فاز اول تولید کمپوست قارچ (قسمت دوم)

فرمولاسیون کمپوست قارچ

فرمولاسیون کمپوست قارچ به معنی ترکیب نسبت بهینه ای از مواد خام مورد استفاده است برای بدست آوردن یک محصول خوب و زیاد.در فرآیند تولید کمپوست قارچ اولین مرحله تعیین فرمول مناسب ترکیب کمپوست است.

برای اینکه فرایند تخمیر در جهت صحیحی پیش برود، محاسبه نسبت های اولیه اجزاء براساس کیفیت مواد خام موجود بسیار ضروری است. با تعیین نسبت C : N در توده کمپوست بعد از مخلوط کردن و در شروع فرایند تخمیر می توان غلظت عناصر را تنظیم کرد. در شرایط سنتی تولید کمپوست قارچ این نسبت ۳۰ : ۱ است. یعنی برای هر قسمت از نیتروژن بایستی ۳۰ قسمت کربن موجود باشد. سؤالی که بلافاصله پیش می آید این است که چرا نباید از این بیشتر و یا کمتر باشد؟ جواب در تجربه عملی تهیه مرحله نهفته است.

فرض کنید مقدار اولیه نیتروژن بیشتر از حد باشد. فرایند کمپوست سازی در این شرایط فعال تر شروع می شود، و مقدار زیادی آمونياک تولید می شود که می تواند به صورت غیر منتظره ای باعث کاهش فرایند تخمیر شود، چون میکروارگانیسم ها در اثر غلظت زیاد آمونیاک در توده کمپوست می میرند. این اتفاق به ویژه زمانی رخ می دهد که مقدار زیادی از کود نیتروژن معدنی (کود شیمیایی) استفاده شود.

از طرف دیگر، اگر همه نیتروژن مورد نیاز به فرم کود مرغی اضافه شود، کمپوست سنگین تر می شود و میزان خاکستر اضافه می گردد. در نتیجه، کمپوست سنگین، چسبنده و لزج می شود که اثر نامطلوبی در تهویه آن خواهد داشت. فقدان اکسیژن ناگزیر منجر به فرایندهای بی هوازی می شود، که در مراحل بعدی مورد علاقه میسلیوم قارچ نخواهد بود. افزودن گچ برای بهبود ساختمان کمپوست چسبنده و لزج مطلب بسیار مهمی است که در قسمت جداگانه ای بحث خواهد شد.

از طرف دیگر، در شرایط کمپوست سازی به روش سنتی استفاده از نیتروژن زیادی بی مفهوم است. نکته
اینجاست که در شرایط سنتی، مرحله ۲۰-۲۵ روز و گاهی اوقات بیشتر طول می کشد. در خلال این مدت، از دست رفتن ماده خشک بسیار زیاد خواهد بود و باقیمانده کربن در پایان این فرایند نمی تواند نیتروژن زیادی را مصرف نماید. نیتروژن اضافی خود را در مرحله II کمپوست به صورت مقدار زیادی از نیتروژن آمونیاکی، آمونیاک آزاد، نشان خواهد داد، چیزی که نباید اتفاق بیفتد.

درصورت زیاد بودن نیتروژن و کمبود کربن در کمپوست، ترکیبات آمین دار در کمپوست باقی خواهند ماند و باعث ترغیب رشد قارچهای آمین دوست نظیر قارچ های جوهری میشوند. /در مقابل، کمبود نیتروژن در زمان ترکیب مواد خام کمپوست نیز پیامدهای منفی خواهد داشت. در صورت کمبود نیتروژن، در تمام مراحل تهیه کمپوست فعالیت کمپوست پایین خواهد بود و رشد میسلیوم و میوه دهی کاهش خواهد یافت. با این حال، مقداری از کمبود نیتروژن می تواند توسط اضافه نمودن انواع متعددی از مکمل ها (سبوس گندم، کنجاله سویا و یا پنبه دانه) جبران شود.

در صورت کمبود نیتروژن بعد از تخمیر، ترکیبات کربن دار باقی خواهند ماند و غذای مناسبی برای قارچ های رقیب خواهند شد و قارچ های رقیب باعث جذب کنه ها می شوند. در صورتی که نسبت کربن به نیتروژن بیش از حد مورد نیاز باشد، پس از اتمام نیتروژن، قندهای ساده در کمپوست باقی خواهند ماند و منابع غذایی خوبی برای قارچهای دیگر از قبیل آسپرژیلوس خواهند بود.  استفاده از روشهای نوین در تهیه کمپوست مرحله 1، زمان لازم برای تولید کمپوست قارچ را کاهش میدهد. كل مدت مرحله ، وقتی که از کف قابل هوادهی و بونکر استفاده شود، معمولا ۱۴-۱۲ روز می باشد و می تواند به کمتر از این نیز کاهش پیدا کند.

در این حالت، از دست رفتن ماده خشک خیلی کمتر است. بقایای ماده آلی بیشتر همراه با کربن در انتهای این مرحله به عنوان غذا برای تشکیل اندام میوه دهی استفاده می شود. اما برای استفاده از این نوع غذا به صورت مؤثر، بایستی مقدار مناسبی از نیتروژن در کمپوست وجود داشته باشد. در ترکیب این کمپوست سریع، استفاده از فرمول ۳۰ : ۱ کربن به نیتروژن می تواند اثر منفی بر عمل آوری و حاصلخیزی کمپوست داشته باشد.

در این شرایط کاربرد نیتروژن بیشتر، ایده مناسبی است. در اینجا بسیار مهم است که یادآور شویم اگر به دلایلی فرایند تخمیر در کمپوست خوب پیش نرود، پیامدهای نیتروژن اضافی می تواند مصیبت بار باشد.
پارامترهای موردنیاز مواد خام برای فرمولاسیون کمپوست توسط بررسی های آزمایشگاهی تعیین می شود. به ویژه بسیار مهم است که کیفیت کود مرغی – منبع اصلی نیتروژن در کمپوست – مشخص باشد.پارامترهای اصلی کیفیت کود مرغی که برای محاسبه لازم می باشند عبارت اند از مقدار نیتروژن، رطوبت و مقدار خاکستر. هر زمانی که کود مرغ جدیدی به مزرعه قارچ وارد میشود لازم است تا تعیین کیفیت شود.

پارامترهای کیفی کاه و کلش به اندازه کافی ثابت است و لزومی ندارد که در هر بار آنها را اندازه گیری کرد. تنها استثنا رطوبت کاه و کلش میباشد که برای فرمول ترکیب کمپوست قارچ بسیار مهم می باشد. کیفیت آب بازیافتی که برای مرطوب کردن کاه و کلش در تولید کمپوست اضافه می شود نقش بسیار مهمی در فرایند کمپوست سازی بازی می کند.

بنابراین، توصیه می شود که مقدار نیتروژن در آن تعیین شود و در زمان تهیه فرمول کمپوست مد نظر قرار گیرد. در ضمن، استفاده از آب شرب شهری که دارای کلر می باشد برای تهیه کمپوست مناسب نیست. چون کلر موجود در آب باعث کشتن باکتری هایی می شود که برای فرآوری کمپوست لازم است.همچنین در مورد گچ بایستی به دو کیفیت اساسی آن توجه نماییم: رطوبت و pH. هر مکملی را که در مرحله 1 تهیه کمپوست اضافه می کنیم، همان پارامترهای مذکور در مورد کود مرغ در مورد آنها هم بایستی اندازه گیری شود.

آماده سازی کاه و کلش برای تولید کمپوست قارچ

آماده سازی کاه و کلش از شل کردن بسته های کلش پرس شده و باز کردن و جمع آوری نخهایی که برای پرس کردن کلش استفاده می شود، شروع می گردد. اگر نخ ها جمع آوری نشوند به دور قطعات ماشین آلات می پیچند و باعث صدمه به آنها می شوند. اگر کلش ها بسته بندی شده اند بایستی بسته بندی آنها باز شود. در صورت استفاده از کمپوست سازی کوتاه مدت در مرحله 1، طول الياف کاه و کلش بایستی کوتاه تر باشد. | برای خیس کردن کاه و کلش به صورت همگن و یکنواخت، بایستی آنهارا به صورت یکنواخت و با ارتفاع و ضخامت یکسان در یک سطح سیمانی پخش نمود و روی آن آب پاشید و مجددا آن را زیر و رو کرد. مقدار کاه در لایه پخش شده بستگی به امکانات تکنیکی انتقال آب بازیافتی دارد.

ترکیب اجزای کمپوست قارچ

معمولا در تکنولوژی تهیه کمپوست تمام عملیات در یک مکان و همزمان انجام می شود. در خیس کردن کلش در شروع کمپوست سازی بایستی هرچه کلش آب جذب می کند به آن آب داد؛ هرچه آب بیشتری جذب کند بهتر است. در این مرحله، نگران غرقاب نمودن کمپوست و یا آب دادن بیش از حد نیاز نباشید، چون آب اضافی خارج می شود و خطر بیهوازی شدن وجود ندارد. در این مرحله، خارج شدن آب از کمپوست به معنی اشباع شدن کاه و کلش از آب نیست. علاوه بر این، افزودن کود مرغ خشک قسمتی از آب کاه و کلش را جذب می کند. برعکس، وضعیتی که غالبا اتفاق می افتد، فقدان آب کافی در کاه و کلش میباشد و مخلوط کاه و کود خیلی خشک می شود که اثر منفی بر فعالیت کمپوست در شروع کار دارد. مقدار بهینه رطوبت در این مرحله ۷۵- ۷۰٪ است. آبیاری بعدی کمپوست مرحله بایستی با احتیاط انجام شود. غرقاب کردن کمپوست خصوصا وقتی که درجه حرارت پایین است کار ساده ای است، اما تصحیح وضعیت غیر ممکن خواهد بود و کار بیشتر روی این کمپوست سخت خواهد شد.

 افزودن کود مرغی به توده کمپوست

در افزودن کود مرغ به کاه و کلش ضرورت دارد که دو جنبه اساسی را مد نظر قرار دهید. اول اینکه کود مرغی را به مقداری بیفزایید که براساس فرمول ترکیب کمپوست محاسبه شده است. مقدار کود مرغی مورد استفاده به حجم کاه مورد استفاده، کیفیت کود مرغ و درصد رطوبت آن بستگی دارد. دوم اینکه کود مرغی را تا حد ممکن در توده کاه به صورت یکنواخت و همگن توزیع کنید. معمولا کیفیت کار بستگی مستقیم به عامل انسانی یعنی کارگرانی دارد که مسئول افزودن کود مرغ می باشند. مخلوط کردن کود مرغی با کاه می تواند به طرق مختلفی انجام شود.

هرچه مخلوط کردن همگن تر و یکنواخت تر باشد، بهتر است. انتخاب روش مورداستفاده بستگی به امکانات تکنولوژیکی و صرفه  اقتصادی دارد. آنچه باقی می ماند پر کردن بونکر با کاه و کود مرغ به صورت دقیق و همگن می باشد. در اینجا ممکن است سؤالی پیش بیاید که چرا کود مرغ را به کاه خیس شده می افزاییم. چرا آن را به کاه خشک، قبل از خیس کردن، اضافه نمی کنیم.

دلیل آن این است که با تکنولوژی و امکانات موجود در مخلوط کردن اجزای کمپوست، وقتی که کمپوست را آب میدهیم، امکان از دست رفتن مقدار قابل ملاحظه ای از ترکیبات کود مرغ وجود دارد. با آب دادن به کمپوست کود مرغ شسته می شود. به همین دلیل، بعد از اضافه کردن کود مرغ توصیه می شود به کاه آب اضافه نکنید.

وقتی که کود مرغ را به کاه خیس شده میافزایید، ذرات آن به کاه می چسبد و در توده کاه حفظ می شود. اگر قبل از اضافه نمودن کود مرغ، کاه را خوب خیس کرده باشید، نیازی به افزودن آب به کاه و کلش پس از اضافه کردن کود مرغ نیست، مگر در موارد محدود آن هم چند روز بعد از شروع کمپوست سازی. در این صورت، نیز بایستی دقت شود به اندازه لازم آب روی کمپوست بپاشید که آب از توده کمپوست خارج نشود.

تشکیل انباشت یا قالب زنی کمپوست

به منظور درک اهمیت انباشت و با قالب زنی کمپوست اجازه دهید وارد ماهیت فرایند کمپوست سازی، هر چند در سطح بسیار ساده، بشویم. به صورت خیلی شماتیک فرایند تولید کمپوست به این صورت است که اولین موجوداتی که در توده کمپوست فعال می شوند میکروارگانیسم هایی هستند که در درجه حرارت معمولی زندگی می کنند. مرطوب کردن کاه و کود مرغ باعث شروع فعالیت آنها می شود. این موجودات زنده تغذیه و تکثیر خود را شروع می نمایند و باعث آزاد شدن انرژی به صورت گرما می شوند. یعنی گرم شدن کمپوست ناشی از فعالیت آنهاست. طبق قانون فیزیک، وقتی که انرژی آزاد شده توسط میکروارگانیسم ها، در اثر فرایند فعالیت های ضروری آنها، بیش از مقدار انرژی از دست رفته می باشد، درجه حرارت کمپوست افزایش می یابد.

وقتی که تبادل هوا در توده کمپوست زیاد باشد میزان از دست دادن انرژی بیشتر خواهد شد. به عبارت دیگر، اگر داخل توده کمپوست شل و کم تراکم باشد، این نوع کمپوست هرگز گرم نخواهد شد. بسیار واضح است که شدت تبادل هوا در داخل توده بستگی به شکل و اندازه قالب کمپوست دارد. در ابتدای فرایند کمپوست سازی وقتی که بافت کاه سفت و محکم است، ابعاد توده کمپوست (قالب) بایستی خیلی بزرگتر از ابعاد آن در انتهای فرایند تخمیر باشد.

در انتهای فرایند تخمیر، بافت کلش بسیار نرم تر می باشد. در نتیجه، تبادل توده هوا به داخل آن کندتر صورت می گیرد. بنابراین، در انتهای مرحله بایستی ابعاد قالب را کوچکتر گرفت.

فرایند تولید کمپوست احتیاج به اکسیژن دارد. اینکه چه مقدار اکسیژن، کی و کجا بایستی به کمپوست برسد، یکی از مهمترین شرایط به دست آوردن کمپوست خوب می باشد. اکسیژن از طریق نقوذ هوا به داخل کمپوست تأمین می شود. مقدار اکسیژن در هوای معمولی حدود ۲۱٪ است. اگر مقدار هوادهی زیاد باشد، کمپوست گرم نشده و فرایند کمپوست شدن شروع نمی شود به همین خاطر، درجه حرارت سطح توده کمپوست با درجه حرارت هوای اطراف آن تفاوتی ندارد.

وقتی درجه حرارت کمپوست به اندازه کافی بالا نرود، باکتری ها و قارچ های مزوفیل فعال خواهند بود که فعالیت آنها منجر به از دست رفتن مقدار زیادی از ماده آلی خواهد شد. برای جلوگیری از تخمیر بی هوازی و فعالیت بهینه آکتینومایستها و قارچ های گرمادوست در کمپوست، لازم است میزان اکسیژن در توده کمپوست در حد ۱۸-۱۵٪ حفظ شود. با کم شدن درصد اکسیژن در توده کمپوست فرایندهای بی هوازی شروع می شوند که اثر منفی بر کیفیت کمپوست قارچ خواهد داشت.

وظیفه کارشناس تولید کمپوست این است که با توجه به کیفیت کاه، ساختمان کمپوست، رطوبت آن و درجه حرارت هوایی که کمپوست در آن ساخته می شود و البته میزان آمادگی کمپوست، در هر بار قالب زنی ابعاد و شکل بهینه قالب کمپوست را تعیین کند . بایستی سعی شود که بیشترین حجم کمپوست در شرایط بهینه قرار بگیرد. به منظور کنترل آن، درجه حرارت بایستی در قسمت های مختلف کمپوست اندازه گیری شود. قرائت درجه حرارت قسمت های مختلف کمپوست، اطلاعاتی از غیریکنواختی، فشردگی، سطح ناصاف و شكل ناصحیح از توده کمپوست را منعکس می نماید.

 مخلوط کردن

تراکم و فشردگی زیاد کمپوست در قالب، که اثر خوبی بر کار کمپوست دارد، همیشه عاری از عیب نیست. یکی از این معایب توازن منفی ورود اکسیژن به توده کمپوست می باشد. یعنی اکسیژن مصرفی توسط واکنش های شیمیایی و میکروارگانیسم های درون توده کمپوست بیشتر از اکسیژن ورودی از اطراف کمپوست به درون توده خواهد بود . این امر منجر به تشکیل شرایط بی هوازی در کمپوست میشود که بر کیفیت کمپوست اثر منفی دارد. اگر توده کمپوست از اکسیژن اشباع شود و سپس جلوی ورود اکسیژن به درون توده گرفته شود، پس از ۲۰ دقیقه موجودی اکسیژن به اتمام می رسد و واکنش های بی هوازی شروع می شوند.

دو راه حل برای تأمین اکسیژن وجود دارد. یکی دمیدن مستقیم هوا به توده کمپوست (سیستم بونکر در مرحله کمپوست سازی و دیگری هم زدن کمپوست، یعنی برگرداندن آن از یک مکان به مکان دیگر. در واحدهای تولیدی قدیمی نوع دوم مرسوم تر است، ولی در واحدهایی که مجوز تولید کمپوست دریافت می کنند روش استفاده از بونکر (سیلو) رایج است. در روش قدیمی، کمپوست توسط چارشاخ با نیروی کارگر برگردانده می شود و یا توسط تراکتور چنگال دار جابه جا می شود.

در این برگرداندن بایستی دقت شود که توده کمپوست خوب از هم باز شود و همه قسمت های آن هوادهی شود. حال ممکن است که سؤال شود هرچند وقت یکبار کمپوست بایستی برگردانده شود؟ جواب این سؤال بستگی به شدت استفاده از اکسیژن درون توده کمپوست توسط میکروارگانیسم ها دارد. در واقع، زمان مخلوط کردن و هم زدن کمپوست بایستی موقعی باشد که اکسیژن کمپوست برای فرایندهای تخمیری کفایت نمی کند. پس از اینکه ترکیبات کمپوست مخلوط شد و رطوبت کافی در آن مهیا گردید، باکتری ها و قارچ های مزوفیل شروع به رشد و تکثیر می نمایند.

در اثر فعالیت اینها، کمپوست گرم شده و باکتری ها و قارچ های ترموفيل جایگزین مزوفیلها می شوند. در اثر فعالیت ترموفیل ها باز هم درجه حرارت افزایش پیدا می کند و از حد قابل تحمل آنها (حدود ۵۵°C) نیز می گذرد. بهترین درجه حرارت برای فعالیت ترموفیلها ۴۵ – ۵۵°C است. با وجود این، درجه حرارت کمپوست تا ۷۵
– ۸۰°C بالا می رود و باعث مرگ باکتری ها و قارچ های گرمادوست می شود.

اگر درجه حرارت کمپوست در ۷۵ – ۸۰°C ثابت بماند، اکسیژن زیادی لازم نیست، چون واکنش های تخمیری به حدقل رسیده اند، در عوض، واکنش های شیمیایی شروع شده اند که جزء ضروری یک فرایند کمپوست سازی با کیفیت می باشد. اگر در طی مرحله کمپوست سازی برای چند روزی بتوان توده کمپوست را در همین محدوده حرارتی نگه داشت، نه تنها ضرری ندارد، بلکه مفید نیز می باشد.

اما با مرگ ترموفیلها و کاهش جمعیت آنها گرمایی تولید نشده و کمپوست شروع به سرد شدن می نماید. اینجاست که هم زدن کمپوست ضرورت پیدا می کند. در غیر این صورت، در اثر سرد شدن کمپوست و کمبود اکسیژن در آن تخمیر بی هوازی شروع میشود . با هم زدن کمپوست ضمن فراهم نمودن اکسیژن برای فعالیت مجدد باکتری ها و قارچ ها، بایستی قسمت های بیرونی توده یا قالب به داخل و قسمت های داخلی به بیرون جابه جا شوند و میزان رطوبت کمپوست نیز تنظیم گردد.

اگر کمپوست را بدون ضرورت به دفعات زیادی برگردانید، علاوه بر اینکه مانع از گرم شدن توده می شوید و شرایط را بیشتر برای مزوفیل ها فراهم می کنید، کاه و کلش در اثر این عمل خرد می شود و از نفوذ هوا به داخل آن کاسته شده و خطر تخمیر بی هوازی بیشتر می شود . در عمل، در روش سنتی، کمپوست یک روز در میان یا هر دو روز یک بار برگردانده می شود. در روش های مدرن (استفاده از بونکر) کمپوست هر ۲ تا ۴ روز یک بار جابه جا می شود.

اگر به طریقی می توانستید بدون برگرداندن کمپوست، درجه حرارت موردنیاز و رطوبت کمپوست را در همه جای آن به طور یکنواخت حفظ کنید، باکتری ها و قارچ های گرمادوست را که در اثر افزایش درجه حرارت از بین رفته اند، به آن برگردانید و اکسیژن کافی هم به آنها برسانید، شاید دلیلی برای برگرداندن کمپوست وجود نداشت.

برای آنکه مواد و عناصر موجود در بستر کشت به یک محیط مناسب برای رشد و نمو قارچ تکمه ای تبدیل شود، ابتدا بایستی این مواد به خوبی تخمیر شوند. این عمل به وسیله میکروارگانیسم های هوازی داخل بستر کشت انجام می شود. در واقع، هوادهی و به هم زدن متوالی کمپوست باعث میشود که هوای تازه به درون توده کمپوست نفوذ کند و سپس با قالب زنی مجدد، گرما و شرایط لازم برای شروع مجدد فعالیت باکتریهای هوازی تأمین می شود. به صورت کلی، آنچه که اتفاق می افتد آن است که در فرایند تخمیر هوازی، ابتدا باکتری ها و قارچهای مزوفیل فعال می شوند که می توانند در دمای ۲۵°C به خوبی رشد کنند.

با افزایش درجه حرارت این موجودات از بین رفته و گروه دیگری که می توانند دماهای حدود ۴۸°C را تحمل کنند، فعال می شوند. در این ارتباط می توان به گروهی اشاره کرد که در حرارت ۴۵ – ۵۵°C به خوبی رشد می کنند شکل ۹-۴). پس از مرگ باکتری ها و قارچهای گرمادوست، میسلیوم قارچ تکمه ای می تواند برای رشد ونمو خود از پروتئین ها و سایر ترکیبات مفید بدن آنها استفاده کند.

علاوه بر این، در طی تهیه بستر کشت، قسمتی از نیتروژن با وزن مولکولی پایین به مولکولهای لیگنین کمپوست پیوند می خورند و یک ترکیب پیچیده مفید به نام لیگنین هوموس با نیتروژن فراوان به وجود می آورند. این عمل زمانی اتفاق می افتد که دما و pH بالا بوده، لیگنین تا حدی شکسته شده و آمونیاک در اثر تجزیه پروتئین و اوره آزاد شده است.

چنانچه بخواهیم مکانیسم کمپوست سازی در مرحله را بیشتر مورد بررسی قرار دهیم بایستی به تغییرات متناوب درجه حرارت که با تغییر تعداد باکتری های گرمادوست همگام است، توجه نماییم. در ابتدا باکتریها و قارچهای موجود در مواد زمینه ای کمپوست (میکروارگانیسم های مزوفیلیک که در درجه حرارت ۵ – ۳۵°C رشد می کنند) کربن و نیتروژن آلی محلول را جذب و سپس کاه و کلش را می شکنند. در نتیجه، مخلوطی از سلولز، همی سلولز و لیگنین به وجود می آید. در این مرحله انرژی گرمایی زیادی تولید میشود.

در اواسط مرحله کمپوست سازی، در اثر عواملی مانند آزادشدن آمونیاک و کربن، قالب زنی های متعدد و همچنین فعالیت باکتریهای هوازی، گرمای زیادی تولید می شود و گاهی اوقات درجه حرارت کمپوست در روش سنتی به ۷۵°C و در روش مدرن (استفاده از بونکر) به ۸۱°C می رسد. گرمای زیاد موجب انجام واکنش های قهوه ای شدن کمپوست می گردد.

اکنون ثابت شده است که اگر کمپوست درجه حرارت بالای ۷۵°C را نبیند و فقط به ۴۸ – ۵۱°C اکتفا شود، حدود یک سوم پتانسیل عملکرد خود را به نمایش نخواهد گذاشت. در درجه حرارت بالای ۷۵°C واکنش های شیمیایی رخ می دهند و ترکیباتی به وجود می آورند که برای رشد میسلیوم قارچ مفید می باشند. با تداوم افزایش درجه حرارت، به تدریج از تعداد باکتری های گرمادوست نیز کم میشود.

بنابراین، در طی مرحله کمپوست سازی، ابتدا کمپوست را در معرض درجه حرارت بالا قرار داده تا واکنش های شیمیایی انجام شود و پس از آن کمپوست را در معرض باکتری ها و قارچهای گرمادوست قرار می دهند در محیط آزاد به مدت یک شبانه روز رها می کنند و یا آن را با این میکروارگانیسم ها تلقيح مینمایند (با استفاده از کمپوست بخش پایانی مرحله II و یا کشت خالص این میکروارگانیسمها).

در خلال مرحله1، علاوه بر تجزیه مواد خام، ترکیبات مرتبط با آمونیوم (آمینها، آمیدها و آمونیاک) نیز به عنوان محصولات جانبی تولید می شود. ترکیبات آمونیومی تولید شده در مرحله 1، بعدا مورد استفاده باکتریهای گرما دوست در مرحله II قرار خواهند گرفت و تبدیل به پروتئین میکروبی خواهند شد.

در مرحله تولید کمپوست، چنانچه به جای تخمیر هوازی، تخمیر بی هوازی صورت بگیرد، ترکیبات ناخواسته ای در کمپوست تولید می شوند که به طور ناقص تجزیه شده اند. مثلا ممکن است باکتریهای تولید کننده گوگرد تجمع حاصل نمایند. وقتی که pH و درجه حرارت کمپوست کاهش پیدا کرد، از واکنش های شیمیایی موردنیاز برای تولید مواد انتخابی جلوگیری می شود و شرایط بهتری برای تجمع ترکیبات نامطلوب فراهم می شود. قارچ Chaetomium از این ترکیبات نامطلوب استفاده می کند.

در طی فرایند کمپوست سازی، دو گروه از ترکیبات آلی با منشا گیاهی در کمپوست قارچ تولید می شوند: ترکیبات مقاوم (از قبیل روغن ها، مومها و لیگنین) و ترکیبات جدید سنتز شده (از قبيل پلی ساکاریدهای پیچیده، پروتئین ها و لیپیدها). ترکیبات اخیر توسط میکروارگانیسم های گرمادوست سنتز می شوند و جزء بافتهای سلولی آنها می شوند. این دو گروه از ترکیبات چارچوب اصلی برای تغذیه میسلیوم قارچ تکمه ای را تشکیل می دهند و قدرت یک کمپوست به همین مسئله بستگی دارد که چقدر می تواند موجب تغذیه میسلیوم قارچ تکمه ای شود.

افزودن گچ به کمپوست

در اولین مرحله تولید کمپوست از گچ به منظور بهبود ساختمان کمپوست و تنظیم سطح pH آن استفاده میشود . برای نهایی کردن فرایند تکنیکی تهیه اولین مرحله کمپوست، کارشناس تهیه کمپوست بایستی مسائل زیر را در رابطه با استفاده از گچ حل نمایند.

اول: تعیین مقدار گچ به ازای هر تن کاه و یا هر تن کمپوست.

دوم: تعیین زمان افزودن گچ به کمپوست در اولین مرحله

سوم: روش افزودن گچ به کمپوست

در منابع پرورش قارچ، معمولا افزودن ۶۰ کیلوگرم گچ به ازای هر تن از کاه توصیه می شود. اما بسته به کیفیت مواد خام مورد استفاده و توانایی های تکنیکی تولید کمپوست و برنامه کاری، مقدار ۲۰ تا ۹۰ کیلوگرم گچ به ازای هر تن کمپوست استفاده میشود. در عمل، بسته به میزان لزجی کمپوست و با مد نظر قراردادن سطح pH در هر واحد پرورش و یا در هر دفعه مقدار افزایش گچ بایستی بهینه شود.

بهترین زمان افزودن گچ به کمپوست قارچ چه موقع است؟ برای جواب به این سؤال اجازه دهید کمی فکر کنیم. فرایندهای واکنش گچ با کمپوست به زمان احتیاج دارد و کمپوست بایستی در وضعیت ویژه ای از آمادگی باشد تا بتواند با گچ واکنش انجام دهد. برای مثال، اگر گچ در پایان فرایند کمپوست سازی مرحله اول اضافه شود، یعنی درست قبل از پاستوریزه کردن کمپوست، برای کمپوست، مفید نخواهد بود، چون وقت کافی برای انجام واکنش وجود نخواهد داشت. بدون گچ یک سری تغییرات غیرقابل برگشت و نامطلوب در کمپوست اتفاق خواهد افتاد. اگر گچ در اول مرحله اضافه شود، زمانی که هنوز فرایند کمپوست سازی شروع نشده است، چیزی وجود ندارد که گچ با آن واکنش انجام دهد.

بنابراین، افزودن گچ در اوایل مرحله گزینه خوبی نیست. با توجه به آنچه گفته شد بهتر است گچ را زمانی بیفزاییم که کمپوست قارچ در حداکثر فعالیت (اواسط مرحله ) می باشد. گچ را به هر طریقه دلخواهی می توان اضافه کرد. مهم این است که گچ به صورت یکنواخت به توده کمپوست اضافه شود، به طوری که کلوخ های گچ در کمپوست ایجاد نشود.
بعضی از شرکت های تولید کننده کمپوست، مقدار مورد نیاز گچ را با کود مرغی آسیاب می کنند و همراه با کود مرغ آن را به کمپوست می افزایند. به این صورت، گچ همگن تر به کمپوست اضافه می شود.

 آب دادن به کمپوست

شاید یکی از مهمترین نکات در اولین مرحله تولید کمپوست مقدار آب در آن است. آب بدهیم یا ندهیم؟ اگر آب بدهیم چقدر آب بدهیم و چه موقع آب بدهیم؟ این سؤالات باعث دردسر مداوم کارشناس تولید کمپوست می باشد. اگر کمپوست غرقاب شود خصوصا در فصل زمستان قضیه خیلی حادتر می شود، چون تصحیح کمپوست غرقاب شده بسیار مشکل است.

از طرفی، به ندرت می توان بدون آبیاری کمپوست را مدیریت کرد (منظور از آبیاری علاوه بر آب لازم برای خیس کردن اولیه کمپوست می باشد). بدون شک آب دادن به کمپوست در زمان مخلوط کردن راحت تر می باشد. بنابراین در زمان هم زدن و برگرداندن کمپوست مقدار آب موردنیاز کمپوست را باید تأمین کرد. علاوه بر این، در انتخاب نمونه ای که مقدار رطوبت آن بررسی می شود، تا تصمیم بگیریم آب بدهیم یا نه بایستی توجه ویژه ای نمود. برای مثال، اگر نمونه کمپوستی که گرفته میشود در زمستان از سطح توده باشد، نتیجه همیشه میزان رطوبت بالایی نشان می دهد.

نکته اینجاست که وقتی هوای گرم و مرطوب از لایه های عمیق کمپوست به سمت بالای کمپوست می آید، چون لایه بالای کمپوست سرد است، هوای گرم و مرطوب شدید سرد می شود. در نتیجه، این سردشدن قطرات آب تشکیل می شود که سطح بالایی کمپوست را خیلی خیس می نماید. در هوای گرم و خشک عکس این عمل مشاهده میشود، سطح بالایی کمپوست خیلی خشک می شود.

بنابراین، با توجه به مطالب مذکور بایستی در انتخاب نمونه به منظور بررسی میزان رطوبت کمپوست دقت کافی مبذول گردد.

در عمل، همیشه امکان اندازه گیری رطوبت کمپوست در همه واحدهای تولیدی میسر نیست. غالبا کارشناس مربوطه با بررسی عینی و ظاهری بایستی تصمیم بگیرد که چه موقع به کمپوست آب بدهد. برای این تصمیم گیری با دقت بالا چند روش وجود دارد. یک کارشناس باتجربه با نگاه به توده کمپوست می تواند تصمیم بگیرد که کمپوست را آب بدهد یا نه. در مرحله اگر توده کمپوست در دست فشرده شود، بایستی چند قطره آب از دست بچکد.

در حالی که از مرحله پاستوریزاسیون به بعد اگر توده کمپوست در مشت فشرده شود نبایستی آبی از دست بچکد، بلکه فقط کف دست مرطوب گردد و توده کمپوست پس از فشرده شدن از هم به راحتی باز شود. اگر کارشناس کمپوست تصمیم می گیرد که کمپوست را آبیاری کند، چه روشی را بایستی انتخاب کند؟ آب دادن به توده کمپوست به سادگی آب دادن به گلدان نیست. آب موردنیاز بایستی در زمان هم زدن کمپوست به روی قسمت های خشک پاشیده شود.

آب دادن به سطح کمپوست در مرحله کمپوست سازی در فصل تابستان توصیه می شود. چون در این فصل سطح کمپوست خشک می شود. برای افزایش رطوبت همه کمپوست، بایستی در زمان برگرداندن به آن آب داده شود چون آبی که روی سطح کمپوست پاشیده می شود به اعماق نفوذ نمی کند. آخرین تنظیم و تصحیح میزان آب کمپوست بایستی قبل از شروع فاز دو کمپوست انجام شود.رطوبت ایده ال در طول و انتهای فاز یک  بدین ترتیب باید باشد اگر مقداری کمپوست را در مشت خود فشار دهیم، قطرات آب در بین انگشتان ظاهر و حتی یکی دو قطره از بین انگشتان می چکد.

مشخصات کمپوست در پایان مرحله I:

۱ دارای رنگ قهوه‌ای خرمایی

۲ کاه و کلش نرم و انعطاف پذیر است ولی در برابر شکستن مقاومت می‌کند.

۳ رطوبت در حد ۷۴-۷۲٪.

۴ بوی آمونیاک به شدت استشمام می‌شود.

۵ pH حدود ۸-۸/۵

۶ به صورت جزئی و پراکنده توسط آکتینومایست های سفیدرنگ اشغال شده است.

۷ مقدار نیتروژن آن بین ۱/۵-۱/۸٪ است.

تولید کمپوست فاز یک به روش سنتی

عمل خیساندن کلش گندم بهترین روش جهت عمل پیش خیساندن کلش گندم غرقاب نمودن آن در داخل استخر ساخته شده به همین منظور است. مدت زمان این مرحله نسبی بوده و تقریبأ ۱۰ إلى ۱۲ ساعت طول می کشد. جهت شروع کمپوست سازی، کلش گندم باید حداقل ۷۵ درصد رطوبت جذب نماید. از ابتدای کمپوست سازی تا انتهای آن برای هر هزار کیلو گرم کلش گندم خشک ۵۰۰۰ لیتر آب صرف می شود.

در ایران از هر یک تن کلش خشک تقربا ۵ / ۲ تن کمپوست قارچ و از این میزان کمپوست ۴۵۰ کیلو گرم قارچ برداشت می شود. رابطه مدت زمان عمل پیش خیساندن کلش گندم با مدت انبار داری آن رابطه ای معکوس دارد.
در داخل بافت کلش یک سری مواد واکسی (روغنی)  آب گریز وجود دارد و سرعت جذب آب توسط کلش را کاهش می دهد. اگر کلش را در انبار نگهداری کنیم، با گذشت زمان مواد واکسی تجزیه شده و از بین می رود در نتیجه کلش با سرعت بیشتری آب جذب کرده و مدت زمان عمل پیش خیساندن آن کاهش می یابد. – ترکیب مواد اولیه مواد تشکیل دهنده کمپوست مصنوعی و درصد اختلاط آنها:
به ازای مصرف هر ۱۰۰۰ کیلو گرم کلش گندم خشک ۷۰ تا ۷۵  درصد آن (۷۰۰ تا ۷۵۰ کیلوگرم) کود مرغی و ۱۰ تا ۱۵ درصد آن (۱۰۰ تا ۱۵۰ کیلوگرم) پودر سنگ گچ مصرف می کنیم.

روش کار:  کلش آماده شده از مرحله قبل را به ارتفاع ۴۰ تا ۵۰ سانتی متر بر روی پیست کمپوست سازی پخش می کنند. سپس کود مرغی را که قبلا میزان ازت آن مشخص شده و نسبت به کلش مصرفی توزین شده  و با سنگ گچ مخلوط شده است را بر روی آن پخش می کنیم .سپس کلش و کود را به خوبی به هم زده تا ذرات کود به طور یکنواخت بر روی کلش پخش می شود.

عمل ترکیب مواد در حالت دستی توسط کارگر و چهار شاخ و یا توسط لودر انجام می شود. پس از اختلاط کامل مواد، توده حاصله را به شکل گنبدی جمع می کنند . روز اختلاط مواد را روز صفر کمپوست سازی می گویند.

 

 

از روز صفر کمپوست سازی تا روز آماده شدن کمپوست جهت تامین رطوبت از دست رفته آن از آب کثیف استفاده می گردد و اگر مقدار آب کثیف کفایت نکرد در این مرحله نیز می توان از آب تمیز استفاده نمود. آب کثیف همان زه آب جمع آوری شده از توده کمپوست در حال ساخت است که رنگ آن تیره و حاوی انواع میکروارگانسیم های مفید و مواد غذایی شسته شده از توده کمپوست  است.

عمل قالب زنی در روز ترکیب و بهم زدن آن در روش مکانیزه توسط لودر و ماشین کمپوست ترنر و در حالت دستی توسط کارگر، چهار شاخ و قالب های فلزی انجام می شود. عرض و ارتفاع قالب نسبی بوده و به فصول کار بستگی دارد. طول قالب بستگی به طول محل انجام کار دارد.این عمل باعث هوادهی کمپوست و یکنواختی عمل تخمیر در کل توده می شود.

بعد از مرحله‌ی خیساندن کاه، تمام مکمل‌ ها را به‌ جز گچ بطور یکنواخت با آن مخلوط کرده و ماده‌ی حاصل را به‌ صورت توده ردیفی در سوله کمپوست انباشته کنید. اندازه، شکل و خصوصیات فیزیکی خاص قالب در تولید کمپوست:

۱-ابعاد استاندارد قالب باید تقریباً از، ۱۵۰-۱۸۰ سانتی‌متر عرض و ۱۲۰-۱۸۰ سانتیمتر ارتفاع و طول که به مقدار آن بستگی دارد.
۲- دیواره‌های قالب را باید عمودی در نظر گرفت و از قسمت بیرونی به ضخامت ۸-۱۵ سانتیمتر به سمت مرکز قالب فشرده باشد.
۳- قالب باید به‌گونه‌ای باشد که هرگونه افزایش در اندازه آن منجر به هسته بی‌هوازی در داخل آن گردد.

اندازه توده‌ های کمپوست

در طی فرآیند کمپوست سازی، اندازه توده بسته به شرایط فیزیکی کاه و کلش تغییر می‌کند. به‌طوری‌که با تجزیه کاه و نرم‌تر شدن فیبرها، ساختمان توده متراکم شده و جریان هوا محدودتر و اندازه‌ی توده کوچک‌تر می‌شود.

ابتدا جریان هوا در توده کاه تازه، راحت‌تر و درنتیجه اتلاف گرما از توده بیشتر و درنتیجه فعالیت‌های میکروبی کمتر صورت می‌گیرد. برای جبران اتلاف انرژی، در صورت امکان اندازه توده را بزرگتر گرفته و در مرحله ساخت توده، رطوبت لازم را در اختیار آن قرار می‌دهیم.

کمپوستی که با شرایط مناسب تهیه‌ شده باشد، طی ۴۸-۹۶ ساعت، اکسیژن خود را کاملاً از دست‌ داده و وارد مرحله بی‌هوازی می‌شود. حرارت قالب کم شده و حرارت مورد نیاز فعالیت میکروبی شکل نمی‌گیرد. برای جلوگیری از این وضعیت باید در طی کمپوست سازی چندین مرتبه قالب‌ها را زیرورو کرده و قالب‌زنی را تکرار کنیم.

پدیده دود کشی در کمپوست سازی

هوای تازهی حاوی اکسیژن از دیواره های طولی توده کمپوست وارد آن شده و از مرکز بالایی آن خارج می شود. به این جریان هوا، پدیده دود کشی گفته میشود. این جریان بر اثر اختلاف دمای مرکز کمپوست و محیط پیرامون آن بوجود می آید. در فصول سرد سال به علت اختلاف زیاد دمای گفته شده این جریان با شدت بیشتری انجام می شود و به این ترتیب احتمال بی هوازی شدن واکنش های کمپوست بوجود نمی آید. |
ولی در فصول گرم سال به علت کاهش اختلاف دمای گفته شده شدت جریان کاهش یافته، احتمال بی هوازی شدن واکنش های کمپوست بوجود می آید. جهت رفع این عیب در فصول گرم سال نسبت به فصول سرد سال توده کمپوست با عرض و ارتفاع کمتر قالب زنی می شود.در فصول گرم سال نسبت به فصول سرد سال توده کمپوست با عرض کمتر و با ارتفاع بیشتر قالب زنی می شود.

درجه حرارت قالب کمپوست

شرایط کمپوست باید زمینه رشد میکروارگانیسم‌های هوازی را فراهم کند. در صورت وجود تمام شرایط، فعالیت مداوم میکروبی باعث ایجاد حرارت ۸۲ سانتیگراد می‌شود. میکروب‌های موجود در کمپوست برحسب دما به دو دسته مزوفیل (در دمای کمتر از ۴۰ درجه) و ترموفیل (در دمای ۴۰-۷۱ درجه) تقسیم می‌شوند.

در مراحل اولیه تهیه کمپوست باکتری‌ها و قارچ‌های با استفاده از هیدرات‌کربن به ترکیبات ازته حمله کرده موجب آزادسازی آمونیاک می‌شود که این گاز آزادشده در مراحل بعدی با بالا رفتن دما موجب رشد دیگر میکروب‌ها می‌گردد. بعد از انباشتن توده کمپوست، عوامل مزوفیل در لایه سرد خارجی باقی‌مانده درحالی‌که قارچ‌های گرمادوست بیشتر در مرکز توده جمع می‌شوند.

اکتینومیست ها به‌صورت لکه‌های سفید دور مرکز کمپوست را احاطه کرده و مکمل‌های ازته را تجزیه می‌کنند که حاصل آن آمونیاک بیشتر است. در این مرحله هیدرات‌کربن موجود در کاه و کلش در اختیار میکروب‌ها قرار می‌گیرد. با بالا رفتن دما از ۵۶ درجه سانتی‌گراد فعالیت میکروبی کند می‌شود و در دمای بین ۵۶-۷۴ درجه فعالیت‌های میکروبی و شیمیایی باهم انجام می‌شوند.