Porovnání mikroflóry kompostů z domovních kompostérů po aplikaci urychlovačů s mikrobiální kulturou

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin

Porovnání mikroflóry kompostů z domovních kompostérů po aplikaci urychlovačů s mikrobiální kulturou

Diplomová práce

Vedoucí práce:

Vypracovala:

Ing. Jaroslav Záhora, CSc.

Bc. Lucie Venzarová

Brno 2013

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Porovnání mikroflóry kompostů z domovních kompostérů po aplikaci urychlovačů s mikrobiální kulturou“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury.

Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MENDELU v Brně.

dne……………………………………………

podpis diplomanta…………………………….

PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucímu své práce Ing. Jaroslavu Záhorovi, CSc., za pomoc, metodické vedení a cenné rady při vypracování této práce. Dále bych chtěla poděkovat Bc. Ing. Lukáši Ploškovi za pomoc při práci v laboratoři a firmě JRK Waste Management, která mi poskytla veškeré vybavení na založení mého pokusu.

ABSTRAKT Tato diplomová práce na téma „Porovnání mikroflóry kompostů z domovních kompostérů po aplikaci urychlovačů kompostu s mikrobiální kulturou“ se zaměřuje na stanovení vybraných parametrů kompostování a na mikrobiální rozbor ze vzorků kompostů. Pro pokus byly založeny 4 domovní kompostéry (objem 400 dm3), o stejné surovinové skladbě a hmotnosti kompostovaného materiálu. Ve 3 kompostérech byla biomasa naočkována urychlovači kompostu - AGRO urychlovač kompostu (značen „A“), Oxy-Gen-Ator (značen „B“) a Greenman kompost s SCD probiotiky (značen „S“). Jeden byl zvolen jako kontrolní, bez aplikace urychlovače („K“). Celkem proběhlo 5 odběrů (v den založení kompostů, po 7 dnech, 66 dnech, 164 dnech a 246 dnech). Vzorky inokula s cílenými konsorciemi mikroorganismů byly kultivovány, a poté se stanovovaly počty zvolených skupin mikroorganismů - celkový počet mikroorganismů (CPM), sporulující mikroorganismy (SPOR), aktinomycety (AKT), plísně a kvasinky (PL) a termotolerantní koliformní bakterie (KOL). Z hlediska naměřených hodnot z mikrobiálních rozborů se jevil jako nevhodnější kompost s aplikací přípravku Oxy-Gen-Ator. Hodnoty u vybraných parametrů a výsledky z mikrobiálních rozborů jsou uvedeny v tabulkách a znázorněny v grafech.

Klíčová slova: mikroorganismy, kompostování, domovní kompostéry, kompost, mikrobiální rozbor

ABSTRAKT This thesis entitled "Comparison of microflora of compost from household compost for application accelerators compost with microbial culture" focuses on the determination of selected parameters composting and microbial analysis of samples of compost. The experiment was based home composters 4 (volume 400 dm3), the same raw material composition and mass of composted material. In 3 composter was inoculated Biosolids compost accelerator - AGRO compost accelerator (marked "A"), Oxy-Gen-Ator (labeled "B") and Greenman compost with SCD Probiotics (labeled "S"). Single was chosen as a control, without application accelerator ("K"). Summary samples was 5 (the day of establishment of compost, after 7 days, 66 days, 164 days and 246 days). Samples of inoculum with targeted consortia of microorganisms were cultured, and then were determined number of selected groups of microorganisms (total viable counts (CPM), spore-forming microorganisms (SPOR), actinomycetes (AKT), molds and yeasts (PL) and thermotolerant coliform bacteria (KOL). In terms of the measured values of microbial analysis appeared to be most suitable compost with the application of Oxy-Gen-Ator. The values of the selected parameters and results of microbial analyzes are presented in tables and illustrated in the charts.

Keywords: microorganisms, composting, home composting, compost, microbial analysis

OBSAH 1

ÚVOD .............................................................................................................. 9

2

CÍL ................................................................................................................. 10

3

LITERÁRNÍ PŘEHLED ............................................................................... 11 3.1

Aerobní zpracování biologicky rozložitelného odpadu ......................... 11

3.2

Kompostování ........................................................................................ 11

3.3

Faktory ovlivňující proces kompostování.............................................. 13

3.3.1

Obsah živin a poměr C:N................................................................... 13

3.3.2

Obsah kyslíku, provzdušnění ............................................................. 15

3.3.3

Vlhkost substrátu ............................................................................... 15

3.3.4

Teplota ............................................................................................... 16

3.3.5

Hodnota pH ........................................................................................ 17

3.3.6

Struktura materiálu – pórovitost, zrnitost a velikost částic ................ 18

3.3.7

Vhodné chemické složení .................................................................. 18

3.3.8

Obsah cizorodých látek ...................................................................... 19

3.4

Charakteristiky kvality kompostu .......................................................... 19

3.5

Průběh procesu kompostování ............................................................... 20

3.5.1 3.6

Základní fáze kompostování: ............................................................. 20 Úloha mikroorganismů v procesu kompostování .................................. 22

3.6.1

Bakterie .............................................................................................. 23

3.6.2

Aktinomycety..................................................................................... 24

3.6.3

Houby a houbám podobné organismy ............................................... 24

3.7

Domácí kompostování ........................................................................... 25

3.7.1

Způsoby domácího kompostování: .................................................... 26

3.7.2

Výchozí materiály ke kompostování ................................................. 27

3.8

Kompost a jeho využití .......................................................................... 28

3.8.1 3.9

Výskyt chorob, škůdců a plevele v kompostech ................................ 29 Přípravky a přísady ke kompostování .................................................... 30

3.9.1

Přípravky ke kompostování ............................................................... 30

3.9.2

Přísady ke kompostování ................................................................... 31

3.10

Urychlovače kompostování v pokusu .................................................... 32

3.10.1

AGRO urychlovač kompostu ........................................................... 32

4

3.10.2

Oxy-Gen-Ator .................................................................................. 32

3.10.3

Greenman kompost s SCD probiotiky ............................................. 33

MATERIÁL A METODIKA ......................................................................... 35 4.1 4.1.1

Popis plochy ....................................................................................... 35

4.1.2

Surovinová skladba kompostu ........................................................... 36

4.1.3

Popis kompostéru ............................................................................... 37

4.1.4

Měření teploty kompostů ................................................................... 37

4.1.5

Stanovení hmotnostního úbytku ........................................................ 38

4.2

5

Úvod k pokusu ....................................................................................... 35

Metodika analýz ..................................................................................... 39

4.2.1

Mikrobiální rozbor ............................................................................. 39

4.2.2

Stanovení momentální vlhkosti a sušiny............................................ 41

4.2.3

Stanovení pH...................................................................................... 42

4.2.4

Stanovení elektrické konduktivity ..................................................... 43

4.2.5

Stanovení spalitelných látek .............................................................. 43

4.2.6

Stanovení fytotoxicity – řeřichový test .............................................. 44

VÝSLEDKY A DISKUZE ............................................................................ 47 5.1

Výsledky z měření parametrů v průběhu kompostování ....................... 47

5.1.1

Měření teploty kompostů a okolí ....................................................... 47

5.1.2

Momentální vlhkost a množství sušiny ............................................. 48

5.1.3

Mikrobiální rozbor ............................................................................. 49

5.2

Stanovení hmotnostního úbytku ............................................................ 57

5.3

Výsledky z měření parametrů výsledného kompostu ............................ 58

5.3.1

Aktivní půdní reakce, elektrická konduktivita a spalitelné látky....... 58

5.3.2

Test fytotoxicity (řeřichový test) ....................................................... 59

6

ZÁVĚR .......................................................................................................... 62

7

LITERATURA .............................................................................................. 64

SEZNAM OBRÁZKŮ ……………………………………………………………...69 SEZNAM TABULEK ………………………………………………………………70 PŘÍLOHY……………………………………………………………………………71

1

ÚVOD V přírodě vzniká během roku velké množství odumřelé organické hmoty, která se

pomocí činností mikroorganismů rychle přeměňuje v látky, které jsou v přírodě opět plně využity. Tento princip platí v přírodě již miliony let a bez něho by nemohl existovat život na zemi, protože by sám sebe udusil svými odpadními látkami. Teprve až člověk z historického hlediska v nedávné minulosti narušil tento systém a způsobil hromaděním odpadů velké problémy. Tyto látky jsou často toxické a v přírodě se vyskytující mikroorganismy je obtížně odbourávají. V přírodě až do této doby v podstatě odpad neexistoval a vše bylo využito. Nebezpečí existence odpadů se v poslední době stále více stává předmětem zájmu lidstva, které se snaží o určité omezení a prevenci jeho vzniku a o to, aby veškeré přírodní produkty bylo možno opakovaně využít. Častým příkladem využití organického odpadu vznikajícího v domácnosti a na zahradách je kompostování. Cíleně se pak vytváří různé druhy kompostů, kde se snažíme rozkladné procesy podporovat, urychlovat a částečně řídit. Ideálně pak vzniká půda bohatá humusem a živinami, která je ideálním substrátem pro většinu rostlin pěstovaných na zahradě (Kazda, 2007). Mikrobiální společenství během kompostování je učeno mnoha faktory. Za aerobních podmínek je hlavním faktorem teplota, která určuje typ mikroorganismů, druhovou rozmanitost a stupeň metabolických aktivit (Hassen et al., 2001). Přítomnost mikroflóry je nezbytná pro dekompoziční a transformační procesy organické hmoty. Mezi nejdůležitější funkce mikroorganismů patří rozklad a mineralizace organických látek, produkce látek, tvorba humusových látek atd. (Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Cílem procesu kompostování je vytvořit kompost, který může pozitivně ovlivnit úrodnost půdy a následně zdraví rostlin. Aplikace kompostů může však mít pozitivní i negativní vliv v závislosti na jejich kvalitě. Nedostatečně nebo špatně řízený kompostovací proces může vyvolat rychlé rozmnožování nebo rozptýlení potenciálních patogenních plísní a bakterií a může dokonce vést ke vzniku kompostu, obsahujícího toxické sloučeniny nebo stále klíčivá semena plevelů (Fuchs et al., 2006).

9

2

CÍL Cílem diplomové práce na téma „Porovnání mikroflóry kompostů z domovních

kompostérů po aplikaci urychlovačů kompostu s mikrobiální kulturou“ bylo zpracování literární části na dané téma, zejména s ohledem na efektivitu záměrné inokulace cílenými konsorciemi mikroorganismů. Praktická část spočívala v založení domovních kompostů s naočkováním urychlovačů kompostu. Praktický

experiment

byl

následně

vyhodnocen

porovnáním

určitých

charakteristik kompostovaného organického materiálu a poté byly získané hodnoty porovnány s jinými literárními zdroji.

10

3

LITERÁRNÍ PŘEHLED

3.1 Aerobní zpracování biologicky rozložitelného odpadu Zpracování organické hmoty kompostováním je možné dvěma způsoby – anaerobně (bez přítomnosti kyslíku, za vzniku bioplynu) a aerobně (oxidačně za přístupu vzduchu) (Čermák a Kebísek, 2008). Základem aerobního kompostování je rozklad organického materiálu účinkem aerobních mikroorganismů, doprovázená některými dalšími reakcemi jako oxidace nebo hydrolýza. Složení mikroorganismů není konstantní, závisí na složení kompostované hmoty a na stupni humifikace kompostované biomasy (Groda a kol., 1995). V průběhu přeměny vzniká energie, která se uvolňuje. Biogenní materiál obsahuje fixovanou sluneční energii, kterou bakterie potřebují pro svůj růst (Čermák a Kebísek, 2008).

3.2 Kompostování Nejrozšířenějším způsobem aerobního zhodnocení organických odpadů je kompostování ( Tesařová a kol., 2010). Kompostování je v podstatě zrychlený přirozený aerobní proces nakládání s odpady, který umožňuje zpracování podílu lidských odpadů biologického původu (Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Z hlediska ekosystému a udržitelného rozvoje je kompostování přirozeným koloběhem biogenních prvků spojený s přenosem energie a degradací organické hmoty (Čermák a Kebísek, 2008). Kompostování je tedy biologický proces aerobního rozkladu organického materiálu, založený na schopnosti mikroorganismů a bezobratlých živočichů transformovat organické látky zejména cestou rozmělnění, mineralizace a humifikace (Plíva a kol., 2006; Tesařová a kol., 2010).

Záměrem kompostování je: co nejrychleji a nejhospodárněji rozložit původní organické látky v kompostovaných surovinách a odpadech na jednoduché složky pomocí přírodních mikroorganismů (Filip a kol., 2006). Těmi jsou převážně bakterie, houby a plísně, převádějící původní organické látky na stabilní humusové látky (Čermák a Kebísek, 2008), přeměna nestabilních přírodních surovin na stabilní organické hnojivo (kompost) s obsahem živin lehce využitelných rostlinami a humusových 11

látek příznivě ovlivňujících fyzikálně-chemický a biologický stav půdy (Hejátková, 2008), zabránění nepříjemných pachů, díky rozkladu bez hniloby (Kalina, 1999), snížení počtů patogenních mikroorganismů, parazitů a semen plevelů v kompostovaném materiálu a zredukování objemu a hmotnosti organických odpadů (Tesařová a kol., 2010).

Proces kompostování lze jednoduše znázornit pomocí rovnice [I]:

Organické látky + O2 + mikroorganismy → CO2 + H2O + teplo

[I]

Mikroorganismy působením enzymatických systémů rozkládají vyšší organické sloučeniny na jednodušší sloučeniny. U každé reakce je nejdůležitější reakční rychlost. Ta je synonymem pro rychlost rozkladu, rozsah reakce určuje hloubku rozkladu organických surovin. Pro zajištění podmínek pro optimální průběh rozkladných reakcí, je nutné splnit několik technologických předpokladů. Nejdůležitější technologické faktory, které významně ovlivňují výslednou kvalitu kompostu, jsou: -

zvolená technologie kompostování,

-

fyzikální, chemické a mikrobiologické vlastnosti kompostovaných surovin,

-

příprava surovin před založením kompostu a jejich skladování,

-

doba kompostování,

-

monitorování průběhu kompostovacího procesu,

-

zralost a stabilita kompostu (Plíva a kol., 2006).

Biochemickou degradaci, kromě účinků aerobních mikroorganismů, mohou doprovázet některé další reakce, jako jsou oxidace nebo hydrolýza. Složení mikroorganismů podílejících se na tomto procesu není konstantní, ale je přímo závislé na složení vstupního produktu a stupni humifikace (Hejátková, 2008). Přítomnost baktericidních a fungicidních látek v rozkládaném materiálu může způsobit zpomalení rozkladu až jeho inhibici (Růžek a Voříšek, 2010). V kompostech je ale možné vytvořit i lepší podmínky pro rozvoj mikroorganismů a dosáhnout jich až desetkrát většího počtu ve srovnání s půdou. Tyto optimální podmínky 12

v kompostu jsou zabezpečeny nejen provzdušňováním, ale také správnou úpravou vlhkosti, poměru uhlíku a dusíku výběrem vhodných bioodpadů a úpravou zrnitosti a homogenity substrátu (Váňa, 2009).

3.3 Faktory ovlivňující proces kompostování Rychlost rozkladu organické hmoty ovlivňují následující faktory: -

obsah živin a poměr C:N (Plíva a kol., 2006; Tesařová a kol., 2010),

-

přítomnost kyslíku (provzdušnění), vlhkost kompostované hmoty, teplota, struktura materiálu (zrnitost, pórovitost) a pH hodnota (Čermák a Kebísek, 2008),

-

vhodné chemické složení a obsah cizorodých látek (Groda a kol., 1995) a

-

četnost přeskupování organického materiálu (Kalina, 1999).

3.3.1 Obsah živin a poměr C:N K základním živinám, které jsou pro mikroflóru žijící v kompostu, patří uhlík (C), dusík (N), fosfor (P), síra (S) a draslík (D). Dusík, fosfor a draslík patří mezi základní živiny pro rostliny a proto ovlivňují výslednou formu kompostu. Fosfor s draslíkem mají důležitou roli při látkové výměně a při rozmnožování buněk (Plíva a kol., 2006). Uhlík je důležitý jako zdroj organické hmoty pro mikroorganismy a spolu s dusíkem umožňují syntézu bílkovin. Tyto bílkoviny tvoří přímo součást buněk mikroorganismů a také se přímo zúčastňují metabolismu mikroorganismů jako enzymy. Pro optimální proces kompostování musí být v rovnováze obsah dusíku s obsahem uhlíku (Sulzberger, 2007). Pokud je dusíku nedostatek, průběh humifikace se výrazně zpomaluje. Naproti tomu při nadbytku dusíku dochází k nadměrné mineralizaci a k úniku, či hromadění dusíku ve formě amoniaku (Groda a kol., 1995). Množství dusíku převažuje metabolickou potřebu mikroorganismů (Kára, Pastorek, Jelínek, 2002). To lze poznat nejčastěji intenzivním zápachem čpavku, který se často vyskytuje v kompostech z drůbežího trusu (Kalina, 1999). Výskyt amoniaku vede ke zvyšování pH do oblastí, které se poté stávají nepříznivými pro život mikroorganismů. To může zapříčinit úplné zastavení biochemické reakce. Mezi látky chudé na dusík patří jehličí, kůra, dřevo, sláma, papír nebo ovoce. Látky bohaté na dusík jsou živočišné exkrementy (hnůj, močůvka), tráva, odpady ze zeleniny, listí, zvířecí srst (Groda a kol., 1995). Podobné je to i s uhlíkem, který při nadbytku uniká do ovzduší ve formě oxidu uhličitého (Kalina, 1999). Avšak k uvolňování CO2 do atmosféry dochází během celého procesu kompostování, protože rostlinné zbytky a živočišné odpady se přeměňují 13

postupně (Plíva a kol., 2006; Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Množství uvolněného CO2 se pak snižuje úměrně s dobou zrání kompostu, které je doprovázeno snížením mikrobiální aktivity (Plíva a kol., 2006). Mikroorganismy, které žijí v kompostu vyžadují také určité množství stopových prvků pro lepší asimilaci všech živin. Jsou to například bór (B), vápník (Ca), hořčík (Mg) nebo železo (Fe) (Kára, Pastorek a Jelínek, 2002). Přestože všechny výše popsané prvky jsou důležité pro správný průběh kompostování, lze říci, že uhlík s dusíkem a jejich poměr (tab.1), jsou rozhodujícími prvky pro kvalitu výsledného kompostu (Plíva a kol., 2006). Co se týče rychlosti rozkladu kompostovaného materiálu je jednoznačně podmíněna poměrem C:N v rozkládané hmotě (Hejátková, 2008). Nejrychlejší rozklad nastává při poměru 25:1. Za přijatelný poměr pro úspěšnou dekompozici u čerstvě založeného kompostu (zakládce) je C:N = (30-35):1 (Kára, Pastorek a Jelínek, 2002; Růžek a Voříšek, 2010). U zralého kompostu by se hodnoty C:N měly pohybovat v rozmezí 25-30:1. Pokud jsou hodnoty poměru C:N vyšší, tak vedou k imobilizaci dusíku půdními mikroorganizmy a jeho následnému nedostatku pro rostliny. Souvisí to s chemickým složením mikrobiálních buněk a také s jejich metabolizmem. V mikrobiální buňce je poměr C:N 5-8:1. Mikroorganismy vyžadují pro syntézu nové biomasy až 5krát více uhlíku než dusíku, protože využívají jen cca 20 % dostupného CO2. Pokud je hodnota C:N ve vyzrálém kompostu podstatně vyšší než 25-30:1, tak začnou mikroorganismy intenzivně využívat jak uhlíku, tak i dusíku z kompostu k syntéze své biomasy. Potřebné živiny, zejména tedy dusík, pak mohou chybět rostlinám (Tesařová a kol., 2010). Tabulka 1: Hodnoty poměrů C : N u materiálů, používaných při kompostování Materiál

C:N

Materiál

C:N

Kůra

120 : 1

Drůbeží trus

10 : 1

Piliny

500 : 1

Močůvka

2:1

Papír, karton

350 : 1

Kejda skotu

10 : 1

Odpad z kuchyně

15 : 1

Hnůj skotu

25 : 1

Odpad ze zahrad

40 : 1

Sláma (žito, oves)

60 : 1

Posečená tráva

20 : 1

Sláma (pšenice, ječmen)

100 : 1

Listí

50 : 1

Seno

35 : 1

Pozn.: platí pravidlo, že čím je starší, tmavší a dřevnatější materiál, tím je v něm obsaženo více uhlíku. Naopak čím je materiál čerstvější a zelenější, tím obsahuje více dusíku.

ZDROJ: Hejátková, 2008; Kalina, 1999; Kára, Pastorek, Jelínek, 2002 14

3.3.2

Obsah kyslíku, provzdušnění Dodání vzduchu do kompostovaného materiálu je důležité ze třech hlavních důvodů.

První a nejpodstatnější je dodávka kyslíku za účelem vytvoření aerobního prostředí v kompostu, které následně umožňuje vysokou mikrobiální aktivitu. Druhým důležitým důvodem provzdušňování kompostovaných surovin je snižování vlhkosti. Vzduch, který se v kompostu ohřeje, podporuje evaporaci vody, což může být účelné při zpracování vlhkých surovin. A posledním z důvodů je dodávka vzduchu v průběhu kompostování pro regulaci teplot. Regulace vysokých teplot po delší dobu, může mít neblahý vliv na činnost a život mikroorganismů, proto se provádí jen za určitých podmínek. Přísun kyslíku musí být zabezpečený pro celý prostor zpracovávaného materiálu (Čermák a Kebísek, 2008). Zajistit dostatečný přísun vzduchu do kompostu je možný několika způsoby a liší se podle zvolené technologie. Nejčastěji používaná metoda je pravidelné překopávání vhodným překopávačem kompostu nebo vhánění vzduchu pomocí ventilátoru (Plíva a kol., 2006). Měření obsahu kyslíku v kompostu se provádí monitorováním koncentrace kyslíku. Existují i přístroje, které umožní měření v terénu (Hejátková a kol., 2007).

3.3.3 Vlhkost substrátu Vlhkost umožňuje životní procesy a pochody mikrobů v kompostu. Voda je důležitá pro transport živin, umožňuje pohyb mikroorganismů a také slouží jako medium pro chemické reakce. Vlhkost kompostu je závislá na mikrobiální aktivitě a biologické oxidaci organického materiálu. Evaporací dochází k redukci obsahu vody. Množství vody, které se uvolní díky mikrobiální aktivitě při procesu kompostování je větší, než její ztráty odpařením (Plíva a kol., 2006). Vlhkost materiálu při kompostování substrátu se pohybuje kolem 40% (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008). Jako optimální vlhkost kompostu uvádějí autoři Kára, Pastorek a Jelínek (2002) a Plíva a kol. (2006), rozmezí 50 – 60% . V případě poklesu vlhkosti pod 40% dochází ke zpomalování mikrobiální aktivity (Plíva a kol., 2006). Při nedostatku vlhkosti nejsou umožněny některé důležité hydrolytické reakce. Mohou však probíhat některé nežádoucí chemické reakce, které po zahřání materiálu na určitou teplotu mohou způsobit až samovznícení (Groda a kol., 15

1995). Naopak pokud je vlhkost kompostu vyšší než 60%, dochází k ucpávání pórů vodou a to vede k vytváření anaerobního prostředí, spojeného s nepříjemným zápachem. Tento stav není rovněž žádoucí (Plíva a kol., 2006). Pro proces kompostování je tedy lepší nižší než vyšší vlhkost, vzhledem ke snadnější úpravě materiálu. Při zvýšené vlhkosti se prodlužuje doba kompostování, ovšem časem se volným odparem spontánně upraví na optimální vlhkost (Hejátková, 2008; Kára, Pastorek a Jelínek, 2002; Groda a kol., 1995). Hejátková a kol.(2007) uvádí několik možných metod pro stanovení nebo určení vlhkosti kompostovaného materiálu: -

laboratorně (gravimetrická metoda)

-

přenosným provozním vlhkoměrem

-

orientační zkouškou (senzoricky)

3.3.4 Teplota Dalším významným faktorem procesu degradace je teplota. Teplota je v podstatě vedlejším produktem mikrobiologické degradace organické hmoty. Produkce tepla závisí od rozměrů zakládky, vlhkosti, provzdušnění a od hodnoty poměru C : N. Je dalším z faktorů určujících rychlost rozkládané organické hmoty. Snižuje se provzdušňováním, prouděním tepla skrz hromadu a vlhkostí kompostované hmoty (Čermák a Kebísek, 2008). Nejúčinnější teplota rozkladného procesu kompostování je mezi 45 – 65°C (Kára, Pastorek a Jelínek, 2002). Pokud teplota klesne pod 20°C mikroorganizmy zpomalují svojí činnost (Čermák a Kebísek, 2008). Podle nároků na teplotu prostředí, respektive podle teplotního rozhraní, rozeznáváme tři základní skupiny mikroorganismů (tab.2): termofilní, mezofilní a psychrofilní (Čermák a Kebísek, 2008; Šimonovičová, Pavličková a kol., 2002). Účinnost mikrobiologického rozkladu kompostu je charakterizována těmito skupinami mikroorganismů, které jsou aktivní v určitém teplotním pásmu (Čermák a Kebísek, 2008).

16

Tabulka 2: Rozsahy teplot podle spektra převládajících druhů mikroorganismů. Skupiny MO

Teplotní rozsah

Druhy MO

Psychrofilní rozsah

-4 až 20°C

Bakterie a plísně

Mezofilní rozsah

15 až 42°C

Bakterie a aktinomycety

Termofilní rozsah

45 až 75°C

Bakterie a mezofyly až po tepelně odolné výtrusy hub

ZDROJ: Hejátková a kol., 2007 3.3.5 Hodnota pH Za optimální se považuje pH v rozmezí 6,5 až 8 blízké neutrální hodnotě (Plíva a kol., 2006; Tesařová a kol., 2010). U kompostů založených z převážné části z travní biomasy je toto rozmezí udržitelné bez přídavku vápenatých látek (Kára, Pastorek a Jelínek, 2002). U rostlinných zbytků a odpadů z chovů zvířat dochází ke slabě kyselé až kyselé reakci a jejich pH se proto upravuje při zakládání kompostu obvykle vápněním. Hodnoty pH velmi výrazně ovlivňují růst a aktivitu všech mikroorganismů. Podle citlivosti k pH lze rozdělit mikroorganismy v Tabulce 3 na: acidofilní, neutrofilní a alkalofilní, nebo-li bazofilní (Tesařová a kol., 2010). Pokud pH klesne pod hodnotu 6, dochází k hynutí většiny mikrobů, převážně bakterií. Důsledkem toho je zpomalení rozkladného procesu organických látek. Naopak stoupne-li hodnota pH nad 8,5 dojde k přeměně dusíkatých sloučenin na amoniak, který uniká z kompostovaného substrátu ve formě plynu a tím se zvyšují ztráty dusíku (Plíva a kol., 2006).

Tabulka 3: Členění mikrobů dle nároků na pH Mikroorganismy

Rozmezí hodnot pH

Acidofilní

1-5

Neutrofilní

5 – 7,5

Alkalofilní (=bazofilní)

> 7,5

ZDROJ: Tesařová a kol., 2010

Během celého procesu se hodnota pH pohybuje v počáteční fázi v nízkých hodnotách pH okolo 5, které jsou způsobeny tvorbou organických kyselin (Plíva a kol., 2006). V této fázi jsou dominantní mikroskopické houby a plísně, které dobře snášejí kyselé prostředí. Acidofilní bakterie, např. sirné Thiobacillus sp. a octové Acetobacter sp., 17

dávají také přednost kyselému pH prostředí při hodnotách 1,5 až 2,5 (Šimonovičová, Pavličková a kol., 2002). Poté jsou kyseliny rozkládány mikroorganismy, což je doprovázeno zvýšením pH k neutrálním hodnotám nebo dokonce k vyšším okolo 8,5 (Plíva a kol., 2006). Při přechodu pH do neutrálních až zásaditých hodnot se hlavní role při rozkladu organických látek ujímají bakterie a aktinomycety (Šimonovičová, Pavličková a kol., 2002). Zralý kompost má zpravidla hodnotu pH mezi 7 až 8 (Kalina, 1999). 3.3.6 Struktura materiálu – pórovitost, zrnitost a velikost částic Porézní, propustná struktura substrátu je nezbytná pro zajištění optimálního procesu kompostování (Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Pórovitost, zrnitost a velikost částic mohou ovlivňovat proces kompostování tím, že určují množství vzduchu v kompostované hromadě. Pórovitost a struktura je dána především výběrem surovin pro kompostování, mírou nadrcení nebo promíchání substrátu (Plíva a kol., 2006; Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Je tedy důležité složky kompostu dobře podrtit a důkladně promísit (Hejátková, 2008). Výskyt větších částic v hromadě zvyšuje její pórovitost. Struktura vypovídá o pevnosti částic a o jejich odolnosti proti zhutnění. Dobrá struktura zabraňuje snižování pórovitosti ve vlhkém prostředí zakládky (Plíva a kol., 2006). Měla by se zabezpečit pórovitost materiálu okolo 25 – 35% (Čermák a Kebísek, 2008). Menší částice mají větší povrchovou plochu a mohou být vystaveny intenzivnějšímu působení mikroorganismů, což má za následek urychlení procesu rozkladu. Menší částice zlepšují izolační vrstvu kompostované hromady (Plíva a kol., 2006). Problém může nastat s těžko provzdušnitelnou strukturou, která je vytvářena velmi jemnými složkami, což zabraňuje růstu mikroorganismů (Hejátková, 2008). V těchto případech je vhodným přídavkem, upravujícím konzistenci směsi například podrcená sláma (Groda a kol., 1995). Nejlepších výsledků při kompostování surovin bylo dosaženo s průměrnou velikostí částic v rozmezí 20 až 50 mm (Plíva a kol., 2006). 3.3.7 Vhodné chemické složení Vhodné chemické složení je podmínkou úspěšného procesu kompostování. Je důležité zajistit vhodný poměr mezi organickými a anorganickými látkami. Organické látky by měly obsahovat dostatečný podíl snadno rozložitelných látek, jako jsou cukry a bílkoviny. V takovém případě dojde ke zrychlení počátečních fází kompostování, při 18

kterém se nabourávají i obtížněji rozložitelné organické látky a jejich rozklad se urychlí v dalších fázích kompostování (Groda a kol., 1995). Při velkém přebytku anorganických složek se průběh humifikace organických látek zpomalí, protože anorganické látky neposkytují živnou půdu pro mikroflóru a stávají se tak balastní složkou (Hejátková, 2008). Pokud substrát obsahuje vyšší podíl biologicky stabilních látek a těžko rozložitelných surovin (např. pokud v kompostovaném substrátu tvoří základ dřevěné piliny), průběh humifikace je velmi zpomalen (Groda a kol., 1995). 3.3.8 Obsah cizorodých látek Cizorodé látky mohou nepříznivě ovlivňovat zrání kompostu, půdní úrodnost a poté růst rostlin. Jejich akumulace v půdě a následný příjem rostlinami je nežádoucí z hlediska možnosti ohrožení zdraví lidí a zvířat. V hnojivových odpadech mohou být přítomny organické cizorodé látky nebo stopové toxické prvky, tzv. těžké kovy (arsen, kadmium, nikl, olovo, rtuť atd.). Z organických cizorodých látek jde hlavně o zbytky pesticidů, ropné, chlorované a aromatické uhlovodíky, komponenty dehtu a polychlorované bifenyly. Mezi stopové toxické prvky patří i stopové prvky nezbytné pro výživu rostlin v malých koncentracích, ale ve větších množstvích ohrožují zdraví lidí a zvířat, např. zinek, měď, molybden (Kalina, 1999). Norma ČSN 46 5735 Průmyslové komposty uvádí sledované toxické prvky a jejich maximální přípustnou koncentraci, která je jakostním znakem pro komposty (Groda a kol., 1999). S ohledem na cizorodé látky je třeba individuálně posuzovat vhodnost kompostování kalů z čistíren odpadních vod, odpadů ze septiků, žump a rybničního bahna, kde se zajišťuje chemický rozbor. Bezproblémové je pak kompostování zemědělských odpadů, kuchyňských odpadů a odpadů ze zeleně. Minimum cizorodých látek obsahuje stromová kůra, dřevní štěpka, piliny a odpady z výroby papíru a celulózy (Kalina, 1999).

3.4 Charakteristiky kvality kompostu Kvalitativní znaky zralého kompostu lze hodnotit podle zákona č. 156/1998 Sb. o hnojivech, respektive vyhlášky 474/2000 Sb. o stanovení požadavků na hnojiva. Vyhláška vychází z normy ČSN 46 5735/1991 (Tesařová a kol., 2010) 19

3.5 Průběh procesu kompostování Kompostování je proces, který zahrnuje soubor biologických a biochemických přeměn kompostovaného materiálu. Tyto přeměny probíhají za aerobních podmínek (za přítomnosti kyslíku), za odlišných teplot a v několika na sebe navazujících

fázích

(Tesařová a kol., 2010).

3.5.1 Základní fáze kompostování: 3.5.1.1 Fáze rozkladu – mineralizace Termofilní fáze, neboli fáze rozkladu je specifická rychlým nárůstem teploty v průběhu jednoho až dvou týdnů (Groda a kol., 1995). K vysokému nárůstu teploty dochází proto, že aerobní mikrobiální aktivita je exotermní proces (Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Za vhodných podmínek teplota v zakládce dosahuje 55 - 65°C (Tesařová a kol., 2010). Hejátková (2008) uvádí teploty v této fázi od 60 - 65°C a Kára, Pastorek a Jelínek (2002) dodává, že podle výchozího materiálu teplota stoupá na 50 až 70°C. Následně teplota relativně rychle klesá ( Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008). Fáze mineralizace trvá asi tři až čtyři týdny (Kára, Pastorek a Jelínek, 2002). Tato fáze je specifická pro termofilní organismy (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008). Nejčastější zástupci: koky, tyčinkové bakterie, spirochety, aktinomycety a termofilní mykobakterie (Groda a kol., 1995). Termofilní mikroorganismy se podílejí na rozkladu složitých organických sloučenin na sloučeniny jednodušší anorganického charakteru a zároveň také probíhá chemická degradační reakce. Na počátku se rozkládají škroby, cukry a bílkoviny, později celulóza, dřevo a další odolnější heteropolymery. Konečnými produkty tohoto rozkladu, ve smyslu označení této fáze, jsou minerální látky, H2O, CO2, amonné ionty, dusičnany, H2S, sírany, apod. Pokud je v kompostu přebytek dusíku v kompostu, tak se může uvolňovat ve formě amoniaku (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008; Kára, Pastorek a Jelínek, 2002; Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Objem hmoty relativně rychle klesá, celkový pokles hmotnosti je až 30% původního množství. Vzhledem k tomu, že mikroorganismy nepřeměňují organické kyseliny, vzrůstá jejich zastoupení a dále dochází k poklesu pH. Kompost ve fázi mineralizace není schopen aplikace do půdy, protože nemá vlastnosti humusu a může vykazovat náznaky fytotoxicity (Groda a kol., 1995; Hejátková , 2008).

20

Přítomností vysokých teplot (55 - 60°C), nastává tzv. hygienizace kompostu, při které dochází ke snížení nebo zániku patogenních organismů, zejména bakterií, uvedených v tabulce 4. Toto teplotní rozmezí by mělo být udržováno zhruba 3 - 5 dní, tím dojde k trvalé inaktivaci patogenních organismů, vajíček škůdců a ke zničení klíčivosti semen plevelů (Tesařová a kol., 2010). Hynutí různých patogenních organismů při kompostování jsou důsledkem nejen hygienizačních teplot, ale zejména vlivem přítomnosti

tzv.

metabolických

produktů,

zejména

antibiotik

vznikajících

mikrobiologickou činností ve zrajícím kompostu (Váňa, 2009). Pokud teplota dlouhodoběji nevystoupí nad 40°C, tak může být považována za ukončenou (Groda a kol., 1995; Hejátková , 2008).

Tabulka 4: Patogenní organismy vyskytující se v organických odpadech Mikroorganismy

Zástupci patogenních mikroorganismů

Bakterie

Salmonella, Escherichia, Yersinia, Streptococcus, Staphylococcus spp.

Mikromycety

Aspergillus (A. fumigatus)

Viry

Enteroviry (viry hepatitidy A)

Paraziti

Ascaris lumbricoides (hlíst)

ZDROJ: Tesařová a kol., 2010

3.5.1.2 Fáze – přeměny V této fázi nastává pozvolný pokles teploty ze 40°C na 25°C (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008). Fáze přeměny (mezofilní fáze) trvá od čtvrtého až do osmého respektive desátého týdne (Kára, Pastorek a Jelínek, 2002). Termofilní bakterie jsou nahrazeny jinou skupinou mikroorganismů, plísní či nižší formou hmyzu (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008). Zejména počty mikromycet se postupně zvyšují. Typickými zástupci jsou různé druhy rodu Aspergillus. Tato fáze zahrnuje procesy přeměn a částečného rozkladu hůře rozložitelných organických látek, jako jsou celulózy, hemicelulózy, tuky a lignin (Tesařová a kol., 2010). Mění se dosavadní struktura, vzhled, pach, její jednotlivé částice se rozpadají a kompost dostává hnědé zbarvení. Pokračuje, i když podstatně pomaleji, další pokles hmoty a objemu o 10%. Původ skladky kompostu je špatně rozeznatelný a výluhy jsou hygienicky nezávadné. Na konci tohoto procesu lze kompost využít jako hnojivo (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008).

21

3.5.1.3 Fáze – dozrávaní kompostu Fáze dozrávání kompostu má za následky vyrovnávání teploty s okolím, obsahuje malé živočichy a hmyz, např. stonožky, sviňky a žížaly. Vznikají vazby mezi anorganickými a organickými látkami a vytváří se kvalitní a stabilní humus (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008). Podílí se na nich především zástupci rodů Ascomycetes, Fungi imperfecti a Basidiomycetes a také aktinomycety (rod Streptomyces). Tyto pochody jsou energeticky náročné a jejich nepřímým důsledkem je pokles teploty (Tesařová a kol., 2010). Vzniklý kompost získává stále více zemitou strukturu (Kára, Pastorek a Jelínek, 2002). Hmotnost už klesá jen zanedbatelně (Groda a kol., 1995; Hejátková, 2008).

3.6 Úloha mikroorganismů v procesu kompostování V kompostovaném materiálu se vyskytují mikroorganismy v závislosti od materiálu, teploty, vlhkosti, obsahu kyslíku a v neposlední řadě pH materiálu (Čermák a Kebísek, 2008). Počty mikroorganismů (tab.5) v kompostovaném materiálu se pohybují ve velmi širokém rozmezí (Tesařová a kol., 2010). Mikrobiální společenství zabezpečuje průběh kompostování, při kterém dochází k rozsáhlému rozkladu organické hmoty. Výsledkem tohoto rozkladu je kompost (Čermák a Kebísek, 2008).

Tabulka 5: Počty mikroorganismů v kompostovaném materiálu. Mikroorganismy

KTJ/1g kompostovaného materiálu

Bakterie

103 - 1011

Aktinomycety

104 – 108

Mikromycety

103 – 107

ZDROJ: Tesařová a kol., 2010

Pro mikroorganismy jsou určujícími faktory materiál a teplota. Začátek rozkladu organické hmoty začíná poměrně rychle, protože materiál obsahuje snadno rozložitelné látky. Kompostovanou hmotu charakterizuje nízká molekulová hmotnost a jednoduchá chemická struktura. Když je snadno rozložitelný materiál spotřebovaný a jeho obsah omezený,

nastává

proces

rozkladu

hůře

degradovatelných

materiálů.

Hmotu

charakterizuje vysoká molekulová hmotnost, polymerická konstrukce chemikálie, která

22

nemůže přecházet přímo do buněk mikroorganismů. Proto činností buněčných enzymů musí být látky štěpené na malé složky. Pokračující rozklad obsahuje velký počet speciálních organismů, mezi které zařazujeme např. plísně. Materiál je pak těmito organizmy hydrolyzován a může sloužit pro

další

degradaci

nespecifikovanými

organizmy.

MO,

které

se

nacházejí

v kompostovaném materiálu tvoří tyto základní skupiny : bakterie, plísně, aktinomycety a vyšší formy baktérií. Tyto MO se dělí na anaerobní, aerobní a fakultativně anaerobní. Anaerobní bakterie pro svoji činnost nepotřebují kyslík a při jeho výskytu hynou. Naproti tomu aerobní bakterie potřebují kyslík a fakultativní můžou pracovat v obou prostředích (Čermák a Kebísek, 2008). 3.6.1 Bakterie Bakterie jsou malé jednoduché organismy, které jsou aktivní hlavně na začátku rozkladu. Jsou schopné rychle se přizpůsobit prostředí, rychle rozkládají organickou hmotu, stabilizují nejvíc lehko rozložitelné živiny jako jsou cukry. Některé bakterie jsou schopné podílet se na degradaci celulózy. Bakterie pro svojí činnost potřebují pH prostředí v rozmezí 6 – 7,5. Jsou schopné rozkladu i nízké vlhkosti. V případě nepříznivého prostředí jejich aktivita klesá až zaniká, naopak v příznivém prostředí přežití jejich aktivita vzrůstá. Tato vlastnost je při kompostování nepostradatelná, např. při střídání teploty v procesu degradace (Čermák a Kebísek, 2008). Jsou to objekty dominantně viditelné světelným mikroskopem 0,2 – 20 µm. Bakterie jsou nerozšířenější skupinou organismů na planetě. Celkově se odhaduje, že na Zemi žije asi 5x1030 bakterií. Bakterie je možné nalézt v půdě, ve vodě, uvnitř a na povrchu vyšších organismů. V jednom gramu půdy žije až 1010 bakterií. Bakterie mají různé požadavky na prostředí, v němž žijí (Růžek a Voříšek, 2010). Hlavní a nejrozšířenější zástupci jsou například rody Pseudomonas, Arthrobacter, Clostridium, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus a poutače vzdušného dusíku Azotobacter a Rhizobium (Jandák a kol., 2010). Počáteční kompostovaná hmota mnohdy obsahuje velké množství koliformních bakterií 102 – 108 KTJ v 1gramu, z toho někdy až 60% salmonel (Tesařová a kol, 2010). Významnou roli hraje teplota, psychrofilní bakterie se vyskytují dominantně do 20°C, mezofilní do 40°C a temofilní (například v kompostech) nad 40°C. Bakterie se v půdě vyskytují ve vodním filmu, na aktivním povrchu koloidních látek a v primární půdní organické hmotě – na zbytcích půdní fauny, v blízkosti kořenových exudátů, na čerstvé 23

rostlinné hmotě, zbytcích bylin a trav, opadu dřevin, na odumřelých kořenech, v blízkosti organických látek v procesu přeměn na nižší stupeň kondenzace (Růžek a Voříšek, 2010). 3.6.2 Aktinomycety Mikroorganismy

viditelné

světelným

mikroskopem.

Aktinomycety

jsou

jednobuněčné, vláknité, prokaryotické, geneticky haploidní, dominantně aerobní a oligotrofní organismy. Tvoří vlákna o průměru 1µm a délce do 70µm. Na umělých pěstebních prostředích tvoří pevné konvexní, kruhovité kolonie. Jemná, větvící se bazální vlákna zabezpečují výživu a prorůstají agarovým prostředím, ze kterého je aktinomyceta vyživována. V jednom gramu půdy žije až 108 aktinomycet, což odpovídá zhruba hodnotě 1013 na každém čtverečním metru (Růžek a Voříšek, 2010). Jsou třetí nejvyšší skupinou mikroorganizmů, která se vyskytuje v kompostované hmotě. Můžou být mezofilní nebo termofilní a degradují organické kyseliny, cukry, škrob, hemicelulózu, celulózu, proteiny, polypeptidy, aminokyseliny a lignin (Čermák a Kebísek, 2008). Jsou přechodnou formou mezi bakteriemi a houbami. Jejich množství v půdách silně kolísá, jsou citlivé na vlhkost, teplotu a zejména na reakci prostředí (vyžadují neutrální až slabě alkalickou reakci). Mezi hlavní zástupce patří rody Streptomyces, Nocardia, Actinomyces a Micromonospora (Jandák a kol., 2010). Nacházejí se v pozdních fázích kompostování, když se sníží podíl snadno rozložitelných složek. Aktinomycety extenzivně rostou za snižování teploty kompostu a při jeho dozrávání (Čermák a Kebísek, 2008). Dominantně se také vyskytují na zbytcích bylin a trav a v opadu dřevin, v primární půdní organické hmotě, jsou metabolicky adaptovány na transformaci stabilních složek půdní organické hmoty. Rozkládají veškeré druhy organických látek, které přichází do půdy (Růžek a Voříšek, 2010).

3.6.3 Houby a houbám podobné organismy Objekty viditelné světelným mikroskopem i pouhým okem. Houby jsou vláknité eukaryotické organismy s obvyklým průměrem vláken několik µm, jednobuněčné (většinou

kvasinky)

i

vícebuněčné

(plísně),

zpravidla

obligátně

aerobní,

nefotosyntetizující stélkaté organismy. V jednom gramu půdy žije až 106 klíčivých spór mikromycet (Růžek a Voříšek, 2010). Jsou to heterotrofní organismy. Nejčastějšími skupinami plísní jsou rody Mucor, Penicillium, Trichoderma, Aspergillus (Jandák a kol., 2010). 24

Dominantně se vyskytují v půdě, potravinách, krmivech, v opadu dřevin, na čerstvých zbytcích rostlin, v kompostech a ve statkových hnojivech, v primární půdní organické hmotě. Houby jsou v půdách a kompostech hmotnostně nejvýznamnějšími acidotolerantními organismy. Rozkládají veškeré druhy organických látek, které přichází do půdy, přednost ale dávají relativně snadno rozložitelným, například škrobu (Růžek a Voříšek, 2010).

3.7 Domácí kompostování Znění zákona o odpadech vyžaduje snižovat množství biologicky rozložitelného odpadu, který se ukládá na skládku (Čermák a Kebísek, 2008). V Nařízení vlády č. 197/2003 Sb., byl vyhlášen Plán odpadového hospodářství ČR, který ukládá cíle pro snížení maximálního množství BRKO ukládaných na skládky tak, aby podíl této složky činil v roce 2013 nejvíce 50% hmotnostních a výhledově v roce 2020 nejvíce 35% hmotnostních z celkového množství BRKO vzniklého v roce 1995. Jednou z možností snižování množství bioodpadu je jeho zhodnocování kompostováním i v menších zařízeních – domácích kompostovištích (Čermák a Kebísek, 2008). Dříve se obvykle bioodpad z domácnosti a zahradní odpad kompostoval přímo na vlastním pozemku. V dnešní době končí většinou biologicky rozložitelný odpad ve sběrných nádobách a poté putuje na skládky nebo do spaloven. Proto se pomalu vrací trend domácího kompostování, který je podporován různými formami v řadě zemí EU (Tesařová a kol., 2010). Domovní kompostování je potřeba podporovat všemi dostupnými prostředky. Například: informačními akcemi, prospekty dodávanými poštou nebo finančním podnětem prostřednictvím poplatků za odvoz odpadů. Každý občan by měl být informován a uvědoměn, že se organické odpady nemají dávat do popelnic, ale kompostovat (Kalina, 1999). Jednou z forem je společné, tzv. komunitní kompostování, na kterém se podílí více domácností. Obvykle se zakládá v blízkosti obce uvnitř zelených ploch. Zakládka kompostu se provádí na nepropustném podkladu, který umožňuje kompostování v hromadách nebo pásech. Tyto hromady obvykle o rozměrech šířky 1,5m a výšky 1 – 1,5m, se z jedné strany postupně doplňují novým materiálem. Opět je zapotřebí kompost promíchávat, provzdušňovat a vlhčit dle potřeby. Povrch hromad se pokrývá rostlinným 25

materiálem, např. seno, opadané listí, atd., aby se zabránilo ztrátě vody a omezení pachů. Kompostování biomasy probíhá cca 6 měsíců, ale hygienizace výsledného kompostu bývá spíše nedostatečná. Průběh a kvalitu produktu mohou nepříznivě ovlivnit materiály, které brzdí aktivitu mikroorganismů, např. kosti, zbytky masa a uzenin, dětské pleny, textil a kůže, zbytky tapet, časopisy a barvené tiskoviny, popel z grilů, impregnované dřevo, aj. (Tesařová a kol., 2010). 3.7.1 Způsoby domácího kompostování:

Kompostování bez ohradníku - volně ložený materiál na hromadě vyžaduje větší plochu než kompostování v ohradníku (Sulzberger, 2007). Kompostování v ohradníku - vyráběny jsou ze dřeva nebo drátěného pletiva, to zaručí cirkulaci vzduchu. Rozkladný proces probíhá rychleji, výsledný kompost je dobré kvality a zraje zhruba 3 měsíce (Tesařová a kol., 2010; Sulzberger, 2007). Plastové kompostéry – jsou vyrobeny většinou z recyklovatelných plastů (Sulzberger, 2007). Kompostéry jsou opatřeny otevíratelným víkem, spodní část je vybavena dvířky na vyjímání kompostu a otvory pro přístup vzduchu (Kalina, 1999). Na kompostování v kompostérech má venkovní teplota omezený vliv. Důležité je umístění kompostéru na zahradě nejlépe na chráněném místě před silným osluněním a větrem. Kompostér musí stát na volné zemi, ne na betonu, kamenné dlažbě nebo asfaltu. Styk s volnou půdou umožňuje volný přístup půdním živočišným organismům a houbám (Huleš, 2007). Otáčivé a samomíchací kompostéry – horizontálně se otáčejí a v důsledku izolační konstrukce dosahují vyšších teplot. Mají ale poměrně malý objem a nedaří se v nich vytvořit správný proces kompostování s jeho jednotlivými fázemi (Kalina, 1999). Vermikompostování – je způsob kompostování z využitím určitých druhů žížal (Eisenia foetida a Lumbricus terrestris), které urychlují rozklad organické hmoty až o 50% v porovnání s klasickým kompostováním (Čermák a Kebísek, 2008). Potřebné množství žížal a velikost kompostovací nádoby závisí na objemu organického odpadu z domácností, především z kuchyně (Kalina, 1999). 26

3.7.2 Výchozí materiály ke kompostování 3.7.2.1 Zahradnické odpady Odpady ze zeleniny Jsou tvořeny velmi různorodými materiály, které mají poměr C:N = (30-40):1. Odpady ze zeleniny jsou strukturní a často není nutné je před kompostování drtit, protože se snadno rozmělňují již při prvním překopávání (Zemánek a kol., 2010). Listí Listí je tradiční odpad používaný jako materiál ke kompostování. Ideální příprava pro kompostovací zakládku je smíchání podrceného listí z více druhů dřevin. Listí z některých druhů dřevin se hůře rozkládá, patří k nim například listy ořešáku, dubu, jírovce, topolu, břízky a akátu. Vlhkost směsi listí se pohybuje v rozmezí 15-40%, poměr C:N (31-48):1 (Zemánek a kol., 2010). Listí z ovocných stromů je chemicky různorodé. Průměrný obsah organických látek dosahuje 90%, obsah dusíku kolem 1,2%, hodnoty C:N kolem 30 – 40. Některé druhy obsahují látky jako taniny nebo třísloviny, a ty pak dočasně omezují aktivitu mikroorganismů a zpomalují rozkladný proces (Tesařová a kol., 2010). Je zapotřebí přídavku komponentů, které tento poměr zužují. Může to být hnůj, kuchyňský odpad nebo zralý kompost, ale i půda (Kalina, 1999). Štěpky z ovocných stromů Vznikají při odstraňování poškozených, suchých či zahušťujících větví. Poměr C:N je velmi široký a činí (100-120):1. Tento materiál tedy patří k obtížně kompostovatelným (Zemánek a kol., 2010). Na druhé straně, v kombinaci s jinými materiály poskytuje po dlouhou dobu dostatek energie pro široké spektrum půdních organismů. BRO z údržby trávníkových ploch Po seči žacím strojem je výsledná hmota tvořena ústřižky trávy o délce 15-20 mm. Vyšší obsah vody je způsoben jejím uvolněním z pletiv při přestřižení stébla. Vlhkost se pohybuje v hodnotách 50-70% (Zemánek a kol., 2010). Travní fytomasa má většinou optimální chemické složení pro kompostování a je zdrojem organické hmoty, dusíku a dalších rostlinných živin (Váňa, 2001). Je to zejména příznivý poměr C:N, který je v rozmezí 20 – 35:1 (Zemánek a kol., 2010; Váňa, 2001). Pro kompostování jsou nepříznivé fyzikální vlastnosti a to zejména redukovaná objemová hmotnost trávy. Tato vlastnost způsobuje obtížné míchání travní fytomasy s dalšími přídavky. Travní hmota neobsahuje vhodnou mikroflóru pro vlastní kompostování. 27

Vhodným přídavkem do surovinové skladby kompostu je zemina, především orniční skrývka, z důvodu zajištění vhodné mikroflóry. Dalšími vítanými přídavky jsou stromová kůra, dřevní štěpka, listí, močovina atd. (Váňa, 2002). Úspěšnost kompostování travních hmot závisí na správně sestavené surovinové skladbě,

dostatečné

aeraci

zrajícího

kompostu

a

zabezpečení

homogenity

kompostovaných surovin, tzn. promíchání trávy s dalšími přídavky a zajistění dostatečné aerace zrajícího kompostu překopávkami (Váňa, 2001; Kollárová a Plíva, 2008). 3.7.2.2 Odpady z domácností - zbytky ovoce a zeleniny, pevné zbytky jídel (chléb, sýr), vaječné skořápky, kávové filtry, čajové sáčky, květiny, okrasné rostliny, popel ze dřeva atd. (Tesařová a kol., 2010). 3.7.2.3 Ostatní kompostovatelné odpady - peří a srst hospodářských zvířat, podestýlka a hnůj s chovu drobného zvířectva, malé množství novinového papíru (Tesařová a kol., 2010), výlisky, sláma, hobliny, piliny aj. (Kalina, 1999).

3.8 Kompost a jeho využití Produktem kompostování je kompost – organické hnojivo. Vlastnosti kompostu a jeho kvalita závisí na kvalitě a vlastnostech vstupních surovin (Hejátková a kol., 2007). Autoři Kalina (1999) a Tesařová a kol., (2010) říkají, že kompost je nejstarším a nepřirozenějším prostředkem ke zlepšování půdy, který dosud známe. Kompost je přírodní hnojivo, které má pozitivní vliv na úrodnost půdy a vyživuje rostliny podstatně efektivněji než umělá hnojiva (Flowerdew, 2011). Jde vlastně o směs organických látek a zeminy, v níž probíhají nebo proběhly humusotvorné procesy (různé stupně mineralizace a humifikace), která je bohatá na aktivní nepatogenní mikroflóru (Urban, Šarapatka a kol., 2003). Kompost vyživuje půdu přímo dodáním minerálních látek a nepřímo zapravením užitečných mikroorganismů, které mají schopnost uvolňovat minerální látky uzamčené v půdě (Flowerdew, 2011). Pozitivní působení kompostu na půdu, život v půdě i život rostlin je mnohostranné a vytváří komplexní efekt. Kompost pomůže zlepšit zpracovatelnost půdy, zvyšuje sorpční schopnosti lehčích půd, nakypřuje těžké a utužené půdy. V určité míře může redukovat choroby rostlin i působení škůdců, snižuje kyselost půd a stabilizuje hodnotu pH. Dále 28

zvyšuje vodní jímavost a vodní kapacitu půdy, snižuje vodní erozi na svazích, snižuje spotřebu vody, zabraňuje vysychání půd, dlouhodobě zabezpečuje rostliny důležitými živinami a podporuje život v půdě ( Štrefl, 2012). Výsledný kompost zahrnuje organické sloučeniny, které jsou prekurzory humusu a hnojiv. Kompost tedy umožňuje vyrovnání huminových deficitů nadměrně využívané půdy a také zajišťuje obnovení živé půdy vytvářením huminových rezerv (Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Kompost se dá především využít jako hnojivo pro dlouhodobou ochranu půd, sloužících pro intenzivní pěstování plodil (Gobat, Aragno, Matthey, 2004). Domácí kompost se pak nejčastěji používá jako hnojivo v zahradnictví a zahrádkářství a pro hnojení zahradních stromů a keřů (Tesařová a kol., 2010).

Hejátková (2008) uvádí tyto parametry, které by měl vykazovat kvalitní kompost: -

vlhkost 40 – 60%

-

pH 6,0 – 6,5

-

minimální obsah organické hmoty 20%

-

obsah organických látek v sušině 50 – 82%

-

dusík nad 2%

-

fosfor nad 0,65%

-

draslík nad 1,25%

-

vápník + hořčík nad 4,5%

3.8.1 Výskyt chorob, škůdců a plevele v kompostech Jak už bylo řečeno, procesem kompostování vzniká směs látek bohatých humusem a živinami, která je ideálním substrátem pro většinu rostlin pěstovaných na zahradě. Stává se ale, že místo kvalitního kompostu se vytvoří ohnisko šíření škodlivých organismů (Kazda, 2007). V kompostu se pak mohou vyskytovat různé bakteriální choroby, viry, houby, živočišní škůdci a semena plevele (Kalina, 1999). Až na výjimky si původce chorob a škůdce do kompostovaného materiálu donese zakladatel sám a to rostlinnými zbytky, které zdánlivě vypadají jako zdravá rostlina. Stává se to v případě, že určitá rostlina není k těmto chorobám a škůdcům citlivá (příznaky se neprojeví), ale obsažené zárodky v substrátu infikují výsledný kompost.

29

Z hlediska přežívání mikroorganismů v kompostu je dělíme do tří skupin: 1) Organismy, které nepřežijí proces kompostování. Během svého vývoje nevytváří odolná stadia a jejich šíření půdou je nemožné po správném dozrání kompostu. Patří sem například ploštice, štítenky, mnoho druhů larev motýlů a housenic, svilušky a vlnovníci. 2) Organismy přežívající v kompostu i několik let, ale které se zde dále nemnoží, ale mohou se kompostovou zeminou pasivně šířit na nové stanoviště (fytofágní háďátka, larvy některých brouků nebo dvoukřídlého hmyzu, sklerocia houby hlízenky). 3) Organismy, které se v kompostu rozmnožují, jak pasivním šířením půdou, tak aktivním šířením z místa kompostování do okolí (např. plevely pýr, pryskyřník, kopřivy, larvy kovaříků, larvy tiplic, zemní housenky můry osenice atd. (Kazda, 2007).

3.9 Přípravky a přísady ke kompostování Rozvoj civilizace je spojen se stupňujícím se užíváním chemických přípravků ve všech oblastech lidské činnosti. Vzrůstající koncentrace škodlivin v půdě, ovzduší i vodě zásadně ovlivňuje přírodní rovnováhu. Tím jsou stále více narušovány přirozené procesy mikrobiálních transformací a rozkladů, které od počátku života na Zemi udržují ekologickou rovnováhu v přírodě (Mráz, 2013). 3.9.1

Přípravky ke kompostování Obsahují různé příměsi, které slouží k urychlení rozkladného procesu a pomáhají

překonat potíže při kompostování. Přidávají se do kompostu většinou v menším množství. Kalina (1999) uvádí dva druhy: a) preparáty z bylin b) očkovací látky 3.9.1.1 Preparáty z bylin Tyto preparáty se připravují v biologicko-dynamickém systému hospodaření (jedna z hlavních metod alternativního zemědělství a zahrádkářství), podle velmi spaciálního postupu z bylin řebříčku obecného, heřmánku, kopřivy dvoudomé, pampelišky, kozlíku lékařského a z dubové kůry.

30

Očekává se následující působení : -

menší ztráty dusíku

-

zabránění hnilobě

-

příznivé tlení

-

a tím lepší konečný produkt

3.9.1.2 Očkovací látky – urychlovače kompostování Očkovací látky a urychlovače kompostování obsahují určité bakterie a kmeny hub, které urychlí, respektive podpoří biologický proces rozkladu (Kalina, 1999). Tyto speciální biologické přípravky (obsahující kmeny bakterií), se fixují na minerální nosič, což zajišťuje jejich přímou vazbu na místo použití a současně ochranu proti okolním vlivům. (Mráz, 2013). K přímému očkování rozkladnými mikroorganismy slouží živé kultury, které jsou ve většině případů konzervované sušením. Ve vlhkém substrátu dochází k jejich opětovnému oživení (Sulzberger, 2007). Bakterie v těchto preparátech jsou doplněny enzymy, detergenty, biostimulátory a dalšími účinnými přírodními přísadami, které jsou uvedené do neaktivní formy. Přídavná látka po rozmíchání ve vodě začne plnit úlohu prvního stimulačního substrátu (Mráz, 2013; Moňok, 2002). Jsou ekologické a zcela neškodné pro člověka, zvířata a rostliny a také snižují používání chemických přípravků (Mráz, 2013).

Moňok (2002) doporučuje používat biopreparát v těchto případech: -

když nemůžeme z nějakého důvodu zabezpečit dostatečný přístup vzduchu ( např. plastové kompostéry, kompostovací jámy),

-

pokud nezajistíme správné složení materiálu, např. zakládáme kompost z čerstvě pokosené trávy, která se těžko kompostuje pro vysoký obsah vody,

-

když máme nedostatek místa a velké množství materiálu.

3.9.2 Přísady ke kompostování Přidávají se ke kompostovanému materiálu kvůli jejich obsahu živin nebo pro své fyzikální vlastnosti (zlepšení struktury). Mohou ovlivnit proces tlení a do určité míry zlepšit kvalitu kompostu. Patří k nim jílová moučka nebo vápenatá hnojiva (Kalina, 1999). Huleš (2007) doplňuje jako vhodné přísady ke kompostování ještě minerální moučku, čedičovou moučku, mletý vápenec a podrcené skořápky z vajec, zeminu nebo hotový kompost. 31

3.10 Urychlovače kompostování v pokusu 3.10.1 AGRO urychlovač kompostu Jedná se o směs nezávadných nepatogenních užitečných bakterií a enzymů, které ekologicky rozkládají odpad organického původu. Podporují nastartování rozkladných procesů při zpracování organických odpadů ze zahrad a domácností (posečená tráva, štěpky z větví, shrabané listí, zbytky ze zeleniny). Použitím tohoto přípravku se výrazně zkracuje doba potřebná pro vznik kompostu. AGRO urychlovač kompostu (obr. 1) je suchý přírodní preparát, který je určený na urychlovaní kompostovacího procesu a rozkladné mikroorganismy jsou vázané na přírodní nosič - perlit, který je ve vodě nerozpustný a má v kompostu provzdušňovací účinek. Sypká směs se dle návodu smísí s vodou a aplikuje se na kompostovaný materiál (jrk.sk, 2012).

Obr. 1: Přípravek AGRO urychlovač kompostu

3.10.2 Oxy-Gen-Ator Jedná se o biologický přípravek (obr. 2) pro aerobní způsob rozkladu organické hmoty a urychlení kompostovaní travní fytomasy. Přípravek je směsí mikrobních kultur (aerobních a fakultativních půdních MO) a enzymů, které rozkládají veškerý organický odpad rostlinného původu. Značně urychluje rozklad čerstvých zakládek kompostů. Efektivně zpracovává posekanou trávu, listí, štěpky a veškerý zahradní a domácí biologický odpad bez hnilobných procesů. Obsahuje kombinaci užitečných aerobních bakterií a specifických enzymů, které urychlují rozklad organické hmoty. Neobsahuje žádné chemické látky, jako jsou např. 32

fenoly, fosfáty, formaldehyd, atd. Nepoškozuje životní prostředí a je zdravotně nezávadný.

Výhody jeho aplikace jsou: -

redukuje pomocí enzymů a mikroorganismů objem organické hmoty

-

urychluje kompostování

-

odstraňuje zápach

-

neobsahuje žádné chemické látky

-

je zcela biologicky odbouratelný

Má podobu světle hnědého prášku, který se opět dle návodu smísí s vodou. Je vysoce koncentrovaný (subio.cz, 2010).

Obr. 2: Přípravek Oxy-Gen-Ator

3.10.3 Greenman kompost s SCD probiotiky Greenman kompost s SCD probiotiky, uvedený na obrázku 3, je tekutý mikrobiologický koncentrát na regulaci kompostování. Byl vyvinutý s cílem výrazně urychlit proces kompostování pomocí kombinace koncentrovaných mikroorganismů, žijících v přírodě. Společenstvo probiotických mikroorganismů pracuje synergicky na zpomalování a potlačování růstu patogenních a škodlivých organismů tak, že je postupně vytěsní z prostředí probíhajícího rozkladného procesu. Probiotické kultury tak vytvářejí samostatný ekosystém, zvyšují diverzitu a početnost jednotlivých mikroorganismů přirozené mikroflóry a to v jakémkoliv prostředí. 33

Kmeny mikroorganismů vyskytujících se v přípravku nejsou patogenní ani geneticky modifikované. Patří mezi ně například kvasinky Saccharomyces cerevisiae, bakterie Streptococcus thermophillus a Bacillus. Používání přípravku vede k přípravě velmi bohatého a kvalitního kompostu. Organický odpad se přemění na zralý kompost, který je zdrojem živin za několik měsíců (jrk.sk, 2012).

Obr. 3: Přípravek Greenman kompost s SCD probiotiky

34

4

MATERIÁL A METODIKA

4.1 Úvod k pokusu Zahájení kompostování biomasy v domovních kompostérech se uskutečnilo dne 21.července 2012. Kompostéry byly umístěny v lokalitě soukromé zahrady v obci Holetín. Holetín se nachází v okrese Chrudim, Východočeský kraj. K pokusu byly použity 4 plastové kompostéry o objemu 400 dm3 (viz. Popis kompostéru). Počáteční surovinová skladba byla pro všechny kompostéry stejná (travní biomasa, štěpka a zemina v poměru 3:1:1). První kompostér byl kontrolní bez přídavku urychlovače procesu kompostování (dále značen jako „K“). Tři z nich byly naočkovány urychlovači kompostu s mikrobiální kulturou. Jako urychlovače kompostu byly použity tyto přípravky: •

AGRO urychlovač kompostu (značen „A“),

•

Oxy-Gen-Ator (značen „B“) a

•

Greenman kompost s SCD probiotiky (značen „S“).

Mikrobiální analýzy a stanovení zvolených charakteristik kompostu probíhalo vždy za určitý časový interval (viz. Metodika analýz). Během procesu kompostování se udržovala vlhkost zavlažováním kompostu na základě tzv. orientační zkoušky stanovení vlhkosti. Ta spočívala v odebrání substrátu rukou a jeho silném zmáčknutí prsty. Při optimální vlhkosti se nesmí mezi prsty objevit kapičky vody a po uvolnění tlaku prstů se nesmí substrát rozpadat. Kompostovaná biomasa byla 2x překopána (v srpnu a v září) a 1x po zimním období (duben). Z důvodu nepříznivých klimatických podmínek se poslední odběr uskutečnil dne 21.4.2013. 4.1.1 Popis plochy Jako travní biomasu jsem využila posečenou trávu z pozemku, který se nachází vedle zahrady, o rozloze 360 m2. Jedná se o přirozeně zatravněnou plochu, kde růst travní biomasy závisí pouze na úhrnu srážek a teplotě za vegetační období. Lokalitu pro umístění kompostů znázorněnou v příloze č. 1, jsem zvolila tak, aby kompostéry nebyly vystaveny přímému slunci, které by kompostovanou biomasu častěji vysušovalo. Jsou tedy umístěny v polostinném místě a částečně kryty korunami ovocných stromů. Jelikož se jedná o kompostéry bez dna, byly umístěny na zatravněné ploše zahrady. 35

4.1.2 Surovinová skladba kompostu Při zakládání kompostů nebylo využito žádných výpočtů k optimalizaci surovinové skladky, tzn. poměru C:N, protože se v této práci zaměřené na domácí kompostování nestanovovala optimalizace surovinové skladby. Do zakládek kompostů byla použita jako hlavní složka biomasy čerstvě posečená tráva. Veškerá tráva sloužící pro pokus, byla sečena žacím strojem s pojezdem se sbíráním posečené trávy do sběrného koše tak, aby byla zajištěna velikost ústřižků trávy cca 50mm. Z důvodu zajištění vhodného poměru C:N, byla ke směsi posečené trávy přidána štěpka a zemina. Štěpka vznikla podrcením dřevního materiálu pomocí drtiče zahradního odpadu firmy VARES. Jedná se o typ DZO 26 (SHARK 2,6), který vytváří maximální tloušťku drceného materiálu cca 45 mm. Směs štěpky vznikla podrcením větví z Jasanu ztepilého (poměr C:N je 21:1), Javoru (52:1) a ovocných stromů. Do posečené trávy byla přidávána štěpka a zemina v poměru 3:1:1 objemové hmotnosti (tzn. 3 díly fytomasy, 1 díl štěpky a 1díl zeminy). Biomasa v průběhu kompostování nebyla doplňována. Na závěr byly k 3 kompostérům naplněným kompostovací biomasou dodány 3 různé urychlovače kompostů na mikrobiální bázi a jeden z kompostérů byl ponechán jako kontrolní. Biomasa byla naočkována urychlovači dle přiložených návodů na použití.

Obr. 4: Drtič zahradního odpadu

36

4.1.3 Popis kompostéru Název: Kompostér JRK 400 HOBBY Barva: černá Materiál: plast Objem: 400 dm3 Výška: 90 cm Základna: 88,5 x 88,5 cm K provedení pokusu byly použity 4 černé plastové kompostéry o objemu 400 dm3 a rozměrech výšky 90cm a základny 88,5 x 88,5 cm. Kompostér JRK 400 HOBBY (obr.5) disponuje odklápěcím víkem a malými otvory, které umožňují velmi dobrý přístup vzduchu i malého množství dešťové vody. Dále je tento typ kompostéru vybaven spodními dvířky, umístěnými na dvou protilehlých stranách, které umožňují kontrolu kompostované biomasy či její následný výběr. Kompostér je beze dna, tím dochází k regulaci vlhkosti a proniknutí půdních živočichů do kompostované travní biomasy.

Obr. 5: Kompostér JRK 400 HOBBY

4.1.4 Měření teploty kompostů K měření teplot v kompostérech i okolí byl použit zapichovací digitální teploměr značky SUMMIT SDT 9, který měří teploty v rozmezí od -40°C do + 150°C a je zobrazen

37

na obrázku 6. Teplota v kompostérech (t) byla měřena vždy v odpoledních hodinách mezi 15:00 až 18:00, ve středu zakládky až do ustálení teploty.

Obr. 6: Teploměr

4.1.5 Stanovení hmotnostního úbytku V nádobě o objemu 15 dm3, která byla předem zvážena a její hmotnost odečtena, byla smíchána travní směs se štěpkou a zeminou v poměru 3:1:1 (3 díly trávy, 1 díl štěpky a 1 dní zeminy). Poté se naplněná nádoba směsí zvážila na digitální váze s přesností 1 g a naměřená hmotnost byla zaznamenána. Navážená směs se vysypala do kompostéru. Takto se pokračovalo až do naplnění každého kompostéru. Naměřené hmotnosti pak byly sečteny na výslednou počáteční hmotnost. Všechny 4 kompostéry byly naplněny na počátku kompostování a v průběhu procesu již nebyla biomasa doplňována. Na konci kompostování byl kompost opět navážen pomocí stejné nádoby (objem 15 dm3). Stanovení hmotnostního úbytku (m) biomasy bylo zjištěno ze vztahu [II]:

m=

(m p − m k )

Kde je:

mp

⋅ 100 (%)

[II]

m - hmotnostní úbytek mp - hmotnosti kompostu na počátku kompostování v g mk - hmotnost kompostu na konci kompostování v g

38

4.2 Metodika analýz Komposty byly založeny 21.7.2012, kdy byl rovněž proveden první odběr vzorku. Reprezentativní vzorek byl odebírán vždy po uplynutí zvoleného časového intervalu po celý průběh kompostování. Další odběry následovaly po týdnu (7 dnech), přibližně po 2 měsících (66 dnech) a po 4 měsících (124 dnech). Poslední odběr se uskutečnil v druhé polovině dubna následujícího roku, tedy asi po 264 dnech z důvodu čekání na přívětivější klimatické podmínky. Celkem bylo provedeno 5 odběrů vzorků kompostů z domovních kompostérů v průběhu procesu kompostování. Mikrobiální analýza byla vždy provedena u každé ze 4 kompostovaných biomas. Mikrobiální rozbory byly prováděny v laboratořích oddělení mikrobiologie Ústavu agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin. Z odebraných vzorků byly založeny kultivační pokusy na stanovení počtu kolonie tvořící jednotky (KTJ), stanovení vlhkosti a sušiny ve vzorcích a navíc na konci pokusu byly změřeny další parametry výsledného kompostu, jako stanovení pH, elektrické konduktivity, spalitelných látek kompostu a také byl proveden test fytotoxicity, tzv.

řeřichový test.

4.2.1 Mikrobiální rozbor Mikrobiální rozbor byl proveden metodou stanovení počtu kultivovatelných mikroorganismů vybraných indikátorových skupin. Jejich rozlišení bylo umožněno specifickými živnými půdami, které preferuje vždy daná skupina mikrobů. Podstatou metody je násobné zředění výluhu získané z reprezentativní navážky (bylo vždy odebráno 0,1 kg čerstvě vlhkého kompostovaného materiálu). Z metodou stanoveného zředění se odebírá 1 ml suspenze s diasporami mikroorganismů a toto množství se zalévá odpovídající rozehřátou živnou půdou. Následně jsou mikroorganismy inkubovány při teplotě popsané v metodě, v laboratorním termostatu po dobu, která je uvedena v níže popsané metodice. Metoda vychází ze základního předpokladu, že každá viditelná kolonie po inkubaci, která vzrostla na kultivačním mediu, je pomnožená populace pocházející z jedné buňky nebo jedné kolonitvorné jednotky, které byly přítomné ve výluhu vzorku a odpovídá jednomu životaschopnému zárodku při zaočkování živné půdy. Tento předpoklad lze ovšem snadno zpochybnit, proto se pro charakteristiku získaných výsledků používá označení KTJ – „kolonie tvořící jednotky“ (z anglického CFU – „colony forming 39

units“). Jedná se o modifikaci metody: Mikrobiologicko – hygienické vyšetřovací metody pro půdu, kompost, a jiná minerální hnojiva, čistírenské kaly a další tekuté a tuhé odpadní materiály (Komárek, 1998), v dalším textu označovaná v souladu s citovaným autorem jako plotnová metoda. Dle normy ČSN EN ISO 6887-1 Úprava analytických vzorků, příprava výchozí suspenze a desetinásobných ředění – Část 1: Všeobecné pokyny pro přípravu výchozí suspenze a desetinásobných ředění, se provedla příprava vlastní výchozí suspenze a desetinásobných ředění. Přepočty kolonie tvořících jednotek mikroorganismů (KTJ) byly provedeny podle Metodického návodu pro stanovení indikátorových organismů v bioodpadech, upravených bioodpadech, kalech z čistíren odpadních vod, digestátech, substrátech, kompostech, pomocných růstových prostředcích a podobných matricích (Matějů, 2009).

Pro mikrobiální analýzu byly zvoleny následující indikátorové skupiny mikroorganismů: -

celkový počet mikroorganismů (CPM)

-

sporulující mikroorganismy (SPOR)

-

aktinomycety (AKT)

-

plísně a kvasinky (PL)

-

koliformní bakterie (KOL)

4.2.1.1 Celkový počet mikroorganismů (CPM) Pro stanovení celkového počtu mikroorganismů byla použita plotnová metoda se zalitím inokula živnou půdou v příslušném ředění. Jako kultivační medium byl použit Nutrient Agar No. 2 (Himedia, India). Do Petriho misek s kultivačním mediem byl přidán 1 ml připravené suspenze, a poté byly vzorky inokula v Petrino miskách kultivovány při teplotě 30°C ± 1°C po dobu 3 dnů.

4.2.1.2 Sporulující mikroorganismy (SPOR) Ke stanovení SPOR byla opět použita plotnová metoda se zalitím inokula živnou půdou, která byla dále použita i pro následující stanovení skupin mikroorganismů. Před vlastním naočkováním byly zkumavky obsahující suspenze z jednotlivých substrátů vystaveny teplotě 85°C po dobu 15 minut tak, aby byly zpasterizovány. Tím došlo ke zničení vegetativních forem mikroorganismů a přežití pouze spor, které následně vyklíčily při vhodných podmínkách okolního prostředí. Ke stanovení této skupiny 40

mikroorganismů ve vzorcích bylo použito jako kultivační medium Nutient Agar No. 2 (Himedia, India). Vzorky inokula v Petriho miskách, obsahující opět 1 ml suspenze, byly kultivovány při teplotě 30°C ± 1°C po dobu 3 dnů.

4.2.1.3 Aktinomycety (AKT) Jako kultivační medium pro stanovení aktinomycet byl v tomto případě použit Actinomycetes Agar (Himedia, India). Vzorky inokula v Petriho miskách s 1 ml suspenze byly opět kultivovány při teplotě 30°C ± 1°C , ale pouze po dobu 3 dnů.

4.2.1.4 Plísně a kvasinky (PL) Pro stanovení plísní a kvasinek ve vzorcích se jako kultivační medium použilo Chloramphenicol Glukose Agar (Biokar Diagnostics, France) a vzorky inokula v Petriho miskách, obsahující 1 ml suspenze, se kultivovaly při teplotě 25°C ± 1°C po dobu 3 dnů.

4.2.1.5 Koliformní bakterie (KOL) Pro stanovení termotolerantních koliformních bakterií, zahrnujících bakterii Eschericia coli ve vzorcích substrátu, byl jako kultivační medium použit VRBL Agar (Biokar Diagnostics, France). Opět se vzorky inokula v Petriho miskách s 1 ml suspenze kultivovaly při teplotě 37°C ± 1°C po dobu 24 hodin.

Po ukončení kultivační doby se spočítaly vytvořené kolonie u každé z indikačních skupin. Ze 3 opakování bylo dopočítáno množství KTJ na 0,1 kg sušiny vzorku a to pomocí aritmetického průměru. Výsledek byl převeden a vyjádřen jako počet KTJ mikroorganismů na gram sušiny vzorku a přepočetl se na sušinu pomocí vztahu [III] :

N suš =

Kde je:

N ⋅ 100 (KTJ/g suš.) hmotnost sušiny (% )

[III]

N – počet kolonií v KTJ na gram vzorku Nsuš – počet kolonií v KTJ přepočtený na gram sušiny vzorku

4.2.2 Stanovení momentální vlhkosti a sušiny Vlhkost se stanoví sušením, kdy se navážený vzorek suší v sušárně. Po vysušení se vzorek opět zváží a stanoví se procentuální zastoupení sušiny a vlhkosti.

41

Stanovení vlhkosti a sušiny vycházelo z normy ČSN 46 5735 Průmyslové komposty. Z připravených vzorků kompostované biomasy se naváží 0,05 – 0,1 kg substrátu s přesností 0,01g do předem zvážené keramické nádobky, celkem ve 3 opakováních u každého substrátu. Poté se suší do konstantní hmotnosti v sušárně při teplotě cca 105°C. Po vychladnutí se vzorek zváží. Z těchto 3 opakování bylo, pro každý ze 4 vzorků substrátu, dopočítáno množství momentální vlhkosti a sušiny, a to pomocí aritmetického průměru. Výpočet hmotnostního zlomku vlhkosti (WH2O) se vypočítá pomocí vzorce [IV] a hmotnost sušiny (Wdm) ze vztahu [V]:

WH 2O = Wdm =

Kde je :

(m1 − m2 ) ⋅ 100 m1

(%)

[IV]

m2 ⋅ 100 (%) m1

[V]

WH2O - momentální vlhkost Wdm - sušina m1 - hmotnost vzorku před vysušením v g m2 - hmotnost vzorku po vysušení v g

4.2.3 Stanovení pH Hodnota pH se měří potenciometricky za použití skleněné elektrody ve vodní suspenzi vzorku. Stanovení pH vycházelo z normy ČSN 46 5735 Průmyslové komposty. Do skleněné kádinky se naváží 0,1 kg vzorku s přesností na ±0,05 g, přelije se 50 ml destilované vody a 10 minut se promíchá mechanickým míchadlem. Poté se vzorek přefiltruje pomocí filtračního papíru. Měření pH bylo provedeno na pH metru Sension + MM150. Hodnota pH se měří nejpozději během jedné hodiny od promíchání vzorku, při teplotě (20°C ± 2°C).

42

Obr. 7: Přístroj Sension + MM150

4.2.4 Stanovení elektrické konduktivity Vodivost vodního výluhu vzorku se měří konduktometrem s příslušnou elektrodou při daných podmínkách měření, tzn. že teplota se volí tak, aby byla zajištěna rozpustnost přítomných solí, které závisí na teplotě. Pro stanovení tohoto parametru se vycházelo z normy ČSN ISO 11265 Kvalita půdy – Stanovení elektrické konduktivity. Vodní výluh se připraví z 0,2 kg vzorku, který se vloží do třepací lahve s přidanou destilovanou vodou (100 ml) o teplotě 20°C ± 1°C; tím dojde k rozpuštění elektrolytů. Láhev se uzavře a vloží do třepačky, kde se třepe po dobu 30 minut. Vodní výluh se poté přefiltruje přes filtrační papír a změří se jeho elektrická konduktivita. Měření elektrické konduktivity bylo opět provedeno na přístroji Sension + MM150, který je uveden na obrázku 7.

4.2.5 Stanovení spalitelných látek Organický podíl ve vzorku (spalitelné látky) se zjišťuje z hmotnostního úbytku, po předběžném vysušení vzorku, a po té po spálení vzorku do konstantní hmotnosti. Stanovení spalitelných látek vycházelo z normy ČSN 46 5735 Průmyslové komposty. Vysušený vzorek se rozmělní a znovu se vysuší asi půl hodiny v sušárně při teplotě 105°C ± 5°C. Po vychladnutí v exsikátoru se naváží 5 g ± 0,05 g vzorku do vyžíhané a zvážené porcelánové misky, celkem ve 3 opakováních u každého substrátu. Vzorek v misce se zvolna spálí nad plamenem a vyžíhá se v elektrické peci při teplotě 550°C ± 10°C do konstantní hmotnosti. V příloze č. 3 je zobrazen kompost před spálením a po spálení v elektrické peci. Po vychladnutí v exsikátoru se vzorek opět zváží. Vyžíhání vzorku se provádělo v Muflově peci (obr. 8). 43

Obr. 8: Muflova pec Z těchto 3 opakování bylo, pro každý ze 4 vzorků substrátu, dopočítáno množství spalitelných látek pomocí aritmetického průměru. Výpočet hmotnostního zlomku spalitelných látek ve vysušeném vzorku (Wsl), vychází ze vztahu [VI]:

Wsl =

Kde je :

(m3 − m4 ) m3

⋅ 100 (%)

[VI]

Wsl - spalitelné látky ve vysušeném vzorku m3 - hmotnost vzorku před vyžíháním v g m4 - hmotnost zbytku po vyžíhání v g

4.2.6 Stanovení fytotoxicity – řeřichový test Základem testu fytotoxicity je kombinovaný účinek testované látky v tekuté fázi na klíčící rostliny řeřichy seté (Lepidium sativum). Stanovuje se absolutní počet vyklíčených rostlin, který může ale zkreslovat obsah zásobních látek v semeni, v kombinaci s měřením délky kořenového klíčku, což naopak reflektuje citlivost čerstvě narostlých pletiv vůči testované látce. U řeřichového testu bylo ještě provedeno statistické 44

vyhodnocení srovnání délky kořínků řeřichy seté u jednotlivých variant kompostu a kontroly H20 v programu Excel. Provedení testu fytotoxicity vycházelo z Metodické pomůcky: Kompostování přebytečné travní biomasy (Hejátková a kol., 2007).

Příprava vodního výluhu: Do Erlenmayerovi baňky (500ml) se naváží 10g zkoumaného vzorku a poté se vlije množství destilované vody v ml, které je určeno jako násobek sušiny ve vzorku (5 · sušina (%)). Erlenmayerova baňka se zazátkuje a vloží do horizontální třepačky, kde se po 2 hodinách vzorek vyluhuje do destilované vody. Pak se výluh přefiltruje přes filtrační papír do kádinky tak, aby byl čirý.

Metodika testu fytotoxicity: Do Petrino misek (průměr 9 cm) se vloží filtrační papír tak, aby pokryl dno misky a ovlhčí se pipetou odměřeným 1 ml výluhu. Poté se na navlhčený filtrační papír pravidelně rozmístí 20 semen řeřichy seté. Pro každý vzorek (A, B, S a K) byly použity 4 Petriho misky s 20 semeny, celkem tedy 80 semen pro každou variantu. Připravené a uzavřené misky se poté vloží do termostatu, kde se semena nechají klíčit (Obr….) po dobu 24 hodin, za tmy a při teplotě cca 30°C. Součastně s testovanými vzorky se do termostatu vloží kontrolní vzorek pouze s aplikací destilované vody.

Po 24 hodinách se změří a odhadnou délky všech kořínků. Výsledný index klíčivosti (IK) je ukazatelem zralosti či toxicity kompostu. Získá se dle vztahu [VII]:

IK =

Kde je:

k v ⋅ lv ⋅ 100 kk ⋅ lk

(%)

[VII]

IK – index klíčivosti kv – klíčivost vzorku (%) kk – klíčivost kontroly (%) lv – průměrná délka kořínků vzorku (mm) lk – průměrná délka kořínků kontroly (mm)

45

Při hodnotách do 50 % index klíčivosti uvádí nepoužitelnost kompostu k přímé aplikaci do půdy. Rozmezí od 60 do 80 % udává možnost aplikace, ale s určitým rizikem poškození citlivých rostlin a při hodnotách 80 až 100% deklaruje zralý kompost. Pokud je IK v rozmezí 60 – 80 %, tak je kompost ve fázi přeměny a má nejlepší hnojivý účinek. Nad 80% však tento účinek klesá a vliv humusu je silnější (živiny jsou více vázány). K uvolňování dusíku a fosforu dochází pomaleji, ale je zabráněno vyplavování živin do spodních vod.

Tabulka 6: Interpretace indexu klíčivosti

IK (%)

Interpretace

nad 100 %

stimulační účinek

80 – 100 %

dobře zralý kompost

60 -80 %

částečně zralý kompost

pod 60%

nezralý kompost ZDROJ: Hejátková a kol. (2003)

Tabulka 7: Použitelnost kompostu dle indexu klíčivosti (IK) Kategorie

IK (%)

Použitelnost

I.

100 a více

substráty pro zahradnictví, květinářství

II.

80 – 100

aplikace před setím

III.

60 – 80

předjarní aplikace, rekultivace do pařenišť, pro pěstování hub

IV.

do 50

aplikace riskantní, neekonomická

ZDROJ: Hejátková a kol. (2007)

46

5

VÝSLEDKY A DISKUZE

5.1 Výsledky z měření parametrů v průběhu kompostování V průběhu pokusu byly měřeny teploty v jednotlivých kompostérech a teplota okolí. Dále byly vždy za daný časový interval odebírány vzorky kompostů z kompostérů (proběhlo celkem 5 odběrů), ze kterých se stanovila momentální vlhkost a množství sušiny a z každého odběru byl proveden mikrobiální rozbor.

5.1.1 Měření teploty kompostů a okolí Hodnoty naměřených teplot kompostů a teplot okolí v průběhu kompostování jsou v tabulce v příloze č. 2. Zobrazeny jsou v následujícím grafu (obr. 9).

Teplotní křivka 70 60

Teplota (°C )

50 Kontrolní kompost - K Agro - A Oxy-Gen-Ator - B

40 30

Greenman kompost - S teplota okolí

20 10

21

.7 22 . .7 23 . .7 24 . .7 25 . .7 26 . .7 27 . .7 28 . .7 29 . .7 30 . .7 . 1. 8. 2. 8. 5. 8. 7. 8. 9. 8 11 . .8 13 . .8 15 . .8 .

0

Datum měření

Obr. 9: Graf teplotní křivky

Teplota v kompostérech byla měřena od prvního dne zakládky kompostů pravidelně každý den, v čase od 15:00 do 18:00, po dobu deseti dní. Po ukončení fáze

47

termofilní a dosažení fáze mezofilní (pokles teploty kompostů na 40°C), se teplota měřila každý druhý den, až do vyrovnání s teplotou okolí. Počáteční teplota ve všech kompostech byla více méně srovnatelná a pohybovala se okolo 45°C. Druhý den od zakládky došlo u kontrolního kompostu „K“ k nárůstu teploty o 9,2°C. U kompostu „A“ o 14,7°C, u kompostu „B“ o 19,3°C a u kompostu „S“ o 12,4°C. U naočkovaných kompostů byl tedy nárůst teplot vyšší. Z Grafu 1 pak vyplývá, že nejvyšších teplot při kompostování dosáhl kompost „B“, naočkovaný přípravkem OxyGen-Ator. Autor Hlisnikovký (2011) uvádí, že komposty naočkované přípravky pro urychlení kompostování, dosáhnou vyšších teplot než kontrolní komposty. Toto potvrzuje i autor Váňa (2002), který konstatuje prudký nárůst termofilní fáze s rozdílem až o 15°C oproti kontrolní variantě, důsledkem aplikace biopreparátu Oxy-Gen-Ator. Další rozdíl byl vypozorován z dosažených nejvyšších naměřených teplot kompostů. U všech kompostérů, obohacených přípravky, byla nejvyšší teplota kompostu zaznamenána již 2. den od zakládky. Zatímco u kontrolního kompostu „K“ (bez přípravku), byla nejvyšší dosáhnutá teplota naměřena až 4. den od zakládky. Autor Hlisnikovský (2011) popisuje, že kompostéry s kompostem obohaceným o urychlovače, dosáhnou teplotního maxima mnohem dříve, než komposty s kontrolní variantou. Vyhláška č. 341/2008 Sb. o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady uvádí teplotu ≥ 45°C a dobu jejího udržení minimálně 5 dní, pro malé zařízení (např. domácí kompostéry), nutnou k hygienizaci kompostu. Hejátková a kol. (2007) a Tesařová a kol. (2010) dodávají, že přítomností teplot vyšších než 50°C, po dobu udržení zhruba 5 dní v průběhu termofilní fáze, dojde k inaktivaci nebo zániku patogenních organismů. Tohoto teplotního rozpětí bylo dosaženo v pokusu ve všech 4 kompostérech.

5.1.2 Momentální vlhkost a množství sušiny Stanovení momentální vlhkosti (wH2O) a množství sušiny (wdm), uvedené v tabulce 8, proběhlo v 5 odběrech (tzn. po 1, 7, 66, 124 a 264 dnech).

48

Tabulka 8: Výsledky stanovení momentální vlhkosti (wH2O) a množství sušiny (wdm)

1. odběr wH2O(%)

wdm (%)

2. odběr wH2O(%)

wdm (%)

3. odběr wdm

wH2O(%)

(%)

4. odběr wH2O(%)

wdm (%)

5. odběr wH2O(%)

wdm (%)

A

48,39

51,61

55,71

44,29

62,46

37,54

56,61

43,39

54,81

45,19

B

52,66

47,34

61,69

38,31

65,40

34,60

61,51

38,49

55,75

44,25

S

52,53

47,47

72,29

27,71

66,46

33,54

60,69

39,31

52,61

47,39

K

57,26

42,74

59,65

40,35

66,11

33,89

60,48

39,52

48,94

51,06

V tabulce 8 jsou porovnány hodnoty vlhkosti kompostů, které byly stanoveny v průběhu procesu kompostování za každý odběr. Autor Tiquia (2005) uvádí, že nejefektivnější rychlost procesu kompostování je udržování vlhkosti kompostovaného materiálu na 60%. Při 2. a 3. odběru byla zaznamenaná vlhkost kompostu vyšší u vzorku „B“, „S“ a „K“, což mohlo být zapříčiněno chybným množstvím přidané závlahy. Nicméně v dalším průběhu kompostování se tyto odchylky vyrovnaly a finální odběr všech zkoumaných vzorků splnil mezní limity dané Normou ČSN EN 46 5735/1991 – Průmyslové komposty a Vyhláškou č. 341/2008 Sb. o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady, definující vlhkosti zralého kompostu v rozmezí 40 – 65 % hm.

5.1.3 Mikrobiální rozbor V rámci mikrobiálního rozboru se ze suspenze jednotlivých kompostů hodnotily tyto indikátorové skupiny mikroorganismů - celkový počet mikroorganismů (CPM), sporulující mikroorganismy (SPOR), aktinomycety (AKT), plísně a kvasinky (PL) a koliformní bakterie (KOL). Naměřené počty kolonií mikroorganismů jednotlivých indikátorových skupin jsou zaznamenány v následujících tabulkách (tab. 9, 10, 11, 12 a 13). Výsledky jsou uváděny v jednotkách KTJ/g sušiny (kolonie tvořící jednotky na 1 gram sušiny vzorku). Pro

49

přehlednost je vývoj mikrobiální aktivity během kompostování a počet jednotlivých skupin mikroorganismů všech substrátu znázorněn v grafech pod příslušnými tabulkami. Dále je pod každou skupinou mikroorganismů zobrazen snímek dané indikátorové skupiny mikroorganismů po inkubaci.

Tabulka 9: Výsledky mikrobiálního rozboru – celkový počet mikroorganismů (KTJ/g) Vzorek

1. odběr

2. odběr

3. odběr

4. odběr

5. odběr

kompostu

(1 den)

(7 den)

(66 den)

(124 den)

(264 den)

5,5 · 107

8,1 · 108

8,1 · 107

6,4 · 107

4,1 · 107

1,0 · 108

4,8 · 108

7,2 · 107

4,2 · 107

5,3 · 107

4,9 · 108

1,5 · 109

7,3 · 107

5,8 · 107

4,2 · 107

1,4 · 108

7,9 · 108

8,5 · 107

5,2 · 107

6,3 · 107

Agro (A) Oxy-GenAtor (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

CPM S

1600000000 1400000000 KTJ/g suš.

1200000000

K

1000000000

K A

A

800000000 S

600000000

B

B

S

400000000 200000000

K

A B

K A B S

K A B S

K A B S

66

124

264

0 1

7

počet dní

Obr. 10: Graf porovnávající výskyt celkového počtu mikroorganismů Na počátku kompostovacího procesu se celkový počet mikroorganismů pohyboval mezi 5,5 · 107 - 4,9 · 108 bakterií/g váhy sušiny. V druhém odběru bylo zjištěno, že se zvýšil počet CPM u všech kompostů a u naočkovaného kompostu „S“ dosáhl 1,5 · 109. Při 50

dalších odběrech celkový počet mikroorganismů dále klesal, až dosáhl hodnot od 4,1 · 107 do 6,3 · 107. Autor Hassen et al. (2001) uvádí na počátku aerobního kompostovacího cyklu počet CPM rozmezí 108 až 109 KTJ/g suš. a po ukončené termofilní fázi pokles bakterií na 107 KTJ/g suš. Dle údajů, které jsou uváděny pro normálně fungující půdy, se hodnoty pro CPM pohybují v rozmezí 106 – 109 KTJ/g sušiny a lze tak konstatovat, že naměřené hodnoty všech vzorků splňují tento limit a jsou vhodné jako komposty k aplikaci do půdy (Gobat, Aragno, Matthey, 2004; Plošek a kol., 2012).

Obr. 11: Celkový počet mikroorganismů

Tabulka 10: Výsledky mikrobiálního rozboru - sporulující mikroorganismy (KTJ/g) Vzorek

1. odběr

2. odběr

3. odběr

4. odběr

5. odběr

kompostu

(1 den)

(7 den)

(66 den)

(124 den)

(264 den)

0,2 · 106

4,5 · 106

1,6 · 107

7,8 · 106

4,4 · 106

2,0 · 106

1,5 · 106

8,7 · 106

7,9 · 106

3,1 · 106

0,6 · 106

1,1 · 107

1,9 · 107

6,5 · 106

2,8 · 106

0,9 · 106

4,4 · 106

9,8 · 106

3,5 · 107

3,4 · 106

Agro (A) Oxy-GenAtor (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

51

Sporulující 40000000

K

35000000 KTJ/g suš.

30000000

K

25000000

S

20000000 15000000

S

10000000 5000000

A

A

K A B S

K A

K

B B

A B S

B

S K A B S

0 1

7

66

124

264

počet dní

Obr. 12: Graf porovnávající výskyt sporulujících mikroorganismů

Mikrobiologickým rozborem u sporulujících mikroorganismů se na počátku kompostování stanovilo rozmezí od 0,2 · 106 do 2,0 · 106. V 2. a 3. odběru se tento počet navýšil na 107 KTJ/g sušiny. Od 4. odběru počet sporulujících mikroorganismů klesal. Goyal at al. (2005) a autoři Vítězová a kol. (2012) popisují zvýšení počtu sporotvorných bakterií během 14 dní od započetí procesu kompostování. Pokud je tento nárůst zaznamenán během termofilní fáze, mohlo by jít hlavně o zástupce rodu Bacillus.

Obr. 13: Sporulující mikroorganismy

52

Tabulka 11: Výsledky mikrobiálního rozboru – aktinomycety (KTJ/g) Vzorek

1. odběr

2. odběr

3. odběr

4. odběr

5. odběr

kompostu

(1 den)

(7 den)

(66 den)

(124 den)

(264 den)

1,1 · 107

5,4 · 107

9,1 · 106

6,6 · 106

1,6 · 105

1,3 · 107

7,1 · 107

1,0 · 107

6,3 · 106

5,8 · 105

8,9 · 107

7,7 · 107

5,6 · 106

4,1 · 106

4,3 · 105

1,1 · 107

8,6 · 107

1,0 · 107

7,2 · 106

6,2 · 105

Agro (A) Oxy-GenAtor (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

KTJ/g suš.

Aktinomycety 100000000 90000000 80000000 70000000 60000000 50000000 40000000 30000000 20000000 10000000 0

S

K B

S K

A

A B S

K A B

1

7

K A B S

K A B S

66

124

K A B S 264

počet dní

Obr. 14: Graf porovnávající výskyt aktinomycet Na počátku kompostování byl počet aktinomycet vyrovnaný u kompostů „A“, „B“ a kontrolního kompostu „K“ v rozmezí 1,1 · 107 až 1,3 · 107 KTJ/g suš. U kompostu „S“ byl počet převýšen na 8,9 · 107 KTJ/g sušiny. Maximální nárůst byl zaznamenán při 2. odběru (po 7 dnech). Při 3. odběru počet aktinomycet značně klesl a při dalších rozborech pokles pokračoval. Tesařová a kol. (2010) uvádí, že v kompostovaném materiálu se vyskytují aktinomycety v rozmezí od 104 - 108 KTJ/g suš.

53

Obr. 15: Aktinomycety Tabulka 12: Výsledky mikrobiálního rozboru – plísně a kvasinky (KTJ/g) Vzorek

1. odběr

2. odběr

3. odběr

4. odběr

5. odběr

kompostu

(1 den)

(7 den)

(66 den)

(124 den)

(264 den)

3,2 · 106

9,8 · 104

3,4 · 105

2,4 · 105

3,1 · 105

4,8 · 105

8,4 · 104

2,1 · 105

1,8 · 105

1,4 · 105

3,6 · 105

1,5 · 105

3,3 · 105

1,5 · 105

1,7 · 105

1,1 · 106

6,4 · 104

1,9 · 105

3,0 · 105

1,6 · 105

Agro (A) Oxy-GenAtor (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

Plísně a kvasinky 3500000

A

KTJ/g suš.

3000000 2500000

K

2000000

A

1500000

B

K

S

1000000 500000

B S

K A B S

K

A

B

S

K A B S

K

A

B S

0 1

7

66

124

počet dní

Obr. 16: Graf porovnávající výskyt plísní a kvasinek 54

264

V počáteční fázi kompostování vykazovaly mikromycety (plísně a kvasinky) nejvyšší zastoupení u kompostu „A“ 3,2 · 106 KTJ/g sušiny. Nicméně rozbor z 2. odběru ukázal výrazný pokles této skupiny mikroorganismů u všech kompostů a pohyboval se od 6,4 · 104 do 1,5 · 105 KTJ/g suš. Tento značný pokles je způsoben průběhem termofilní fáze, což zmiňuje autor Hassen et al. (2001). Autoři Haug (1993) a Vítězová a kol. (2012) dodávají, že množství mikromycet postupně klesá v průběhu 75 dní od začátku kompostování. Malý nárůst (105 KTJ/g suš.) byl zjištěn ve fázi dozrávání. V kompostovaném materiálu se však běžně vyskytují mikromycety v rozmezí od 103 – 107 KTJ/g suš. (Tesařová a kol., 2010). Ze zjištěných hodnot lze tedy usuzovat, že ani jeden z kompostů nepřekročil hodnoty mikromycet, které jsou udávané pro normálně fungující půdy a to 104 – 106 KTJ/g sušiny (Gobat, Aragno, Matthey, 2004; Plošek a kol., 2012).

Obr. 17: Plísně a kvasinky Tabulka 13: Výsledky mikrobiálního rozboru - koliformní bakterie (E. coli) (KTJ/g) Vzorek

1. odběr

2. odběr

3. odběr

4. odběr

5. odběr

kompostu

(1 den)

(7 den)

(66 den)

(124 den)

(264 den)

1,9 · 105

4,1 · 104

1,5 · 104

1,3 · 104

2,3 · 103

1,5 · 105

2,6 · 104

1,0 · 104

1,7 · 104

8,9 · 102

2,1 · 105

4,1 · 104

2,1 · 104

1,5 · 104

1,2 · 103

2,8 · 105

3,9 · 104

2,8 · 104

1,0 · 104

5,1 · 103

Agro (A) Oxy-GenAtor (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

55

Koliformní bakterie 300000

KTJ/g suš.

250000 K

200000

A

150000

B

100000

S

50000 0 1

7

66

124

264

počet dní

Obr. 18: Graf porovnávající výskyt koliformních bakterií (E. coli) Z 1. odběru na počátku kompostování je patrné, že naměřené hodnoty této skupiny mikroorganismů byly vysoké. Nejvyšší hodnota byla naměřena u kontrolního kompostu „K“ a to 2,8 · 105 oproti naočkovaným kompostům. Tento rozdíl může být způsoben směsí mikrobiálních kultur, které přípravky obsahují. Už ze 2. odběru bylo zjevné, že se počet fekálních koliformních bakterií prudce snížil, což bylo zapříčiněno průběhem termofilní fáze (Hassen et al., 2001). Při posledním odběru bylo stanoveno u kompostů „A“, „K“ a „S“ rozmezí 1,2 · 103 - 5,1 · 103, které i přes značné snížení překročilo hranice 103 KTJ/g sušiny kompostu pro koliformní bakterie, které jsou v půdě nežádoucí (Tesařová a kol., 2010; Plošek a kol., 2012 a Hejátková a kol., 2007).

Obr. 19: Koliformní bakterie

56

Jediným vyhovujícím kompostem se, z hlediska množství koliformních bakterií, prokázal kompost „B“, naočkovaný Oxy-Gen-Atorem. Naměřené hodnoty u tohoto kompostu byly 8,9 · 102 a nepřekročily tak hranice pro tuho sledovanou skupinu. Tento poznatek potvrzuje autor Hassen et al. (2001), který vysvětluje takovýto pokles koliformních bakterií následkem vysokých teplot (60-65°C) a nepříznivých podmínek, vytvořených v průběhu termofilní fáze. Toto teplotní rozmezí splňoval pouze již zmíněný kompost „B“. Autoři Haug (1993) a Vítězová a kol. (2012) také dodávají, že vysoké teploty hrají významnou roli při eliminaci patogenních mikroorganismů v kompostu.

5.2 Stanovení hmotnostního úbytku Tabulka 14: Výsledky hmotnostního úbytku kompostu Kompost Agro (A) Oxy-Gen-Ator (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

Počáteční

Hmotnost konečná

Hmotnostní úbytek

hmotnost (mp) v kg

(mk) v kg

(%)

81,5

32,3

60,37

81,5

30,8

62,21

81,5

34,2

58,04

81,5

36,1

55,71

Nejvyšší hmotnostní úbytek 62,21 % hm., byl zjištěn u kompostu „B“, který byl naočkován přípravkem Oxy-Gen-Ator a nejnižší hmotnostní úbytek byl prokázán u kontrolního kompostu „K“, který byl ponechán bez naočkování. Zbylé dva měli hodnotu kolem 60 % hmotnostního úbytku. Tento zjištěný fakt, lze odůvodnit tím, že komposty s přidanými urychlovači kompostování obsahují směs mikroorganismů, která lépe a rychleji rozloží biomasu, což je jednou z výhod aplikace, které zaručují výrobci. Groda a kol. (1995) vysvětluje, že během jednotlivých fází kompostování dochází k snížení hmotnosti a výsledný kompost má hmotnost asi 50 % původní hmotnosti surové zakládky. U zakládek s převahou travní hmoty, listí, odpadů ze zeleniny a biologicky rozložitelných komunálních odpadů dosahují hmotnostní ztráty vyšších hodnot a to 60 % i více oproti původní hmotnosti surové zakládky (Zemánek a kol., 2010). 57

5.3 Výsledky z měření parametrů výsledného kompostu Na konci pokusu byly, k předcházejícím stanovením, změřeny další parametry pro každý ze vzorků kompostu, a to: stanovení pH, elektrické konduktivity, spalitelných látek kompostu a také byl proveden test fytotoxicity (řeřichový test). Hodnoty aktivní půdní reakce (pH), elektrické konduktivity (EC) a spalitelných látek jsou uvedeny v tabulce 15. Získané hodnoty testu fytotoxicity jsou v tabulce 16.

5.3.1 Aktivní půdní reakce, elektrická konduktivita a spalitelné látky

Tabulka 15: Výsledky parametrů pH, elektrické konduktivity (EC) a spalitelných látek Vzorek kompostu Agro (A) Oxy-Gen-Ator (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

pH

EC (mS.cm-1)

Spalitelné látky (%)

7,87

0,523

35,99

7,64

1,404

32,23

7,71

0,665

33,22

7,42

1,107

31,32

U všech čtyř odebraných vzorků („A“, „B“ a „S“ – s přidáním urychlovače kompostu a vzorku „K“ – bez přidání urychlovače), byly hodnoty pH téměř vyrovnané. Nejnižší pH = 7,42 vykazoval vzorek z kontrolního kompostu „K“. Vzorky „A“, „B“ a „S“ měly pH více méně srovnatelné. Plíva a kol. (2006) považuje za optimální pH v rozmezí 6,5 až 8 blízké neutrální hodnotě. V normě ČSN 46 5735/19991 – Průmyslové komposty a ve Vyhlášce č. 341/2008 Sb. o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady je jedním ze znaků jakosti zralých kompostů uvedeno rozpětí pH hodnoty od 6,0 do 8,5. Rozpětí dané legislativou a uvedené autorem výsledný kompost splnil. Nejnižší hodnota elektrické konduktivity (EC) byla naměřena u vzorku „A“ 0,523 mS.cm-1 a nejvyšší u vzorku „B“ 1, 404 mS.cm-1. Jako parametr kvality kompostu výše uvedená norma elektrickou konduktivitu neuvádí, avšak Stejskal a kol. (2012) porovnává 58

hodnoty tohoto parametru dle rakouské normy ÖNORM S 2200 (Kritéria kvality pro komposty z biogenních odpadů). Tato norma udává hodnotu konduktivity ≤ 4 mS.cm-1 u surových kompostů a u vyzrálých kompostů ≤ 2 mS.cm-1. Leaon (1995) upřesňuje, že pokud je naměřená hodnota elektrické konduktivity (obsahu rozpustných solí) vyšší než hodnota limitovaná normou, může být kompost škodlivý pro klíčící semena a rostliny. Všechny naměřené hodnoty elektrické konduktivity tedy splňují limit pro vyzrálý kompost. Norma ČSN 46 5735/19991 – Průmyslové komposty udává, jako další znak kvality kompostu, minimální hodnotu spalitelných látek ve vysušeném vzorku 25%. Všechny zkoumané vzorky kompostů mají vyšší hodnotu, než je tento limit.

5.3.2 Test fytotoxicity (řeřichový test)

U řeřichového testu bylo provedeno statistické vyhodnocení srovnání délky kořínků řeřichy seté u jednotlivých variant kompostu a kontroly H20.

Srovnání délky kořínků řeřichy seté u jednotlivých variant

Průměrná délka kořínků (mm)

14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 K ontrola H2O

A gro

O x y -G en-A tor

G reenman k ompos t

K ontrolní kompos t

Obr. 20: Graf srovnávající délku kořínků řeřichy seté Výsledky průměrné délky kořínků u jednotlivých variant nejsou statisticky průkazné.

59

Tabulka 16: Výsledky testu fytotoxicity Vzorek kompostu Agro (A) Oxy-Gen-Ator (B) Greenman kompost (S) Kontrolní kompost (K)

Kontrola

kv (%)

lv (mm)

kk (%)

lk (mm)

IK (%)

98,75

7,9

100

9,4

82,99

98,75

8,5

100

9,4

89,30

97,50

7,7

100

9,4

79,87

98,75

8,8

100

9,4

92,45

100

9,4

100

9,4

100

(s H2O) Z výsledků testu fytotoxicity je zjevné, že jako vhodné substráty pro rostlinu lze považovat kompost „B“, který byl naočkován přípravkem Oxy-Gen-Ator, kompost „A“, naočkovaný AGRO urychlovačem kompostu a kompost „K“ (kontrolní, bez naočkování), které se svojí hodnotou indexu klíčivost blíží vzorku kontroly s H20. Kompost „S“, naočkovaný Greenman kompost s SCD probiotiky má tuto vypočítanou hodnotu o něco nižší. Založený kontrolní vzorek s destilovanou vodou měl index klíčivosti (IK) 100%. Autoři Hejátková a kol. (2007) uvádí jednotlivé kategorie kompostu s daným indexem klíčivosti. Podle tohoto rozdělení je patrné, že tři vzorky zkoumaných kompostů („A“, „B“ a „K“) spadají do Kategorie II., s hodnotou indexu klíčivosti 80 – 100% a jsou tak deklarovány jako dobře zralý kompost s využitím aplikace před setím. Kompost „S“ je mírně pod touto hranicí a lze ho zařadit do Kategorii III., s hodnotou IK 60 – 80% pro

částečně zralý kompost, s použitelností na předjarní aplikaci, rekultivaci do pařenišť nebo pro pěstování hub. Fuchs et al. (2006) uvádí, že čím má index klíčivosti vyšší procentuální hodnotu, tím je kompost vyzrálejší a kvalitnější. Hejátková a kol. (2003) však dodává, že kvalitativní znak zralosti kompostu kvantifikovaný indexem klíčivosti relativní fytotoxicity je platný v kontextu ostatních parametrů deklarovaných Normou

ČSN 46 5735/19991 – Průmyslové komposty.

60

Obr. 21: Vyklíčená semena řeřichy seté

61

6

ZÁVĚR Diplomová práce byla zaměřena na stanovení vybraných parametrů kompostování

a na mikrobiální rozbor ze vzorků kompostů. Zahájení kompostování biomasy v domovních kompostérech se uskutečnilo dne 21.července 2012. Kompostéry byly umístěny v lokalitě soukromé zahrady. Pro pokus byly založeny 4 domovní kompostéry (objem 400 dm3), o stejné počáteční surovinové skladbě (travní biomasa, štěpka a zemina v poměru 3:1:1) a hmotnosti kompostovaného materiálu. Ve 3 kompostérech byla biomasa naočkována urychlovači kompostu - AGRO urychlovač kompostu (značen „A“), Oxy-Gen-Ator (značen „B“) a Greenman kompost s SCD probiotiky (značen „S“). Jeden byl zvolen jako kontrolní, bez aplikace urychlovače („K“). Celkem proběhlo 5 odběrů (v den založení kompostů, po 7 dnech, 66 dnech, 164 dnech a 246 dnech). Kompostovaná biomasa byla 2x překopána (v srpnu a v září) a 1x po zimním období (duben). Z důvodu nepříznivých klimatických podmínek se poslední odběr uskutečnil dne 21.4.2012. V průběhu kompostování byla měřena teplota kompostů a teplota okolí. Zaznamenaná teplota kompostů prokazatelně ukázala nejvyšší dosažené teploty u kompostu s přípravkem Oxy-Gen-Atorem. Lze však říci, že teplotní rozpětí pro hygienizaci, bylo dosaženo v pokusu u všech 4 kompostérů. Dále se stanovovala vlhkost sušiny ve vzorcích, kde finální odběr všech zkoumaných vzorků splnil mezní limity vlhkosti zralého kompostu. Z odebraných vzorků byly založeny kultivační pokusy na stanovení počtu kolonie tvořící jednotky (KTJ) u indikátorových skupin mikroorganismů - celkový počet mikroorganismů (CPM), sporulující mikroorganismy (SPOR), aktinomycety (AKT), plísně a kvasinky (PL) a termotolerantní koliformní bakterie (KOL). Jediným vyhovujícím kompostem, se z hlediska množství koliformních bakterií, prokázal kompost „B“, naočkovaný Oxy-Gen-Atorem. Naměřené hodnoty u tohoto kompostu byly 8,9 · 102 a nepřekročily tak hranice pro tuho sledovanou skupinu následkem vysokých teplot (6065°C) a nepříznivých podmínek, vytvořených v průběhu termofilní fáze. U ostatních skupin mikroorganismů nebyly z výsledků kultivačních pokusů zjištěny prokazatelné rozdíly.

62

Při stanovení hmotnostního úbytku na konci kompostování, byl nejvyšší hmotnostní úbytek 62,21 % hm. zjištěn u kompostu „B“, který byl naočkován přípravkem Oxy-Gen-Ator. Na konci pokusu byly změřeny další parametry výsledného kompostu, jako stanovení pH, elektrické konduktivity a spalitelných látek kompostu. U těchto parametrů naměřené výsledky všech kompostů odpovídaly stanoveným limitům a z hodnot nebyl zjištěn žádný podstatný rozdíl. U všech kompostů byl také proveden test fytotoxicity, tzv. řeřichový test, na základě kterého, bylo zjištěno, že tři vzorky zkoumaných kompostů („A“, „B“ a „K“) spadají do Kategorie II., s hodnotou indexu klíčivosti 80 – 100% a jsou tak deklarovány jako dobře zralý kompost s využitím aplikace před setím. Kompost „S“ je mírně pod touto hranicí, proto byl zařazen do Kategorii III., s hodnotou IK 60 – 80% pro částečně zralý kompost, s použitelností na předjarní aplikaci, rekultivaci do pařenišť nebo pro pěstování hub. U řeřichového testu bylo ještě provedeno statistické vyhodnocení srovnání délky kořínků řeřichy seté u jednotlivých variant kompostu a kontroly H20. Výsledky průměrné délky kořínků u jednotlivých variant jsou však statisticky neprůkazné. Z hlediska naměřených hodnot, především z mikrobiálního rozboru koliformních bakterií, se jevil jako nevhodnější kompost s aplikací přípravku Oxy-Gen-Ator, u kterého byl zjištěn také největší hmotnostní úbytek v porovnání s ostatními zkoumanými komposty. Firmě JRK Waste Management, s.r.o. mohu doporučit tento produkt, z jejich nabízeného sortimentu urychlovačů kompostu jako nejvhodnější pro potencionálního spotřebitele.

63

7

LITERATURA

ČERMÁK, O.; KEBÍSEK, M. ODPADOVÉ HOSPODÁRSTVO Kompostovanie. 1.vyd. Bratislava: Slovenská technická univerzita v Bratislave vo Vydavatelstve STU, 2008. 149 s. ISBN 978-80-227-2920-8

ČSN 46 5735. Průmyslové komposty. Praha: Český normalizační institut, 1991

ČSN EN ISO 6887-1. Úprava analytických vzorků, příprava výchozí suspenze a desetinásobných ředění – Část 1: Všeobecné pokyny pro přípravu výchozí suspenze a desetinásobných ředění, se provedla příprava vlastní výchozí suspenze a desetinásobných

ředění. Praha: Český normalizační institut, 1999

ČSN

ISO 11265. Kvalita půdy – Stanovení elektrické konduktivity. Praha: Český

normalizační institut, 1996

FILIP, J. a kol. Odpadové hospodářství. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 118 s. ISBN 80-7157-608-5

FLOWERDEW, B. Composting. London: Kyle Cathie Limited, 2010. 112 s. ISBN 97880-7359-274-5

FUCHS, J.G.; BAIER, U.; BERNER, A.; MAYER, J.; TAMM, L.; SCHLEISS, K. Potential of different composts to improve soil fertility and plant health. Switzerland: Orbit, 2006. 507 – 517 s.

GOBAT, J.; ARAGNO, M.; MATTHEY, W. The living soil : fundamentals of soil science and soil biology. Enfield: Science Publishers, 2004. 602 s. ISBN 1-57808-210-2

GOYAL, S.; DHULL, S. K.; KAPOOR, K. K. Chemical and biological changes dutiny composting of different organic wastes and assessment of compost maturity. In: Bioresource Technology, 2005. 96, 14: 1584 – 1591. ISSN: 09608524

64

GRODA, B. a kol. Technika zpracování odpadů. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 1995. 260 s . ISBN 80-7157-164-4

HASSEN, A.; BELGUITH, K.; JEDIDI, N.; CHERIF, A.; CHERIF, M.; BOUDABOUS, A. Microbial characterization dutiny composting of municipal solid waste. In: Bioresource Technology, 80(2001). 217-225 s. ISSN: S0960-8524 (01) 00065-7

HAUG, R. T. The practical handbook of compost engineering. Boca Raton, FL.: Lewis Publisher, 1993. 699 s. ISBN: 0-87371-373-7

HEJÁTKOVÁ, K. Řešení bioodpadu v regionu. 1. vyd. Náměšť nad Oslavou: Zemědělská a ekologická regionální agentura, o.s., 2008. 60 s. ISBN 80-903548-8-2

HEJÁTKOVÁ, K. a autorský kolektiv. Metodická pomůcka: Kompostování přebytečné travní biomasy. 1. vyd. Náměšť nad Oslavou: ZERA – Zemědělská a ekologická regionální agentura, o.s., 2007. 78 s. ISBN 80-903548-6-6

HEJÁTKOVÁ, K. a autorský kolektiv. Faremní kompost vyrobený kontrolovaným mikrobiálním kompostováním: Realizační pomůcka pro zpracování podnikové normy. Praha: Výzkumný ústav zemědělské techniky a Náměšť nad Oslavou: ZERA Zemědělská a ekologická regionální agentura, o.s., 2003. 63 s. ISBN 80-238-9749-7 HLISNIKOVSKÝ, L. Vliv přípravku PROBIO ORIGINALTM na kompostovací proces biologicky rozložitelných odpadů. Bratislava. In: ACTA ENVIRONMENTALICA UNIVERSITAS COMENIANAE, 2011. 86 – 90 s. ISSN 1335-0285

HULEŠ, L. Kompost a kompostér. Biom.cz [online]. 2007-05-09 [cit. 2013-03-18]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655 JANDÁK, J.; POKORNÝ, E.; PRAX, A. Půdoznalství. 3. vyd. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2010. 146 s. ISBN 978-80-7375-445-7

jrk.sk [online]. 2012 [cit. 2013-04-14]. Dostupné z WWW: < http://www.jrk.sk/ 65

subio.cz [online]. 2010 [cit. 2013-04-08]. Enzymy pro rozklad odpadu rostlinného původu. Dostupné z WWW:
KALINA, M. Kompostování a péče o půdu. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, a.s., 1999. 112 s. ISBN 80-7169-697-8

KÁRA, J.; PASTOREK, Z.; JELÍNEK, A. Kompostování zbytkové biomasy. Biom.cz [online]. 2002-01-31 [cit. 2013-03-09]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655

KAZDA, J. Výskyt škodlivých organizmů při kompostování. Praha: Nakladatelství Květ, 2007. 26s. ISBN 978-80-85362-59-6

KOMÁREK, L. Mikrobiologicko – hygienické vyšetřovací metody pro půdy, komposty, a jiná neminerální hnojiva, čistírenské kaly a další tekuté a tuhé odpadní materiály: Mikrobiologicko – hygienické posouzení účinnosti procesu kompostování. In Acta hygienica, epidemiologova et microbiologica. Praha: Státní zdravotní ústav, č. 4/1998. 18s. ISSN 0862-5956

KOLLÁROVÁ, M.; PLÍVA, P. Kompostování zbytkové biomasy z údržby trvalých travních porostů. Biom.cz [online]. 2008-05-19 [cit. 2013-03-05]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655 LEAON,

M.

Interpretation

and

Recommendation

Guide

for

Kompost.

Gocolumbiamo.com [online]. 1995 [cit. 2013-04-23]. Dostupné z WWW: < http://www.gocolumbiamo.com/PublicWorks/Solidwaste/documents/compostinterpretatio nguide.pdf MATĚJŮ, L. Metodický návod pro stanovení indikátorových organismů v bioodpadech, upravených bioodpadech, kalech z čistíren odpadních vod, digestátech, substrátech, kompostech, pomocných růstových prostředcích a podobných matricích. In. Acta

66

hygienica, epidemiologova et microbiologica, č. 1/2008. Praha: Státní zdravotní ústav, 2009. 53 s. ISSN 1804-9613 MOŇOK, B. Biopreparáty na urýchlenie kompostovania. Biom.cz [online]. 2002-11-27 [cit. 2013-03-13]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655

MRÁZ, O. Biopreparáty pro zahradu a domácnost. edb.cz [online]. 2013-02-16 [cit. 2013-02-16]. Dostupné z WWW: http://edb.cz/firma-330813-g-servis-praha-praha-6/prclanky

NAŘÍZENÍ VLÁDY č. 197/2003 Sb., o Plánu odpadového hospodářství České republiky. mzp.cz.

[online].

2013-04-08

[cit.

2013-04-08].

Dostupné

z WWW:



PLÍVA, P.; BANOUT, J.; HABART, J.; JELÍNEK, A.; KOLLÁROVÁ, M.; ROY, A.; TOMANOVÁ, D. Zakládání, průběh a řízení kompostovacího procesu. Praha: Výzkumný ústav zemědělské techniky, 2006. 65 s. ISBN 80-86884-11-2

PLOŠEK, L.; KINTL, A.; ZÁHORA, J.; GRODA, B. Mikrobiální složení kompostů a jejich vliv na činnost půdní mikroflóry. V: ODPADOVÉ FÓRUM. Kouty nad Desnou, 2012. 9 s.

RŮŽEK, L.; VOŘÍŠEK, K. Pedobiologie a mikrobiologie. 2.vyd. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze, 2010. 184 s. ISBN 978-80-213-2126-7

STEJSKAL, B.; TOMAN, F.; DIVIŠ, J. a KNOTEK, J. Sledování pH a konduktivity kompostu

z kompostárny

CMC

Náměšť,

a.

s.

Bratislava.

In:

ACTA

ENVIRONMENTALICA UNIVERSITAS COMENIANAE, 2012. 115 – 118 s. ISSN 1335-0285

67

subio.cz [online]. 2010 [cit. 2013-04-08]. Enzymy pro rozklad odpadu rostlinného původu. Dostupné z WWW:
SULZBERGER, R. Kompost, půda, hnojení. 1.vyd. Dobřejovice: Rebo Production CZ, s.r.o., 2007. 96 s. ISBN 978-80-7234-654-7

ŠIMONOVIČOVÁ, A; PAVLIČKOVÁ, K. a kol. Základy mikrobiologie pre environmentalistov. 1. vyd. Bratislava: Univerzita Komenského v Bratislavě, 2002. 96 s. ISBN 80-223-1659-8

ŠREFL, J. Kompost je energie vrácená do půdy. Biom.cz [online]. 2012-11-12 [cit. 201303-05]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655

TESAŘOVÁ, M.; FILIP, Z.; SZOSTKOVÁ, M.; MORSCHECK, G. Biologické zpracování odpadů. 1. vyd. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2010. 128 s. ISBN 97880-7375 420-4

TIQUIA, S. M. Microbiological paremeters as indicators of kompost maturity. In: The Society for Applied Mikrobiology, 99(2005). Michigan: The University of Michigan, 2005. 816 – 828 s.

URBAN, J; ŠARAPATKA, B. a kol. Ekologické zemědělství. 1.vyd. Praha: Ministerstvo životního prostředí a PRO-BIO Svaz ekologických zemědělců, 2003. 279 s. ISBN 807212-274-6

VÁŇA, J. Kompostování bioodpadu je technologií trvale udržitelného života. Biom.cz [online]. 2009-08-05 [cit. 2013-04-10]. Dostupné z WWW: . ISSN: 18012655. VÁŇA, J. Kompostování travní fytomasy. Biom.cz [online]. 2002-02-18 [cit. 2013-03-14]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655 68

VÁŇA, J. Využití travní fytomasy k výrobě kompostů. Biom.cz [online]. 2001-11-06 [cit. 2013-03-14]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655 VÍTĚZOVÁ, M.; MACH, P; VÍTĚZ, T.; LOŠÁK, T. Development of microbial community in the course of composting of garden waste. In: Acta universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis, 2012, LX, No. 3, 225 – 232 s. VYHLÁŠKA č. 341/2008 Sb. o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady.

Mzp.cz.

[online].

2013

[cit.

2013-04-14].

Dostupné

z

WWW:


69

SEZNAM OBRÁZKŮ

Obr. 1: Přípravek AGRO urychlovač kompostu ................................................................ 32 Obr. 2: Přípravek Oxy-Gen-Ator ....................................................................................... 33 Obr. 3: Přípravek Greenman kompost s SCD probiotiky .................................................. 34 Obr. 4: Drtič zahradního odpadu ...................................................................................... 36 Obr. 5: Kompostér JRK 400 HOBBY ................................................................................ 37 Obr. 6: Teploměr ............................................................................................................... 38 Obr. 7: Přístroj Sension + MM150 ................................................................................... 43 Obr. 8: Muflova pec ........................................................................................................... 44 Obr. 9: Graf teplotní křivky ............................................................................................... 47 Obr. 10: Graf porovnávající výskyt celkového počtu mikroorganismů ............................. 50 Obr. 11: Celkový počet mikroorganismů ........................................................................... 51 Obr. 12: Graf porovnávající výskyt sporulujících mikroorganismů .................................. 52 Obr. 13: Sporulující mikroorganismy ................................................................................ 52 Obr. 14: Graf porovnávající výskyt aktinomycet ............................................................... 53 Obr. 15: Aktinomycety ....................................................................................................... 54 Obr. 16: Graf porovnávající výskyt plísní a kvasinek........................................................ 54 Obr. 17: Plísně a kvasinky ................................................................................................ 55 Obr. 18: Graf porovnávající výskyt koliformních bakterií (E. coli) .................................. 56 Obr. 19: Koliformní bakterie ............................................................................................ 56 Obr. 20: Graf srovnávající délku kořínků řeřichy seté ...................................................... 59 Obr. 21: Vyklíčená semena řeřichy seté ........................................................................... 61

70

SEZNAM TABULEK

Tabulka 1: Hodnoty poměrů C : N u materiálů, používaných při kompostování .............. 14 Tabulka 2: Rozsahy teplot podle spektra převládajících druhů mikroorganismů.............. 17 Tabulka 3: Členění mikrobů dle nároků na pH .................................................................. 17 Tabulka 4: Patogenní organismy vyskytující se v organických odpadech ........................ 21 Tabulka 5: Počty mikroorganismů v kompostovaném materiálu ...................................... 22 Tabulka 6: Interpretace indexu klíčivosti .......................................................................... 46 Tabulka 7: Použitelnost kompostu dle indexu klíčivosti (IK) ........................................... 46 Tabulka 8: Výsledky stanovení momentální vlhkosti (wH2O) a množství sušiny (wdm) .... 49 Tabulka 9: Výsledky mikrobiálního rozboru – celkový počet mikroorganismů (KTJ/g) . 50 Tabulka 10: Výsledky mikrobiálního rozboru - sporulující mikroorganismy (KTJ/g) ..... 51 Tabulka 11: Výsledky mikrobiálního rozboru – aktinomycety (KTJ/g) ........................... 53 Tabulka 12: Výsledky mikrobiálního rozboru – plísně a kvasinky (KTJ/g) ..................... 54 Tabulka 13: Výsledky mikrobiálního rozboru - koliformní bakterie (E. coli) (KTJ/g) .... 55 Tabulka 14: Výsledky hmotnostního úbytku kompostu .................................................... 57 Tabulka 15: Výsledky parametrů pH, elektrické konduktivity (EC) a spalitelných látek . 58 Tabulka 16: Výsledky testu fytotoxicity ............................................................................ 60

71

Přílohy

72

Příloha č. 1

Obr: Znázorněné umístění kompostérů a sečené plochy pozemku ZDROJ: Za podpory www.google.com

73

Příloha č. 2

Tab: Průběh teplot

Teplota (°C) Datum

Kontrolní kompost -K

Agro - A

Oxy-Gen-

Greenman

teplota

Ator - B

kompost - S

okolí

21.7.

44,5

45

46,7

45,2

20,6

22.7.

53,7

59,7

66

58,6

19

23.7.

54,6

58,9

65,8

57,4

22,5

24.7.

57,2

59,4

63,7

57,2

24,5

25.7.

56,6

55,7

57,3

54,6

25

26.7.

53,9

52,6

53,4

52,7

28

27.7.

47,2

49,5

50,8

46,1

28,6

28.7.

45,8

43,7

45,6

44,9

30

29.7.

40,9

36,5

42,9

39,6

24

30.7.

34,5

31,2

37,2

33,9

26,4

1.8.

27,6

27,4

28,6

27,6

29

2.8.

27,8

29,2

28,9

27,2

33

5.8.

28,8

27,3

29,1

28,3

31,8

7.8.

25,8

26,5

25,9

25,7

23,5

9.8.

23,4

24,6

23

23,2

21

11.8.

19,8

21

21,3

22,1

22

13.8.

19

20,2

19,6

19,3

19,7

15.8.

19,1

20,5

18,7

18,9

19

74

Příloha č. 3

Obr: Porovnání kompostu před a po spálení v elektrické peci

75