Як утворюється компост
Ще наші предки зрозуміли, що компост корисний для вирощування рослин та покращення стану ґрунту, але вони не знали, як і чому це працює. Наші знання про компостування отримані в ході досліджень, проведених протягом останніх 50 років, порівняно недавно, якщо порівняти з двотисячною історією використання компосту.
Бактерії, грибки та актиноміцети складають більшу частину мікроорганізмів, що беруть участь у процесі розкладання відходів у компост. Вони вважаються хімічними редуцентами, тому що вони змінюють хімію органічних відходів, перетворюючи їх на неорганічні речовини та найпростіші органічні. Актиноміцети, вищі форми бактерій надають компоста приємний землистий запах. Вони розкладають деякі з найбільш стійких матеріалів у купі, такі як лігнін, целюлозу, крохмаль і білки. Макроорганізми, що живуть у компостній купі, - це кліщі, сороконіжки та інші багатоніжки, мокриці, равлики, ногохвостки, павуки, слимаки, жуки, мурахи, мухи, нематоди, плоскі черви, коловратки та дощові черв'яки. Вони вважаються фізичними руйнівниками відходів, тому що вони перемелюють матеріали на дрібніші шматки.
З усіх цих організмів, аеробні бактерії є найважливішими для розкладання. Їх дуже багато — кілька мільйонів в одному грамі ґрунту або органічних речовин, що розкладаються. Вони можуть переробити майже всі. Бактерії використовують вуглець як джерело енергії та азот, щоб побудувати у своєму організмі білки. Аеробні бактерії одержують енергію, окислюючи органічні речовини, особливо вуглець. Цей процес окислення нагріває компостну купу вище за температуру навколишнього повітря. Якщо компост знаходиться в належних умовах, купа нагрівається досить швидко, протягом кількох днів через життєдіяльність.бактерій, що споживають матеріали, що легко розкладаються.
Незважаючи на таку чудову ненажерливість, несприятливі умови середовища пригнічують життєдіяльність бактерій. Зменшення кількості кисню, зміна вологості, температури та кислотності можуть вбити бактерії або зробити їх неактивними. Для життєдіяльності аеробних бактерій рівень кисню у компості має становити щонайменше 5%. Результатом їх життєдіяльності є поживні речовини, такі як азот, фосфор та магній. Коли рівень кисню падає нижче за п'ять відсотків, аероби вмирають і розкладання сповільнюється на 90 відсотків. Анаеробні мікроорганізми, навпаки, посилюють свою роботу, виробляючи багато марних органічних кислот та амінів (аміак-подібні речовини), які погано пахнуть, містять у погано засвоюваній формі азот, а в деяких випадках є токсичними для рослин. Крім того, анаероби виробляють сірководень (із запахом тухлих яєць), токсичні кадаверин та путресцин.
Існують різні типи аеробних бактерій, які працюють у компостних купах. Їх населення варіюватиметься залежно від температури компосту. Психофільні бактерії живуть у низькому температурному діапазоні. Вони найактивніші за 12 градусів Цельсія. Вони виробляють невелику кількість тепла в порівнянні з іншими типами бактерій, проте цієї температури вистачає для того, щоби заробили інші бактерії — мезофільні.
Мезофільні бактерії швидко розкладають органічні речовини, виробляючи кислоти, двоокис вуглецю та тепло. Їхній робочий діапазон температур, як правило, знаходиться між 20 і 38 градусами. Коли температура компосту піднімається вище, мезофільні бактерії починають гинути чи переміщаються до зовнішньої частини купи. Вони замінюються теплолюбними термофільними бактеріями.
Термофільні бактерії розвиваються за температур від 45 до 70 градусів. Термофільні бактерії продовжують процес розкладання, підвищуючи температуру компосту до 54-70 градусів, на цьому рівні вона зазвичай стабілізується. Якщо в купу постійно не вводяться нові матеріали, висока температура зберігається не більше трьох-п'яти днів. Термофільні бактерії використовують дуже багато матеріалів, що розкладаються для підтримки своєї популяції. У міру того, як кількість термофільних бактерій знижується, а температура купи поступово падає, мезофільні бактерії знову стають домінуючими.
Падіння температури в компостній купі - не ознака того, що компостування є завершеним, а свідчить про те, що компост вступає в ще один етап процесу компостування. Високі температури вбивають патогенні мікроорганізми та насіння бур'янів. Якщо температура купи перевищує 70 градусів, треба вжити заходів для охолодження купи, перемішавши її. За такої температури компост втрачає свої хвороботворні властивості.
Як згадувалося раніше, більші організми беруть участь у фізичній трансформації органічного матеріалу на компост. Вони активні більш пізніх стадіях компостування. Комахи перемішують компостний матеріал, розбивають його на дрібніші шматки і перетворюють його на більш зручну форму для мікроорганізмів. Їхні екскременти також перетравлюються бактеріями, створюючи більше поживних речовин у компості.
Мікро- та макроорганізми є частиною складного харчового ланцюга. Цей харчовий ланцюжок складається з першого, другого та третього рівня організмів-споживачів. Споживачі першого рівня стають їжею для споживачів другого рівня, які, своєю чергою, є споживачами третього рівня. Кліщі та ногохвостки їдять гриби. Крихітнікрилаті жуки харчуються грибковими спорами. Нематоди ковтають бактерії. Найпростіші та коловратки, присутні у водних плівках, харчуються бактеріями та рослинними частинками. Хижі кліщі та хибноскорпіони полюють на нематод, личинок мух, інших кліщів та ногохсхід. Плоскі черви поїдають черевоногих, дощових черв'яків, нематод і коловраток. Споживачі третього рівня, такі як багатоніжки, стафілініди, жужелиці, та мурахи полюють на споживачів другого рівня. Мурахи харчуються різноманітними матеріалами, включаючи грибки, насіння, солодкі продукти, комах. Мурахи можуть зробити компост багатшим фосфором та калієм.
Дощові черв'яки є найважливішими з фізичних редуцентів у компостній купі. Дощові черв'яки поглинають органічні речовини і перетравлюють їх за допомогою крихітного каміння в травній системі. Їхні кишкові соки багаті гормонами, ферментами та іншими речовинами, що зброджують, які збагачують компост. Продукти переробки черв'яків багаті на поживні речовини: азот, кальцій, магній, фосфор, що добре засвоюються рослинами. Дощові черв'яки сприяють поліпшенню якості компосту. Наявність дощових хробаків у компості чи ґрунті свідчить про хорошу мікробіологічну активність.
Ключові фактори, що впливають на процес компостування, - це вуглецево-азотний баланс, вологість, аерація, температура і PH-рівень.
Рівень вмісту вуглецю та азоту залежить від конкретного органічного матеріалу. Матеріали, багаті на вуглецю, як правило, сухі та коричневі (листя, солома, тріска). Азотні матеріали - соковиті та зелені (свіжоскошена трава та харчові відходи), вони розкладаються швидше.