Principi de fermentació del compost orgànic

1. Visió general

Qualsevol tipus de producció de compost orgànic qualificat d'alta qualitat ha de passar pel procés de fermentació del compostatge.El compostatge és un procés en el qual la matèria orgànica és degradada i estabilitzada pels microorganismes en determinades condicions per produir un producte apte per a l'ús del sòl.

El compostatge, un mètode antic i senzill per tractar els residus orgànics i fer fertilitzants, ha cridat molta atenció a molts països per la seva importància ecològica, també aporta beneficis a la producció agrícola.S'ha informat que les malalties transmeses pel sòl es poden controlar utilitzant compost descompost com a llit de llavors.Després de l'etapa d'alta temperatura del procés de compostatge, el nombre de bacteris antagonistes pot arribar a un nivell molt alt, no és fàcil de descompondre, estable i fàcil d'absorbir pels cultius.Mentrestant, l'acció dels microorganismes pot reduir la toxicitat dels metalls pesants en un cert rang.Es pot veure que el compostatge és una manera senzilla i eficaç de produir fertilitzant bio-orgànic, que és beneficiós per al desenvolupament de l'agricultura ecològica. 

Per què el compost funciona així?A continuació es mostra una descripció més detallada dels principis del compostatge:

 2. Principi de fermentació del compost orgànic

2.1 Conversió de matèria orgànica durant el compostatge

La transformació de la matèria orgànica en compost sota l'acció dels microorganismes es pot resumir en dos processos: un és la mineralització de la matèria orgànica, és a dir, la descomposició de la matèria orgànica complexa en substàncies simples, l'altre és el procés d'humificació de la matèria orgànica, és a dir, la descomposició i síntesi de la matèria orgànica per produir una matèria orgànica especial més complexa-humus.Els dos processos es realitzen al mateix temps però en sentit contrari.En condicions diferents, la intensitat de cada procés és diferent.

2.1.1 Mineralització de la matèria orgànica

• Descomposició de la matèria orgànica lliure de nitrogen

Els compostos polisacàrids (midó, cel·lulosa, hemicel·lulosa) s'hidrolitzen primer en monosacàrids per enzims hidrolítics secretats pels microorganismes.Els productes intermedis com l'alcohol, l'àcid acètic i l'àcid oxàlic no eren fàcils d'acumular, i finalment van formar CO₂ i H₂O, i alliberaven molta energia tèrmica.Si la ventilació és dolenta, sota l'acció del microbi, el monosacàrid es descompondrà lentament, produirà menys calor i acumularà alguns productes intermedis: àcids orgànics.Sota la condició de microorganismes repel·lents de gasos, es poden produir substàncies reductores com CH₄ i H₂.

• Descomposició a partir de matèria orgànica que conté nitrogen

La matèria orgànica que conté nitrogen al compost inclou proteïnes, aminoàcids, alcaloides, hummus, etc.Excepte l'humus, la majoria es descomponen fàcilment.Per exemple, la proteïna, sota l'acció d'una proteasa secretada pel microorganisme, es degrada pas a pas, produeix diversos aminoàcids i després forma sal i nitrat d'amoni respectivament mitjançant l'amoniació i la nitració, que poden ser absorbides i utilitzades per les plantes.

• Transformació de compostos orgànics que contenen fòsfor en compost

Sota l'acció d'una varietat de microorganismes saprófits, forma àcid fosfòric, que es converteix en un nutrient que les plantes poden absorbir i utilitzar.

• Conversió de matèria orgànica que conté sofre

Matèria orgànica que conté sofre al compost, a través del paper dels microorganismes per produir sulfur d'hidrogen.El sulfur d'hidrogen és fàcil d'acumular a l'entorn del gas que no li agrada i pot ser tòxic per a plantes i microorganismes.Però en condicions ben ventilades, el sulfur d'hidrogen s'oxida a àcid sulfúric sota l'acció dels bacteris del sofre i reacciona amb la base del compost per formar sulfat, que no només elimina la toxicitat del sulfur d'hidrogen, i es converteix en nutrients de sofre que les plantes poden absorbir.En condicions de mala ventilació, es va produir la sulfatació, que va provocar la pèrdua de H₂S i l'enverinament de la planta.En el procés de fermentació del compost, es pot millorar l'aireació del compost donant voltes regularment al compost, de manera que es pot eliminar l'antisulfuració.

• Conversió de lípids i compostos orgànics aromàtics

Com el taní i la resina, és complex i lent de descomposició, i els productes finals també són CO₂ i aigua La lignina és un compost orgànic estable que conté materials vegetals (com escorça, serradures, etc.) en compostatge.És molt difícil de descompondre per la seva complexa estructura i nucli aromàtic.En condicions de bona ventilació, el nucli aromàtic es pot convertir en compostos quinoides mitjançant l'acció de fongs i actinomicets, que és una de les matèries primeres per a la resíntesi de l'humus.Per descomptat, aquestes substàncies es continuaran descomposant en determinades condicions.

En resum, la mineralització de la matèria orgànica compostada pot proporcionar nutrients d'acció ràpida per a cultius i microorganismes, proporcionar energia per a activitats microbianes i preparar materials bàsics per a la humificació de la matèria orgànica compostada.Quan el compostatge està dominat per microorganismes aeròbics, la matèria orgànica es mineralitza ràpidament per produir més diòxid de carboni, aigua i altres nutrients, es descompon ràpidament i a fons i allibera molta energia tèrmica. La descomposició de la matèria orgànica és lenta i sovint incompleta, alliberant menys. energia calorífica, i els productes de descomposició s'afegeixen als nutrients de les plantes, és fàcil acumular àcids orgànics i substàncies reductores com CH₄, H₂S, PH₃, H₂, etc.Per tant, l'abocament del compost durant la fermentació també pretén canviar el tipus d'activitat microbiana per eliminar les substàncies nocives.

2.1.2 Humificació de la matèria orgànica

Hi ha moltes teories sobre la formació de l'humus, que es poden dividir aproximadament en dues etapes: la primera etapa, quan els residus orgànics es descomponen per formar les matèries primeres que formen les molècules d'humus, a la segona, el polifenol s'oxida a quinona. per la polifenol oxidasa secretada pel microorganisme, i després la quinona es condensa amb un aminoàcid o pèptid per formar un monòmer d'humus.Com que el fenol, la quinina, la varietat d'aminoàcids, la condensació mútua no és de la mateixa manera, de manera que la formació de monòmers d'humus també és diversa.En condicions diferents, aquests monòmers es condensen encara més per formar molècules de diferents mides.

2.2 Conversió de metalls pesants durant el compostatge

Els fangs municipals són una de les millors matèries primeres per al compostatge i la fermentació perquè contenen rics nutrients i matèria orgànica per al creixement dels cultius.Però els fangs municipals sovint contenen metalls pesants, aquests metalls pesants generalment fan referència a mercuri, crom, cadmi, plom, arsènic, etc.Els microorganismes, especialment els bacteris i els fongs, tenen un paper important en la biotransformació de metalls pesants.Encara que alguns microorganismes poden canviar la presència de metalls pesants al medi ambient, fer que els productes químics siguin més tòxics i causar greus problemes ambientals, o concentrar metalls pesants i acumular-se a través de la cadena alimentària.Però alguns microbis poden ajudar a millorar el medi ambient eliminant metalls pesants del medi mitjançant accions directes i indirectes.La transformació microbiana del HG inclou tres aspectes, és a dir, la metilació del mercuri inorgànic (Hg₂+), la reducció del mercuri inorgànic (Hg₂+) a HG0, la descomposició i la reducció del metilmercuri i altres compostos orgànics de mercuri a HG0.Aquests microorganismes capaços de convertir el mercuri inorgànic i orgànic en mercuri elemental s'anomenen microorganismes resistents al mercuri.Encara que els microorganismes no poden degradar els metalls pesants, poden reduir la toxicitat dels metalls pesants controlant la seva via de transformació.

2.3 Procés de compostatge i fermentació

El compostatge és una forma d'estabilització de residus, però requereix una humitat especial, condicions d'aireació i microorganismes per produir la temperatura adequada.Es creu que la temperatura és superior als 45 °C (uns 113 graus Fahrenheit), mantenint-la prou alta com per inactivar els patògens i matar les llavors de males herbes.La taxa de descomposició de la matèria orgànica residual després d'un compostatge raonable és baixa, relativament estable i fàcil d'absorbir per les plantes.L'olor es pot reduir molt després del compostatge.

El procés de compostatge implica molts tipus diferents de microorganismes.A causa del canvi de matèries primeres i condicions, la quantitat de diversos microorganismes també està canviant constantment, de manera que cap microorganisme sempre domine el procés de compostatge.Cada entorn té la seva comunitat microbiana específica i la diversitat microbiana permet el compostatge per evitar el col·lapse del sistema fins i tot quan canvien les condicions externes.

El procés de compostatge el realitzen principalment els microorganismes, que és el cos principal de la fermentació del compostatge.Els microbis implicats en el compostatge provenen de dues fonts: un gran nombre de microbis ja presents en els residus orgànics, i un inòcul microbià artificial.En determinades condicions, aquestes soques tenen una forta capacitat per descompondre alguns residus orgànics i tenen les característiques d'una forta activitat, una ràpida propagació i una ràpida descomposició de la matèria orgànica, que pot accelerar el procés de compostatge, escurçar el temps de reacció del compostatge.

El compostatge es divideix generalment en compostatge aeròbic i compostatge anaeròbic de dos tipus.El compostatge aeròbic és el procés de descomposició de materials orgànics en condicions aeròbiques, i els seus productes metabòlics són principalment diòxid de carboni, aigua i calor;El compostatge anaeròbic és el procés de descomposició de materials orgànics en condicions anaeròbiques, els metabòlits finals de la descomposició anaeròbica són metà, diòxid de carboni i molts intermedis de baix pes molecular, com els àcids orgànics.

Les principals espècies microbianes implicades en el procés de compostatge són bacteris, fongs i actinomicets.Tots aquests tres tipus de microorganismes tenen bacteris mesòfils i bacteris hipertermòfils.

Durant el procés de compostatge, la població microbiana va canviar alternativament de la següent manera: les comunitats microbianes de temperatura baixa i mitjana van canviar a comunitats microbianes de temperatura mitjana i alta i les comunitats microbianes de temperatura mitjana i alta van canviar a comunitat microbiana de temperatura mitjana i baixa.Amb l'allargament del temps de compostatge, els bacteris van disminuir gradualment, els actinomicets van augmentar gradualment i la floridura i els llevats al final del compostatge es van reduir significativament.

El procés de fermentació del compost orgànic es pot dividir simplement en quatre etapes:

2.3.1 Durant l'etapa de calefacció

Durant l'etapa inicial del compostatge, els microorganismes del compost són principalment de temperatura moderada i bona atmosfera, els més comuns dels quals són els bacteris sense espores, els bacteris d'espores i la floridura.Comencen el procés de fermentació del compost, i descomponen la matèria orgànica (com ara sucre simple, midó, proteïnes, etc.) amb força en condicions de bona atmosfera, produint molta calor i augmentant contínuament la temperatura del compost, l'augment de d'uns 20 °C (uns 68 graus Fahrenheit) a 40 °C (uns 104 graus Fahrenheit) s'anomena fase febril, o fase de temperatura intermèdia.

2.3.2 Durant les altes temperatures

Els microorganismes càlids prenen gradualment el relleu de les espècies càlides i la temperatura continua augmentant, generalment per sobre dels 50 °C (uns 122 graus Fahrenheit) en pocs dies, fins a la fase d'alta temperatura.En l'etapa d'alta temperatura, els bons actinomicets de calor i el bon fong de calor es converteixen en les principals espècies.Descomponen la complexa matèria orgànica del compost, com la cel·lulosa, l'hemicel·lulosa, la pectina, etc.La calor s'acumula i la temperatura del compost s'eleva a 60 °C (uns 140 graus Fahrenheit), això és molt important per accelerar el procés de compostatge.El compostatge inadequat del compost, només un període d'alta temperatura molt curt, o sense temperatura alta, i per tant una maduresa molt lenta, en mig any o més període no és mig estat madur.

2.3.3 Durant la fase de refredament

Després d'un cert període durant la fase d'alta temperatura, la major part de les substàncies de cel·lulosa, hemicel·lulosa i pectina s'han descompost, deixant enrere components complexos difícils de descompondre (per exemple, lignina) i humus recentment format, l'activitat dels microorganismes va disminuir. i la temperatura va baixar gradualment.Quan la temperatura baixa per sota dels 40 °C (uns 104 graus Fahrenheit), els microorganismes mesòfils es converteixen en l'espècie dominant

Si l'etapa de refredament arriba primerenca, les condicions de compostatge no són les ideals i la descomposició dels materials vegetals no és suficient.En aquest punt es pot girar la pila, una barreja de material de pila, de manera que es produeix un segon escalfament, calefacció, per promoure el compostatge.

2.3.4 Etapa de maduresa i conservació dels fertilitzants

Després del compostatge, el volum disminueix i la temperatura del compost baixa una mica més alta que la temperatura de l'aire, llavors el compost s'ha de prémer amb força, donant lloc a un estat anaeròbic i debilitant la mineralització de la matèria orgànica, per mantenir el fertilitzant.

En resum, el procés de fermentació del compost orgànic és el procés de metabolisme i reproducció microbiana.El procés de metabolisme microbià és el procés de descomposició de la matèria orgànica.La descomposició de la matèria orgànica produeix energia, que impulsa el procés de compostatge, augmenta la temperatura i asseca el substrat humit.

 
Si teniu qualsevol altra pregunta o necessitat, poseu-vos en contacte amb nosaltres per les següents vies:
WhatsApp: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com