کمپوست کردن شماره (۱)

مقدمه

استفاده از سموم و کودهای شیمیای در مزارع، علیرغم بازدهی اولیه خوبی که دارند، عملاً در درازمدت اثرات سوئی برجا می گذارند. همچنین به دلیل علاقه زارعین به مصرف کودهای شیمیایی، استعمال کودهای آلی که جهت بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیای و بیولوژیکی خاک الزامی می باشد، در اکثر موارد به فراموشی سپرده شده است و این امر سبب سفتی خاکهای زراعی گشته و نفوذپذیری آنها را کاهش می دهد، چون تداوم این روند با افزایش رویه کودهای شیمیایی همراه بوده، تخریب هرچه بیشتر ساختمان خاک، کاهش شدید در مقدار مواد آلی به دلیل نسبت C/N پایین و نهایتاً افزایش وزن مخصوص خاکهای زراعی را سبب شده است. همزمان با تداوم این روند غلط، یعنی کاهش مصرف کودهای آلی و افزایش مقدار کودهای شیمیایی در واحد سطح مشکل بعدی که خواه ناخواه مطرح می گردد، عدم رعایت تناسب عناصر غذایی در خاک و نتیجتاً اثرات سوء آن در گیاهان زراعی است.

با پیشرفت فناوری کشاورزی، کشورهای پیشرفته توانسته اند با به کارگیری روشهای طبیعی، ضمن جلوگیری از تخریب زمینهای کشاورزی، با اصلاح و تقویت این زمینها بازدهی و سودآوری آنها را افزایش دهند. یکی از روشهای معمول که چند دهه است در دنیا متداول شده و سالیان قبل کارهای اساسی و پایه ای آن در سایر کشورهای جهان بنیان گذاشته شده، استفاده از جانوران با انجام تغییر و تبدیلات فیزیکی و مکانیکی مفید بر روی خاک (مستقیم) و همچنین با افزودن بیوهوموس حاصل از فعالیتهای حیاتی کرم خاکی به زمینهای زراعی (غیرمستقیم)حاصلخیری خاکها را چندین برابر و اصلاح آنها را در کوتاهترین زمان ممکن میسر می سازند.

بنابراین کرمهای خاکی، موجودات ایده آلی هستند که بشر آنها را برای به حداکثر رسانیدن تعداد باکتریهای هوازی در خاک، می تواند بکار گیرد. این روش شناخته شده که توسط کرمهای خاکی انجام می شود، در حقیقت یک نمونه بدیع از فناوری حیاتی به نام ورمی کمپوست است که نیازی به وسایل صنعتی و آزمایشگاهی گران قیمت ندارد.

تمامی کرمهای خاکی در رده اولیکوکیتها (Ollgocheate) طبقه بندی می گردند، تاکنون بیش از سه هزار گونه مختلف از آنها در جهان شناسایی شده اند. گسترش انواع کرمهای خاکی در تمامی نقاط جهان یکسان نبوده و عوامل متعددی باعث شده تا یک یا چند گونه از جمعیت بیشتری برخوردار گردند. به طور مثال در مناطق معتدله نیمکره شمالی نوع لومبرسیده (Lombricidae) از تمامی گونه ها بیشتر می باشد.

مطالعات انجام شده در آمریکا نشان می دهد که کرمهای خاکی می توانند لجنهای فعال شده و دیگر مواد آلی را تجزیه کنند. گونه های مختلف کرمهای خاکی از نظر میزان رشد، میزان تولید مثل، اندازه، قابلیت جابجایی و احتیاجات زیست محیطی با یکدیگر تفاوتهای چشمگیری دارند. تاکنون مناسب ترین کرم خاکی که هم قادر به فرایند نمودن مقادیر زیادی مواد آلی باشد و هم قابلیت تبدیل به پروتئین در سطح بالا را داشته باشد، ایزینافوتیدا بوده است. این گونه 6.7 هفته زمان برای رسیدن به باروری جنسی نیاز دارد و پس از آن قادر به تولید 5-2 پیله در هفته می باشد، هر پیله شامل یک تا هفت نوزاد است که در نتیجه هر کرم توانایی تولید 20-10 کرم جوان را در هفته دارد. این کرمها همچنین قادر به تحمل 4-PH هستند اما تاPH=9 نیز به خوبی رشد می کنند ولی PH ترجیحی برای این کرمها حدود 7می باشد. تعداد پیله های تولید شده در دمای 25درجه سانتی گراد به نسبت سایر دماها زیادتر است و رطوبت بین 90-80 درصد برای این کرمها ایده آل است.

کمپوست کردن

تاریخچه

کمپوست کردن عبارت است از تجزیه شدن و تغییر شکل یافتن مواد آلی (قطعات گیاهان) به مواد خاک شکل که کمپوست نامیده می شود و موجوداتی نظیر حشرات و کرم خاکی و میکروارگانیسم ها (باکتری ها و قارچ ها) به تغییر شکل یافتن مواد آلی و تبدیل شدن آنها به کمپوست کمک می کنند.

کمپوست کردن یک شکل طبیعی از چرخه زندگی (زنجیره غذایی) است که دائما در طبیعت رخ می دهد. در کتاب مقدس کمپوست کردن به صورت یک تجربه در چندین جا ذکر شده است از جمله Marcus Cat که یک کشاورز بوده است و در حدود 2هزار سال پیش در روم زندگی کرده است نظراتی در رابطه با کمپوست کردن مواد مطرح کرده است. نظریه Cat این است که کمپوست اساس افزایش خاک زراعی است و برای حفظ حاصلخیزی خاک و تولید بیشتر محصولات کشاورزی ضروری می باشد . او اظهار داشته است که تمام بقایای غذایی و حیوانی و گیاهان قبل از اضافه شدن به خاک باید کمپوست شوند.

زباله ها باعث کاهش 75 درصد از مقدار مواد زائد جامد شهری (MSW) می شود.

امروزه چندین دلیل وجود دارد که چرا کمپوست کردن مواد زائد عمل سودمندی است:

- در حدود 70 درصد کل زباله های ایران را بقایای مواد غذایی و محصولات کشاورزی تشکیل می دهند و کمپوست کردن مواد آلی زباله ها باعث کاهش 75درصد از مقدار مواد زائد جامد شهری (MSW) می شود. و در همان حال مواد حاصلخیز کننده عناصر ضروری را برای خاک فراهم می سازد.

- کمپوست باعث بهبود ساختمان و بافت خاک هوادهی و نگهداری بهتر آب در خاک می شود.

- وقتی کمپوست به خاک های رسی اضافه می شود باعث سبک شدن این خاک ها و زمانی که به خاک های شنی اضافه شود باعث نگهداری بهتر آب می شود.

- مخلوط کردن کمپوست با خاک کمک به جلوگیری از فرسایش و باعث حاصلخیزی خاک و حفظ و تعادل PH و سلامت توسعه ریشه ها در خاک می شود.

اغلب طریقه مصرف بقایای گیاهان (محصولات و غذا) به صورت رها کردن در سطح زمین و استفاده از بقایای پوشیده و خاکستر آنها است. این عملیات از نظر زیست محیطی و اقتصادی کم ارزش تر از کمپوست کردن است.

بقایای محصولات که در سطح زمین رها می شود در غیاب اکسیژن به آهستگی کاهش می یابد. تجزیه این مواد در غیاب اکسیژن باعث تولید گاز متان و اسید لاکتیک می شود که هر دو برای محیط زیست مشکل آفرین است. پخش مواد آلی که باعث پوشاندن سطح خاک مورد نیاز برای دیگر مواد زاید می شود در رها کردن سطح خاک بی فایده است و تولید انرژی حاصل از شکستن قطعات این مواد باعث ایجاد آلودگی می شود و نیازمند طرح کنترل آلودگی است.

کمپوست کردن زباله ها برای درست به کاربردن مواد آلی زباله بهترین روش است. و می توان توده های بزرگ و کوچک را با تکنیک ها و روش ها مختلف همچنین تبدیل به کود کرد.

تجزیه شدن:

معمولاً هرجا که گیاهان رشد می کنند تجزیه شدن بقایای آنها هم صورت می پذیرد. وقتی که بقایای یک گیاه مورد حمله میکروارگانیزم ها و حشرات داخل خاک قرار می گیرد، این بقایا تجزیه شده و تبدیل به کمپوست می شوند و دوباره در چرخه اکوسیستم ظاهر می شود. این تجزیه طبیعی در به وجود آمدن شرایط ایده آل زندگی در طبیعت کمک اساسی می کند، میکروارگانیزم ها و حشرات برای تجزیه کامل مواد و تبدیل آن به کمپوست نیازمند آب و اکسیژن هستند.

-مواد آلی زباله ها

رطوبت-اکسیژن+و حرارت مناسب

کمپوست-دی اکسید کربن+آب+گرما

ر

میکروارگانیزم ها و کرم ها

تولیدات نهایی این فرایند ماده خاک مانند کمپوست، دی اکسید کربن، آب و گرما است.

باتوجه به معادله فوق کمپوست کردن یک فرآیند پویا است که به سرعت یا آهستگی صورت گیرد و بسته به نوع فرآیند مورد استفاده و مهارت اجرای این فرآیند متفاوت است با یک غفلت از توده مواد آلی، تجزیه شدن به ناچار آهسته صورت می گیرد. این عمل به کمپوست کردن انفعالی (کند) معروف است زیرا نگهداری و حفاظت از آن کم است.

کمپوست کردن فعال یا سریع در 2الی6هفته کامل می شود و این روش به وسیله سه کلید اساسی انجام می شود.

1-هوادهی به وسیله زیرو رو کردن توده کمپوست شونده.

2-رطوبت

3-نسبت کردن به نیتروژن C/N.

علاوه بر این نگهداری درجه حرارت در حدود60-40 درجه سانتیگراد همراه مراقبت کامل از سرعت تجزیه شدن مواد، همچنین موفقیت مواد آلی قابل کمپوست برای تجزیه شدن به تماس بیشتر این مواد با ارگانیزم های تجزیه کننده بستگی دارد.

بعضی از مواد آلی آسان تر از سایر مواد شکسته می شود. تجزیه آبآب

کننده های مختلف اثرات کاملاً متفاوتی در درجه حرارت های مختلف دارند بعضی میکروب ها اکسیژن می گیرند و بعضی دیگر خیز. جذب اکسیژن برای کمپوست کردن بسیار مؤثر است.

-تعداد مختلف از جوامع میکروبی بر روی فرایند کمپوست سازی اثر دارند. اگر محیط توده کمپوست در اثر تعداد زیادی از میکروب ها مورد تجزیه واقع شود در نهایت آنها می میرند یا به حالت مقاوم در می آیند یا به قسمت های دیگر توده حرکت می کنند. تغییر شرایط توده کمپوست باعث ایجاد اکوسیستم کامل در داخل توده می شود.

عوامل مؤثر در فرایند کمپوست

تمام مواد آلی عاقبت تجزیه می شوند، سرعت تجزیه شدن بستگی به عوامل زیر دارد:

- نسبت کربن به نیتروژن مواد C/N.

- مقدار سطح موادی که در معرض فرآیند هستند.

- هوادهی یا مقدار اکسیژن توده کمپوست.

- رطوبت.

- درجه حرارت داخل توده کمپوست.

- درجه حرارت بیرون توده کمپوست.

نسبت کربن به نیتروژن (C/N):

کربن ونیتروژن دوعنصراساسی درعمل کمپوست سازی است. نسبت C/N بسیار مهم است باکتری و قارچ ها در کمپوست از روش اکسیداز مواد تغذیه می کنند.

کربن نقش غذا و نیتروژن نقش آنزیم را دارد. توده مواد آلی با وجود نسبت مناسب یعنی C/N به فرایند تجزیه شدن کمک می کند، این نسبت در حدود 30 کربن به 1 نیتروژن است، افزایش 4-3 پوند مواد نیتروژن دار برای هر 100 پوند کربن اثرات رضایت بخشی در سرعت کمپوست سازی کم می شود و اگر نیتروژن زیاد باشد در همان حال باعث تولید گاز آمونیاک می شود که روش مناسب تولید کمپوست نیست. برگ ها منبع خوبی برای کربن و علف های تازه و کودهای معدنی ، منبع خوبی برای نیتروژن هستند.

سطح تماس:

اگر سطح تماس مواد با میکروارگانیزم ها زیاد شود عمل تجزیه شدن آنها سرعت می یابد. برای افزایش سطح تماس مواد کمپوست شونده می توان این مواد را شکست، خرد کرد و یا برش داد. با افزایش سطح تماس سرعت فعل و انفعال میکروبی زیاد و زاد و ولد این موجودات با سرعت بیشتر صورت می گیرد و گرمای بیشتری حادث می شود. اگر فرایند با سرعت مناسب در حال انجام شدن باشد افزایش سطوح مواد ضروری به نظر نمی رسد. حشرات و کرم های خاکی همیشه مواد را به قطعات کوچک می شکنند تا باکتری ها و قارچ ها بتوانند این مواد را تجزیه کنند.

هوادهی:

زمانی عملیات کمپوست کردن به خوبی صورت می گیرد که اکسیژن به حد کافی در دسترس توده کمپوست شونده باشد.

هوادهی باعث افزایش در داخل توده می شود. هنگامی که وسط توده فاقد اکسیژن است تجزیه به کندی صورت می گیرد و با افزایش اکسیژن سرعت تجزیه زیاد می شود به این عملیات تجزیه هوازی گفته می شود. هوادهی ممکن است به صورت طبیعی و به وسیله باد صورت گیرد به این معنی که وقتی هوای داخل توده در اثر واکنش گرم شود هوای گرم بالا می رود و هوای تازه جانشین آن می شود. سیستم کمپوست کردن یا ساختمان توده، باید طوری انتخاب شود که هوادهی به راحتی انجام پذیرد.

منظور از زیر و روکردن توده اضافه کردن اکسیژن و افزایش سطح تماس میکروبی و انتقال این موجودات به قسمتهای مختلف توده است این عمل بوسیله چنگال یا بیل و یا ماشین مخصوصی که هواده نامیده می شود و برای این هدف خاص طراحی شده است،انجام می گیرد. وقتی توده کمپوست شونده هوادهی نشود ممکن است تجزیه غیرهوازی در آن صورت گیرد.