4.1: Viaje de campo a las instalaciones de compost
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Objetivos de aprendizaje
- Discutir el vermicompostaje y revisar cómo se manejan las granjas de gusanos.
- Visita la operación de compostaje K-State en Agronomy North Farm.
- Aprende sobre el manejo de una operación de compostaje termófilo.
- Discutir cómo los desechos orgánicos del campus de KSU se convierten en compost.
- Realizar una prueba de madurez de compost
El compostaje es esencialmente descomposición bajo condiciones controladas. Utiliza organismos del suelo para descomponer la materia orgánica, lo que resulta en que el CO 2 se libera a la atmósfera y, en última instancia, resulta en materia orgánica altamente concentrada en nutrientes. Se realiza a diversas escalas por muchas razones, como los municipios compostaje de alimentos y desechos de patio para reducir los gastos de relleno sanitario, agricultores que compostan animales fallecidos para reducir los costos de renderizado, jardineros convirtiendo sus hojas de otoño en valioso mantillo, y un bebedor de café que alimenta posos de café y filtros a lombrices de tierra. En este laboratorio examinaremos la granja de gusanos del Laboratorio de Enseñanza de Suelos y visitaremos una instalación modelo de compostaje a escala industrial en Agronomy North Farm donde los desechos de alimentos del centro de comedor y los desechos de invernadero del campus se convierten en compost para ser utilizados posteriormente en experimentos de investigación agrícola.
Materiales
- Granja activa de gusanos
- Termómetro de compost
- Prueba de Madurez de Compost Básico, Woods End Laboratories, Inc.
- Opcional: Lector Digital de Color — Unidad Multimodo, Woods End Laboratories, Inc.
- Instrucciones de prueba de madurez de compost, Woods End Laboratories, Inc.
Lectura y visualización recomendadas
- Agronomía Compost Facility (Moorberg, 2020) (Nota: este es un video recorrido por la instalación de compost, y es una versión abreviada del recorrido en persona. )
- Tipos de compostaje y comprensión del proceso (US EPA, 2015)
- Prueba de Compost Solvita: Cómo realizarla (Woods End Laboratories, 2009)
Asignación Prelab
Usando la lectura recomendada y la introducción a este laboratorio, considere las preguntas que se enumeran a continuación. Estas definiciones/preguntas proporcionarán un resumen conciso de los principales conceptos abordados en el laboratorio. También servirán de base para el cuestionario posterior al laboratorio y son útiles notas de estudio para los exámenes.
- Definir vermicompostaje.
- Definir el compostaje termófilo y describir cómo resulta en la acumulación de calor.
- Nombrar y describir las tres etapas del compostaje termófilo.
- La materia orgánica se descompone durante el compostaje, lo que resulta en una disminución en el contenido general de C y relaciones C:N relativamente bajas. Describir cómo la relación C:N cambia con el tiempo e identifica el gas que se libera a medida que C se emite a la atmósfera.
- ¿Cuál es el rango de proporciones C:N que se esperaría en el compost maduro?
- ¿Por qué es necesario voltear el compost durante el compostaje termófilo?
Introducción
El compostaje es la práctica de crear material orgánico del suelo a partir de la descomposición de la materia orgánica en condiciones aeróbicas fuera del suelo. El producto, el compost, es altamente deseable, comúnmente utilizado en mezclas de suelo para macetas, como mantillo, como fertilizante de liberación lenta y como enmienda del suelo. El compost se puede producir a temperatura ambiente a través del vermicompostaje (compostaje usando gusanos que viven en la basura) o mediante descomposición lenta.
El vermicompostaje está creciendo en popularidad. Si se administran adecuadamente, las granjas de gusanos son inodoras y los gusanos convertirán rápidamente los desechos de frutas y verduras y algunos productos de papel en piezas fundidas de gusanos ricas en nutrientes. Las granjas de gusanos pueden ser tan pequeñas y simples como un contenedor de plástico escondido debajo de un escritorio o operaciones grandes a escala industrial. La granja de gusanos Soils Teaching Lab está construida con múltiples niveles. Tenga en cuenta el aumento del nivel de descomposición a medida que va de la bandeja superior a la inferior. Los desechos comunes de alimentos y algunos desechos de papel son excelentes sustratos para los gusanos. Discutiremos qué alimentos son ideales para los gusanos, y qué cosas deben evitarse más adelante.
Un método más común de compostaje es la descomposición termófila. La materia orgánica en descomposición en el compostaje termófilo sufre una dramática acumulación de calor debido tanto a la masa del material en descomposición como a las propiedades aislantes de la pila misma. El compostaje termófilo implica tres etapas distintas: la mesófila, la termofílica y la de curado. Durante la etapa mesófila, los materiales orgánicos fáciles de descomponer se metabolizan, con un aumento gradual de la temperatura resultante a más de 40°C. La siguiente etapa es la etapa termófila, en la que la temperatura aumenta entre 50 y 75°C. Materiales como la celulosa que se descomponen más lentamente y bajo condiciones más difíciles se descomponen durante esta etapa. Se requiere una mezcla regular durante esta etapa para que se pueda mantener la descomposición aeróbica. Sin oxígeno adecuado, el proceso de humidificación se ralentizará y el tiempo total requerido para la descomposición aumentará. La etapa final es la etapa de curado. Durante esta etapa, la temperatura desciende a condiciones cercanas al ambiente. A medida que avanza la descomposición y la humificación, el carbono se elimina de la materia orgánica y se libera a la atmósfera como CO 2. Esta eliminación de carbono disminuye las proporciones C:N e incrementa los porcentajes de N, P y otros nutrientes en el compost.
En las instalaciones de compost K-State en Agronomy North Farm, los desechos de alimentos de los comedores del campus y los desechos de plantas y suelos de los invernaderos del campus se descomponen en compost que luego se usa para experimentos de erosión, invernadero y campo. La Figura 11.1 muestra las relaciones C:N, el contenido de nitrógeno y el contenido de fósforo tanto del compost fresco como curado. La figura muestra el estiércol de engrejo de ganado para comparación A medida que el carbono se elimina a través de la respiración y se libera a la atmósfera como CO 2, la relación C:N disminuye, y el contenido de nitrógeno y fósforo aumenta a niveles comparables al estiércol.
El compostaje utilizando desechos orgánicos de descomposición termófila se está volviendo muy popular debido a sus muchos beneficios. Algunos ejemplos incluyen:
- Los materiales orgánicos se almacenan de forma segura con una liberación mínima de olores.
- El compost es más fácil de manejar que las materias primas debido a una reducción del volumen del 30 al 60%
- La depresión de nitratos durante la descomposición de materiales orgánicos con altas proporciones iniciales de C:N se limita a la pila de compost y así evita cualquier efecto sobre el crecimiento de las plantas.
- Las altas temperaturas durante la etapa termófila matan a la mayoría de las semillas de malezas
- Los compuestos orgánicos tóxicos como los pesticidas se destruyen cuando el compost esté maduro.
- Muchas enfermedades de las plantas transmitidas por el suelo se suprimen mediante antagonismo microbiano
- Debido a que el compost está hecho de carbono recientemente fotosintetizado, es neutro en carbono y, por lo tanto, es una opción mucho más ecológica que la turba para mezclas para macetas.
Actividad 1: Demostración de vermicompostaje.
Comenzaremos con una discusión grupal sobre el vermicompostaje y una demostración de la granja de gusanos del Laboratorio de Enseñanza de Suelos. Participe en la discusión, y responda las siguientes preguntas.
¿Por qué se prefieren los gusanos rojos a los rastreadores nocturnos?
¿Qué se pueden agregar alimentos y sustratos a las granjas de gusanos? ¿Por qué se necesita material arenoso?
¿Qué no se debe agregar a las granjas de gusanos?
Actividad 2: Viaje de Campo a Instalaciones de Compost.
Viajarás a la operación de compost Agronomy North Farm. La operación de compost es manejada por la Dra. DeAnn Pressley y Brent Wehmeyer. Dirigirán un recorrido por la instalación de compostaje. Durante el recorrido, preste mucha atención y responda las siguientes preguntas.
¿Cuáles son las proporciones relativas de desperdicios de alimentos y desechos de invernadero en estas pilas de compost?
¿Con qué frecuencia se gira la pila de compost fresco? ¿Con qué frecuencia se vuelven las pilas de compost maduras?
Enumere las temperaturas para cada una de las diferentes pilas de compost, desde la pila más fresca (la más cercana a los contenedores de basura) hasta la pila más madura (más alejada de los contenedores de basura).
¿Qué prácticas se utilizan para controlar animales no deseados en la pila de compost, como los cuervos?
¿Cuánto tiempo tarda el compost en alcanzar la madurez?
¿Cuántas libras de desechos se compostan típicamente cada año?
Actividad 3: Pruebas para Madurez de Compost.
Lo último que harás en las instalaciones de compost es recolectar muestras de las pilas de compost para probar la madurez. Recolecta una muestra de una pila de compost seleccionada por tu instructor usando una paleta limpia y luego colócala en una jarra de prueba Solvita ®. Golpee suavemente el frasco en el suelo o en una mesa para permitir que se compacte a la densidad natural del compost. Agrega suficiente compost para llegar a la línea de llenado. Luego abra los paquetes de lámina para una sonda de prueba de CO 2 y una sonda de prueba NH 4 + y coloque esas sondas en el frasco para que el color se pueda ver desde el exterior del frasco. Cierre y apriete la tapa para permitir que los gases CO 2 y NH 4 + reaccionen con las sondas de prueba. Marque la hora de inicio de la prueba en la tapa del frasco, luego permita que la prueba continúe durante cuatro horas a temperatura ambiente (20-25°C o 65-75°F). Su instructor completará la prueba por usted y le enviará una imagen de las sondas de prueba finales junto a la carta de colores para leer las sondas de prueba. Su instructor también puede proporcionarle resultados más precisos analizados usando un Lector Digital de Color para medir el color de las sondas de prueba.
¿Cuál es el número en la carta de colores para el color que más se corresponde con el color de la sonda de prueba CO 2?
¿Cuál es el número en la carta de colores para el color que más se corresponde con el color de la sonda de prueba NH 4 +?
Se le proporcionará una copia de las instrucciones para la Prueba de Madurez de Compost Solvita. Con base en la información proporcionada en esas direcciones, ¿estaba madura la pila de compost que su grupo de laboratorio muestreó?
Comparar la madurez de los distintos pilotes de compost utilizando los resultados de esta prueba de madurez?
Asignación: Cuestionario en línea
Un cuestionario para este laboratorio estará disponible en línea. Por favor acceda a él según lo indique su instructor.
Solvita ® es una marca comercial de Woods End Laboratories, Inc.