Proces kompostowania odpadów stałych, biologicznie degradowalnych jest jedną z najbardziej przyjaznych środowisku i najtańszych metod utylizacji. Niewątpliwą zaletą kompostowania jest możliwość uzyskania ziemi kompostowej, dzięki temu, że w procesie kompostowania dochodzi do pełnego zhigienizowania materiałów odpadowych oraz znacznego, bo aż 60-proc. zmniejszenia objętości wejściowej masy odpadów (z 1 t odpadów biodegradowalnych można uzyskać ok. 400 kg ziemi kompostowej).
Najważniejszą korzyścią biorecyklingu jest tzw. ziemia kompostowa, która jest w pełni bezpieczna dla środowiska glebowego, zawiera optymalną wilgotność i pH oraz łatwo przyswajalne mikro- i makroskładniki, które mogą być z powodzeniem wykorzystane w różny sposób w ogrodnictwie, sadownictwie czy rolnictwie.
Kompost czyli co?
Definicja kompostu najczęściej zawiera się w określeniu, że jest to podłoże organiczne, powstałe z materii biodegradowalnej (najczęściej odpadowej) w warunkach tlenowych w procesie przemian mikrobiologicznych oraz biochemicznych, jakie zachodzą przy udziale głównie bakterii, promieniowców, grzybów oraz skąposzczetów (pierścienic) koprolitycznych, tj. dżdżownic.
Parafrazując powiedzenie, że „…nic w przyrodzie nie ginie, tylko zmienia swój stan skupienia…” można zaryzykować stwierdzenie, że kompost jest właśnie takim odzwierciedleniem najbardziej naturalnego i bezpiecznego obiegu materii w przyrodzie. Z mikrobiologicznego i biochemicznego punktu widzenia, kompostowanie jest to wieloetapowy proces, który bardzo sprawnie i wydajnie przechodzi z jednego w drugi. Jednym z ważniejszych czynników wpływających na jakość kompostu jest dobranie odpowiedniego materiału wyjściowego, z którego się go otrzymuje.
Przyjmuje się, że optymalny stosunek zawartości węgla (C) do zawartości azotu (N) w pryzmie kompostowej powinien zawierać się w przedziale 20–35 : 1 – czyli dla procesów zachodzących podczas kompostowania, najlepszy jest materiał, w którym 20–35 części węgla (C) przypada na 1 część azotu (N). Taką optymalną wartość uzyskuje się przez wymieszanie materii organicznej zawierającej duże ilości węgla (np. liście, słoma, papier, kora czy dobrze rozdrobnione gałęzie) z materiałem bogatym w azot (np. rośliny bobowate, chwasty, ale przed kwitnieniem, odpadki kuchenne, resztki owoców, skoszona trawa). Następnym bodźcem jest temperatura, która wpływa na aktywność metaboliczną mikroorganizmów oraz na wielkość populacji (skład i liczebność). Kolejnym czynnikiem jest woda, która stanowi medium w metabolicznej aktywności mikroorganizmów biorących udział w procesie mineralizacji i humifikacji. Optymalna zawartość wody powinna zawierać się w przedziale 50–70%. Równie ważnym, co pozostałe czynniki dla prawidłowego przebiegu procesu kompostowania jest odpowiednia zawartość tlenu. Tlen jest niezbędny do zapewnienia biologicznej aktywności mikroorganizmów oraz do usuwania nadmiernych ilości wody. Stężenie tlenu zawartego w powietrzu znajdującym się w pryzmie kompostowej nie powinno spaść poniżej 13%, a najlepiej jakby było na poziomie 21%. Dostarczanie odpowiedniej ilości tlenu może odbywać się w wyniku wymuszonej aeracji (napowietrzania) pryzmy przez częste jej mieszanie.
Procesy podczas kompostowania
Podczas kompostowania zachodzą 4 główne etapy:
Etap 1 (tzw. mezofilny) – trwający od 1 do 3 dni, w którym to następuje bardzo szybki rozwój mikroorganizmów niskotemperaturowych (temperatura 25–45°C) wykorzystujących materię organiczną (głównie cukry proste i białko) jako pokarm w procesie hydrolizy i utleniania. W wyniku zachodzących intensywnie procesów metabolicznych, mikroorganizmy uwalniają duże ilości ciepła, przez co podnoszą temperaturę, przygotowując się do kolejnego etapu.
Etap 2 (tzw. termofilny) – trwający od jednego do czterech tygodni. Wyraźnym sygnałem, że już rozpoczął się ten etap jest tzw. zagrzanie się pryzmy kompostowej, która może osiągnąć temperaturę nawet 80°C (najczęściej jednak temperatura waha się w granicach 50–65°C). W temperaturze tej, następuje bardzo szybki dalszy rozkład substancji organicznej w wyniku procesów biodegradacji. Jest to bardzo ważny etap, ponieważ następuje w nim proces higienizacji (niszczenia bakterii i grzybów chorobotwórczych).
Etap 3 – trwający od czterech do dziewięciu tygodni, nazywany jest często fazą schładzania, gdyż temperatura stopniowo spada do 35–40°C. W wyniku działalności mikroorganizmów mezofilnych (głównie grzybów), następuje dalszy rozkład celulozy, hemicelulozy i ligniny oraz opornych związków np. aromatycznych, alifatycznych czy garbników. W końcowej fazie tego etapu pojawiają się promieniowce i skąposzczety koprolityczne (dżdżownice), które przyczyniają się do tworzenia specyficznych połączeń, tzw. humino i fulwokwasów z minerałami ilastymi, dając początek do kreacji próchnicy. Pod koniec tego etapu, w wyniku dalszej biodegradacji, następuje dwukrotne zmniejszenie się suchej masy w pryzmie kompostowej.
Etap 4 – może trwać nawet kilka miesięcy (najczęściej 2–4 miesiące), nazywany jest często fazą zimną, gdyż w tym okresie temperatura pryzmy kompostowej stabilizuje się na poziomie 20–25°C. Jest to ostatni etap przemian zachodzących w pryzmie kompostowej, w wyniku których następuje „dojrzewanie” kompostu prowadzące do powstania w pełni stabilnego humusu, który po wprowadzeniu do gleby powoduje zwiększenie kompleksu sorpcyjnego, a tym samym jej żyzności.
W pełni dojrzały kompost (gotowy do wykorzystania), powinien charakteryzować się jednolitą konsystencją i wyczuwalną w dłoni, strukturą gruzełkowatą oraz powinien posiadać barwę od ciemnobrązowej do czarnej, a jego odczyn musi się zawierać w przedziale 6,5–7,0. Cechą charakterystyczną jest również brak „brudzenia palców” oraz intensywny zapach przypominający woń wilgotnej ściółki leśnej.
Wartość nawozowa ziemi kompostowej
Porównując zawartości makro- i mikroskładników zawartych w ziemi kompostowej do innych nawozów, np. mineralnych, wydawać by się mogło, że humus powstały z kompostu dostarcza roślinom niewielkich ilości składników pokarmowych. Nic bardziej mylnego, gdyż wszystkie makro- i mikroskładniki, zawarte w kompoście występują w postaci stabilnych połączeń organiczno-mineralnych, które szczególnie w dłuższym czasie są w wysokim stopniu wykorzystywane przez rośliny, nawet do 90% (w przeciwieństwie do nawozów mineralnych, gdzie ich wykorzystanie przez rośliny dochodzi maksymalnie do 40%). Ponadto po zastosowaniu humusu powstałego podczas kompostowania, zawarte w nim makro- i mikroelementy są uwalniane do gleby stopniowo, dzięki czemu nie istnieje ryzyko przenawożenia roślin uprawnych, wzrasta natomiast wykorzystanie składników pokarmowych, a tym samym spada ilość związków wypłukiwanych poza strefę ryzosferową rośliny. Ponadto ziemia kompostowa jest zasobna w kwasy humusowe, które obecnie traktowane są jako naturalne stymulatory wzrostu oraz indukują odporność rośliny uprawnej przez stymulowanie jej do wytwarzania fitoaleksyn w odpowiedzi na atak agrofagów. I najważniejsza korzyść, ziemia kompostowa jest w pełni bezpieczna dla agrofitocenozy i edafonu glebowego, posiada optymalną wilgotność i dużą pojemność sorpcyjną oraz zawartość łatwo przyswajalnych mikro- i makroelementów, a przez to może być z powodzeniem wykorzystywana w ogrodnictwie, sadownictwie czy też rolnictwie jako doskonałe podłoże, komponent do podłoża lub ściółka.
Z czego zrobić ziemię kompostową?
Do kompostowania nadaje się praktycznie każdy materiał biodegradowalny, tj. chwasty, ale przed kwitnieniem, liście najlepiej z drzew liściastych, kora najlepiej z niewielką ilością garbników, darń, skoszona trawa, tektura, papier, ale nie kolorowy, popiół drzewny czy odpadki z gospodarstwa domowego, np. obierki z różnych warzyw, niedojedzone owoce, skórki, ale nie z owoców cytrusowych, łupiny po orzechach czy nasionach.
Co się nie nadaje do kompostowania?
Nie zaleca się kompostować materiału roślinnego pochodzącego z terenów skażonych przemysłowo, porażonego przez choroby i szkodniki, odpadków pochodzenia zwierzęcego, tj. resztki poubojowe oraz z przyczyn sanitarnych, odchodów pochodzenia ludzkiego czy zwierzęcego.
Jak przyśpieszyć proces kompostowania?
Stosowanie gotowych lub przygotowanych własnoręcznie środków inicjujących (tzw. starterów czy szczepionek) lub wydatnie przyśpieszających procesy zachodzące podczas kompostowania (np. biostymulatorów) jest jak najbardziej wskazane w przypadku kompostu, który zawiera głównie materiał trudno biodegradowalny (np. gałęzie i korę z drzew iglastych oraz liściastych zawierających duże ilości garbników). Ponadto zaleca się je do stosowania w przypadku materiałów łatwo czy średnio biodegradowalnych, gdyż pozwalają na znaczne skrócenie czasu (nawet o 30–50%) od momentu zastosowania do otrzymania gotowego humusu.
W przypadku gotowych, komercyjnych starterów, szczepionek czy biostymulatorów, czynnikami aktywnymi są najczęściej specjalnie wyselekcjonowane mikroorganizmy (np. bakterie, grzyby) oraz enzymy katalityczne (np. proteolityczne, amylolityczne czy celulolityczne). Gotowe preparaty mają najczęściej formulację płynną (bardzo łatwą do rozpuszczenia i aplikacji, ale jej czas do wykorzystania jest zazwyczaj stosunkowo krótki) oraz granulowaną, gotową do rozpuszczenia w wodzie (zaletą jest jej wydłużony czas na wykorzystanie oraz możliwość łatwego przechowywania, najlepiej w suchym i chłodnym miejscu). Najczęściej gotowe startery, szczepionki czy biostymulatory, stosuje się podczas układania kolejnych warstw kompostu (preparaty w formie granulatu) lub już na świeżo uformowaną pryzmę (preparaty w formie płynnej).
Istnieje również możliwość sporządzenia samodzielnie naturalnych starterów czy biostymulatorów przyśpieszających przemiany biochemiczne jakie zachodzą podczas kompostowania. Najczęściej stosowany jest odpowiednio rozcieńczony wodą pomiot ptasi lub tzw. gnojówka z pokrzywy (w proporcji 1 : 10).
Ostatnio bardzo modne są biostymulatory wytworzone na bazie różnych roślin zielnych. Również i w tym przypadku, kompost może być potraktowany preparatami pochodzenia roślinnego. Są to wyciągi sporządzane np. z rumianku pospolitego, pokrzywy zwyczajnej, kozłka lekarskiego, żywokostu lekarskiego, krwawnika pospolitego czy mniszka pospolitego. Niewątpliwą zaletą tych roślinnych biostymulatorów jest fakt, że mają one korzystne działanie na rozwój mikroorganizmów oraz skąposzczetów (dżdżownic).
Aby jeszcze bardziej zdynamizować proces tworzenia się ziemi kompostowej (a dokładniej wermikopostu), można wprowadzić do pryzmy kompostowej wydajny gatunek skąposzczetu: kompostowca różowego, chyba bardziej znanego pod nazwą dżdżownicy kalifornijskiej. Zasiedlenie pryzmy kompostowej najlepiej wykonać zaraz po ułożeniu materiału, rozkładając dorosłe osobniki, gniazdowo w kilku miejscach u podnóża kompostownika. Po 3–4 tygodniach, powinno nastąpić równomierne zasiedlenie kompostu przez dżdżownice kalifornijskie, których najcenniejszym produktem jest wydalany przez nie koprolit, który w biohumusie występuje w postaci stabilnych gruzełkowatych połączeń mineralno-organicznych, zawierających komplet makro- i mikroelementów oraz enzymów stymulujących wzrost roślin. Otrzymany w ten sposób wermikompost posiada właściwości stabilizujące oraz polepszające cechy fizykochemiczne gleby, do której zostanie dodany.
Garść ciekawostek o kompoście
Pierwsze pisemne wzmianki na temat racjonalnego kompostowania na terenie I Rzeczypospolitej, można odnaleźć w dziele pt. „Gospodarstwo”, które zostało wydanew 1588 r. w Krakowie, autorstwa Anzelma Gostomskiego z Leżenic, herbu Nałęcz. Kolejnym dziełem jest „Ekonomika ziemiańska”z 1675 r., autorstwa Jakuba Hama. Jednak przełomowym dziełem w tym względzie była 3-tomowa rozprawa autorstwa księdza Krzysztofa Kluka (wielkiego propagatora nauk przyrodniczych i rolniczych) pod wspólnym tytułem „Roślin potrzebnych, pożytecznych, osobliwie krajowych, albo które w kraju użyteczne być mogą utrzymanie, rozmnożenie i zażycie”, która ukazała się w Warszawie w latach 1770–1779. Dzieło to było pierwszym, polskim całościowym kompendium wiedzy przyrodniczej na temat ogrodnictwa, leśnictwa i rolnictwa. W rozdziale pt. „O rolnictwie”, autor podaje, co i jak może być kompostowane, i co bardzo istotne, po raz pierwszy uwzględniając stronę sanitarną tego zagadnienia, co w tamtych czasach było naprawdę nowatorskim podejściem do współcześnie rozumianego bezpiecznego biorecyklingu.
dr inż. Tomasz R. Sekutowski
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – PIB w Puławach, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli we Wrocławiu
Zdjęcia: T. Sekutowski
