تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه ششم

اهداف:

آشنایی با عوامل مۆثر شیمیایی در تهیه کمپوست

وسایل مورد نیاز:

ترازو - ضایعات قابل کمپوست

6-1 مباحث علمی و شیمی کمپوست
به نظر شما برای یک فرایند کمپوست ایده آل کدام یک مهم‌ترند؟ کربن یا نیتروژن ؟ نرخ تبدیل مواد آلی قابل تبدیل به کمپوست بستگی به عوامل فیزیکی و شیمیایی بسیاری دارد. مثلاً نسبت کربن به نیتروژن در مواد آلی داخل کمپوست پارامتر مهمی است برای یک فرآیند ایده آل تولید کود گیاهی. خصوصیات شیمیایی دیگر مثل غلظت عناصر و مواد معدنی دیگر، غظت اکسیژن، میزان رطوبت آب و اندازه pH از جمله عوامل شیمیایی مهمی هستند که در این جلسه مورد بررسی قرار می گیرند.

6-2 نسبت کربن به نیتروژن (C/N)
کربن و نیتروژن مهم‌ترین عناصری هستند که میکروارگانیزم‌ها برای تجزیه نیاز دارند. کربن منبعی برای انرژی و هم چنین واحد اصلی ساختمان سلولی میکروارگانیزم‌ها می باشد. نیتروژن نیز عامل اصلی پروتئین ها، اسید نوکلوئیک ها، آمینو اسیدها و آنزیم‌های لازم برای رشد سلول‌های میکروارگانیزم‌ها و فعالیت آنها می باشد.
اگر نسبت این دو عنصر مناسب باشد، مواد مورد نیاز برای تهیه یک کمپوست ایده آل فراهم شده است. معمولاً این میزان بهتر است حدود 30 به 1 باشد، یعنی سی قسمت وزنی کربن و یک قسمت وزنی نیتروژن.

اگر این نسبت کمتر از 1/30 باشد، یعنی نیتروژن بیشتر از یک قسمت باشد، نیتروژن اضافی تولید گاز آمونیاک و بوی نامطبوع می کند. اگر این نسبت بیشتر از 1/30 باشد، یعنی میزان کربن بیشتر از 30 قسمت باشد، بنابراین نیتروژن کافی برای رشد میکروارگانیزم‌ها وجود نخواهد داشت و کمپوست تقریبا بدون فعالیت و سرد باقی خواهد ماند.

با پیشرفت فرایند کمپوست، نسبت کربن به نیتروژن آن از 1/30 به 1/15 تغییر می‌یابد. وقتی میکروارگانیزم‌ها تجزیه می‌شوند بیشتر کربن آنها بصورت دی اکسید کربن آزاد می شود. کربن‌های باقی‌مانده همراه با نیتروژن برای رشد ساختمان سلولی میکروارگانیزم‌ها استفاده می‌شوند.

اندازه درشتی یا ریزی مواد نیز باعث کاهش یا افزایش دسترسی میکرواگانیزم‌ها به اتم‌های کربن آنها می‌شود. مثلاً اگر بجای خاک اره از خرده چوب برای افزایش هوادهی استفاده کنیم، میکرواگانیزم‌ها تماس کمتری به کربن خرده چوب خواهند داشت. بنابراین بهتر است نسبت کربن به نیتروژن کمی بیشتر از سی به یک باشد، چون ممکن است تعدادی از کربن ها به دلیل عدم دسترسی یا داشتن پیوندهای بین مولکولی قوی نتوانند کاملاً در اختیار میکروارگانیزم‌‌ها قرار بگیرند.

6-3 اکسیژن
میکروارگانیزم‌ها برای تولید انرژی کربن مواد آلی را اکسید کرده و تولید کربن دی اکسید می کنند. اکسیژن مصرف شده و کربن دی اکسید تولید می گردد. اگرچه غلظت اکسیژن هوا 21% است ولی میکروب‌های هوازی با غلظت 10% نیز براحتی کار خود را ادمه می دهند. در غیاب اکسیژن کافی ( اگر غلظت آن کمتر از5% باشد)، فرایندهای بی هوازی شروع به فعالیت می کنند که بوی نامطبوعی تولید می کنند.

6-4 مواد غذایی

عناصری مانند فسفر و پتاسیم و مواد معدنی مثل کلسیم، آهن، برم، مس و ... نیز برای رشد و فعالیت میکرواگانیزم ها لازمند. این مواد معمولاً به اندازه ی کافی در مواد آلی وجود دارند و بنابراین عاملی محدود کننده برای تولید کمپوست به حساب نمی آیند.

6-5 pH
pH مناسب کمپوست باید حدود 5/5 تا 8/5 باشد. هنگامی که میکروارگانیزم‌ها مواد آلی را تجزیه می کنند، اسیدهای آلی تولید می‌شوند. در مراحل اولیه فرایند کمپوست، این اسیدها غالباً روی هم انباشته می‌شوند و باعث کاهش pH می شوند. این امر باعث رشد قارچ‌های میکروبی و شکسته شدن بیشتر سلولز و لیگنین چوب می شوند. معمولا غلظت اسیدهای آلی در طی پیشرفت فرایند کمپوست کمتر می شود. اگر سیستم کمپوست در اثر کمبود هوا شروع به فعالیت های بی هوازی بکند، غلظت اسید باعث کاهش بیشتر pH تا حدود 4.5 می شود که به شدت مانع از فعالیت میکروارگانیزم‌ها می‌شود. در چنین شرایطی افزایش هوا دهی باعث افزایش فعالیت میکروب‌های هوازی و افزایش pH به سقف مورد نظر می شود.

کمپوست و محتویات آن در مراحل میانی فرآیند

6-6 رطوبت
رطوبت محتویات کمپوست باید حدود 60 – 50 % باشد. کمپوست خشک (رطوبت کمتر از 30%) باعث کاهش فعالیت باکتری‌ها و کمپوست بسیار مرطوب ( رطوبت بیشتر از 65% ) نیز باعث کاهش فعالیت تجزیه شدن مواد و افزایش تولید بوی نا مطبوع توسط میکروب‌های غیر هوازی می شود. میوه ها و سبزیجات حدود 80 تا 90% و کاغذ روزنامه حدود 5% رطوبت دارد. (جدول 6)

بطور کلی موادی که نیتروژن بالایی دارند حاوی مقدار بسیار زیادی رطوبت هستند و موادی که کربن زیادی دارند خشک هستند. ترکیب مناسب این دو مواد باعث تولید یک کمپوست ایده آل می شود.
میزان رطوبت مواد کمپوست باید به میزان یک اسفنج خیس شده و فشرده شده باشد. آب آن نباید به اندازه ای باشد که اگر مقداری از این مواد را در بین مشت دست خود فشار دادید، آب از آن خارج شود. اگر رطوبت کمپوست کم بود مقداری آب اضافه کرده و اگر رطوبت زیاد بود کمی مواد خشک مثل برگ خشک درختان یا خاک اره و چوب خرد شده به آن اضافه کنید.

چگونه نسبت کربن به نیتروژن یک کمپوست را محاسبه کنیم؟

با داشتن میزان نسبت کربن به نیتروژن هر ماده ی آلی که به ظرف کمپوست می ریزیم و با دانستن میزان غلظت نیتروژن آن ماده ( جدول 6) می توان غلظت کربن آن ماده را نیز طبق رابطه زیر محاسبه کرد.
%C = %N x C/N
سپس طبق فرمول زیر نسبت کربن به نیتروژن کمپوست محاسبه می شود:
 
در این فرمول
R= نسبت کربن به نیتروژن کل کمپوست
Q1= جرم ماده ی آلی شماره‌ی 1 که به ظرف کمپوست اضافه می شود
C1= غلظت کربن (%) از ماده آلی شماره 1
N1= غلظت نیتروژن (%) از ماده آلی شماره 1
M1= غلظت رطوبت ماده آلی شماره 1
و به همین ترتیب برای ماده های آلی شماره 2 و 3 و ...

تکلیف 1: نسبت کربن به نیتروژن مواد داخل کمپوست خود را اندازه گرفته و نتیجه را برای ما ارسال نمایید.

تکلیف 2: در طول مدت یک هفته نام کلیه موادی که به کمپوست خود اضافه می‌کنید را در جدولی یادداشت کنید. سپس جرم کلیه این مواد را به کمک یک ترازو بطور جداگانه اندازه بگیرید (Q) و ثبت کنید. نتیجه را برای ما ارسال نمایید.

تکلیف 3: میزان غلظت نیتروژن و نسبت کربن به نیتروژن و میزان غلظت رطوبت هر یک را بطور جداگانه از جدول شماره 6 استخراج کرده و در جدول مربوطه یادداشت نمایید. سپس میزان درصد کربن هر یک از این مواد را محاسبه کنید.
همچنین میزان نسبت کربن به نیتروژن کل مخلوط کمپوست را محاسبه نمایید ( R ). محاسبات خود را برای ما ارسال نمایید.

پرسش: اگر میزان این R کمتر از 30 یا بیشتر از 30 بود، چگونه باید چاره اندیشی کنید و چه فعالیت‌هایی روی کمپوست خود باید انجام دهید؟

محل بازدید/ اردو/ خرید: _______

منابع مطالعه: برای اطلاع بیشتر در زمینه دمای کمپوست، تأثیر نیترژن و آب در کمپوست به منابع زیر مراجعه نمایید.

_ کتاب تهیه کود آلی کمپوست/ ترجمه: مهندس پرورش، مهندس شاهمنصوری/ نشر پرسش.

_ سایت انگلیسی زبان زیر، تأثیر نیترژن و آب در کمپوست، دمای کمپوست و چگونگی استفاده از کمپوست بعد از آماده شدن آن را توضیح می‌دهد.

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه اول
تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه دوم
تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه سوم
تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه چهارم
تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه پنجم
تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه ششم
تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه هفتم
تهیه کمپوست از زباله های تر - جلسه هشتم