневно в мире выбрасывается , а компостирование может помочь снизить объемы отходов, отправляемые на свалки.
Вводит полезные микроорганизмы в почву. Компост способствует аэрации почвы, и микроорганизмы, содержащиеся в компосте, подавляют рост болезнетворных бактерий, защищая растения от различных болезней и оздоравливая почву.
Благотворно для окружающей среды. Использование компоста – это альтернатива химическим удобрениям.
Процесс компостирования. Простая биология
Для преобразования органических отходов в компост не требуется никакого сложного оборудования или дорогих искусственных добавок. Компостирование отходов является естественным процессом, происходящим благодаря организмам, находящихся в органических материалах и земле, которые, питаясь совместно или поглощая друг друга, осуществляют переработку отходов.
Бактерии выполняют первичное разрушение органических веществ. Бактерии обычно не добавляются в компост — они и так содержатся почти во всех формах органического вещества, и они быстро размножаются при определенных условиях.
Небактериальные компостообразующие организмы — это грибы, черви и различные насекомые. Для них компостная куча является замечательной «столовой». Грибы преобразуют органические составляющие, внося в почву углекислый газ. Черви поглощают органические отходы, грибы, простейших нематод и микробов. Черви перерабатывают органику очень быстро, преобразуя ее в вещества, легко усваиваемые растениями. Компостирование отходов с использованием червей называется вермикомпостированием. Сочетание обычного аэробного компостирования с вермикомпостированием дает очень хорошие результаты. Насекомые, поглощая другие организмы и друг друга, также участвуют в процессе переработки материалов, находящихся в компосте.
Что из отходов можно компостировать?
flickr.com/ szczel/ CC BY 2.0
Материалы для компостирования грубо можно разделить на бурые и зеленые. Бурые (углеродистые) материалы обогащают компост воздухом и углеродом, а зеленые (азотные) – азотом и водой. Для создания компоста надо чередовать слои бурых и зеленых материалов.
Таблица 1 – Материалы для компостирования
| Материал | Углеродистые/Азотные | Примечание |
|
Пищевые отходы |
||
|
Фруктовые и овощные отходы |
Добавляйте с сухими углеродистыми материалами |
|
|
Скошенная трава |
Добавляйте тонким слоем, чтобы она не лежали комками |
|
|
Используйте сорняки без семян |
||
|
Зеленые листья окопника |
||
|
Цветы, черенки |
Измельчайте длинные и толстые стебли |
|
|
Морские водоросли |
Делайте тонкий слой; это хороший источник минералов |
|
|
Куриный помет |
Превосходный «активатор» компоста |
|
|
Навоз животных |
Обогащен микрофлорой и легкоразлагающимися азотистыми и безазотистыми органическими соединениями |
|
|
Кофейная гуща |
Хороша для плодовых деревьев; привлекает дождевых червей |
|
|
Можно в пакетиках |
||
|
Садовые растения |
Используйте только здоровые растения |
|
|
Яичная скорлупа |
Нейтральные |
Лучше измельченная |
|
Углеродистые |
Измельченные листья лучше перерабатываются |
|
|
Обрезанные ветви кустарников |
Углеродистые |
Древесные обрезки перерабатываются медленно |
|
Сено и солома |
Углеродистые |
Солома лучше, сено (с семенами) несколько хуже |
|
Углеродистые |
Закисляет почву; используйте в умеренных количествах |
|
|
Древесная зола |
Углеродистые |
Используйте золу, полученную из чистой древесины, посыпайте тонким слоем |
|
Углеродистые |
||
|
Измельченная бумага |
Углеродистые |
Избегайте глянцевой бумаги и цветных чернил |
|
Углеродистые |
Измельчайте материал, чтобы не допустить слеживания |
|
|
Кукурузные початки, стебли |
Углеродистые |
Медленно перерабатываются, лучше использовать в измельченном виде |
|
Измельченные ткани |
Углеродистые |
Из натуральных волокон |
|
Углеродистые |
||
|
Щепы/гранулы |
Углеродистые |
Также в компост можно добавить садовую почву. Слой почвы поможет замаскировать любые запахи, а микроорганизмы, находящиеся в почве, ускорят процесс компостирования.
Эти компоненты добавлять в компост не стоит!
Хотя компостировать можно многие материалы, существуют некоторые материалы, которые не стоит добавлять в компост.
Таблица 2 – Материалы, которые не надо добавлять в компост
Получение компоста
Выбор системы компостирования
Компостирование отходов можно производить в компостной куче, яме, ящике или траншее. В ящике удобнее делать компост, чем в яме, и он выглядит более эстетично, чем куча, при этом сохраняет тепло и влагу. Ящик можно изготовить самому из отходов пиломатериалов, деревянных паллет, снегозащитных заборов, проволочной сетки, старых цистерн или бетонных блоков. Например, в этой статье дается чертеж компостного ящика и объясняется, как он изготавливается. Также можно приобрести готовый ящик для компостирования. Для начала лучше использовать систему из одного ящика.
Место для компостирования отходов
Общие критерии:
- Место должно быть, по крайней мере, частично затененное;
- Лучше, чтобы оно отстояло от построек хотя бы на 50 см;
- К месту должен быть свободный доступ, чтобы можно было добавлять в компост материалы;
- Хорошо, если имеется поблизости источник воды;
- Должен обеспечиваться хороший дренаж, чтобы вода не задерживалась в куче (это может привести к замедлению процесса разложения).
Добавление материалов
В начале для создания хорошей смеси можно отмерить равные доли зеленых и бурых материалов. Например, оптимальную комбинацию может дать равное количество бурых осенних листьев и свежескошенной травы. Но если нет возможности сразу создать оптимальное сочетание материалов, то переживать из-за этого не стоит. По ходу компостирования можно корректировать смесь, добавляя необходимые материалы.
Базовый слой. Начните с бурых материалов. Выложите на дно кучи слой в 10-15 см из крупных бурых материалов (например, веток) для вентиляции.
Чередование зеленых и бурых материалов. Толщина слоев из азотных (зеленых) материалов и из углеродистых (бурых) материалов должна быть 10-15 см. Компостирование станет более активным после их смешивания.
Размер имеет значение. Большая часть материалов будет разлагаться быстрее, если она сломана или нарезана на мелкие кусочки.
Увлажнение компоста. Компостная куча должна быть похожа на отжатую губку. Сожмите горсть компоста; если капельки воды появляются между пальцами, то в нем достаточное количество воды. В кучу поступает дождевая вода, а также влага из зелени (в свежескошенной траве содержится почти 80% влаги). Если куча становится слишком влажной, чтобы подсушить, ее можно перемешивать чаще и/или добавить в нее более сухие бурые материалы.
Перемешивание компоста
flickr.com/ M. Dolly/ CC BY 2.0
После того как компостная куча собрана, к работе приступают компостообразующие организмы — бактерии, грибки и насекомые. При этом можно заметить, что температура компоста повышается, от нее может исходить пар.
Для существования и размножения в компосте живым организмам, осуществляющим переработку органики, нужна вода и воздух. Вода позволяет микроорганизмам развиваться и перемещаться по всему объему компоста. Перемешивание компоста лопатой или вилами обеспечит доступ воздуха. Примерно через неделю после засыпания материалов компост можно перемешивать. При перемешивании необходимо разбивать комки и увлажнять кучу по мере необходимости.
Перемешивать и увлажнять компостную кучу необходимо до тех пор, пока компост не будет готов. Процесс компостирования может быть довольно быстрым в летние месяцы. Компост может перестать нагреваться через несколько недель. Если компост в куче стал темным и рассыпчатым, имеет свежий запах земли и больше не похож на изначальные материалы, то он, вероятно, готов.
Использование готового компоста
flickr.com/ Diana House/ CC BY 2.0
Компост – это не удобрение, но в нем содержатся питательные вещества, которые способствуют росту растений. Использование компоста снижает необходимость поливов и применения искусственных удобрений.
Добавление компоста в почву. В песчаных почвах компост действует как губка, сохраняя воду и питательные вещества для корней растений. В глинистых почвах компост делает грунт более пористым, создавая крошечные отверстия и проходы, которые улучшают проходимость влаги в почве.
Для выравнивания поверхности и улучшения ландшафта.
Можно использовать в качестве некорневой подкормки для растений или мульчи. Мульча покрывает почву вокруг растений, защищая ее от эрозии, высушивания и солнца.
Можно добавлять в горшечную смесь для комнатных растений.
Проблемы компостирования и их решение
Домашнее компостирование не очень сложный процесс, но обычно в процессе получения компоста сталкиваются с некоторыми проблемами.
Куча не нагревается
Размер имеет значение. Компостная куча должна быть, по крайней мере, шириной 2 метра, а высотой 1,2-1,5 метра, при таких размерах куча сохраняет тепло и влагу.
Влага. Проведите тест на сжатие: возьмите горсть материала и сожмите его. Если при этом не выступили капельки влаги между пальцами, значит куча слишком сухая. Перемешайте кучу и добавьте воды.
Азот. Если куча новая, то в ней, возможно, не хватает зеленых материалов. Попробуйте добавить скошенную траву или фруктовые и овощные отходы. В крайнем случае, используйте немного богатого азотом удобрения.
Проветривание.
Компостная куча должна «дышать». Используйте грубые материалы, такие как древесной щепы, чтобы создать воздушные пространства в куче и добавить углерод в смесь.
Может быть, компост готов. Если компост перемешивался несколько раз и стоит уже давно, то, вероятно, он готов. Просейте компост через сито и используйте.
Появился запах
Запах тухлого яйца. В куче недостаточный доступ воздуха, поскольку она слишком влажная. Перемешайте кучу лопатой или вилами, чтобы впустить воздух. Чтобы увеличить поток воздуха, можно добавить щепки или какой-либо другой наполнитель.
Запах аммиака. Это говорит о слишком большом количестве зеленых материалов. Добавьте больше углеродистых материалов — сухие листья или солому. Перемешайте тщательно кучу и проведите тест на содержание влаги.
Куча привлекает животных, питающихся падалью, и насекомых-вредителей
Обезжиренная диета. Не добавляйте пищевые отходы с маслами, мясом или молочными продуктами; запахи от них могут привлечь животных, таких как еноты или мыши.
Закрывайте компост. Перекрывайте новые пищевые отходы углеродистыми материалами и помещайте их в середину кучи. Закрытый ящик не пустит больших вредителей. Насекомые являются элементом системы компостирования, причем в процессе создания компоста внутри создается достаточно тепла для уничтожения их яиц и уменьшения количества ненужных насекомых.
flickr.com/ Diana House/ CC BY 2.0
Раздельный сбор отходов в нашей семье практикуется не одно поколение: все органические материалы, которые могут перегнить и послужить на благо огорода, складываются отдельно, а затем переносятся на компостную кучу.
Бесплатное и высокопитательное удобрение готовится около 3 лет, но существуют способы ускорения этого процесса, позволяющие сократить срок вызревания до одного года.
Правильный компост, который не навредит растениям и почве из-за высокого содержания в нем азота, готов только через 3 года после окончательной закладки с кучу органики. Опытные садоводы организуют на своих участках короба, разделенные на три секции, которые поочередно каждый сезон служат для накопления «сырья» для удобрения.
В одном отделении хранится уже готовый компост правильного черного цвета, в другом происходят процессы ферментации, а в третий закладываются свежие сорняки и органические отходы.
Процессы ферментации сырья проходят за счет деятельности особых микроорганизмов, которые разлагают органику на простые элементы. Для качественной работы этих бактерий необходимо обеспечить три главных условия:
- Влага. Без влаги никакой ферментации не произойдет, поэтому компостную кучу нужно постоянно проливать водой.
- Воздух. Над разложением органики работают аэробные и анаэробные бактерии, у первых это получается быстрей. Чтобы ускорить процесс вызревания компоста, необходимо регулярно перекапывать кучу, обеспечивая полезные микроорганизмы важным для них кислородом.
- Тепло. Ферментируемое сырье должно обязательно находиться в тепле. Раньше мы накрывали кучу плотной черной пленкой, которая удерживала влагу внутри и, поглощая солнечные лучи, служила дополнительным обогревом. Теперь у нас на даче удобные короба, собранные из досок: перегнивающие массы сами выделяют тепло.
Чтобы приготовить действительно полезный компост, недостаточно просто складывать слоями органические отходы, — нужно создать для микроорганизмов комфортные условия и регулярно проверять состояние будущего компоста.
Особого внимания требует контроль содержания азота в перегнивающих массах: его переизбыток, выражающийся в неприятном запахе, будет сигнализировать о скорой гибели бактерий из-за дефицита кислорода. Чтобы устранить профицит азота, кучу нужно перекопать вилами и добавить в массу немного соломы.
«Ручной» метод
Если у вас нет возможности ждать компоста 3 года, процесс его созревания можно ускорить, но для этого потребуется постоянно вмешиваться в процессы ферментации:
- стараться измельчать все органические огородные и бытовые отходы, чтобы они перегнивали быстрее;
- постоянно поливать компостную кучу, сохраняя ее влажность на протяжении всего теплого сезона;
- в созревающий компост в качестве «закваски» добавлять свежую измельченную сорную траву;
- хотя бы раз в месяц перекапывать кучу вилами или протыкать ее до дна палкой, обеспечивая приток кислорода.
Принимая участие в созревании компоста, вы тем самым ускорите сроки его готовности: использовать его можно будет не через 3 года, а через 2. Использование данной методики поможет вам сэкономить время и свободные площади на участке, которые у вас отводятся под сбор и ферментацию органических отходов.
Препараты
Для ускорения процесса приготовления компоста садоводы давно практикуют использование микроорганизмов, поливая массы разведенными дрожжами и кисломолочными напитками. Но сегодня на рынке есть масса готовых средств, содержащих в своем составе подобранные штаммы бактерий, служащие для расщепления органики на простые элементы:
- молочнокислые бактерии;
- дрожжи;
- актиномицеты;
- фотосинтезирующие бактерии;
- ферментирующие микобактерии.
Такой мощный комплекс бактерий в благоприятных условиях начинает быстро размножаться и перерабатывать органику. Работа микроорганизмов способствует устранению патогенной флоры и помогает расщепить сырье на полезные для культурных растений микроэлементы.
Препараты следует разводить согласно инструкции в теплой воде, а затем настоять в течение суток. Опытные садоводы рекомендуют для подкормки полезных бактерий добавить в раствор сахар или варенье. Затем разведенным препаратом следует пролить компостную кучу и впоследствии поддерживать оптимальную увлажненность перегнивающей массы.
Использование препаратов с микроорганизмами позволяет сократить срок приготовления компоста до 3-4 месяцев, то есть та органика, которую вы будете собирать в течение лета, на следующий год при правильном подходе станет полноценным удобрением.
Аэробный метод
Этот способ, основанный на использовании препаратов, позволяет максимально ускорить готовность компоста:
- В притененном месте на участке соберите короб, оставляя небольшие щели в 3-4 см между досками.
- На дно короба заложите дренаж: битый кирпич, камни, щепу или стебли подсолнуха.
- Закладывайте органическое сырье по мере сбора. Когда свежий слой достигнет толщины 20 см, пролейте его раствором препарата.
- Накройте компостную кучу темной пленкой или деревянной крышкой. По мере накопления органических отходов новый слой следует хорошо проливать разведенным согласно инструкции средством для компоста и поддерживать затем оптимальную влажность масс.
Для обеспечения притока кислорода к аэробным бактериям, после каждого полива перегнивающие массы рекомендуется протыкать в нескольких местах до самого дна. Если ферментация будет сопровождаться неприятным запахом, кучу нужно перекопать вилами.
Анаэробный метод
Данный способ приготовления компоста позволяет изготовить ценное удобрение за 5 месяцев. Принцип создания заключается в послойном выкладывании органических отходов и земли. Процессы ферментации проходят в анаэробных условиях — под пленкой или в деревянном коробе, собранной без щелей.
Ускоритель компостирования вносится раз в месяц, а перегнивающие массы постоянно поддерживаются в увлажненном состоянии.
Аэробный метод хоть и занимает больше времени (в условиях средней полосы процесс вызревания займет не 5 месяцев, а затронет и половину следующего лета), а также дает силосообразные массы, не совсем удобные в работе, но он позволяет получить наиболее питательное и полезное для растений удобрение, которое, несомненно, понравится культурам на вашем огороде.
Подробней о методах ускорения созревания компоста вы узнаете из следующего видео:
Итог
Процесс приготовления компоста может быть значительно сокращен, если вы будете соблюдать определенные правила работы с органикой:
- измельчать органические отходы и сорную траву;
- обеспечивать оптимальную увлажненность перегнивающих масс;
- перекапывать будущий компост каждый месяц или протыкать наслоенную органику палкой для обеспечения притока кислорода;
- сохранять тепло в перегнивающем компосте, накрывая деревянный короб крышкой или плотной пленкой;
- применять для ускорения созревания компоста специальные препараты, содержащие комплекс полезных бактерий.
Соблюдая данные рекомендации, вы сможете сократить время созревания компоста до 2 лет, а применяя растворы, насыщенные микроорганизмами, — до 3 месяцев. Это позволит вам сэкономить полезную площадь на своем участке и использовать приготовленное натуральное удобрение уже на следующий год.
На сегодняшний день существует 3 основных технологии промышленной переработки пищевых и садовых отходов: рядковое компостирование, компостирование в закрытых реакторах, анаэробная переработка. Для первых двух необходим кислород, для третьего — нет. По мере того, как усложняется технология переработки, растут издержки, но также растут возможности технологии и ценность материала на выходе.
I. Рядковое компостирование (windrow composting)
Материал выкладывается в ряды (1-3 метра высотой, 2-6м в ширину и сотни метров в длину), поступление кислорода обеспечивается за счет регулярного механического перемешивания вещества/подачи кислорода внутрь кучи. Это самая проверенная технология, самая простая из существующих, но она имеет и ряд недостатков.
1) компостные ряды, перемешиваемые механически (для обеспечения доступа кислорода);
Продукт на выходе : компост
$15-$40/тонна
≈3 месяца
Диапазон температуры: 10-55
Плюсы:
- Издержки минимальны по сравнению с другими технологиями;
- В случае внепланового увеличения поступившего сырья, ряды могут быть увеличены.
Минусы :
- нельзя перерабатывать большое количество пищевых отходов (богатых азотом), требуется большое количество материала, богатого углеродом (например, листва, ветки);
- могут образовываться анаэробные участки в рядах из-за сложности прохода кислорода, что ведет к проблемам с запахом от базы компостирования и выделению метана в атмосферу;
- проблемы с запахом от компостной базы, если строго не соблюдаются все правила компостирования: соотношение азота и углерода,
- излишки осадков приводят к вымыванию ценных веществ из материала, загрязняют компост и нарушают процесс разложения вещества.
2) аэрируемые компостные ряды (подача кислорода через трубы внутри ряда);
Продукт на выходе : компост
Затраты на создание компоста (США, 2010г.): $25-$60/т
Длительность компостирования: ≈3 месяца
Диапазон температуры: 10-55 °C, что позволяет избавляться от патогенных веществ, личинок и сорняков.
Плюсы :
- Позволяет перерабатывать большие объемы пищевых отходов, чем первый вид компостирования;
Минусы : дороже, чем первый тип рядкового компостирования.
3) аэрируемые ряды с синтетическим накрытием (для поддержания необходимого уровня влажности и стабилизации температуры).
Продукт на выходе : компост
Затраты на создание компоста (США, 2010г.): $55-$65/ т
Длительность компостирования: ≈ 2-4 месяца
Диапазон температуры: 10-55 °C, что позволяет избавляться от патогенных веществ, личинок и сорняков.
Плюсы :
- Нет проблем с контролем запаха с компостной базы;
- Сравнительно простой контроль за уровнем влажности.
Минусы :
- дороже, чем первый и второй типы рядкового компостирования.
По окончании активной стадии любого из трех приведенных типов компостирования, начинается стадия вызревания (curing phase), которая длится 3-6 недель. Далее материал просеивается для удаления посторонних элементов (пластик, стекло и т.д.).
II. Компостирование в закрытых реакторах (In — Vessel composting )
Материал загружается постепенно в реактор, внутри которого осуществляется перемешивание материала и постоянная подача кислорода. При этом идет строгий контроль за уровнем влажности и кислорода. В случае необходимости материал увлажняется.
Применяется в условиях ограниченности земельных ресурсов. Аэрация (снабжение кислородом) осуществляется с помощью подачи горячего воздуха. Отсеки обычно имеют размеры 2м в основании и 8м в высоту.
Продукт на выходе: компост
Затраты на создание компоста (США, 2010г.): $80-$110/т
Длительность компостирования: 4-10 недель (1-3 активная стадия, 3-6 недель – стадия вызревания)
Плюсы:
- Сравнительно быстрый процесс компостирования;
- Не требуется большой территории;
- Можно перерабатывать большее количество ПО, чем при рядковом компостировании;
- Нет проблем с контролем запаха;
- Хорошая аэрация процесса (не допускается образование анаэробных участков).
Минусы:
- Дороже чем рядковое компостирование.
III. Анаэробные установки
Анаэробоне сбраживание – процесс, при котором органическая масса разлагается под воздействием микроорганизмов в условиях отсутствия (или минимального присутствия) кислорода. Существует насколько параметров, которые определяют успешность процесса: соотношение азота и углерода, уровень кислотности, размер элементов вещества, температура, масса volatile organic solids.
Оптимальными показателями являются:
C/N (азот/углерод)=20:1-40:1
Влажность = 75-90%
Кислотность = 5.5-8.5
Размер элементов вещества = 2-5 см в диаметре
Продукт на выходе: сухой дигестат, жидкая фракция, биогаз (состоящий из метана на 60-70%), углекислого газа (30-40%) и других элементов в минимальном количестве. При отделении метана от других элементов, он может быть использован для генерации электроэнергии, тепла или продан как топливо для автомобилей.
Затраты на создание компоста (США, 2010г.): $110-$150/тонна
Длительность переработки: 5-10 недель
Плюсы:
- Производство биогаза из отходов;
- Минимизация утечки метана в атмосферу;
- Хорошо справляется с патогенными веществами;
- Нет необходимости в большой территории (для реактора достаточно 12-24 м 2), хотя это если не считать территорию для пост-компостирования дигестата.
Минусы:
- Дорого по сравнению с другими вариантами создания компоста;
- Не гибкая система в отношении изменения объема материала;
- Требуется очень строгий контроль запаха.
Анаэробная переработка может протекать при высоких (55°C и выше) и низкой (30-35°C) температуре. Преимущества первого варианта – большие объемы материала, производство большого количества метана, эффективная ликвидация патогенных веществ, личинок. Второй вариант позволяет лучше контролировать процесс переработки, но при этом требуется меньшее количество материала, меньше метана выделяется и нужно дополнительно обрабатывать материал для удаления патогенов.
Анаэробный дигестат (сухая часть вещества, прошедшего переработку) производится с помощью отжима субстанции. Жидкая фракция может быть использована для стабилизации влажности следующих циклов переработки или как жидкое удобрение. Сухой дигестат может быть использован далее для создания компоста (необходим этап рядкового компостирования или компостирование в закрытых реакторах – любое аэробное компостирование).
Анаэробные установки являются дорогим выбором, поэтому часто для их нормального функционирования требуется государственное субсидирование (как это происходит в Европе). США в основном сейчас используется технология рядкового компостирования, хотя все больше становится и анаэробных систем. К 2011 г США было 176 установок (для переработки навоза). Но также перерабатывали пищевые отходы, жиры, масла и смазочные материалы.
Один из самых привлекательных сторон такой переработки – возможность генерировать электороэнергию, что соответствует программе увеличения доли возобновляемых источников в электрогенерации. По заявлению корпорации экономического развития и департамента санитарного управления Нью-Йорка (New York City Economic Development Corporation and New York City Department of Sanitation.), анаэробная переработка и биогазовая энергия являются более дешевыми, чем существующие технологии обращения с отходами, а также выигрывает по ряду показателей: меньшее воздействие на окружающую среду (запахи, объемы метана), меньшее воздействие на лэндфиллы .
Литература:
- Food Scrap Recycling: A Primer for Understanding Large-Scale Food Scrap Recycling Technologies for Urban Areas (U.S. EPA Region I, October 2012)
- New York City Economic Development Corporation and New York City Department of Sanitation. Evaluation of New and Emerging Solid Waste Management Technologies. September 16, 2004.
