Principio della fermentazione del compost organico

1. Panoramica

Qualsiasi tipo di produzione di compost organico qualificato di alta qualità deve passare attraverso il processo di fermentazione del compostaggio.Il compostaggio è un processo in cui la materia organica viene degradata e stabilizzata da microrganismi in determinate condizioni per produrre un prodotto adatto all'uso del suolo.

Il compostaggio, un metodo antico e semplice per trattare i rifiuti organici e produrre fertilizzanti, ha attirato molta attenzione in molti paesi per il suo significato ecologico e apporta benefici anche alla produzione agricola.È stato riferito che le malattie trasmesse dal suolo possono essere controllate utilizzando il compost decomposto come letto di semina.Dopo la fase ad alta temperatura del processo di compostaggio, il numero di batteri antagonisti può raggiungere un livello molto elevato, non è facile da decomporre, stabile e facile da assorbire dalle colture.Nel frattempo, l'azione dei microrganismi può ridurre la tossicità dei metalli pesanti in un certo intervallo.Si può vedere che il compostaggio è un modo semplice ed efficace per produrre fertilizzante bio-organico, che è vantaggioso per lo sviluppo dell'agricoltura ecologica. 

Perché il compost funziona così?Quanto segue è una descrizione più dettagliata dei principi del compostaggio:

 2. Principio della fermentazione del compost organico

2.1 Conversione di materia organica durante il compostaggio

La trasformazione della materia organica in compost sotto l'azione di microrganismi può essere riassunta in due processi: uno è la mineralizzazione della materia organica, cioè la decomposizione della materia organica complessa in sostanze semplici, l'altro è il processo di umificazione della materia organica, cioè, la decomposizione e la sintesi della materia organica per produrre materia organica speciale più complessa-humus.I due processi si svolgono contemporaneamente ma in direzione opposta.In condizioni diverse, l'intensità di ogni processo è diversa.

2.1.1 Mineralizzazione della sostanza organica

• Decomposizione di materia organica priva di azoto

I composti polisaccaridici (amido, cellulosa, emicellulosa) vengono prima idrolizzati in monosaccaridi da enzimi idrolitici secreti dai microrganismi.I prodotti intermedi come alcol, acido acetico e acido ossalico non erano facili da accumulare e alla fine formavano CO₂ e H₂O e rilasciavano molta energia termica.Se la ventilazione è cattiva, sotto l'azione del microbo, il monosaccaride si decompone lentamente, produce meno calore e accumula alcuni prodotti intermedi, gli acidi organici.Nella condizione di microrganismi che respingono i gas, possono essere prodotte sostanze riducenti come CH₄ e H₂.

• Decomposizione da materia organica contenente azoto

La materia organica contenente azoto nel compost include proteine, amminoacidi, alcaloidi, hummus e così via.Ad eccezione dell'humus, la maggior parte si decompone facilmente.Ad esempio, la proteina, sotto l'azione di una proteasi secreta dal microrganismo, si degrada gradualmente, produce vari aminoacidi, quindi forma rispettivamente sale di ammonio e nitrato tramite ammoniaca e nitrazione, che possono essere assorbiti e utilizzati dalle piante.

• Trasformazione di composti organici contenenti fosforo in compost

Sotto l'azione di una varietà di microrganismi saprofiti, forma acido fosforico, che diventa un nutriente che le piante possono assorbire e utilizzare.

• Conversione di materia organica contenente zolfo

Materia organica contenente zolfo nel compost, attraverso il ruolo dei microrganismi per la produzione di idrogeno solforato.L'idrogeno solforato è facile da accumulare nell'ambiente in cui non piace il gas e può essere tossico per piante e microrganismi.Ma in condizioni ben ventilate, l'idrogeno solforato viene ossidato in acido solforico sotto l'azione dei batteri solforati e reagisce con la base del compost per formare solfato, che non solo elimina la tossicità dell'idrogeno solforato, ma diventa nutrienti solforati che le piante possono assorbire.In condizioni di cattiva ventilazione, si è verificata la solfatazione, che ha causato la perdita di H₂S e l'avvelenamento della pianta.Nel processo di fermentazione del compost, l'aerazione del compost può essere migliorata girando regolarmente il compost, in modo da eliminare l'anti-solforazione.

• Conversione di lipidi e composti organici aromatici

Come tannino e resina, è complesso e lento a decomporsi, e i prodotti finali sono anche CO₂ e acqua La lignina è un composto organico stabile contenente materiali vegetali (come corteccia, segatura, ecc.) nel compostaggio.È molto difficile da decomporre a causa della sua struttura complessa e del nucleo aromatico.In condizioni di buona ventilazione, il nucleo aromatico può essere convertito in composti chinoidi attraverso l'azione di funghi e attinomiceti, che è una delle materie prime per la risintesi dell'humus.Naturalmente, queste sostanze continueranno a essere scomposte in determinate condizioni.

In sintesi, la mineralizzazione della materia organica compostata può fornire nutrienti ad azione rapida per colture e microrganismi, fornire energia per le attività microbiche e preparare materiali di base per l'umificazione della materia organica compostata.Quando il compostaggio è dominato da microrganismi aerobici, la materia organica si mineralizza rapidamente per produrre più anidride carbonica, acqua e altri nutrienti, si decompone rapidamente e completamente e rilascia molta energia termica La decomposizione della materia organica è lenta e spesso incompleta, rilasciando meno energia termica, e i prodotti di decomposizione sono in aggiunta ai nutrienti delle piante, è facile accumulare acidi organici e sostanze riducenti come CH₄, H₂S, PH₃, H₂, ecc.Il ribaltamento del compost durante la fermentazione ha quindi anche lo scopo di modificare il tipo di attività microbica per eliminare le sostanze nocive.

2.1.2 Umificazione della materia organica

Esistono molte teorie sulla formazione dell'humus, che può essere approssimativamente suddivisa in due fasi: la prima fase, quando i residui organici si decompongono per formare le materie prime che costituiscono le molecole di humus, nella seconda fase, il polifenolo viene ossidato a chinone dalla polifenolossidasi secreta dal microrganismo, quindi il chinone viene condensato con amminoacido o peptide per formare humus monomero.Poiché il fenolo, il chinino, la varietà di amminoacidi, la condensazione reciproca non è allo stesso modo, quindi anche la formazione dell'humus monomero è diversa.In condizioni diverse, questi monomeri si condensano ulteriormente per formare molecole di dimensioni diverse.

2.2 Conversione di metalli pesanti durante il compostaggio

I fanghi urbani sono una delle migliori materie prime per il compostaggio e la fermentazione perché contengono ricchi nutrienti e materia organica per la crescita delle colture.Ma i fanghi municipali contengono spesso metalli pesanti, questi metalli pesanti generalmente si riferiscono a mercurio, cromo, cadmio, piombo, arsenico e così via.I microrganismi, in particolare batteri e funghi, svolgono un ruolo importante nella biotrasformazione dei metalli pesanti.Sebbene alcuni microrganismi possano modificare la presenza di metalli pesanti nell'ambiente, rendere le sostanze chimiche più tossiche e causare seri problemi ambientali, o concentrare metalli pesanti e accumularli attraverso la catena alimentare.Ma alcuni microbi possono aiutare a migliorare l'ambiente rimuovendo i metalli pesanti dall'ambiente attraverso azioni dirette e indirette.La trasformazione microbica di HG comprende tre aspetti, cioè la metilazione del mercurio inorganico (Hg₂+), la riduzione del mercurio inorganico (Hg₂+) a HG0, la decomposizione e la riduzione del metilmercurio e di altri composti organici del mercurio a HG0.Questi microrganismi in grado di convertire il mercurio inorganico e organico in mercurio elementare sono chiamati microrganismi resistenti al mercurio.Sebbene i microrganismi non possano degradare i metalli pesanti, possono ridurre la tossicità dei metalli pesanti controllando il loro percorso di trasformazione.

2.3 Processo di compostaggio e fermentazione

Il compostaggio è una forma di stabilizzazione dei rifiuti, ma richiede umidità, condizioni di aerazione e microrganismi speciali per produrre la giusta temperatura.Si pensa che la temperatura sia superiore a 45 ° C (circa 113 gradi Fahrenheit), mantenendola abbastanza alta da inattivare i patogeni e uccidere i semi delle piante infestanti.Il tasso di decomposizione della materia organica residua dopo un ragionevole compostaggio è basso, relativamente stabile e facile da assorbire dalle piante.L'odore può essere notevolmente ridotto dopo il compostaggio.

Il processo di compostaggio coinvolge molti diversi tipi di microrganismi.A causa del cambiamento delle materie prime e delle condizioni, anche la quantità di vari microrganismi cambia costantemente, quindi nessun microrganismo domina sempre il processo di compostaggio.Ogni ambiente ha la sua comunità microbica specifica e la diversità microbica consente il compostaggio per evitare il collasso del sistema anche quando le condizioni esterne cambiano.

Il processo di compostaggio è svolto principalmente da microrganismi, che è il corpo principale della fermentazione del compostaggio.I microbi coinvolti nel compostaggio provengono da due fonti: un gran numero di microbi già presenti nei rifiuti organici e un inoculo microbico artificiale.In determinate condizioni, questi ceppi hanno una forte capacità di decomporre alcuni rifiuti organici e hanno le caratteristiche di forte attività, rapida propagazione e rapida decomposizione della materia organica, che può accelerare il processo di compostaggio, accorciare i tempi di reazione del compostaggio.

Il compostaggio è generalmente suddiviso in compostaggio aerobico e compostaggio anaerobico di due tipi.Il compostaggio aerobico è il processo di decomposizione di materiali organici in condizioni aerobiche ei suoi prodotti metabolici sono principalmente anidride carbonica, acqua e calore;il compostaggio anaerobico è il processo di decomposizione di materiali organici in condizioni anaerobiche, i metaboliti finali della decomposizione anaerobica sono metano, anidride carbonica e molti intermedi a basso peso molecolare, come gli acidi organici.

Le principali specie microbiche coinvolte nel processo di compostaggio sono batteri, funghi e actinomiceti.Questi tre tipi di microrganismi hanno tutti batteri mesofili e batteri ipertermofili.

Durante il processo di compostaggio, la popolazione microbica è cambiata alternativamente come segue: le comunità microbiche a bassa e media temperatura sono cambiate in comunità microbiche a media e alta temperatura e le comunità microbiche a media e alta temperatura sono cambiate in comunità microbiche a media e bassa temperatura.Con l'estensione del tempo di compostaggio, i batteri sono gradualmente diminuiti, gli actinomiceti sono aumentati gradualmente e la muffa e il lievito alla fine del compostaggio si sono ridotti in modo significativo.

Il processo di fermentazione del compost organico può essere semplicemente suddiviso in quattro fasi:

2.3.1 Durante la fase di riscaldamento

Durante la fase iniziale del compostaggio, i microrganismi nel compost sono principalmente di temperatura moderata e buona atmosfera, i più comuni dei quali sono batteri non spore, batteri spore e muffe.Avviano il processo di fermentazione del compost e decompongono vigorosamente la materia organica (come zucchero semplice, amido, proteine, ecc.) in condizioni di buona atmosfera, producendo molto calore e aumentando continuamente la temperatura del compost, l'aumento da da circa 20 °C (circa 68 gradi Fahrenheit) a 40 °C (circa 104 gradi Fahrenheit) è chiamato stadio febbrile o stadio di temperatura intermedia.

2.3.2 Durante temperature elevate

I microrganismi caldi subentrano gradualmente alle specie calde e la temperatura continua a salire, di solito sopra i 50 °C (circa 122 gradi Fahrenheit) entro pochi giorni, nella fase ad alta temperatura.Nella fase ad alta temperatura, gli actinomiceti del buon calore e il fungo del buon calore diventano le specie principali.Abbattono la complessa materia organica nel compost, come cellulosa, emicellulosa, pectina e così via.Il calore si accumula e la temperatura del compost sale a 60 °C (circa 140 gradi Fahrenheit), questo è molto importante per accelerare il processo di compostaggio.Compostaggio improprio del compost, solo un periodo ad alta temperatura molto breve, o nessuna temperatura elevata, e quindi una maturità molto lenta, in un periodo di sei mesi o più non è uno stato di mezza maturità.

2.3.3 Durante la fase di raffreddamento

Dopo un certo periodo durante la fase ad alta temperatura, la maggior parte delle sostanze di cellulosa, emicellulosa e pectina si sono decomposte, lasciando dietro di sé componenti complessi difficili da decomporre (es. lignina) e humus di nuova formazione, l'attività dei microrganismi è diminuita e la temperatura è gradualmente diminuita.Quando la temperatura scende sotto i 40 °C (circa 104 gradi Fahrenheit), i microrganismi mesofili diventano la specie dominante

Se la fase di raffreddamento arriva in anticipo, le condizioni di compostaggio non sono ideali e la decomposizione dei materiali vegetali non è sufficiente.A questo punto può girare il palo, un palo mescolando il materiale, in modo che produca secondo riscaldamento, riscaldamento, per favorire il compostaggio.

2.3.4 Fase di maturazione e conservazione dei fertilizzanti

Dopo il compostaggio, il volume diminuisce e la temperatura del compost scende leggermente al di sopra della temperatura dell'aria, quindi il compost deve essere pressato strettamente, risultando in uno stato anaerobico e indebolendo la mineralizzazione della materia organica, per mantenere il fertilizzante.

In breve, il processo di fermentazione del compost organico è il processo del metabolismo e della riproduzione microbica.Il processo del metabolismo microbico è il processo di decomposizione della materia organica.La decomposizione della materia organica produce energia, che guida il processo di compostaggio, aumenta la temperatura e asciuga il substrato umido.

 
Se hai altre domande o esigenze, ti preghiamo di contattarci nei seguenti modi:
whatsapp: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com