Несмотря на эти достоинства, большинство компостов не считается качественными удобрениями, поскольку им недостает азота. Критериями качества компоста являются рН, содержание растворимых солей, питательная ценность (NPK), влажность, органическое вещество, зрелость (фитотоксичность), стабильность, размер частиц.
Положительное воздействие компоста на корни растений носит долгосрочный характер и проявляется не только в момент его внесения в почву, но и спустя месяцы после этого.
В качественном компосте никогда не должны обнаруживаться сульфиды, обладающие токсическим воздействием на растения и ингибирующие микробную пролиферацию.
Цикл азота. Цель – получение азота в нитратной форме.
Благоприятным считается соотношение аэробов и анаэробов, равное 10:1 (грибы, актиномицеты, псевдомонады, азотфиксирующие бактерии).
Применение компоста
Выход процесса компостирования. Биодеградация органического материала при компостировании приводит к потере примерно 30–40 % органического вещества в виде диоксида углерода и воды. Масса образующегося компоста существенно меньше массы исходного сырого материала. Кроме того, могут быть дополнительные потери из-за процесса разделения, поэтому предсказать выход процесса затруднительно. Биодеградации подвергается только часть органического субстрата, не подвергшаяся деградации фракция попадает в конечный продукт. Также сложно предсказать содержание воды в конечном продукте, так как она выделяется микроорганизмами и одновременно теряется за счет испарения.
Установки по переработке твердых городских отходов в Европе, как правило, дают 40 тонн целевого продукта на 100 тонн загруженных отходов (по влажной массе), но при этом некоторые органические субстраты добавляются в виде сырого активного ила на стадии биодеградации. ТБО при их компостировании в полупустынном и тропическом климате дают более высокий выход – 50 % по влажной массе. При обычном компостировании садовых и домашних отходов выход составляет 40–50 %.
Таким образом, после компостирования органических отходов масса составляет не более половины исходной, уменьшение объема еще значительнее. Все это существенно снижает стоимость транспортирования.
Состав компоста. Состав компоста варьирует в широких пределах и отражает состав используемого органического сырья.
Компост, сырьем для которого послужили городские отходы, содержит меньше органических веществ и основных питательных элементов для растений, чем компост, полученный из сельскохозяйственных отходов. Компост из городских отходов содержит также большое количество микроэлементов, в том числе и тяжелых металлов, уровень которых в компосте необходимо контролировать.
Преимущества компостирования. Все в большей степени осознается значение повторного использования органических отходов. Внесение сырых органических отходов в любую экосистему может создать серьезные проблемы либо из-за их высокой потребности в кислороде, либо из-за выделения аммиака. Компостирование позволяет получать с помощью биологического окисления стабильные продукты. Гумифицированные продукты при внесении их в экосистему не вызывают больших нарушений экологического равновесия. Смешение низкоактивных отходов типа соломы с отходами жизнедеятельности животных и человека позволяет решать проблему гигиенического удаления последних. При компостировании достигаются температуры, при которых погибают патогенные микроорганизмы, сорняки и их семена.
Компост – это средство для улучшения структуры почвы и, в некоторой степени, удобрение. При добавлении компоста в почву он разрушается, выделяя основные питательные вещества для растений – азот, фосфор, калий и микроэлементы. Клейкие вещества, также мицелий грибов и актиномицетов способствуют агрегированию частиц почвы, органические компоненты компоста увеличивают ее способность удерживать влагу. Эти факторы значительно повышают устойчивость почвы к ветровой и водной эрозии. Одним из основных применений компоста, получаемого из городских ТБО, во Франции и Германии является укрепление крутых склонов для размещения на них виноградников.
Благодаря тому, что внесение компоста удовлетворяет потребность в микроэлементах, улучшает структуру почвы и повышает ее способность удерживать влагу, при его совместном использовании с неорганическими удобрениями усиливается действие последних. При совместном использовании компоста и неорганических удобрений следует помнить, что состав компоста может сильно варьировать в зависимости от исходного материала, из которого он был получен. Питательные вещества выделяются из компоста медленнее, чем из легкорастворимых неорганических удобрений. Следовательно, действие компоста может длиться в течение нескольких лет. Количество основных питательных веществ, которые становятся доступными в год внесения компоста, составляет: по азоту – 25 %, по фосфору – 100 %, по калию – 80 %.
Здравоохранительные аспекты. Патогенные микроорганизмы вызывают инфекционные заболевания животных и человека. Большинство патогенных организмов мезофильны, они предпочитают температуру ниже 40 °C, так как адаптированы к температуре тела человека и животных. Большинство из них погибает, если находится достаточно длительное время при более высоких температурах.
Большинство органических отходов жизнедеятельности человека и животных (нечистоты, сырой или даже сброженный активный ил, отходы боен, навоз и подстилка сельскохозяйственных животных, твердые отходы) содержат патогенные организмы. Возрастает необходимость возвращать органические и другие питательные для растений вещества, содержащиеся в отходах, в почву. Однако с точки зрения охраны здоровья людей важно, чтобы эти отходы вносились в почву с возможно малым числом патогенных организмов. Это снижает риск, возникающий как при использовании отходов, так и при употреблении урожая.
При компостировании выживанию патогенных организмов препятствует несколько факторов: воздействие температуры; конкуренция между организмами за источники питания посредством выделения организмами-антагонистами антибиотиков или других ингибиторов (например, аммиак).
Важно отметить, что для каждого конкретного микроорганизма летальное значение температуры зависит от времени воздействия. Воздействие высокой температуры в течение короткого времени или более низкой температуры в течение более длительного времени может быть одинаково эффективным. Температуры порядка 55–60 °C, действующие от нескольких минут до нескольких дней, в основном эффективны. Хотя большинство возбудителей болезней и паразитов при этом погибает, однако некоторые спорообразующие бактерии могут выжить при температурах свыше 100 °C (возбудители сибирской язвы, столбняка, ботулизма, газовой гангрены). Поэтому невозможно гарантировать, что в процессе компостирования будут образовываться продукты, полностью свободные от патогенных организмов. Однако, если компостирование проводится правильно, то получается достаточно гигиеничный конечный продукт.
Компостируемая масса представляет собой источник микробной активности. Воздух, проходящий через компостируемые отходы, будет поднимать клетки микроорганизмов и их споры и выносить их в пространство. Это справедливо как для патогенных, так и для непатогенных микроорганизмов. При определенных условиях, в основном при высоких концентрациях микробных клеток, некоторые из них могут вызывать аллергическую астму. Наиболее серьезны синдромы, вызываемые спорами термофильных грибов и актиномицетов. Следовательно, целесообразно проводить компостирование так, чтобы переворачивание компостируемого материала не происходило в закрытых помещениях и чтобы в них не попадал воздух, загрязненный спорами.
