آیا از ضایعات حاصل از هرس درختان می توان کود کمپوست تولید کرد؟

ضایعات حاصل از هرس و تولید کود کمپوست از پسماندهای آلی تجزیه‌شده و نسبتاً پایدار حاصل فرآیند پوسش هستند. و پوسش یا کمپوست کردن عمل پوساندن و تجزیه بقایای گیاهی، حیوانی یا زباله‌های شهری همچنین لجن فاضلاب است. که تحت شرایط خاص و روش‌های گوناگون انجام می‌گیرد. این عمل شاید کهن‌ترین روش بازیافت باشد. مواد آلی موجود در توده مصرفی برای کمپوست از ضایعات کشاورزی، مواد خوراکی و زباله‌هایی است که از راه تجزیه هوازی و بی‌هوازی به خاک سیاه و سفید غنی تبدیل می‌شوند. که به عنوان کود در کشاورزی مصرف می‌شود.

– فرآیند کمپوست سازی

فرایند کمپوست بسیار ساده است و به‌دست افراد با تجربه در خانه‌های خود یا کشاورزان در زمین‌هایشان به شکل صنعتی نیز انجام می‌شود. عملیات کمپوست سازی شامل فعالیت بیولوژیکی بوده که توانایی شکستن مولکول‌های درشت مواد آلی را دارند. این کود که از پسماندهای کشاورزی، خانگی و خوراکی تولید می‌شود. یکی از عالی‌ترین کودها برای مصارف کشاورزی به شمار می‌رود. و تولیدکنندگان گل و گیاه نیز امکان استفاده از این کود را دارند. منیزیوم و فسفات موجود در این کود سبب آبرفتی شدن خاک‌های کشاورزی و جذب سریع تر مواد مغذی درون خاک می‌شوند. کمپوست، خاک بسیار غنی و مورد استفاده است که در مکان‌هایی همچون در باغات، محوطه سازی، باغداری، و کشاورزی به عنوان کود بکار می‌روند. کمپوست به عنوان یک آفت کش طبیعی برای خاک می‌باشد. در خاک اکوسیستم‌ها برای کنترل فرسایش زمین و جریان بهسازی خاک، به عنوان پوشش دفن زباله بسیار مفید است.

– تقویت کننده قوی خاک

از کمپوست (Compost) در باغبانی و کشاورزی به عنوان تقویت‌کننده خاک استفاده می‌شود. کارشناسان شهری معتقدند ۷۰ درصد زباله‌های شهر تهران زباله تر هستند و در نتیجه می‌توان آنها را به کود کمپوست تبدیل کرد. یکی از مزیت های این کار جلوگیرى از تولید هزاران متر مکعب شیرابه و میلیون‌ها تن گاز متان می باشد. که باعث جلوگیری از آلوده شدن بخش عظیمى از محیط زیست می شود. کارشناسان کشاورزی عقیده دارند کمپوست یکی از بهترین کودهای گیاهی و تقویت‌کننده‌های طبیعی خاک به شمار می رود. که می‌تواند جایگزین خوبی برای کودهای تجاری شود. مهمترین حسن این کود، ارزان بودن آن است. شما می‌توانید بدون پرداخت حتی یک ریال آن را در خانه‌تان تولید کنید.

استفاده از کمپوست ساختار خاک را ارتقا می‌دهد. محتوای خاک را تقویت می‌کند و سبب می‌شود خاک مدت زمان بیشتری بتواند آب را در خود نگه دارد. کمپوست قدرت باروری خاک را افزایش می‌دهد و کمک می‌کنند ریشه‌های سالم در گیاه رشد کند. این کود همچنین برای کنترل فرسایش، احیا و ساخت زمین‌های مرطوب به عنوان پوشش به کار می‌رود. کمپوست همچنین با ماسه مخلوط می‌شود و برای زه‌کشی زمین به کار می‌رود.

– اهداف تولید کمپوست

هدف از تولید کود کمپوست ایجاد یک محیط غذایی یکنواخت که حاوی خصوصیات لازم جهت رشد و نمو میسلیوم قارچ و عاری از هرگونه عوامل رقیب باکتریایی، ویروسی می‌باشد. میسلیوم قارچ در انواع مختلفی از مواد گیاهی و کودهای حیوانی، قادر به رشد می‌باشد. که از ترکیب متناسب این گونه مواد با هم و گذراندن مراحل تجزیه و تخمیر، ترکیبی همگن بدست آمده که مملو از حشرات و موجودات ذره‌بینی می‌باشد. بسیاری از این موجودات بطور مستقیم با میسلیوم قارچ برای دستیابی به موادغذایی رقابت کرده و مانع رشد آن ها می‌شوند. با تولید کمپوست، بسیاری از مواد غذایی مطلوب عوامل رقیب به تدریج حذف شده اما مواد غذایی مورد نیاز میسلیوم قارچ در یک منطقه خاص جمع‌آوری شده و به مرور زمان، بستر کاشت، آماده پرورش قارچ می‌گردد.

– فرآیند تولید کمپوست

مرحله اول: اصطلاحاً آن را آماده‌سازی کمپوست در هوای آزاد نامیده و شامل مراحل اولیه از جمله مخلوط کردن و تجزیه اولیه مواد خام می‌باشد (فاز یک).

مرحله دوم: در محیط‌ سرپوشیده و ویژه‌ای که برای این منظور طراحی شده‌اند (اطاق یا تونل پاستوریزاسیون) انجام می‌شود. در این مرحله، کمپوست حاصل از مرحله اول؛ با بخار یا مواد ضدعفونی کننده دیگر، بطور کامل پاستوریزه شده و آماده انتقال به بسترهای کاشت می‌گردد (فاز دو).

فاز یک – کمپوست سازی(مواد اولیه خام)

این مواد شامل کاه و کلش گندم،سرشاخه هرس شده درختان، جو، یولاف، چاودار، برنج و باگاس نیشکر می‌باشد. که از این میان کاه، گندم به علت انعطاف‌پذیرتر بودن نسبت به دیگر مواد، ترجیح داده می‌شود. این ویژگی کمک مهمی در تهیه ساختار کمپوست می‌نماید. کاه و کلش یولاف و جو نرم‌تر از گندم بوده و سریع خیس خورده اشباع از آب می‌شوند که درنهایت شرایط بی‌هوازی درتوده آنها ایجاد می‌شود. با توجه به این عوامل و با اعمال مدیریت مناسب، می‌توان از تمامی انواع کاه و کلش با موفقیت کمپوست تهیه نمود.

کاه و کلش؛ حاوی هیدرات کربن، سلولز و تمامی مواد غذایی مورد نیاز قارچ می باشد. به عنوان مثال کاه گندم حاوی 36 درصد سلولز، 25 درصد پنتوسان و 16 درصد لیگنین می‌باشد. سلولز و پنتوسان؛ هیدرات‌های کربنی هستند که از تجزیه آنها، قندهای ساده بوجود می‌آیند. این گونه قندها انرژی مورد نیاز رشد میکروبی را فراهم می‌نمایند. از طرفی لیگنین موجود در کاه و کلش و یا چوب درختان در طی مرحله اولیه کمپوست‌سازی به ماده‌ای موسوم به کمپلکس  هوموس لیگنین غنی از ازت که منبع پروتئین است، تبدیل می‌شود. در مجموع، کاه ماده‌ای است با خصوصیات شیمیایی و ساختاری مناسب که به منظور تولید کمپوست قارچ از آن استفاده می‌شود.

– کاه اصطبل اسب مناسب کود کمپوست

در صورت استفاده از کاه اصطبل اسب‌ها جهت تولید کمپوست؛ که اصطلاحاً به آن کود اسبی می گویند، حاوی 90 درصد کاه و 10 درصد پهن اسب می‌باشد. کیفیت این ماده به مقدار اوره، مدفوع و مقدار عناصر پرمصرف ازت، فسفر و پتاسیم موجود در آن، بستگی دارد. از آن جا که 40-30 درصد مدفوع اسب حاوی موجودات ذره‌بینی (باکتری‌ها) مفید تسریع کننده فرآیند تخمیر و کمپوست‌سازی می‌باشد؛ باعث برتری این ماده نسبت به دیگر مواد خام کود کمپوست شده است.کود اسب مورد نیاز را می‌توان عموماً از میادین اسب‌دوانی تهیه نمود. چنانچه بجای کاه از خاک ارّه در زیر اسب‌ها استفاده گردد، در آن صورت آن را نباید یک ماده اولیه محسوب کرد، بلکه بایستی آن را مکمل بدانیم.

در صورتی که ماده اولیه کمپوستی از کود اسب تشکیل شده باشد، آن را کمپوست طبیعی[2] و چنانچه ماده اصلی و اولیه کمپوستی کاه وکلش یا مخلوطی از کاه و کلش و علوفه خشک بوده و به هیچ عنوان در ساخت آن از کود اسب استفاده نشود؛ به آن کمپوست مصنوعی[3] می‌گویند. به منظور جبران کمبود فسفر و پتاسیم موجود در کاه و کلش همواره مقداری کود مرغ به عنوان مکمل به کمپوست‌های مصنوعی می‌افزایند.

با توجه به ارزش غذایی ناکافی کاه و یا کود اسب و نیز پائین بودن سرعت تجزیه و تخمیر در آن، همواره باید یک‌سری مواد بنام مکمل را به صورت فرموله با آنها ترکیب نمود. بنا به روش جلدهال[4]؛ هر یک از فرمول‌ها بر اساس مجموع ازت موجود در هر جز تهیه و تنظیم می‌شود. با استفاده از این فرمول‌ها و رعایت اصول خاص کمپوست‌سازی؛ نسبت مطلوب جهت انجام فعالیت تجزیه میکروبی مناسب بدست می‌آید که در نتیجه؛ به حداکثر ارزش غذایی خواهیم رسید.

– مکمل‌های غذایی

تولید کمپوست، در اصل یک فرآیند تجزیه میکروبی محسوب می‌گردد. میکروب‌ها در اجزاء ترکیبی کمپوست به وفور یافت شده وبرای فعال‌سازی آنها کافیست مقداری آب اضافه نماییم. برای تحریک بیشتر فعالیت میکروب‌ها و افزایش رشد آنها می‌توان مقداری مکمل غذایی به عنوان تأمین کننده نیاز پروتئینی (ازت) و هیدرات کربن جمعیت میکروب‌ها به مواد اولیه اضافه نماییم. تا زمانی که هیدرات کربن کافی در اختیار میکروب‌ها قرار دارد.

می‌توانند تقریباً از هر منبع ازت برای تأمین انرژی مورد نیاز خود استفاده نمایند. به علت تجزیه مشکل سلولز، در اصل از هیدرات کربن کاه نمی‌توان استفاده کرد و باید آن را از منبع دیگر- تأمین نمود. این مکمل باید حاوی ازت و مقداری ماده آلی باشد تا مقدار هیدرات کربن لازم را تأمین نماید. به این ترتیب، در تولید کود کمپوست باید از مقادیر مشخص کود حیوانی و پودرهای غذایی حیوانی استفاده نمود.

در ادامه فهرستی از اجزای ترکیبی کمپوست به همراه مکمل‌های مجاز بر طبق درصد ازت موجود در آنها گروه‌بندی و ارائه می‌گردد. قابلیت دسترسی و هزینه هر یک از مواد موجود در فرمول‌ها، دو عامل مهم در انتخاب آنها می‌باشد. این فهرست قطعی و جامع نبوده و می‌توان به دلخواه از مواد مشابه هر یک نیز استفاده نمود (به ضمائم مراجعه شود).

– تقسیم بندی گروه ها

گروه 1: تمام این مواد، معدنی بوده و به سرعت گاز آمونیاک تولید می‌نمایند. از این مواد اغلب برای نرم کردن کاه در کمپوست‌های مصنوعی استفاده می‌شود. موقع استفاده باید توجه کرد که تمامی این مواد را به طور کاملاً یکنواخت با هم ترکیب نمود. در صورت استفاده از سولفات آمونیوم؛ باید به اندازه سه برابر حجم آن از کربنات کلسیم (caco3) (کود اسبی) استفاده نمود تا محیط، خنثی گردد. از این گروه در ساخت کمپوست‌های طبیعی نباید استفاده گردد.

گروه2 : این مواد سرشار از پروتئین بوده اما به دلیل قیمت بالا مصرف کمی دارند.

گروه3 : این گروه جزو  پرمصرفترین مواد در سطح تجاری بوده و نسبت مطلوبی از  در آن برقرار است.کود مرغ خشک مخلوط با خاک ارّه یا کاه و کلش متداول بوده و طریقه‌ مصرف آن نیز آسان است.

گروه4 : تمامی این مواد افزایش دهنده حرارت بسیار خوبی بوده و به این دلیل برای تمامی کمپوست‌ها توصیه می‌گردد. مقدار مصرف آن 5/12 کیلو در هر تن از ترکیبات خشک می‌باشد.

گروه5 : از این مواد تنها در مناطقی که فاقد اسب یا مرغ می‌باشد، استفاده می‌گردد.

گروه6 : علوفه برای افزایش دمای اولیه (تحریک فعالیت میکروبی) کمپوست‌های مصنوعی بسیار مفید بوده و حاوی مقادیری هیدرات کربن است که در افزایش جمعیت میکروبی کمک فراوانی می‌کند. از این مواد می‌توان به مقدار 20 درصد ماده خشک مواد اولیه کمپوست استفاده نمود.

– روش های تهیه کمپوست

الف) روش دستی

معمولا برای تهیه کود آلی در مناطق کم جمعیت مانند روستاها از این روش استفاده می شود. و از آنجایی که بهترین روش دفع زباله در مناطق روستایی تهیه کود از زباله است. می تواند مورد توجه بسیاری از روستائیان قرار گیرد، که خود به چندین روش تقیسم می شود. که به اختصار عبارتند از : روش بنگالو :  در این روش کودسازی به طریقه بی هوازی انجام می شود. گودال هایی به عمق 90 سانتی متر و عرض 1.5 الی 2.5 و طول 10 الی 4.5 متر حفر می شوند.

حداقل فاصله این گودال ها با آخرین منطقه مسکونی محل نباید کمتر از  800 متر باشد. فرآیند کودسازی بدین طریق است که، ابتدا لایه ای از زباله به ضخامت حدود 15 سانتی متر را در کف گودال پخش می کنند. و روی این لایه به ضخامت 5 سانتی متر مدفوع می ریزند. سپس به تناوب لایه های به ضخامت 15 سانتی متر زباله و 5 سانتی متر کود انسانی می افزایند. تا به سطح بالای گودال برسد. لایه آخر (بالایی) بایستی با ضخامت 25 سانتی متر از زباله باشد.

سپس خاگ کنده شده را بر روی زباله بالایی به ضخامت 45 الی 60 سانتی متر می ریزند و آن را کاملاً می پوشانند. در نتیجه عمل باکتری ها در مدت یک هفته گرمای قابل ملاحظه ای در توده کمپوست ایجاد می شود که تا 2 الی 3 هفته ادامه می یابد. که موجب تجزیه مواد می شود و همه عوامل بیماری زا و انگلی را نابود می کند. در پایان 4 تا 6 ماه کار تجزیه تکمیل می شود. کود حاصله ماده ای است که کاملاً تجزیه شده و بدون بو و بی ضرر می باشد. و ارزش آن برای زمین های کشاورزی بسیار مناسب است. استفاده از این روش برای جمعیت های بالای 100 هزار نفر توصیه نمی شود.

– روش چاله ای

این روش معمولاً برای دفع زباله به صورت خانوادگی مورد استفاده قرار می گیرد. به طوری که چاله هایی معمولاً با عمق 1 متر کنده می شوند. سپس، پسماند های غذایی، فضولات حیوانی و برگ درختان را در این چاله ها ریخته و در پایان هر روز روی آن را با خاک می پوشانند. تعداد این چاله ها بایستی از دو عدد کمتر نباشد. چرا که پس از پر شدن و بستن یکی از آنها بتوان از دیگری استفاده نماید. در مدت 5 تا 6 ماه، زباله تبدیل به کود می شود. که برای مصرف در کشاورزی به عنوان کود بسیار مناسب می باشد. این روش در جوامع روستایی، کارساز و نسبتاً ساده و عملی است.

– روش حوضچه ای

مواد آلی زباله را جدا کرده، سپس برای تجزیه، آنها را در حوضچه هایی قرار می دهند که اصولاً اندازه این حوضچه ها به طور معمول 9-2 متر طول، 2.5-1.5 متر عرض و 1 متر عمق دارد. این حوضچه ها به فاصله یک دیوار بتونی در کنار هم ساخته می شوند. کف و کناره های حوضچه سیمانکاری می شود. معمولاً در قسمت وسط حوضچه، کانالی احداث می کنند که برای هوادهی و همچنین برای دفع مایعات (شیرابه) زباله در حوضچه مناسب می باشد. در صورتی که شرایط جوی مناسب باشد، ممکن است بعد از یکماه بتوان کود مناسب به دست آورد. ولی معمولاً بین 3 تا 4 ماه طول می کشد.

– روش سطحی

در این روش هر توده  برابر 2.5 متر مربع سطح و تقریباً 1.5 متر ارتفاع دارد. جاده های جدا کننده هر منطقه بایستی دارای 5 تا 6 متر عرض بوده تا بسادگی عبور و مرور وسایل نقلیه را به کلیه نقاط امکان پذیر سازد. در فصل تابستان، وزن توده ها معمولاً 630 تا 820 کیلوگرم می باشد. و در زمستان 1500 تا 1800 کیلوگرم می شوند. (توده های بزرگتر حرارت بیشتری تولید م کنند). در هنگام برگشت توده، دو توده می توانند در محل جدید به یک توده بزرگتر تبدیل شوند. و در دومین برگشت، چهار توده اولیه به دو توده و سپس به یک توده اصلی تبدیل شوند. از طریق آزمایشاتی نیز می توان به کیفیت کود حاصله پی برد.

– مراحل آزمایش ید در کود کمپوست

الف) نمونه ای از کود حاصله را با اسید کلریدریک مخلوط نمایید.

ب) مخلوط به دست آمده را از کاغذ صافی عبور می دهیم و دو قطره ید به مایع صاف شده اضافه کنید.

ج) اگر محلول زردرنگ و کمی رسوب کرد، دلیل بر تکمیل عمل کودسازی است.

د) اگر محلول به رنگ آبی و رسوب بیشتری ایجاد نمود، دلیل بر عدم تکمیل عمل کودسازی است.

ب) کودسازی به روش مکانیکی :  در این روش، تهیه کود در کارخانجات بزرگ کودسازی به طریقه مکانیکی انجام می گیرد. معمولاً در شهرهای بزرگ از این روش استفاده می شود. پروسه عملیات کارخانجات بزرگ کمپوست به ترتیب به شرح ذیل خلاصه می گردد :

1- عملیات حمل و نقل

2- پذیرش زباله

3- جدا سازی مواد غیرقابل کمپوست

4- خرد کردن

5- سیستم هاضم

6- سرند کردن و تفکیک ریزدانه و درشت دانه

7- بسته بندی و توزیع در بازار

در طی عملیات تجزیه مواد آلی که در داخل برج های هاضم انجام می پذیرد، موارد ذیل بایستی مود نظر باشند:

الف) نسبت کربن به ازت C/N)) : این نسبت در محصول کمپوست رسیده بین 12 تا 20 است.

ب) رطوبت :  رطوبت لازم برای تهیه کمپوست 50 تا 60 درصد است.

ج) درجه حرارت : درجه حرارت لازم برای از بین بردن میکروب های بیماری زا و انگل ها ، حدوداً 60 تا 70 درجه سانتی گراد است.

د) هوا دهی :  معمولاً هوادهی بایستی به اندازه ای باشد که سیستم به غیر هوازی تبدیل نگردد.

ه) PH در کمپوست رسیده حدود 8 درصد می باشد.

– انواع و خصوصیات کمپوست

1- کمپوست خام :   مواد زائدی هستند که مواد غیر قابل کمپوست آن جدا و خرد شده است. اما مراحل تثبیت انجام نشده  است.

2- کمپوست تازه :  مواد زیر کمپوست، که در مراحل ابتدایی تجزیه می شوند، حدود 20 درصد آنها تثبیت شده اند.

3- کمپوست رسیده :  کمپوست کامل محصولی است که فاقد عوامل بیماری زا می باشد.

4- کمپوست مخصوص :  کود کمپوست کامل برای مطابقت با نیازمندی های گیاه به آن مقداری کود شیمیایی اضافه می کنیم.

– مزایای کمپوست

– افزایش خلل و فرج خاک و در نتیجه کمک به توسعه ریشه گیاهان

– تهویه خاک

– افزایش ظرفیت حفظ آب

– کاهش فرسایش خاک

– افزایش ظرفیت تبادل یون خاک

– تامین عناصر مغذی و جزئی معدن

– اثر مفید بر فعالیت میکروارگانیسم ها

– کمک به جذب حرارت در خاک به دلیل داشتن رنگ تیره

– کاهش چسبندگی خاک

– معایب کمپوست

– در حالت مکانیزه (کارخانه کمپوست) سرمایه گذاری اولیه بالاست.

– دفع مواد غیرقابل کمپوست باید به صورت مجزا انجام شود.

– در برخی موارد، محصول دارای بازار فروش مطمئنی نیست.

– بیوگاز ( Biogas  )

بطور کلی بیوگاز در اثر تخمیر در اثر تخمیر بی هوازی مواد آلی به دست می آید. بیوگاز از ضایعاتی مانند فضولات دامی، زباله خانگی، ریشه و ساقه گیاهان به دست می آید. که طی فرآیندی در مخازنی تبخیر می شوند. این گاز بیوگاز نام دارد. مخلوطی از 65 الی 55 درصد گاز متان و 45 الی35 درصد دی اکسید کربن می باشد. و درصد ناچیزی شامل ازت، اکسیژن و هیدروژن سولفوره می باشد.

متان که منشأ انرژی و  قابلیت اشتعال بیوگاز می باشد. همان گازی است که در شبکه های گاز رسانی شهر جاری است و به صورت طبیعی در منابع زیر زمینی وجود دارد. بیوگاز بدون رنگ و و بوده و بسادگی قابل اشتعال می باشد. هر مترمکعب آن معادل 0.6 متر مکعب گاز طبیعی ، انرژی تولید می کند. کلیه مواد آلی بیولوژیکی قابلیت تخمیر و تولید بیوگاز را دارا می باشند. ولی فضولات دامی و انسانی برای این عمل مناسب تر هستند. بنابراین در نقاطی که امکان نگهداری حیوانات و دامداری وجود دارد از قبیل روستاها و یا حتی دامداری ها و مرغدای ها، مقداری از انرژی مورد نیاز را می توان به کمک تخمیر فضولات و ضایعات حیوانی و انسانی تأمین نمود.

– عمل تخمیر بیوگاز

عمل تخمیر در مخازنی به نام هضم کننده و یا تخمیر کننده انجام می گیرد. و به طور متوسط از هر متر مکعب حجم مفید مخزن هضم در حدود 150 لیتر بیوگاز تولید می شود. زمان توقف مواد بیولوژیکی در مخزن هضم کننده و یا به عبارت دیگر زمان لازم برای کامل شدن واکنش فوق بسته به درجه حرارت محیط از 30 تا 90 روز متغیر است. طی سال های اخیر، اهمیت و توسعه بیوگاز در جهان بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به طوری که تعداد این دستگاه ها در چین از سال 1920  تا سال 1972  تنها 1300 و بعد از آن تا سال 1985 بالغ بر 7 میلیون دستگاه برآورد گردیده است. که نیازهای انرژی 50 میلیون روستایی را برطرف می نمایند.

همچنین در این کشور بیش از 400 ژنراتور بزرگ و کوچک برای مصارف خانگی و صنعتی از انرژی بیوگاز استفاده می نمایند. در هندوستان تاکنون بیش از 100.000 دستگاه بیوگاز وجود دارد. همچنین در کشورهای اروپایی نظیر دانمارک، بلژیک، فرانسه و دیگر کشورها استفاده می شود. در آمریکا ، تاکنون بیشتر از 1000 واحد بیوگاز به طریقه صنعتی و توسعه یافته مشغول کار هستند، به طوری که 10 درصد کل انرژی مصرفی در این کشور از سیستم بیوگاز تامین می شود. مقايسه خصوصيات شيميايي ورمي كمپوست و پيت نشان دهنده سطوح بالاتر نيتـروژن، فـسفر،پتاسيم، كلسيم و منيزيم در ورمي كمپوسـت بـوده است.