JRK | Ako vyrobiť kompost s vysokou mikrobiálnou kvalitou? - 1. časť - Pre menej odpadu

Späť na zoznam článkov

Ako vyrobiť kompost s vysokou mikrobiálnou kvalitou? – 1. časť

Nezaradené | 11.03.2022

V článku sa pozrieme na faktory vplývajúce na mikrobiologickú kvalitu kompostu. Čím viac týchto faktorov zohľadníme v procese zberu, skladovania a spracovania biologicky rozložiteľných odpadov, tým cennejšiu surovinu vyrobíme. Tento článok vychádza z konceptu potravinovej siete pôdy „Soil Food Web“ Dr. Elaine Ingham s viac ako 40-ročnými skúsenosťami s obnovou degradovanej pôdy.

Vysoko kvalitný kompost má okrem vyššej hodnoty a ceny aj oveľa širšie spektrum aplikácií v porovnaní s nekvalitným kompostom s dopadom na nás všetkých. Je preto v našom záujme a príležitosťou každého účastníka procesu spojeného s kompostovaním, aby sme kompostovali správne.

Treba však upozorniť na skutočnosť, že v prevádzkových podmienkach nie je možné zohľadniť všetky menované faktory. Dôležité je poznať ich, aby sme vedeli urobiť lepšie rozhodnutia, nie aby sme sa frustrovali či už vopred obávali zlyhania. Cieľom je, aby sme produkovali naozaj kvalitný kompost. Dosiahneme to tak, že zohľadníme v zmysluplnej miere čo najviac z nasledujúcich aspektov:

1. Mix vstupných surovín

Predurčuje mikrobiálnu diverzitu kompostu, pretože s rôznymi vstupnými surovinami prichádza rôzny mikrobióm. Na spustenie procesu kompostovania síce stačí len slama a hnoj, no ak chceme docieliť naozaj vysokú mikrobiálnu diverzitu kompostu, je nevyhnutné pridať veľa rôznych druhov rastlinných odpadov a povolených živočíšnych zvyškov. Získame tak nielen druhovú mikrobiálnu diverzitu, ale aj odlišné typy surovín a živín, ktoré vyhovujú rôznym organizmom. K začínajúcej kompostovej základke môžeme pridať trochu staršieho vyzretého biologicky kompletného kompostu ako mikrobiálny inokulát (očkovacia dávka mikrobiómu).

2. Čistota vstupných surovín

Môže sa posudzovať z hľadiska druhu, pôvodu a kvality a dôležitá je aj voda, ktorou vlhčíme vstupné materiály a neskôr kompost zalievame. So závadnou alebo chlórovanou vodou vždy stratíme časť mikrobiómu. Všetci sa zhodneme, že do kompostu nepatria plasty, sklo, kovy a nebezpečné odpady. Obsah toxických látok, či už pesticídov, antibiotík, solí, alebo aj nečistôt biologického pôvodu, akými sú plesne, by mal byť minimálny.

Napríklad soľ sa môže nachádzať vo varenej strave, kde nadmerné solenie neprospieva nielen nám, ale problematické je aj pre mikróby. Fosforečné a draselné soli sa môžu nachádzať v hnoji zvierat, ktoré sú kŕmené neprirodzenou stravou, napríklad sójou namiesto trávy.

Problémom môže byť aj vysoký podiel plesnivých alebo sfermentovaných materiálov (t. j. nakyslo skvasených pri obmedzenom prístupe vzduchu). Preto treba biologický odpad zberať do perforovaných prevzdušnených nádob a zvážiť vyššiu frekvenciu zberu.

Koľko samospráv to naozaj zohľadnilo? Ak by išlo len o kompostovanie pre vysoký obsah prospešného mikrobiómu, zberali by sme v letných mesiacoch hnedé komunálne nádoby, resp. vrecká s biologickým odpadom a pokosenú trávu každý deň. Že to logisticky nevieme zabezpečiť je jasné, ale tiež by sme mali mať na pamäti, že zber raz za týždeň je problematický a raz za dva týždne úplne nevhodný. Možno sa raz nájde logistický expert a obec s odvahou pilotovať každodenný alebo „obdenný“ zber biologicky rozložiteľného odpadu tak, ako pošta roznáša každý deň balíky a listy. Pre neschopnosť zabezpečiť logistiku zberu a okamžité tepelné skompostovanie vylučujeme z kompostu varené jedlo, pečivo, mäso, kosti, syry, atď. Tieto suroviny nepatria do statického kompostovania, no na druhej strane treba spomenúť, že niektoré vedecké štúdie [1] hovoria o schopnosti mikrobiómu poradiť si aj s najproblematickejšími materiálmi, akými sú zvyšky zvierat, napríklad po priónových nákazách (napr. choroba šialených kráv). Príležitosťou aj pre slovenské poľnohospodárstvo je tieto procesy skúmať, pretože „špeciálnym“ kompostovaním živočíšnych odpadov by sme nielen znížili náklady na ich zneškodnenie, ale zároveň by sme vyprodukovali hnojivo nabité aminokyselinami a peptidmi pre návrat živín do pôdy. Na druhej strane vieme skompostovať tepelne aj staticky mnoho materiálov, ktoré sa bežne považujú za nevhodné, ako napríklad citrusy, banánové šupky, lístie a drevo z orecha, tuje, agátu či iných stromov.

3. Znalosť materiálov

Okrem už spomenutej čistoty vstupných surovín je dôležitá aj pre správne namiešanie kompostovej základky z hľadiska vlhkosti a pomeru uhlíka k dusíku. Niektoré vstupné materiály ako drevo, lístie, seno môžu byť príliš suché na to, aby sa mohol okamžite po založení kompostu rozbehnúť mikrobiálny proces. Potrebujeme ich preto navlhčiť. Zohľadňujeme pritom, že iné vstupné materiály ako kuchynský odpad alebo zelená tráva môžu mať vlhkosť aj 80 %, ktorá sa uvoľní po narušení bunkových stien. Ak vlhkosť podceníme, časť živín môžeme stratiť ich odtokom hneď na začiatku.

Vnútri premočenej kopy navyše dôjde rýchlo k spotrebovaniu kyslíka, a tým k anaeróbnemu procesu a smradu. Pri premočení kopy si pomôžeme okamžitým pridaním suchšieho materiálu. Častejšie prekopanie bez vlhčenia je pre odstránenie nadbytočnej vody príliš pomalé a vhodné, iba ak je vlhkosť len o málo vyššia ako ideálnych 50 %. Vždy je lepšie prekopať, ako riskovať anaeróbny proces. Druhým dôležitým aspektom znalosti materiálov je pomer C : N (uhlík : dusík). Napríklad zvierací hnoj má typicky vysoký obsah dusíka, no v prípade pridania slamenej podstielky sa jeho účinnosť ako dusíkatá zložka výrazne zníži. Potrebujeme poznať skutočné pomery C : N, keďže s tabuľkovými si nevystačíme.

4. Veľkosť a homogenizácia vstupných materiálov

Dôležitá je z pohľadu mikrobiálnej dostupnosti biologického odpadu v spojení s dostatočným prístupom vzduchu. Cieľom je, aby bola drevnatá frakcia rozdrvená pozdĺžne na veľkosť maximálne palca na ruke a s dĺžkou vhodnou na prevzdušnenie kompostu. Bežný štiepkovač na to nie je stavaný, pretože produkuje kratšie hrubé kusy dreva, ktoré sa rozkladajú príliš dlho. Opakom je drevo, napríklad vo forme pilín, ktoré je príliš malé na to, aby udržalo vhodnú štruktúru kompostovej kopy pre prúdenie vzduchu a zabezpečenie okysličenia. Pri kuchynskom odpade potrebujeme zase zabezpečiť čo najmenšie kúsky (aj rozmixované), aby sa pri jeho extrémne rýchlom mikrobiálnom rozklade nespotreboval lokálne všetok kyslík a nestal sa tak na mnohých miestach anaeróbnym, teda by zapáchal alebo priťahoval mušky. Vstupné materiály preto homogenizujeme zmiešaním. Dostupné sú napríklad kompostové drviče na báze kŕmnych vozov, ktoré materiály podrvia a zároveň aj premiešajú. Môžu byť vybavené piezometrami, čo uľahčí naváženie materiálov presne podľa receptu.

5. Recept

Podobne ako pri varení, vyjadruje pomer vstupných surovín (pri komposte z hľadiska pomeru uhlíka k dusíku) a množstva, v ktorom ich pri zakladaní kompostu namiešame. Množstvom jednoduchej dusíkatej stravy ako hnoj alebo jarná tráva predurčujeme nárast teploty kompostu. Menej dusíkatými materiálmi (napr. letná tráva) udržiavame teplotu kompostu na dosiahnutej hodnote. Uhlíkaté suroviny (napr. drevo) dodávajú kompostu štruktúru pre prívod kyslíka a sú tiež zdrojom uhlíka pri premene živín na humínové látky alebo zdrojom potravy pre hubovú biomasu. Do kompostu treba namiešavať suroviny s rôznym pomerom C : N, pričom príliš málo dusikatých zložiek nepovedie k dostatočnému zvýšeniu teploty a, naopak, ich nadbytok povedie k nutnosti kompost prekopať častejšie.

komposter

6. Optimálna vlhkosť

Primeraná vlhkosť v komposte je 50 % pri tepelnom a statickom kompostovaní, alebo 70 % pri vermikompostovaní kvôli rýchlej reprodukcii dážďoviek. Vlhkosť je dôležitá pre rozmnožovanie a optimálnu prácu prospešného mikrobiómu pri premene dostupných živín na humínové látky. Možno ste už zažili príliš suché kopy kompostu, v ktorých ako keby zastal život a kompostovanie prebehlo skôr zvetraním. Opakom je vlhkosť lesa po výdatnom daždi, v ktorom prácu lesného mikrobiómu pociťujeme celým telom a hlavne čuchom ako blahodarnú. Zážitok z lesa je mimochodom vhodnou kalibráciou čuchu.

Keď zacítime lesné aeróbne terpény na kompostovisku, s istotou vieme, že kompostujeme správne. Kompost potrebujeme pravidelne vlhčiť, počas tepelnej fázy každý deň a aj počas zretia dohliadať na správnu vlhkosť. Môžeme ju merať prístrojom, ale úplne postačí aj test dlaňou. Aby sa kompost príliš nevysušoval alebo, naopak, cenné živiny neodplavili, dôležité je chrániť ho pred priamym dažďom, slnkom aj silným vetrom. Používa sa na to špeciálny filc respektíve geotextília.

7.  Aeróbnosť

Spolu s vlhkosťou je alfou a omegou kompostovania. Prospešný mikrobióm potrebuje k svojmu životu kyslík rovnako ako my. Bez kyslíka sa rýchlo začne množiť anaeróbny mikrobióm, produkujúci smrad vo forme metánu, sírovodíka, amoniaku, anaeróbnych terpénov, horľavých fenolov či oxidu dusného (s takmer 300-násobným otepľovacím potenciálom oxidu uhličitého). Ak nám kompost nevonia lesom, ale trošku smrdí, je to znakom jeho začínajúcej anaeróbnosti. Na hranici aeróbneho – v časti kompostu, ktorá je ešte okysličovaná čerstvým vzduchom a anaeróbneho – v časti kompostu, kde už mikrobióm spotrebováva viac kyslíka, ako sa stíha doplniť, môžeme pri prekopávaní v priemyselnej kompostárni zažívať striedavé závany príjemnej vône a ľahkého zápachu. Pre zabezpečenie aeróbnosti kompostu vo vysoko kapacitných podmienkach je vhodné a od určitej veľkosti kompostovej základky nutné nainštalovať prevzdušňovacie kanály, ktoré vháňajú do kompostu vzduch. Takéto kompostárne možno zatiaľ navštíviť najbližšie v Rakúsku, na Slovensku sú vo výstavbe.

8. Tepelná fáza

Začína v okamihu zmiešania vstupných surovín s dostatočnou vlhkosťou. Pri pretrvávaní optimálnych podmienok sa exponenciálne množí bakteriálny mikrobióm, čím narastá teplota. Časť mikrobiómu, ktorej nevyhovujú vyššie teploty, prechádza do dormatného, teda spiaceho štádia (cysty a spóry). Patogény s jednoduchšou stavbou bunkových stien neprežijú. Nematódy (sú to priesvitné prevažne mikroskopické „červy“, pričom prospešné nematódy sú pohyblivé a parazitické nematódy živiace sa koreňami sú pomalé, nepohyblivé, v komposte neprežijú) a dážďovky prejdú do časti kopy, ktorá je pre nich teplotne prijateľná. Z toho vyplýva, že ak zvonku prehrejeme:

  • celý objem kompostovaných surovín na konštantnú vysokú teplotu,
  • tak príliš rýchlo stratíme nielen patogény, ale aj menšiu či väčšiu časť prospešného mikrobiómu.

Na jednej strane je potreba hygienizácie zrejmá a vo vybraných prípadoch nevyhnutná, no na druhej strane treba mať na pamäti aj jej hranice. Dôležité je uvedomiť si rozdiel dvoch paradigiem. Prvou paradigmou je zabíjanie patogénov teplotou, pH, alkoholom, pesticídmi, atď. Vychádza z toho, že patogén je zlý a treba ho zabiť. Nepripúšťa možnosť, že aj v závislosti od prostredia sa niektoré mikróby správajú buď ako patogén, alebo prospešne. Paradigmou zabíjania prinajhoršom eliminujeme prospešný mikrobióm a vytvoríme rezistentné patogény ako MRSA. K populárnosti tejto paradigmy prispel svojím bádaním a poznatkami Louis Pasteur. Traduje sa, že na svojej smrteľnej posteli priznal, že sa mýlil, že problém nespočíva v samotnom patogéne, ale v prostredí vhodnom pre život patogénu. Druhá paradigma vychádza z toho, že vytvorením a udržaním vhodných podmienok patogén potlačíme konkurenciou, inhibíciou a predáciou prospešného mikrobiómu. Dôležité je mať preto znalosti a zručnosti práce s prostredím vhodným pre prospešný mikrobióm, ktorý si hravo poradí s patogénmi. Potvrdzujú to štúdie [2] o potláčaní pôdnych patogénov kompostom. Kvalitný hubový kompost plesne v poraste potlačí vďaka doplneniu prospešných húb, kým fungicíd zabije nielen plesne, ale aj posledné prospešné huby.

Pri tepelnom kompostovaní podľa metodiky potravnej siete pôdy Dr. Elaine Ingham dbáme na to, aby sa teplota udržala na dostatočne vysokej hodnote po dostatočne dlhú dobu kvôli potlačeniu patogénov a zneškodneniu semien rastlín. Zároveň prekopávaním zabezpečíme aeróbnosť kompostu. Po prekročení teploty 55 °C na 3 dni, teploty 65 °C na 2 dni a teploty 72 °C na 24 hodín kompost prekopeme. V prekopávaní pokračujeme dovtedy, kým teplota stúpa nad dané hodnoty po danú dobu.

Známy je prípad, keď si „kompostmajster“ pomohol k zvýšenej teplote primiešaním rozdrvenej kukurice v takom množstve, že musel kopu prekopať 17-krát, kým dostatočne ochladla. Aj takéto môžu byť prvé skúsenosti s kompostovaním. Ak sme však odhadli recept na dostupné suroviny správne, teplota sa nám zdvihne nad požadovanú hygienizačnú hranicu nie viac ako 3-krát. Každým prekopaním narúšame rozvoj mikrobiómu, preto počet prekopaní minimalizujeme. Keď sa však rozhodujeme medzi príliš častým prekopaním alebo rizikom anaeróbnosti kompostu, dôležitejšie je zabezpečiť prístup vzduchu a radšej prekopať. V malých záhradných podmienkach si môžeme pri príliš vysokej teplote pomôcť napichaním vertikálnych komínov rúčkou z metly, aby sme sa vyhli prehadzovaniu kopy príliš často alebo v nevhodnú dobu (napr. v noci).

Teplotu meriame počas tepelnej fázy minimálne 2-krát denne. Ideálne je zaviesť do kompostu senzory a teplotu merať priebežne automaticky.

Druhú časť článku nájdete TU…

Zoznam poznámok:
[1] MIGUEL, M. A. – KIM, S. – H. – LEE, S. – S. – CHO, Y. – I. 2021. Impact of Soil Microbes and Oxygen Availability on Bacterial Community Structure of Decomposing Poultry Carcasses. In Animals. 2021, 11, 2937. https://doi.org/10.3390/ani11102937

[2] HADAR, Y. 2021. Suppressive compost: when plant pathology met microbial ecology. In Phytoparasitica 39. 2021, 311–314. https://doi.org/10.1007/s12600-011-0177-1

 

Zostaňte informovaní

Každý mesiac vám zašleme newsletter, v ktorom nájdete:

  • príklady z regiónov,
  • rady pre efektívne odpadové hospodárenie,
  • novinky z odpadárskej legislatívy,
  • naše najnovšie riešenia a produkty.