تاثیر اضافه کردن زئولیت و آهک به کود دامی برای تهیه کمپوست سریعتر (درست یا غلط)

صنعت دامپروری در حال تولید مقادیر زیادی ضایعات آلی به شکل فضولات حیوانی با تأثیرات جدی بالقوه بر محیط زیست است. جابجایی، پردازش، نگهداری و استفاده نادرست از کود حیوانی مشکلات بهداشتی و اپیدمیولوژیکی را به همراه دارد . از سوی دیگر، پسماندهای آلی می توانند منبع مواد آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و عناصر کمیاب باشند. به دلیل محتوای بالای مواد مغذی، پس از فرآوری مربوطه می توان از آنها به عنوان یک کود آلی ارزشمند استفاده کرد.

مدیریت پسماند باید به درستی مدیریت شود تا از آلودگی بالقوه محیط زیست جلوگیری شود. نگهداری و فرآوری نادرست پسماندهای آلی می تواند منجر به آلودگی محیط زیست، اتروفیکاسیون (eutrophication) و انتشار گازهای گلخانه ای و از بین رفتن ارزش اقتصادی پسماندها شود. استفاده موثر از پسماندهای آلی مستلزم ارزیابی ریسک برای جلوگیری از اثرات نامطلوب آلودگی محیطی بر هوا، خاک و آب های سطحی است.

عوامل موثر بر سرعت کمپوست

کمپوست به عنوان یکی از ایمن ترین ابزارها برای مدیریت مؤثر کود و کاهش مشکلات زیست محیطی ناشی از فضولات حیوانی با فواید فراوان به شمار می رود. هنگامی که کود در شرایط کنترل شده ذخیره می شود، به یک ماده بهداشتی، عاری از بو، پاتوژن های زنده و بذر علف های هرز تبدیل می شود.

مطالعه منگ و همکاران نشان داد که  (نیترات نیتروژن)N-NO₃،  (نیتروژن – آمونیوم) N-NH₄، نیتروژن کل، نسبت C/N، دما و رطوبت به طور قابل توجهی بر ترکیب جامعه باکتریایی داخل کود تأثیر می گذارند. مهمترین عامل کنترل کننده سرعت واکنش کمپوست سازی دما است که بر سرعت متابولیسم میکروبی و ساختار جمعیت تأثیر می گذارد.

هدف از این مطالعه بررسی اثرات اصلاح همزمان کودهای دامی با آهک و زئولیت در طی کمپوست با توجه به کاهش تلفات مقدار نیتروژن و آمونیوم است.

نتایج بررسی

راهنمای نتایج : کود خام مخلوط با 2.5 درصد وزنی زئولیت (S1). کود خام مخلوط شده با 2.5 درصد وزنی هم زئولیت و هم آهک (S2). کود خام بدون هیچ گونه تیمار (C)  که به عنوان کنترل استفاده می شود.

نتایج دما و pH

راهنمای تصویر : c1 = شاهد بدون تیمار  S1 = اضافه شدن زئولیت به کمپوست S2 = اضافه شدن آهک و زئولیت به کمپوست

در S2 یعنی افزوده شدن زئولیت و آهک، دمای بالاتر از 50 درجه سانتی‌گراد را برای مدت کمی در روز 3 و 4 و5 ام داشتیم. دمای بیش از 50 درجه سانتیگراد در طی سه روز در بستر S2 احتمالاً برای از بین بردن عوامل بیماری‌زا بالقوه و اطمینان از ایمنی بهداشتی کمپوست کافی نبود.

راهنمای تصویر : c1 = شاهد بدون تیمار  S1 = اضافه شدن زئولیت به کمپوست S2 = اضافه شدن آهک و زئولیت به کمپوست

در مرحله اولیه کمپوست، کاهش pH را در بسترهای بدون آهک مشاهده کردیم که می تواند به تشکیل اسیدهای آلی نسبت داده شود. افزایش پس از روز 3 ذخیره سازی را می توان به تخریب زیستی بستر و تشکیل نیترات نسبت داد. سپس تا روز 26 شاهد کاهش در بسترهای S1 و S2 به ترتیب به 8.0 و 8.24 هستیم. پس از این مدت سطوح pH در S1 و S2 به ترتیب به 8.42 و 8.7 تغییر کرد و سپس تا پایان مشاهده ثابت ماند. در سراسر کمپوست، pH در توده های C، S1 و S2 در محدوده قلیایی بود و از 7.18 تا 9.16 در نوسان بود. در حالی که pH در C به طور قابل توجهی در مقایسه با S2 کمتر بود (p> 0.05)، تفاوت معنی داری در pH بین C و S1 وجود نداشت.

سطح pH در گروه شاهد اصلاح نشده بعد از روز 26 سیر متفاوتی را نشان داد و در پایان آزمایش به pH 7.5 رسید. در بسترهای اصلاح شده با زئولیت  S1 و S2،  پی اچ کمپوست در پایان آزمایش در محدوده 8.39-8.5 بود.

محتوای ماده خشک و خاکستر (موادباقیمانده بسترهای متشکل از انواع کانی های معدنی)

پس از روز سوم کمپوست سازی، در S2  به طور قابل توجهی مقدار ماده خشک بیشتری از C و S1 بود. تفاوت معنی داری  بین C و S1 مشاهده نشد.

راهنمای تصویر : c1 = شاهد بدون تیمار  S1 = اضافه شدن زئولیت به کمپوست S2 = اضافه شدن آهک و زئولیت به کمپوست

میزان خاکستر در شروع کمپوست برای C، S1 و S2 به ترتیب 2.6، 4.3 و 4.4 درصد بود. با گذشت زمان نسبت به کاهش مواد آلی افزایش یافت. تجمع بالای خاکستر نشان داد درجه بالایی از تخریب و تبخیر است. پس از 40 روز کمپوست، میزان خاکستر با سرعت بسیار کمتری تغییر کرد و در پایان مشاهده به ترتیب به 6.1٪، 10.0٪، 12.5٪ در توده های  C  و S1 و S2 رسید. تجمع خاکستر شاخص خوبی برای فرآیندهای تجزیه در نظر گرفته می شود.

نسبت کربن به نیتروژن

آنالیز واریانس تفاوت معنی داری  را در نسبت C/N در بسترهای C، S1 و S2 نشان نمی دهد

راهنمای تصویر : c1 = شاهد بدون تیمار  S1 = اضافه شدن زئولیت به کمپوست S2 = اضافه شدن آهک و زئولیت به کمپوست

تجزیه مواد آلی

محتوای اولیه مواد آلی در بسترهای C، S1 و S2 به ترتیب 97.4٪، 95.7٪ و 95.6٪ بود و با گذشت زمان کاهش یافت. به طور کلی، کاهش تدریجی مواد آلی ناشی از کاهش منابع کربن موجود است. کاهش در مواد آلی در بستر شاهد کمترین بود. تفاوت بین محتوای اولیه و نهایی تنها 3.5٪ بود. تخریب کمتر مواد آلی در بستر شاهد مربوط به pH کمتر و رطوبت بالا است که منجر به شرایط بی هوازی و سرعت پایین‌تر فرآیندهای تجزیه می‌شود.

راهنمای تصویر : c1 = شاهد بدون تیمار  S1 = اضافه شدن زئولیت به کمپوست S2 = اضافه شدن آهک و زئولیت به کمپوست

ویژگی های نیتروژن کمپوست

در انتهای مراحل کمپوست سازی، میزان نیتروژن موجود در بستر در سه تیمار در یک بازه بوده و هیچ تفاوت معنا داری با هم را نشان ندادند

راهنمای تصویر : c1 = شاهد بدون تیمار  S1 = اضافه شدن زئولیت به کمپوست S2 = اضافه شدن آهک و زئولیت به کمپوست

نتیجه گیری کلی

نتایج این مطالعه نشان داد که افزودن زئولیت و آهک هیدراته به کودهای دامی حاوی کاه به عنوان حجیم‌کننده بر فرآیندهای تجزیه در طی 3 ماه تثبیت بدون چرخش تأثیر مثبت داشت. دمای بالاتر و محتوای ماده خشک در بسترهای اصلاح شده شناسایی شد و تکامل pH نیز به طور مثبت تحت تأثیر قرار گرفت. محتوای نیتروژن-آمونیوم در شیرابه بستر S1 و S2 کاهش یافت که به جذب انتخابی توسط زئولیت نسبت داده شد.

اصلاح کود دامی با زئولیت و آهک در مطالعه ما بر میزان ماده خشک بستر تأثیر گذاشت. افزایش ماده خشک در بسترهای S2 و S1 را می توان به ساختار متخلخل زئولیت و جذب رطوبت در حفره های ریز متخلخل نسبت داد. ظرفیت نگهداری آب زئولیت می تواند تا 60 درصد وزن کل آن برسد. این امر با تخلخل زیاد زئولیت ها و حفره ها و کانال های خشک شده داخلی آنها توضیح داده می شود.

نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که اصلاح کود کمپوست شده با مواد معدنی مانند زئولیت و آهک هیدراته پتانسیل بالایی در کاهش تلفات نیتروژن و کمک به بهبود پایدارسازی بسترها در طی کمپوست‌سازی دارد

با این حال در مدت زمان پوسیدگی کامل کود دامی تاثیر چندانی ندارد و در مواردی چون نسبت نیتروژن به کربن، دمای هسته ی کمپوست و میزان کل نیتروژن در کمپوست با تیمار شاهد تفاوت معناداری را نشان نمی دهد

منبع

Šubová, E., Sasáková, N., Zigo, F., Mindžáková. I. Vargova, M., Kachnic, J., and Lakticová, K. V. 2021. Amendment of Livestock Manure with Natural Zeolite-Clinoptilolite and Its Effect on Decomposition Processes during Composting. Agriculture, 11, 980.