МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
по приготовлению и использованию биокомпостов
на основе лиственного опада древесных культур
1. Технология приготовления биокомпостов на основе лиственного опада древесных культур методом твердофазной аэробной ферментации
Основное влияние на повышение плодородия городских почв оказывают органические удобрения. При этом наиболее важная роль среди органических удобрений отводится компостам. Значение компостов в городском озеленении определяется их комплексным положительным воздействием на все факторы почвенного плодородия - агрохимические, агрофизические и биологические. Биокомпосты, приготовленные методом твердофазной аэробной ферментации, - самое эффективное средство воспроизводства гумуса, энергетический материал для почвенной микробиоты, существенный источник элементов питания растений и важнейшее средство регулирования всех агрономически ценных свойств почвы.
В последние годы получило распространение малотоннажное производство новых видов органических удобрений на основе биоконверсии традиционного сырья (лиственный опад, древесные опилки и пр.) - биокомпостов, вермикомпостов, различных органоминеральных удобрений.
Появление новых видов органических удобрений требует проверки их агрономической эффективности и экологической безопасности в вегетационных и полевых опытах. Необходима также проверка экологической безопасности органических удобрений с ранее установленной агрономической эффективностью, которые использовались в озеленении без проведения должной экологической оценки их действия в системе почва-растение (сапропели, промышленные отходы и компосты, осадки сточных вод).
Важна также энергетическая оценка биокомпостов, поскольку затраты на их производство должны перекрываться энергетическим эффектом их действия на городские экосистемы.
Биокомпосты на основе лиственного опада древесных культур позволят максимально вовлечь в биологический круговорот отчуждаемые с листвой элементы питания в целях воспроизводства плодородия городских почв и охраны окружающей среды от загрязнения органическими отходами.
Среди многочисленных методов получения компостов одним из наиболее перспективных является метод твердофазной аэробной ферментации навоза и птичьего помета с материалами растительного происхождения, основанный на воздействии на компостируемую массу воздуха, подаваемого в принудительном порядке. Регуляция способов переработки трудногидролизуемого сырья растительного происхождения (листва) с навозом (пометом) достигается физическими, химическими и биологическими воздействиями, которые способны активизировать микрофлору исходного субстрата, а выделяемые последней ферменты активно преобразовывают субстрат в высокопитательные биокомпосты. При этом ускоряются процессы распада органического сырья и микробного синтеза, а получаемые продукты ферментации обладают экологической и санитарной чистотой.
2. Требования к условиям компостирования при приготовлении биокомпостов на основе лиственного опада древесных культур
2.1. Химическая активность микроорганизмов зависит от условий их культивирования (состава питательных субстратов, реакции среды, температуры, аэрации, состава газов, интенсивности перемешивания, окислительно-восстановительных режимов и др. факторов). Подобранные и стандартизированные условия культивирования микроорганизмов в смесях для компостирования позволяют получать конечный продукт требуемого качества.
В результате наших исследований был определен оптимальный режим культивирования микроорганизмов, позволяющий получить конечный продукт с заранее известными характеристиками.
2.2. Влажность компонентов и исходной смеси
В случае, когда в исходной смеси присутствуют и навоз, и птичий помет, то влажность навоза должна составлять не более 75%, а оптимальная влажность птичьего помета не более 50%. Если влажность азотсодержащих компонентов смеси выше указанных величин, то стабилизировать влажность исходной смеси можно добавлением сухого лиственного опада. Начальная влажность исходной смеси навоза (помета) и листьев может составлять до 70-75%, а в процессе компостирования она снижается до оптимальной 60-65%. В процессе созревания биокомпоста температура еще более снижается (до 50-55%).
Компостные смеси с содержанием лиственного опада более 50% от массы требовали искусственного увлажнения перед загрузкой в биоферментер (до влажности 70%). В процессе биоферментации происходила интенсивная потеря влаги компостной смесью в среднем на 15-20%.
Для улучшения сроков хранения готового продукта рекомендуется после выгрузки подсушивать биокомпост до влажности 20-25%. При данной влажности биокомпост хорошо хранится в течение длительного периода.
2.3. Аэрация
Качество аэрации компостируемой смеси зависит не только от мощности продува, но и от структуры самой исходной смеси, представляющей собой трехфазную систему, состоящую из твердой, жидкой и газообразной фаз. Минимальное свободное газовое пространство смеси должно составлять не менее 30%, т.е. смесь должна обладать достаточно хорошей пористостью.
В процессе компостирования лиственного опада очень важно равномерное перемешивание всего объема компостной массы, что достигается работой перемешивающего устройства биоферментера.
Для нормальной работы аэробной микрофлоры в компостируемой смеси концентрация кислорода не должна быть ниже 10-12%, это особенно важно в течение первых 3-4 суток.
Скорость проникновения воздушной смеси в компостируемую смесь должна быть на уровне 0,5 мм/с (1,6 м/ч), это дает возможность в течение суток произвести девятикратный воздухообмен.
После прохождения температурного максимума смеси принудительную аэрацию можно отключить, оставив только перемешивание. Воздухообмена за счет перемешивания компостируемой смеси будет достаточно для завершающей стадии процесса - созревания биокомпоста.
2.4. Температура субстрата и подаваемого воздуха
Компостные смеси на основе лиственного опада древесных культур с добавлением навоза и птичьего помета характеризуются интенсивным разогревом. При этом максимальные температуры процесса (60-65°С) достигаются на 6-7 сутки, затем происходит созревание биокомпоста, сопровождающееся постепенным снижением температуры.
Оптимальными температурами для завершения цикла компостирования лиственного опада являются температуры 60-65°С.
Для инициации процесса компостирования рекомендуется в начале процесса (на 1-1,5 суток) подавать в биоферментеры воздушную смесь, нагретую до 40°С, после чего можно подавать воздух обычной (комнатной температуры), с обязательным перемешиванием компостируемой массы.
При достижении равномерной по всему объему смеси температуры 60°С полная гибель патогенной микрофлоры наблюдалась через трое суток, а потеря всхожести сорняков наблюдалась через 1,5 суток.
2.5. Отношение углерода к азоту
Наилучшее соотношение углерода к азоту (от 20 до 28) отмечалось в смесях следующего состава: 1) 33% листьев : 33% навоза : 33% помета; 2) 50% листьев : 25% навоза : 25% помета. Исходные компостные смеси обеспечивали хорошую скорость компостирования и наилучшее качество готового биокомпоста.