Compostarea reziduurilor zootehnice

în România

1

COMPOSTAREA – NOTIUNI GENERALE

Compostarea reprezintă tehnica de transfomare a deşeurilor organice în îngrăşăminte, cuprinzând totalitatea transformărilor microbiene, biochimice şi fizice pe care le suferă deşeurile vegetale sau animale de la starea lor iniţială şi până când ajung în diferite stadii de humificare, stare calitativ superioară, diferită stării iniţiale.

Dintre sursele de reziduuri folosite astăzi în compostare se pot aminti reziduuri din agricultură, din industrie şi nu în ultimul rând din administraţiile locale (parcuri, plaje, staţiile de epurare orăşeneşti).

Una din cele mai mari probleme legate de cantităţile uriaşe de reziduuri o reprezintă reziduurile zootehnice.

În general dejecţiile din zootehnie îmbracă două forme: cea lichidă, de ape uzate decantate, şi forma solidă de nămoluri.

Problemele ce le creează aceste deşeuri sunt multiple, printre care se enumeră:

- volumul mare al apelor uzate decantate şi al nămolului,

- poluarea apelor de suprafaţă, când evacuarea apelor uzate se face în cursuri de apă din apropierea complexelor zootehnice,

- suprafeţe mari de depozitare a dejecţiilor solide

În ţara noastră, odată cu apariţia crescătoriilor mari de animale din ultimele decenii ale secolului trecut, şi a staţiilor de epurare a apelor uzate, a apărut necesitatea valorificării în agricultură a nămolurilor ca îngrăşăminte organice.

Nămolurile din iazurile biologice sau din lagune, după ce se pompează apa supernatantă şi se foloseşte la irigarea culturilor, se lasă să se zvânte. După zvântare, când nămolul devine lopătabil, se încarcă în remorci şi se transportă pe terenurile ce urmează a fi îngrăşate organic.

Nămolurile din iazurile biologice şi lagunele crescătoriilor de taurine, de ovine sau de păsări nu pun probleme prea dificile, tehnic sau administrativ, pentru că nu reprezintă cantităţi prea mari.

2

Deshidratarea totală (care rezolvă problema şi din punct de vedere igienico- sanitar) este prea costisitoare şi presupune cantităţi prea mari de energie ca să fie rentabilă.

Conţinutul acestor nămoluri este bogat în elemente nutritive pentru plante legate în combinaţii organice uşor biodegradabile. Un calcul sumar arată că prin îngrăşarea solului cu 10 tone nămol la hectar, se administrează 45,3-102 kg/ de azot, 28,5-60 kg/ha fosfor (P2O5) şi 3,3-9 kg/ha de potasiu total (K2O). Variaţiile atât de mari ale conţinuturilor de elemente se datoreaza cantităţii hranei în cursul unui an, în funcţie de tipul de furaje administrate în unitaţile zootehnice.

TIPURI DE COMPOSTARE A REZIDUURILOR ZOOTEHNICE

Compostarea de tip gospodăresc a apărut odată cu dezvoltarea creşterii animalelor şi acumulării dejecţiilor în preajma adăposturilor animalelor şi a omului. Cunoscând valoarea pentru producţia agricolă a gunoiului de grajd de la animale, agricultorii îl cărau, ca şi în zilele de astăzi, şi-l răspândeau pe ogoare. Datorită însă caracterului sezonier al lucrărilor solului şi al cantităţilor de gunoi de grajd mici care se acumulează zilnic, a apărut nevoia de a-l stoca.

După felul şi durata stocării se pot deosebi două tehnologii de biotransformare: compostare extensivă şi compostare intensivă.

1. Compostarea extensivă reprezintă aruncarea gunoaielor în grămezi dezordonate în care transformarea materialelor vegetale şi a dejecţiilor animale se produce de regulă în absenţa aerului datorită prezenţei apei şi tasării puternice. În aceste condiţii descompunerea se produce lent, incomplet şi la temperaturi care nici vara nu depăşesc 40oC, fapt care duce, după un an de zile, ca doar stratul superior al grămezii să fie fermentat, iar restul să sufere o fermentare incompletă, unde se acumulează cantităţi mari de acizi organici, unii având acţiune toxică pentru rădăcinile plantelor.

2. Compostarea intensivă reuneşte toate tipurile de compostare care, deşi se realizează în sistem gospodăresc, totuşi ele se execută după anumite reguli tehnologice. Compostarea intensivă are la bază o concepţie şi o experienţă, ducând la obţinerea unor produse cu o anumită calitate. În funcţie de tehnologia de constituire a grămezii de compostare, se pot deosebi trei tipuri de compostare intensivă cum sunt:

compostarea intensivă anaerobă,

3

compostarea intensivă cu strat aerob urmată de o fază prelungită în anaerobioză,

compostarea intensivă aerobă.

Compostarea intensivă anaerobă se bazează în principiu pe eliminarea aerului din interiorul grămezii de compostare. Pentru aceasta, grămezile se construiesc cu materiale având o umiditate mai mare de 70%, în pachete paralelipipedice (înălţime mai mare de 2 m şi laturile mai mari de 4 m), bine îndesate în timpul construirii lor. În cazul în care producţia zilnică de gunoi de grajd este mică, se construiesc pachete cu laturi mici iar a doua zi se continuă înălţarea lor. Se recomandă acoperirea grămezii cu scânduri sau alte materiale împotriva uscării stratului de la suprafaţă şi totodată contra infiltraţiei provenite din precipitaţii. Astfel, în absenţa oxigenului atmosferic se dezvoltă o microfloră anaerobă care descompune lent şi incomplet celuloza, hemicelulozele, pectinele şi foarte puţin lignina, lăsând în masa compostului produşi intermediari ai descompunerii.

După acelaşi principiu se execută şi o tehnologie de compostare anaerobă în grămezi semiîngropate sau îngropate total.

Compostarea intensivă cu strat aerob urmată de o fază anaerobă s-a răspândit în Germania înainte de primul război mondial metoda fiind cunoscută sub numele de metoda Krantz, după numele unui căpitan bavarez care avusese ocazia să cunoască metodele tradiţionale din India.

Principiul metodei constă în aşezarea gunoiului de grajd pe un strat de vreascuri uscat de 30 cm care să asigure drenajul mustului de grajd şi accesul aerului la baza grămezii. Grămezile se construiesc în platforme îngropate în pământ care au pereţii şi fundul impemeabilizaţi. Blocurile de grămezi se clădesc începând de la un capăt al platformei, care grămezi vor forma un trunchi de piramidă înalt de cel puţin 1m şi cu latura bazei de aproximativ 1m. Gunoiul se aşează afânat, bloc după bloc, timp în care se verifică temperatura primului bloc şi dacă aceasta a atins în interiorul stratului de gunoi 55oC se trece la îndesarea gunoiului prin călcare.Dacă nu se ating cele 55oC se mai aşteaptă o zi timp în care se continuă clădirea de noi blocuri până la umplerea platformei.

La acest procedeu, în primele zile (3-4 zile) se dezvoltă microflora aerobă, care determină procese biochimice de energie şi temperaturi ridicate, favorizând activitatea microflorei mezofile şi înmulţirea celei termofile. Apoi, prin îndesare se elimină aerul din stratul de gunoi micşorându-se astfel activitatea microflorei aerobe, fiind favorizate microorganismele anaerobe. Prin acest procedeu se obţin mai puţini produşi intermediari. Prin autoliza celulozelor microbiene aerobe care s-au înmulţit,

4

se asigură o cantitate însemnată de enzime care vor acţiona şi în condiţii de anaerobioză asupra celulozei, hemicelulozelor, proteinelor, grăsimilor şi altor compuşi, astfel descompunerea acestora se va afla într-un stadiu mult mai avansat, aşa- zisa formă de humus brut. Trebuie menţionat faptul că humusul nutritiv nu se poate realiza în lipsa oxigenului.

Compostarea aerobă intensivă a avut la origine două tehnologii ai căror iniţiatori sunt Rudolf Steiner (procedeul biodinamic) şi Albert Howard (procedeul INDORE). Steiner a elaborat în 1921 o tehnologie originală de descompunere a gunoiului de grajd şi a enunţat principiile după care gunoiul poate fi transfomat într-un îngraşamânt organic concentrat, cu efect favorabil pentru menţinerea şi creşterea fertilităţii solului, la obţinerea unor culturi sănătoase de plante cu productivitate ridicată. Dirijarea proceselor de compostare se realizează prin biopreparate, acestea reprezentând elementul de noutate în tehnologia timpului.

Biopreparatele sunt produse din maceratele unor plante medicinale (muşeţel, valeriană, păpădie şi coada calului), ele având rolul, asemănător celui hormonal, de a dirija intensitatea şi direcţia transformărilor din grămada de gunoi.

Albert Howard (cercetător englez) a perfecţionat metodele tradiţionale de compostare ale băştinaşilor lansând în Anglia (1931) procedeul său, denumit ”procedeul Indore”, prin care composta gunoaiele provenite de la staţiile de epurare orăşeneşti.

Acest procedeu a fost elaborat între anii 1924 şi 1931 folosind ca materiale de compostat următoarele: - deşeuri vegetale (paie, buruieni, fânuri degradate, pleavă, plante acvatice, alge, deşeuri de la tăierile din livadă şi podgorii, vreji de cartofi, deşeuri de legume, furaje degradate, frunze şi rumeguş); - deşeuri animale (dejecţii, organe, sânge, animale moarte etc.); - materiale pentru neutralizarea acidităţii (calcar măcinat, carbonat de potasiu sau cenuşă).

Compostarea decurge mai bine când resturile vegetale sunt zdrobite, pentru că astfel se produce o îmbibare mai rapidă cu apă a ţesuturilor vegetale, facilitându-se astfel atacul microbian.

La amestecarea materialelor trebuie avut grijă să se realizeze un raport C:N=33:1 prin proporţionarea deşeurilor animale faţă de cele vegetale.

5

Înălţimea grămezii trebuie să nu depăşească 2m, iar locul pe care se aşează gramada de compostare trebuie să fie uşor înclinat pentru a nu bălti apa din precipitaţii. Grămada trebuie orientată cu axul lung în aşa fel încât să fie protejată contra vântului dominant şi să fie cât mai egal însorită de ambele părţi. După 2-3 săptămâni de compostare se execută prima remaniere a grămezii, cu scopul aerisirii, omogenizării şi trecerii straturilor de la bază către vârf şi a celor exterioare către interior. În acest fel se asigură o transformare mai uniformă a resturilor organice şi se grăbeşte compostarea prin aerisirea grămezii. Se mai execută o remaniere după încă 2-3 săptămâni. Cu ocazia fiecărei remanieri se pot aduce corecturi pentru umiditate. După 3 luni compostul este gata de folosire.

FAZELE PROCESULUI DE COMPOSTARE

S-au identificat trei faze principale ale procesului de compostare:

faza 1, stadiul de fermentare mezofilă, care este caracterizat prin creşterea bacteriilor şi temperaturi între 25 şi 40°C;

faza 2, stadiul termofil în care sunt prezente bacteriile, ciupercile şi actinomicetele (primul nivel al consumatorilor) la o temperatură de 50-600C, descompunînd celuloza, lignina şi alte materiale rezistente; limita superioară a stadiului termofil poate fi la 700C ş i este necesar să se menţină temperatura ridicată cel puţin o zi pentru a asigura distrugerea patogenilor şi contaminanţilor;

faza 3, îl constituie stadiul de maturare, unde temperaturile se stabilizează şi se continuă unele fermentaţii, convertind materialul degradat în humus prin reacţii de condensare şi polimerizare; ultimul obiectiv este de a produce un material care este stabil şi poate fi judecat cu privire la raportul C:N; materialele bine compostate au un raport C:N redus; de ex. raportul C:N poate scădea de la 30 la începutul procesului de compostare la 15 în compostul matur.

Ultimul recensamânt general agricol demonstrează faptul că peste 80% din efectivele de animale din ţara noastră se regăsesc în explotaţiile agricole de tip familial. Acestă stare de fapt arată că cea mai mare cantitate de reziduuri zootehnice va fi întâlnită în exploataţiile agricole individuale care nu au puterea economică sau tehnică a transformării acestor cantităţi imense de dejecţii într-un îngrăşământ organic de calitate.

6

Actual, problema dejecţiilor din zootehnia individuală este rezolvată de femier prin împrăştierea gunoiului de grajd direct pe terenurile agricole, acest gunoi de grajd fiind în general necompostat, necunoscând faptul că aplicarea directă a dejecţiilor animaliere (necompostate) din gospodăria proprie îi poate aduce şi dezavantaje nu numai avantaje.

Printre dezavantajele majore ale aplicării gunoiului de grajd , depozitat la marginile tarlalelor, direct pe terenurile agricole, se realizează o pierdere continuă a azotului, carbonului energetic şi trofic şi nu în ultimul rând poluarea mediului ambiant. Chiar dacă gunoiul de grajd, care se evacuează zilnic din gospodăria agricolă, ar fi încorporat în sol, acesta ar crea dezechilibre biologice în sol, prin raportul C:N prea mic al gunoiului cu paie prea puţine , fapt care ar determina procese puternice de amonificare, cu pierderea amoniacului în atmosferă, precum şi o nitrificare exagerată, urmată de levigarea nitraţilor.

În condiţiile actuale, pentru evitarea neplăcerilor create de cantităţile de dejecţii rezultate din zootehnie, este de preferat să se pornească printr-o depozitare corectă a reziduurilor din propria explotaţie, depozitare care dacă este însoţită de remanieri periodice (2-3 săptămâni) şi de corectarea raportului C:N prin introducerea de resturi vegetale tocate (paie de la culturile cerealiere, coceni de porumb tocaţi, etc), duce în final (după 3-4 luni) la obţinerea unui produs nou, mai puţin poluant şi mai uşor de biodegradat de către sol - „compost”.

Compostarea se mai poate realiza în silozuri sau pe platforme tradiţionale

Platforma pentru compostare şi straturile

Platformele servesc în principal pentru colectarea gunoiului de grajd si a altor resturi menajere biodegradabile din gospodăriile individuale.

Platformele de gunoi de grajd au rolul de depozite temporare pentru colectarea şi compostarea gunoiului. Depozitarea temporară, pentru o perioadă apreciată la circa şase luni, este necesară atât pentru a se asigura stabilizarea gunoiului prin compostare cât şi datorită faptului că aplicarea pe câmp a gunoiului nu se poate face decât în perioadele de timp recomandate de bunele practici agricole.

7

Platforma pentru compostare

Platforma reprezintă cea mai practică structură folosită la obţinerea compostului, nefiind necesară nici o construcţie specială, materialul compostat depozitându-se direct pe pământ sub formă de piramidă.

Faţă de compostarea în siloz, platforma necesita mai mult spaţiu, dar procesul de fermentaţie este cel obişnuit şi eficient, deoarece adăugarea de material proaspăt se face lateral, fără a se perturba procesul de descompunere.

Odată adunat materialul suficient pentru realizarea unei platforme, se poate iniţia stratificarea acestuia, executând o atenta amestecare a diferitelor substanţe.

Primul strat se constituie dintr-un material mai grosier (ramuri şi alte materiale reziduale), care va avea rolul unui grătar natural pentru scurgerea apei în exces.

Apoi, urmează un strat de material mai fin şi un strat de pământ bine umectat care la adăugarea gunoiului de grajd şi de compost maturizat asigură amestecului o încărcătura microbiana necesară procesului.

Se continuă în aceasta ordine, alternând straturile de material organic (pământ amestecat cu substanţe animale şi vegetale bine umectate) cu gunoiul de grajd şi compostul bine maturat, ajungându-se la înălţimea dorită, după care platforma se acoperă cu paie, fân şi cu un strat de circa 5 cm de argilă fină.

Durata procesului de compostare depinde de climă, de materialele utilizate şi de aranjarea corectă a platformei. În general, sunt necesare cca. 6 luni.

Compostul este considerat matur atunci când s-a transformat într-un amestec de pământ sfărâmicios, de culoare bruna închis, cu un miros plăcut, neînţepător.

8

Forma şi dimensiunile platformei trebuie să fie astfel încât să favorizeze procesele de fermentaţie aerobă care stau la baza procesului de compostare. În general, platforma nu depăşeşte 2 m de lăţime şi 1,8-2 m înălţime.

Lungimea se stabileşte în funcţie de cantitatea de materiale de compostat.

Amplasarea trebuie sa se facă într-un loc umbros, direct pe pământ. În plus, în funcţie de cerinţe, se adaugă elemente nutritive în aşa fel încât sa se corecteze eventualele carente ale solului.

AVANTAJE SI DEZAVANTAJE ALE COMPOSTARII

Principalele avantaje ale compostării produselor reziduale zootehnice constau în:

- asigură protecţia mediului ambiant din apropierea complexelor zootehnice şi în tot arealul în care acesta se aplică;

- se înlocuieşte un produs voluminos, cu umiditate ridicată, greu transportabil şi pe o rază mică în jurul complexului cu un produs concentrat, uşor transportabil la orice distanţă, fără miros, liber de agenţi patogeni, capabil să controleze dezvoltarea unor boli şi dăunători din sol, uşor de depozitat, nu creează probleme cu muştele sau cu buruienile, putând fi aplicat pe teren la momentul cel mai convenabil;

- se obţine un îngrăşământ valoros pentru agricultură, mai ales pentru sectoarele legumicol şi floricol, care poate substitui mari cantităţi de îngrăşăminte chimice

- compostul este un excelent condiţionator de sol, îmbunătăţeşte structura solului, are un aport important de materie organică şi reduce potenţialul pentru eroziunea solului.

Ca la orice altă activitate, şi în cazul compostării pot să existe şi dezavantaje, cum ar fi:

- necesită timp şi bani; compostarea necesită echipament, muncă şi management; dacă s-ar folosi numai echipamentele din fermă ar creşte consumul de forţă de muncă;

- necesită teren pentru desfăşurarea activităţii; suprafeţele necesare pentru

9

depozitarea materiilor prime, a compostului finit şi pentru desfăşurarea procesului de compostare pot fi foarte mari;

- este posibil să apară mirosuri, cel puţin în prima fază a procesului; - vremea poate afecta sau prelungi compostarea; vremea rece şi umedă poate

prelungi procesul de compostare prin reducerea temperaturii în grămada de compostare ş i prin creşterea umidităţii; zăpada în cantitate mare şi pe termen lung poate chiar bloca procesul de compostare.

CONCLUZII

Faptul că suntem ţară membră a Uniunii Europene presupune să rezolvăm cât mai repede problemele legate de dejecţiile din zootehnie iar compostarea este una din metodele simple, practice şi cu rezultate deosebit de benefice asupra fertilităţii solurilor, metodă care se poate aplica atât la nivelul marilor crescători de animale, cât şi de către micii femieri.

Fermierul român trebuie să accepte că într-o bună zi nu va mai putea depozita gunoiul de grajd oriunde şi oricât, că acest reziduu nu este indicat a fi folosit ca fertilizant organic decât dacă este liber de agenţi patogeni , liber de seminţe de buruieni, calităţi ce le poate îndeplini numai prin transfomarea acestuia în urma proceselor de fementare.

10