I risultati degli attuali processi di compostaggio standard possono variare da compost di alta qualità (ricchi di carbonio, azoto e biota sano) a materiale organico semplice (ricco di carbonio ma a basso contenuto di azoto e biota) a guasti nocivi e dannosi, a seconda dei materiali di input, condizioni meteorologiche e pratiche di gestione Usato. Anche seguire le normative biologiche certificate non è garanzia di tale qualità concime è in produzione.
Secondo le linee guida NOP, le temperature del compost devono rimanere tra 131ºF e 170ºF per 15 giorni, mentre vengono girate un minimo di 5 volte. Dopo questo periodo di riscaldamento, il compost dovrebbe (in teoria) raffreddarsi, ma spesso non è così. Le osservazioni hanno dimostrato che queste pratiche generano comunemente temperature che rimangono sopra i 145ºF per mesi, creando un ambiente inospitale per la maggior parte degli organismi benefici nel mucchio. Quando tali mucchi rimangono caldi per lunghi periodi, il contenuto di ossigeno del mucchio diventa limitato, uccidendo funghi benefici, protozoi e nematodi che sono vitali per ciclare e trattenere i nutrienti chiave delle colture all'interno del mucchio.
Con alcune modifiche alle tecniche di compost comune, gli agricoltori, i gestori dei rifiuti e i produttori di compost possono creare compost di alta qualità che fornisce eccellenti popolazioni biotiche, ritenzione dei nutrienti e ciclo dei nutrienti, che è meglio in grado di supportare colture sane e vigorose quando applicate al campo. Infatti, quando i materiali di partenza per un cumulo di compost sono bilanciati e adeguatamente monitorati, il compost può essere prodotto con meno manodopera e costi energetici, oltre a tempi di consegna più rapidi.
I vantaggi di un buon compost
Il compostaggio è la decomposizione ossidativa di una miscela di materiali organici. Ossidativo significa "con ossigeno". Il compostaggio termico, in particolare, è un processo caldo e veloce di decomposizione aerobica di una miscela di materiali organici, che genera temperature superiori a 131ºF a 165ºF, che richiedono una rotazione per mantenere le condizioni aerobiche nel mucchio.
Cattivi odori come l'ammoniaca o l'idrogeno solforato (uova marce) sono tipicamente prodotti quando il compost diventa anaerobico (“senza ossigeno”) e viene trasformato in materia organica putrefatta. Gli organismi anaerobici, presenti come stadi dormienti quando il materiale era aerobico, diventano attivi nell'atmosfera a bassa ossigeno. Una volta anaerobico, il materiale non può essere chiamato compost, poiché non soddisfa più la definizione di compost.
Piccoli pacchetti, grandi vantaggi
Gli organismi in un compost aerobico adeguatamente preparato possono:
• Elimina i patogeni vegetali e umani
• Conservare i nutrienti e prevenire gas a effetto serra
• Decompone le tossine e le sostanze chimiche
• Lega metalli pesanti
• Deviare i rifiuti dalle discariche, trasformandoli in un prodotto utile
• Riduce gli odori
• Sopprimere le erbacce
• Aumentare la capacità di ritenzione idrica
• Prevenire l'erosione
• Ripristina a terreno sano catena alimentare
• Costruisci struttura del suolo
• Aumentare la materia organica del suolo
• Prevenire la lisciviazione dei nutrienti
• Stimola la crescita delle radici
• Fissare l'azoto
Compost migliore con meno lavoro
Con il supporto di Programma USDA's Conservation Innovation Grant (CIG), Rodale Institute ha avviato il processo di dimostrazione che quando i materiali di partenza per un cumulo di compost sono bilanciati correttamente e monitorati, tempo ed energia possono essere ridotti al minimo rispetto ai metodi di compostaggio meno controllati.
Programma biologico nazionale le linee guida attualmente richiedono che il compost venga girato un minimo di cinque volte in un periodo di 15 giorni,
durante il quale la temperatura deve essere mantenuta tra 131ºF e 170ºF. Sebbene le linee guida agiscano come una rete di sicurezza per garantire la distruzione dei patogeni, non garantiscono che nel prodotto finale verrà prodotta una varietà di organismi benefici. Il presupposto è che le temperature rimarranno sopra i 130 ° F abbastanza a lungo da uccidere gli agenti patogeni ei semi di piante infestanti e alla fine darti un prodotto finito. Ma con pochissimi dettagli su quando e come girare entro quel periodo di 15 giorni, i compositori possono finire per girare la loro pila troppo spesso o non abbastanza. Girare troppo spesso può interrompere il processo di riscaldamento, provocando l'abbassamento della temperatura. Non girare abbastanza può portare a un mucchio surriscaldato, esaurendo l'ossigeno e rendendo il mucchio anaerobico.
Questo è un problema critico che può lasciare i compositori a sentirsi incerti. Osservando gli indicatori biologici dell'attività del compost in un cumulo, è possibile ruotarlo nel momento esatto in cui gli organismi hanno bisogno di più aria, portando a un sistema molto più efficiente che fa risparmiare tempo, energia e denaro e fornisce un prodotto di qualità superiore in meno tempo.
Ricette per mantenere le condizioni aerobiche
L'importanza di mantenere le condizioni aerobiche durante il compostaggio e la necessità di una diversità di organismi aerobici è stata sottovalutata da alcune composter. Ma i benefici forniti da questi organismi, come dimostrato in Ingham et al. 1986, e più recentemente da Cheeke, et al., 2006, non possono verificarsi se gli organismi non sono presenti. È necessario capire che un insieme diversificato di organismi del suolo è importante per produrre un buon compost. Gli organismi hanno anche bisogno di cibo per sostenerli in modo che possano svolgere le loro funzioni benefiche. Pertanto, il compost per necessità richiede che sia gli organismi che la materia organica siano mantenuti in una condizione aerobica.
Per ulteriori informazioni sui vari organismi benefici del suolo e sui loro ruoli, vedere il NRCS Primer sulla biologia del suolo.
La ricetta generale da seguire dipende dalla velocità con cui si acquisisce il prodotto finito e da quanto impegno si può dedicare al giorno
produzione del compost. Gli operatori commerciali dedicheranno sforzi intensi per produrre compost a rapida rotazione, soprattutto se i clienti capiscono che il compost contenente organismi estremamente benefici vale denaro aggiuntivo. I proprietari di case che vogliono trattare i materiali di scarto senza odori sgradevoli e senza attirare i roditori, ma che non vogliono spendere sforzi intensi, useranno le ricette di compostaggio più lento.
Controllo dell'umidità
1. Scava nella tua pila almeno un piede o finché non diventa troppo calda per essere toccata.
2. Raccogli una manciata di compost e strizzala con forza.
3. Se senti del liquido tra le dita o se escono una o due gocce d'acqua, il compost è nel range di umidità ideale, tra il 40% e il 50%.
Tabella 1: approcci alla gestione del compostaggio
Tutto il materiale di partenza deve essere pulito dalla contaminazione, l'umidità deve essere mantenuta dal 40% al 50% (acqua libera per peso fresco) e la rotazione deve essere eseguita quando viene rilevato un indicatore di condizioni anaerobiche.
Definizioni per la tabella 1.
Terapia intensiva: La temperatura e l'umidità devono essere attentamente monitorate per assicurarsi che il palo non raggiunga condizioni anaerobiche. La rotazione può essere richiesta due o tre volte al giorno all'inizio del processo di compostaggio, ma a causa del rapido utilizzo di alimenti semplici e facili da usare, la temperatura scenderà rapidamente alle condizioni ambientali intorno al giorno 21. Se la cura non è costante e intensa, il mucchio diventerà anaerobico e rimanere ad alte temperature, ritornando alle condizioni ambientali solo dopo mesi.
Cura moderata: La temperatura e l'umidità devono essere monitorate quotidianamente per i 15 giorni successivi all'avvio della pila mentre le temperature sono superiori a 131ºF. Se si presta attenzione alla ricetta, la rotazione dovrebbe avvenire solo il primo giorno in cui la temperatura raggiunge i 160 ° F (ad es. Giorno 2), 24 ore dopo (giorno 3), altre 24-48 ore dopo (giorno 4 o 5), poi da 48 a 72 ore dopo (giorno 6, 7 o 8), e poi un turno finale da tre a cinque giorni dopo (giorno da 9 a 13). Le temperature dovrebbero scendere rapidamente ai livelli ambientali intorno ai giorni da 42 a 56.
Cura minima: La temperatura e l'umidità devono essere monitorate quotidianamente per 10-15 giorni dopo l'avvio della pila mentre le temperature sono superiori a 131ºF. Se si presta attenzione alla ricetta, la rotazione dovrebbe essere necessaria solo il primo giorno in cui la temperatura raggiunge i 160ºF (ad esempio, il giorno 6), quindi forse un secondo giro 24-48 ore dopo (giorno 7 o 8). Le temperature dovrebbero quindi scendere lentamente ai livelli ambientali intorno ai giorni 60-90.
NOTA: questo sistema di rotazione non soddisferà lo standard NOP per l'uso nelle fattorie biologiche.
Biologico: Un mix di gruppi altamente diversificati di batteri, funghi, protozoi, nematodi e microartropodi, preferibilmente autoctoni dell'area coltivata, aggiunto al compost in una condizione attiva o quasi attiva. Questi organismi dovrebbero essere in numero elevato e altamente attivi in modo da avviare processi di decomposizione e accelerare il compostaggio.
Alta N: Materiale vegetale ad alta concentrazione di azoto, tipicamente un rapporto carbonio / azoto (C: N) da 10: 1 a 20: 1. Materiali come legumi con adeguata nodulazione delle radici, letame fresco, germe di semi o erba di primo taglio.
Verde: Materiale vegetale che viene tagliato verde, mentre si sta verificando una fotosintesi significativa in modo che alti livelli di zuccheri semplici, proteine e carboidrati siano in alta concentrazione; tipicamente un C: N di 30: 1. Materiali come rifiuti alimentari, residui di raccolti di fine stagione e foglie di alberi decomposte.
Legnoso: Materiale vegetale raccolto dopo che la pianta ha rimosso materiali semplici e facili da usare, lasciando alte concentrazioni di cellulosa e lignina; tipicamente rapporti C: N 100: 1 o maggiori. Materiali come segatura, trucioli di legno, foglie fresche di autunno, aghi di pino, paglia.
Quando è finito?
Il processo di compostaggio termico è terminato quando le temperature sono tornate ai livelli ambientali dopo essere state sopra i 131ºF (55ºC) per 15 giorni interi, durante i quali la pila viene girata 5 volte. Il compost che si trova da 5 a 10 gradi sopra la temperatura ambiente non può essere considerato finito e può effettivamente essere dannoso per le piante. Quando batteri e funghi stanno ancora crescendo abbastanza velocemente da aumentare la temperatura nel mucchio, anche di 5-10 gradi rispetto alla temperatura ambiente, stanno sequestrando i nutrienti e trattenendoli nei loro corpi abbastanza rapidamente da poter danneggiare le piante e possibilmente morire, di conseguenza della mancanza di nutrienti disponibili.
Note su rifiuti alimentari e letame animale
In tutte le ricette consigliate, lo spreco alimentare può essere utilizzato se si considerano due fattori importanti. In primo luogo, i rifiuti alimentari non devono essere contaminati da plastica, metalli come utensili, lattine o coperchi o altri materiali non compostabili. Gli utensili "compostabili" non dovrebbero essere consentiti in quanto non si decompongono nei sistemi di compostaggio di andane all'aperto.
Prima di accettare di prendere i rifiuti alimentari, assicurarsi che l'accordo includa il diritto di rifiutare la consegna in loco in base a criteri specifici. I protocolli dovrebbero includere l'ispezione di ogni carico prima che il carico venga scaricato. Se sono presenti problemi di contaminazione e vengono rilevati prima dello scarico o durante il processo di scarico, il carico non deve essere accettato. Come parte dei protocolli di garanzia della qualità, una clausola in qualsiasi accordo di mancia dovrebbe includere un linguaggio che trasferisca il costo della rimozione di qualsiasi contaminazione all'azienda di autotrasporti o al generatore di rifiuti.
Il secondo fattore da considerare con lo spreco alimentare è la variabilità della quantità di liquido nel carico. I rifiuti alimentari estremamente succosi richiedono una quantità adeguata di materiale secco con rapporto C: N (legnoso) e materiale ad alto contenuto di azoto (hi N) per assorbire il liquido. Il letto di materiale secco deve essere in grado di assorbire l'umidità nei rifiuti alimentari per evitare qualsiasi deflusso.
L'80% del peso di frutta e verdura intera è costituito da acqua. Durante il processo di decomposizione, quest'acqua può causare ristagno del mucchio, portando a condizioni anaerobiche, putride e maleodoranti. Pertanto, un cumulo di compost che sembra essere al 50% di umidità dopo uno o due giorni di assorbimento dell'umidità può gocciolare e trasudare umidità in un giorno o due mentre la frutta e la verdura rilasciano la loro acqua interna. Poiché l'ossigeno non può muoversi rapidamente attraverso l'acqua, il mucchio diventerà rapidamente anaerobico con tutti i problemi che riguardano le condizioni anaerobiche.
I rifiuti animali devono essere ragionevolmente freschi e non devono essere estremamente anaerobici. Se questo è il caso, il materiale potrebbe aver perso a
gran parte dell'alto componente di azoto critico nell'incoraggiare i batteri e funghi a crescere rapidamente, riducendo così il suo potenziale per riscaldare il mucchio alle temperature richieste. La pila non dovrebbe raggiungere temperature superiori a 160ºF, tuttavia, poiché i problemi con lo scambio di ossigeno probabilmente porteranno a condizioni anaerobiche nella pila. Se la percentuale di materiale ad alto contenuto di azoto è troppo grande nel mucchio, il mucchio può riscaldarsi così rapidamente che l'ossigeno scende a livelli bassi e batteri anaerobici e lieviti producono alcol, un fenomeno strettamente anaerobico. A temperature vicine a 180ºF, è probabile che si verifichi una combustione spontanea.
L'uso di rifiuti animali come il letame nella produzione di compost può provocare problemi per la salute umana, poiché questi materiali possono contenere agenti patogeni umani che possono causare malattie. La potenziale presenza di questi organismi patogeni nel letame e nei rifiuti alimentari significa che è necessario prestare attenzione quando vengono maneggiati. Le temperature superiori a 131ºF devono essere raggiunte per tre giorni interi per uccidere gli organismi patogeni, insieme a parassiti, parassiti e semi di piante infestanti. Poiché i bordi esterni della pila molto probabilmente non raggiungeranno la temperatura richiesta di 131 ° F, è fondamentale girare la pila e spostare fisicamente i materiali organici dai bordi esterni verso la parte centrale interna della pila dove le temperature rimangono abbastanza calde da essere sufficienti quantità di tempo.
Risoluzione dei problemi di condizioni anaerobiche
La variabilità nella qualità dei materiali ad alto contenuto di azoto, dei componenti verdi e legnosi può essere difficile da gestire per i nuovi composter. Pertanto, devono esserci indicatori di metà percorso che possono essere utilizzati per avvertire di problemi imminenti. Questi indicatori sono stati sviluppati durante lo studio che coinvolge i rifiuti alimentari in sostituzione dei materiali vegetali verdi solitamente utilizzati nel compost termico.
Tabella 2: indicatori utilizzati per rilevare condizioni anaerobiche.
Quale misura viene utilizzata, cosa indica un problema e come risolverlo.
Questo materiale si basa sul lavoro supportato dal Natural Resources Conservation Service, Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti, con il contratto di sovvenzione numero 69-2D37-11-499. Tutte le opinioni, i risultati, le conclusioni o le raccomandazioni espresse in questa pubblicazione sono quelle degli autori e non riflettono necessariamente il punto di vista del Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti.
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