Landwirte, Kommunen und Hausgärtner verstehen das Konzept und den Wert von Kompostierung, aber sie verstehen möglicherweise nicht, wie man guten Kompost macht. Das National Organic Program (NOP) bietet Richtlinien für die Kompostierung zur Beseitigung von Krankheitserregern und Unkrautsamen. Das Befolgen dieser Richtlinien garantiert jedoch nicht die Erzeugung von Qualitätskompost. Um dieses Problem anzugehen, kompostieren Sie die Forschung unter Rodale Institute ist darauf ausgerichtet, Methoden zu entwickeln, die Qualitätskompost produzieren und einige der Best Practices zu klären, um einen größeren Erfolg bei der Umsetzung der NOP-Richtlinien zu erzielen.

Kompostierung ist die oxidative Zersetzung einer Mischung organischer Materialien. Sauerstoff ist erforderlich, um das Wachstum von Nützlingen zu unterstützen und das Risiko von Krankheitserregern und anderen toxischen Verbindungen auszuschließen. Abfallmaterialien werden zusammengemischt und dann regelmäßig gemischt, um den richtigen Sauerstoffgehalt in allen Teilen des Stapels aufrechtzuerhalten. Der Sauerstoff wird ständig von der verbraucht Mikroorganismen die das organische Material zersetzen, und es gibt ein begrenztes Raumvolumen zwischen den Materialpartikeln des Stapels, um Sauerstoff zu halten. Infolgedessen muss ein Komposthaufen viele Male gedreht werden, um die in den Haufen befindlichen Räume wieder mit Sauerstoff zu füllen. Dieser Wendeprozess stellt sicher, dass der Sauerstoffgehalt nicht niedrig genug ist, um die guten Organismen abzutöten und Krankheitserreger zu züchten.

Gemäß den NOP-Richtlinien muss der Kompost innerhalb eines Zeitraums von 15 Tagen mindestens fünfmal gewendet werden. Während dieser Zeit muss die Temperatur zwischen 131 und 170 ° F gehalten werden. Während die Richtlinien als Sicherheitsnetz dienen, um sicherzustellen, dass Krankheitserreger zerstört werden, Sie stellen nicht sicher, dass im Endprodukt eine Vielzahl von Nützlingen produziert wird. In einigen Fällen reichen während der aktiven Phase der Kompostierung, wenn Organismen viel Sauerstoff verbrauchen, fünf Umdrehungen in 15 Tagen möglicherweise nicht aus, um den richtigen Sauerstoff für das Wachstum nützlicher Organismen aufrechtzuerhalten. In anderen Fällen muss der Stapel in den 15 Tagen möglicherweise nicht fünfmal gedreht werden.

Dies ist ein kritisches Problem, bei dem sich Komposter möglicherweise unsicher fühlen. Anstelle einer allgemeinen Regel für das Wenden würden Richtlinien, die den Kompostierern helfen, genau zu wissen, wann der Stapel Luft benötigt, das Endprodukt verbessern. Durch Beobachtung biologischer Indikatoren für die Kompostaktivität in einem Stapel kann ein Komposthaufen genau in dem Moment gedreht werden, in dem die Organismen mehr Luft benötigen.

Etablierung der Forschung: Mai

Im Mai letzten Jahres wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts, das durch einen NRCS-CIG (Natural Resources Conservation Service Conservation Innovation Grant) finanziert wurde, sechs Pfähle auf Betonplatten gebaut, um Probleme mit der Kompostbewirtschaftung gemäß den NOP-Richtlinien zu untersuchen. Die Stapel bestanden aus identischen Materialien: Blätter als Kohlenstoffquelle, Lebensmittelabfälle als grünes Material und Hühnermist als hoher Stickstoffeintrag. Drei Pfähle wurden gemäß den NOP-Richtlinien verwaltet, und die anderen drei Pfähle wurden nach einem als TAT ​​bekannten Verfahren (Drehung gemäß Temperatur) verwaltet.

Die Aktivität und das Wachstum von Organismen erzeugen große Mengen an Wärme und lassen die Temperatur eines Komposthaufens schnell ansteigen. Diese Hitze ist wichtig, um schädliche pathogene Bakterien, Pilze, Protozoen, Würmer und andere Parasiten sowie Unkrautsamen im Stapel abzutöten. Sie kann uns auch mitteilen, wann der Stapel gedreht werden muss. Wir verwenden Thermometer, um die Temperatur unserer Komposthaufen als Indikator für die Aktivität der Mikroorganismen in den Pfählen zu messen. Wenn ein Stapel 160 Grad F (oder höher) erreicht, wissen wir, dass es Zeit ist, den Stapel zu drehen, da hohe Temperaturen darauf hinweisen, dass die Aktivität von Organismen so hoch ist, dass der Sauerstoff im Stapel schneller verbraucht wird, als er in den Stapel diffundieren kann Haufen aus der Außenluft. Dieser Sauerstoffverlust in Verbindung mit den hohen Temperaturen kann die guten Organismen tatsächlich töten, wenn er nicht schnell genug angegangen wird.

Die TAT-Pfähle wurden immer dann gedreht, wenn die Temperaturen diesen kritischen Schwellenwert erreichten, während die NOP-Pfähle einfach fünfmal in 15 Tagen (normalerweise alle 3 Tage) gedreht wurden, wie in den Richtlinien angegeben. Unser Ziel war es zu untersuchen, ob das Drehen gemäß der Temperatur zu einer höheren Kompostqualität mit vorteilhafteren Mikroorganismen führen würde. Wir hatten auch gehofft zu klären, ob die TAT-Methode eine einfachere Verwaltung des Pfahls ermöglichen würde als die NOP-Methode, die ein obligatorisches, aber nicht immer notwendiges oder rechtzeitiges Drehen erfordert.

Betonplatten: Das Problem, die Lösung

Das Design der Betonplatten, die als Plattformen für unsere sechs Kompostpfähle verwendet wurden, verursachte Qualitätsprobleme bei unserem Endprodukt. Das Design der Betonpads verhinderte das Mischen, da die Seiten der Pads leicht in Richtung eines Abflusses in der Mitte des Pads abgewinkelt waren, damit aus dem Stapel austretendes Wasser zum Testen in einen unterirdischen Haltetank abfließen konnte. Wie oben erwähnt, muss Kompost gründlich gemischt werden, um die aeroben Bedingungen aufrechtzuerhalten. Die leichte V-Form der Pads verhinderte jedoch die ordnungsgemäße Belüftung eines Teils des Komposts ganz unten auf den Pfählen. Unser Kompostwender mit flacher Klinge konnte diese Materialien in der Mitte unten nicht erreichen, sodass dieser kleine Teil des Stapels anaerob wurde und Krankheitserreger erzeugte. Obwohl schädliche Krankheitserreger im Rest der Pfähle zerstört wurden, war dieser kleine anaerobe Teil des Materials in der unteren Mitte eine kontinuierliche Quelle pathogener Kontamination für den Rest des Pfahls.

Das Bild oben zeigt den Bereich der Betonplatten, der nicht richtig gemischt und belüftet werden konnte. Richtig belüfteter Kompost hat die braune Farbe von 75% Kakao. Beachten Sie, dass die Farbe in der Mitte der Betonplatte dunkelschwarz ist, was darauf hinweist, dass dem Material Sauerstoff entzogen wurde und es anaerob wurde.

Glücklicherweise wurde festgestellt, dass die Fähigkeit der Betonplatten, Flüssigkeit abzulassen, unnötig war, was es uns ermöglichte, das Drehproblem leicht zu lösen. Während des Prozesses wurde zu keinem Zeitpunkt Flüssigkeit aus den Vorratsbehältern unter den Betonplatten gesammelt. Dieses Ergebnis zeigt einen weiteren wertvollen Aspekt bei der Herstellung von Qualitätskompost. Ein Komposthaufen sollte kein Sickerwasser produzieren, wenn Sie eine geeignete Mischung von Ausgangsmaterialien verwendet haben. Es ist unbedingt erforderlich, genügend braune Materialien wie Blätter oder Hackschnitzel zu verwenden, damit der Feuchtigkeitsgehalt richtig gesteuert wird. Die braunen Materialien verleihen den Pfählen auch eine ausreichende Struktur, um einen Sauerstofffluss durch die Pfähle zu ermöglichen. Zu viel nasses Abfallmaterial führt dazu, dass sich der Stapel aufgrund mangelnder Struktur verdichtet und die Zirkulation von Sauerstoff verhindert.

Ähnlichkeiten in TAT- und NOP-Haufen: Actinobakterien

Sowohl in den NOP- als auch in den TAT-Haufen hatten wir Probleme mit dem Wachstum von Aktinobakterien. Diese Bakterien sind leicht als pulverförmiges oder aschweißes Wachstum zu erkennen, das sich in einem Komposthaufen mit reduziertem Sauerstoffgehalt zeigen kann. Wir stellten fest, dass das Standardkompostrezept, das wir verwendeten, zu wenig braune Materialien enthielt, um mit der Menge an Lebensmittelabfällen in der Mischung fertig zu werden, was zu einem Überwachsen der Aktinobakterien während des gesamten Versuchs führte. Obwohl wir nicht genug Lebensmittelabfälle hatten, um Sickerwasser zu erzeugen, war es immer noch zu viel für eine ordnungsgemäße Sauerstoffversorgung.

Wenn ein Stapel nicht häufig genug gedreht wird oder wenn der Stapel durch zu viel Lebensmittelabfall verfilzt wird, nimmt der Sauerstoffgehalt ab und diese fakultativen anaeroben Bakterien übernehmen die Kontrolle. Das Problem ist, dass Aktinobakterien das Wachstum anderer nützlicher Organismen wie Mykorrhizapilze unterdrücken. Den meisten landwirtschaftlichen Böden fehlt eine gesunde Pilzgemeinschaft und sie haben zu viele Bakterien. Das Hinzufügen von stark bakteriellem Kompost zu einem Boden, der bereits viele Bakterien enthält, kommt der mikrobiellen Population des Bodens nicht wirklich zugute oder führt zu einem verbesserten Pflanzenwachstum. Idealerweise möchten Sie Kompost mit einem hohen Anteil an nützlichen Pilzen herstellen, damit Sie Ungleichgewichte in Ihrem Boden korrigieren können.

Unterschiede in TAT- und NOP-Haufen: Actinobakterien

Sichtbar weißliche Bereiche sind Aktinobakterien.

Am Ende des Kompostierungsprozesses analysierten wir alle sechs Komposthaufen und stellten fest, dass alle Haufen Aktinobakterien enthielten, die TAT-Haufen jedoch niedrigere Werte aufwiesen. Durch Drehen entsprechend der Temperatur konnten wir Sauerstoff zu den entscheidenden Zeiten in den Stapel einbringen, zu denen der Sauerstoffgehalt zu sinken begann. Das Drehen gemäß den NOP-Richtlinien fiel nicht immer mit dem kritischen Temperaturfenster zusammen, wenn im Stapel am meisten Sauerstoff benötigt wurde.

Darüber hinaus mussten die TAT-Stapel innerhalb der ersten 5 Tage nur viermal anstatt fünfmal gedreht werden. Dies zeigt einen interessanten Punkt. Wir konnten weniger häufig drehen und dennoch Kompost von höherer Qualität produzieren, da wir zu dem kritischen Zeitpunkt gedreht haben, an dem der Sauerstoffbedarf am höchsten war.

Replikation der Forschung: Juli

Unser nächster Schritt war die Wiederholung des Experiments im Juli durch den Bau von sechs neuen Komposthaufen. Dieses Mal haben wir beschlossen, den Versuch von den Betonplatten zu entfernen, um mögliche Kontaminationen auszuschließen. Die sechs Pfähle wurden auf ebenem Boden errichtet, um sicherzustellen, dass jeder Zentimeter von unserem Global Repair Sittler1014-Kompostwender belüftet wurde.

Nützliche Pilze in einer Kompostprobe (400-fache Vergrößerung).

Wir haben uns auch entschlossen, unser Kompostrezept anzupassen. Wir haben die Anzahl der Blätter verdoppelt, damit unsere Stapel eine bessere Struktur haben und mehr Luft durch den Stapel strömen. Wir haben aus unseren Mai-Haufen gelernt, dass Lebensmittelabfälle sehr feucht sein können und dass der Stapel eine sehr hohe Menge an braunem Material enthalten muss, um die Feuchtigkeit richtig aufzunehmen und zu verwalten. Wir vermuteten auch, dass dieses neue Rezept nützlichere Organismen, insbesondere Pilze, züchten würde. Da Pilze auf Baumstämmen, Stöcken, Blättern und anderem Holzmaterial in der Umwelt leben, hofften wir, dass die zusätzlichen Blätter uns helfen würden, Kompost mit einer höheren Anzahl von Pilzen herzustellen.

Das Management der neuen Komposthaufen wurde gegenüber dem vorherigen Versuch ebenfalls geringfügig geändert. Wie zuvor wurden drei Pfähle gemäß den NOP-Richtlinien gedreht und drei Pfähle wurden gedreht, wenn die Temperaturen 160 ° F oder höher erreichten. Wir haben uns jedoch entschlossen, die TAT-Stapel auch dann zu drehen, wenn eine signifikante Menge an Actinobakterien visuell sichtbar war. Wir stellten die Hypothese auf, dass wenn die Temperaturen während der Nachtstunden die kritische Schwelle erreichen und der Sauerstoffgehalt sinken würde, wir die Auswirkungen am Morgen sehen würden, wenn wir nach Aktinobakterien suchen.

Mai gegen Juli

Die Analyse der Daten zeigt, dass die NOP- und TAT-Stapel im Juli signifikant weniger wirkende Bakterien und signifikant höhere Pilze aufwiesen als die NOP- und TAT-Stapel im Mai. Dies weist darauf hin, dass das angepasste Kompostrezept mit höheren Blattmengen wesentlich zur Lösung des Actinobakterienproblems beitrug. Die Daten zeigen auch einen Trend der Mai-TAT-Stapel mit geringeren Mengen an Actinobakterien im Vergleich zu den Mai-NOP-Stapel, was darauf hindeutet, dass die TAT-Managementpraktiken bei der Reduzierung dieser Bakterien vorteilhaft sein können.

Die Daten zeigen, dass die NOP-Stapel geringfügig höhere Pilzwerte aufwiesen, dieser Unterschied war jedoch statistisch nicht signifikant. Die Anzahl der Pilze in allen Haufen war immer noch viel geringer als nötig, um bessere Bodenpilzpopulationen aufzubauen und gesunde Pflanzen zu züchten.

Wir haben gelernt, dass es möglich sein kann, Qualitätskompost herzustellen, indem nur in kritischen Phasen des Kompostierungsprozesses genau dann gedreht wird, wenn die biologische Aktivität einen Absturzpunkt erreicht, anstatt einen Stapel eine vorgeschriebene Anzahl von Malen zu drehen. Wir haben jedoch festgestellt, dass Actinobakterien möglicherweise darauf hinweisen, dass wir diese Drehschwelle in der Nacht erreicht haben, wenn niemand zur Überwachung der Temperatur zur Verfügung steht.

Wir haben auch gezeigt, dass die Ausgangsbestandteile im Komposthaufen im richtigen Gleichgewicht sein müssen, um einen ordnungsgemäßen Feuchtigkeitshaushalt und einen angemessenen Luftstrom zu gewährleisten. Sie müssen die Art der Abfallressourcen verstehen, die Sie haben, und sorgfältig ein Rezept planen, das potenzielle Probleme später angehen wird. Wir haben schnell gelernt, dass viel mehr grünes Blattmaterial benötigt wird, um feuchte Lebensmittelabfälle zu kompostieren, was bei der Verteilung von Sauerstoff im Stapel hilft, der kritischen Komponente bei der Kompostierung.

Ich freue mich auf das nächste Jahr

Nächstes Jahr planen wir den Bau von sechs weiteren Komposthaufen und wiederholen das Experiment mit dem Ziel, wirksamere Wege zur Förderung des Pilzwachstums in den Haufen zu finden. Dieses Mal werden wir die Temperatur die ganze Nacht über mit einem neu gekauften Aufzeichnungsthermometer überwachen, um festzustellen, ob eine Korrelation zwischen dem visuellen Erscheinungsbild von Aktinobakterien und Temperaturspitzen in der Nacht hergestellt werden kann. Auf diese Weise können wir hoffentlich verstehen, was nachts mit dem Kompost passiert, wenn niemand zuschaut. Wir können dann bessere Managementstrategien festlegen, um auftretende Probleme zu mindern.

Wir konnten das Problem mit Aktinobakterien reduzieren, indem wir unser Kompostrezept so anpassten, dass es mehr Blätter enthielt. Ein Problem, das nicht so einfach behoben werden kann, ist die Menge an Müll, die in Kompost aus Lebensmittelabfällen landen kann. Abfalltransportunternehmen haben Probleme, Müllverunreinigungen wie Plastiktüten und andere nicht kompostierbare Materialien zu beseitigen. Daher haben wir uns entschlossen, alternative Abfallmaterialien für unsere Grünhaufenkomponente zu verwenden, bis das Verschmutzungsproblem gelöst ist.

Nächstes Jahr werden wir anstelle von Lebensmittelabfällen gealterten Kuhdung und morsches Heu verwenden. Dies sind beide leicht zu beschaffende landwirtschaftliche Abfallprodukte. Wir werden auch weiterhin Blätter verwenden, da diese leicht verfügbar sind. Wir gehen davon aus, dass wir in der Lage sein werden, Aktinobakterien weiter zu reduzieren und hoffentlich viel mehr Pilze zu züchten, wenn wir diese Anpassungen vornehmen.

Dieses Material basiert auf Arbeiten, die vom Natural Resources Conservation Service des US-Landwirtschaftsministeriums unter der Grant Agreement Number 69-2D37-11-499 unterstützt werden. Alle in dieser Veröffentlichung geäußerten Meinungen, Ergebnisse, Schlussfolgerungen oder Empfehlungen sind die der Autoren und spiegeln nicht unbedingt die Ansicht des US-Landwirtschaftsministeriums wider.

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