1. Overblik
Enhver form for kvalificeret højkvalitets økologisk kompostproduktion skal igennem komposteringsfermenteringsprocessen.Kompostering er en proces, hvor organisk materiale nedbrydes og stabiliseres af mikroorganismer under visse betingelser for at producere et produkt, der er egnet til arealanvendelse.
Kompostering, en gammel og enkel metode til behandling af organisk affald og fremstilling af gødning, har tiltrukket sig stor opmærksomhed i mange lande på grund af dens økologiske betydning, den bringer også fordele for landbrugsproduktionen.Det er blevet rapporteret, at jordbårne sygdomme kan bekæmpes ved at bruge nedbrudt kompost som såbed.Efter højtemperaturstadiet af komposteringsprocessen kan antallet af antagonistiske bakterier nå et meget højt niveau, det er ikke let at nedbryde, stabilt og let at blive absorberet af afgrøder.I mellemtiden kan virkningen af mikroorganismer reducere toksiciteten af tungmetaller i et vist område.Det kan ses, at kompostering er en enkel og effektiv måde at producere bioorganisk gødning på, hvilket er gavnligt for udviklingen af økologisk landbrug.
Hvorfor virker kompost sådan?Det følgende er en mere detaljeret beskrivelse af principperne for kompostering:
2. Princip for organisk kompostgæring
2.1 Omdannelse af organisk stof ved kompostering
Omdannelsen af organisk stof i kompost under påvirkning af mikroorganismer kan opsummeres i to processer: den ene er mineraliseringen af organisk stof, det vil sige nedbrydningen af komplekst organisk stof til simple stoffer, den anden er humificeringsprocessen af organisk stof, det vil sige nedbrydning og syntese af organisk stof for at producere mere komplekst specielt organisk stof-humus.De to processer udføres på samme tid, men i modsat retning.Under forskellige forhold er intensiteten af hver proces forskellig.
2.1.1 Mineralisering af organisk stof
- Nedbrydning af nitrogenfrit organisk stof
Polysaccharidforbindelser (stivelse, cellulose, hemicellulose) hydrolyseres først til monosaccharider af hydrolytiske enzymer udskilt af mikroorganismer.Mellemprodukterne såsom alkohol, eddikesyre og oxalsyre var ikke lette at akkumulere og dannede til sidst CO₂ og H₂O og frigav en masse varmeenergi.Hvis ventilationen er dårlig, under påvirkning af mikroben, vil monosaccharidet nedbrydes langsomt, producere mindre varme og akkumulere nogle mellemprodukter - organiske syrer.Under tilstanden af gasafvisende mikroorganismer kan reducerende stoffer som CH4 og H2 produceres.
- Nedbrydning fra nitrogenholdigt organisk stof
Nitrogenholdigt organisk materiale i kompost omfatter protein, aminosyrer, alkaloider, hummus og så videre.Bortset fra humus er de fleste let nedbrydelige.For eksempel nedbrydes protein under påvirkning af en protease udskilt af mikroorganismen trin for trin, producerer forskellige aminosyrer og danner derefter henholdsvis ammoniumsalt og nitrat gennem ammonium og nitrering, som kan optages og udnyttes af planter.
- Omdannelse af fosforholdige organiske forbindelser i kompost
Under påvirkning af en række saprofytiske mikroorganismer dannes fosforsyre, som bliver et næringsstof, som planter kan optage og udnytte.
- Omdannelse af svovlholdigt organisk stof
Svovlholdigt organisk stof i komposten, gennem mikroorganismernes rolle til at producere svovlbrinte.Svovlbrinte er let at akkumulere i miljøet, hvor man ikke kan lide gas, og det kan være giftigt for planter og mikroorganismer.Men under godt ventilerede forhold oxideres svovlbrinte til svovlsyre under påvirkning af svovlbakterier og reagerer med bunden af kompost for at danne sulfat, som ikke kun fjerner toksiciteten af svovlbrinte, og bliver til svovlnæringsstoffer, som planter kan optage.Under betingelse af dårlig ventilation skete sulfateringen, hvilket medførte, at H₂S gik tabt og forgiftede planten.I processen med kompostgæring kan beluftningen af kompost forbedres ved at vende komposten regelmæssigt, så anti-svovlingen kan elimineres.
- Omdannelse af lipider og aromatiske organiske forbindelser
Såsom tannin og harpiks, er kompleks og langsom at nedbryde, og slutprodukterne er også CO₂ og vand. Lignin er en stabil organisk forbindelse, der indeholder plantematerialer (såsom bark, savsmuld osv.) i kompostering.Det er meget vanskeligt at nedbryde på grund af dets komplekse struktur og aromatiske kerne.Under forudsætning af god ventilation kan den aromatiske kerne omdannes til quinoidforbindelser gennem påvirkning af svampe og Actinomycetes, som er et af råmaterialerne til resyntese af humus.Disse stoffer vil naturligvis fortsat blive nedbrudt under visse betingelser.
Sammenfattende kan mineraliseringen af komposteret organisk materiale give hurtigvirkende næringsstoffer til afgrøder og mikroorganismer, give energi til mikrobielle aktiviteter og forberede basismaterialer til befugtning af komposteret organisk stof.Når kompostering er domineret af aerobe mikroorganismer, mineraliseres det organiske stof hurtigt for at producere mere kuldioxid, vand og andre næringsstoffer, nedbrydes hurtigt og grundigt og frigiver en masse varmeenergi. Nedbrydningen af organisk stof er langsom og ofte ufuldstændig og frigiver mindre. varmeenergi, og nedbrydningsprodukterne er udover plantenæringsstoffer, er det let at ophobe organiske syrer og reduktive stoffer som CH4, H₂S, PH₃, H₂ osv. .Deponering af kompost under fermentering har derfor også til formål at ændre typen af mikrobiel aktivitet for at fjerne skadelige stoffer.
2.1.2 Befugtning af organisk stof
Der er mange teorier om dannelsen af humus, som groft kan opdeles i to stadier: det første stadie, når organiske rester nedbrydes til de råmaterialer, der udgør humusmolekylerne, i andet stadie oxideres polyphenol til quinon af polyphenoloxidase udskilt af mikroorganismen, og derefter kondenseres quinon med aminosyre eller peptid til dannelse af humusmonomer.Fordi phenol, kinin, aminosyre sort, gensidig kondensation er ikke på samme måde, så dannelsen af humus monomer er også forskelligartet.Under forskellige forhold kondenserer disse monomerer yderligere for at danne molekyler af forskellig størrelse.
2.2 Omdannelse af tungmetaller ved kompostering
Det kommunale slam er et af de bedste råmaterialer til kompostering og gæring, fordi det indeholder rige næringsstoffer og organisk stof til vækst af afgrøder.Men kommunalt slam indeholder ofte tungmetaller, disse tungmetaller refererer generelt til kviksølv, krom, cadmium, bly, arsen og så videre.Mikroorganismer, især bakterier og svampe, spiller en vigtig rolle i biotransformationen af tungmetaller.Selvom nogle mikroorganismer kan ændre tilstedeværelsen af tungmetaller i miljøet, gøre kemikalier mere giftige og forårsage alvorlige miljøproblemer, eller koncentrere tungmetaller og akkumulere gennem fødekæden.Men nogle mikrober kan hjælpe med at forbedre miljøet ved at fjerne tungmetaller fra miljøet gennem direkte og indirekte handlinger.Mikrobiel omdannelse af HG omfatter tre aspekter, dvs. methylering af uorganisk kviksølv (Hg₂+), reduktion af uorganisk kviksølv (Hg₂+) til HG0, nedbrydning og reduktion af methylkviksølv og andre organiske kviksølvforbindelser til HG0.Disse mikroorganismer, der er i stand til at omdanne uorganisk og organisk kviksølv til elementært kviksølv, kaldes kviksølv-resistente mikroorganismer.Selvom mikroorganismer ikke kan nedbryde tungmetaller, kan de reducere toksiciteten af tungmetaller ved at kontrollere deres transformationsvej.
2.3 Komposterings- og gæringsproces
Kompostering er en form for affaldsstabilisering, men det kræver særlig luftfugtighed, beluftningsforhold og mikroorganismer for at producere den rigtige temperatur.Temperaturen menes at være højere end 45 °C (ca. 113 grader Fahrenheit), hvilket holder den høj nok til at inaktivere patogener og dræbe ukrudtsfrø.Nedbrydningshastigheden af resterende organisk stof efter rimelig kompostering er lav, relativt stabil og let at optage af planter.Lugten kan reduceres kraftigt efter kompostering.
Komposteringsprocessen involverer mange forskellige typer mikroorganismer.På grund af ændringen i råvarer og forhold ændrer mængden af forskellige mikroorganismer sig også konstant, så ingen mikroorganismer dominerer altid komposteringsprocessen.Hvert miljø har sit specifikke mikrobielle samfund, og mikrobiel diversitet gør det muligt for kompostering at undgå systemkollaps, selv når ydre forhold ændrer sig.
Komposteringsprocessen udføres hovedsageligt af mikroorganismer, som er hoveddelen af komposteringsgæringen.Mikroberne involveret i kompostering kommer fra to kilder: et stort antal mikrober, der allerede er til stede i organisk affald, og et kunstigt mikrobielt podestof.Under visse forhold har disse stammer en stærk evne til at nedbryde noget organisk affald og har karakteristika af stærk aktivitet, hurtig udbredelse og hurtig nedbrydning af organisk stof, hvilket kan fremskynde komposteringsprocessen, forkorte komposteringsreaktionstiden.
Kompostering er generelt opdelt i aerob kompostering og anaerob kompostering to slags.Aerob kompostering er nedbrydningsprocessen af organiske materialer under aerobe forhold, og dets stofskifteprodukter er hovedsageligt kuldioxid, vand og varme;anaerob kompostering er nedbrydningsprocessen af organiske materialer under anaerobe forhold, de endelige metabolitter af anaerob nedbrydning er metan, kuldioxid og mange mellemprodukter med lav molekylvægt, såsom organiske syrer.
De vigtigste mikrobielle arter involveret i komposteringsprocessen er bakterier, svampe og actinomyceter.Disse tre slags mikroorganismer har alle mesofile bakterier og hypertermofile bakterier.
Under komposteringsprocessen ændrede den mikrobielle population sig skiftevis som følger: lav- og mellemtemperatur mikrobielle samfund ændrede sig til medium og høj temperatur mikrobielle samfund, og medium og høj temperatur mikrobielle samfund ændrede sig til medium og lav temperatur mikrobielle samfund.Med forlængelsen af komposteringstiden faldt bakterier gradvist, actinomycetes steg gradvist, og skimmel og gær i slutningen af komposteringen reduceredes betydeligt.
Gæringsprocessen for organisk kompost kan ganske enkelt opdeles i fire faser:
2.3.1 Under opvarmningsfasen
Under den indledende fase af komposteringen er mikroorganismerne i komposten hovedsageligt af moderat temperatur og god atmosfære, hvoraf de mest almindelige er ikke-sporebakterier, sporebakterier og skimmelsvamp.De starter fermenteringsprocessen af kompost, og nedbryder organisk stof (såsom simpelt sukker, stivelse, protein osv.) kraftigt under forudsætning af en god atmosfære, producerer meget varme og hæver konstant temperaturen på komposten, stigningen fra omkring 20 °C (ca. 68 grader Fahrenheit) til 40 °C (ca. 104 grader Fahrenheit) kaldes febrilstadiet eller mellemtemperaturstadiet.
2.3.2 Ved høje temperaturer
Varme mikroorganismer overtager gradvist fra den varme art, og temperaturen fortsætter med at stige, normalt over 50 °C (ca. 122 grader Fahrenheit) inden for få dage, ind i højtemperaturfasen.I højtemperaturstadiet bliver de gode varmeaktinomyceter og den gode varmesvamp hovedarten.De nedbryder det komplekse organiske stof i komposten, såsom cellulose, hemicellulose, pektin og så videre.Varmen bygges op og komposttemperaturen stiger til 60 °C (ca. 140 grader Fahrenheit), dette er meget vigtigt for at fremskynde komposteringsprocessen.Forkert kompostering af kompost, kun en meget kort høj temperatur periode, eller ingen høj temperatur, og derfor meget langsom modenhed, i et halvt år eller mere periode er ikke halvt moden tilstand.
2.3.3 Under afkølingsfasen
Efter en vis periode i højtemperaturfasen er det meste af cellulose-, hemicellulose- og pektinstofferne blevet nedbrudt, hvilket efterlader svære at nedbryde komplekse komponenter (f.eks. lignin) og nydannet humus, aktiviteten af mikroorganismer faldt og temperaturen faldt gradvist.Når temperaturen falder til under 40 °C (ca. 104 grader Fahrenheit), bliver mesofile mikroorganismer den dominerende art
Hvis afkølingsstadiet kommer tidligt, er komposteringsforholdene ikke ideelle, og nedbrydningen af plantematerialer er ikke tilstrækkelig.På dette tidspunkt kan vende bunken, en bunke materiale blanding, så den producerer anden opvarmning, opvarmning, for at fremme kompostering.
2.3.4 Modenhed og gødningskonserveringsstadium
Efter kompostering falder volumen og kompostens temperatur falder til lidt højere end luftens temperatur, så skal komposten presses tæt, hvilket resulterer i en anaerob tilstand og svækkelse af mineraliseringen af organisk stof, for at holde gødningen.
Kort sagt er fermenteringsprocessen for organisk kompost processen med mikrobiel metabolisme og reproduktion.Processen med mikrobiel metabolisme er processen med nedbrydning af organisk stof.Nedbrydning af organisk stof producerer energi, som driver komposteringsprocessen, hæver temperaturen og tørrer det våde underlag.
Hvis du har andre spørgsmål eller behov, bedes du kontakte os på følgende måder:
whatsapp: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com
Indlægstid: 11-apr-2022