با توسعه مستمر کشاورزی، زباله‌های ارگانیک کشاورزی (AOW) به فراوان‌ترین انرژی‌های تجدیدپذیر روی زمین تبدیل شده‌اند و در سال‌های اخیر نقطه داغ تحقیقات برای تحقق بازیافت AOW برای دستیابی به توسعه پایدار تولید کشاورزی است.
با این حال، لیگنوسلولز که تجزیه آن در AOW دشوار است، انتشار گازهای گلخانه‌ای و قارچ‌های بیماری‌زا و تخم حشرات بزرگ‌ترین موانع برای بازگشت آن به زمین هستند.
در پاسخ به مشکلات فوق، محققان بازیافت ضایعات آلی را با پیش تصفیه AOW، کنترل شرایط کمپوست و افزودن مواد دیگر برای دستیابی به بازگشت سبز AOW به مزرعه و ترویج توسعه تولید کشاورزی ترویج میکنند.
در پژوهشی، راه‌های تصفیه پسماندهای آلی، عوامل موثر بر کمپوست‌سازی و مشکلات کمپوست‌سازی توسط محققان انجام شده است.
رشد جمعیت جهان و بهبود شرایط زندگی منجر به افزایش تقاضا برای تولید موادغذایی شده و فشار زیادی را بر تولیدات کشاورزی وارد کرده است.
تأثیر منفی افزایش تولید مواد غذایی، استفاده از مقادیر زیاد سموم/کودهای شیمیایی و تولید ضایعات کشاورزی است که نه تنها باعث آلودگی و آسیب به محیط زیست می‌شود، بلکه خطرات بالقوه‌ای برای سلامتی افراد نیز به همراه دارد.
طبق آمار، سالانه 140 میلیارد تن ضایعات آلی کشاورزی مرتبط با لیگنوسلولز در سطح جهان تولید می‌شود.
از این روی، به عنوان یک منبع قابل استفاده مجدد، دفع نادرست مقادیر زیادی از محصولات جانبی کشاورزی نه تنها باعث هدر رفتن منابع می‌شود، بلکه باعث آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و همچنین تولید مقادیر زیادی گازهای گلخانه‌ای و ایجاد آلودگی هوا می‌شود، در واقع، چگونگی دفع صحیح و ایمن AOW یک چالش جهانی است .
AOW به صورت عمده از لیگنوسلولز – فراوان‌ترین ماده آلی روی زمین تشکیل شده است، اگر به طور منطقی درمان شود و به مزرعه بازگردانده شود، نه تنها می‌تواند درمان معقول AOW را درک کند، بلکه استفاده از سموم و کودهای شیمیایی را نیز کاهش می‌دهد.
کمپوست سازی یکی از موثرترین روش‌ها برای ترویج بازیافت زباله‌های آلی، بهبود حاصلخیزی خاک و ترویج رشد محصول است.
کمپوست‌سازی زباله‌های کشاورزی نه تنها وابستگی کشاورزی به کودهای شیمیایی را کاهش می‌دهد، بلکه آلودگی محیط زیست را نیز کاهش می‌دهد.
کمپوست کردن AOW به مزرعه استفاده از مکانیسم‌های مکمل آنزیم‌های هیدرولیتیک ترشح شده در بین میکروارگانیسم‌ها، به ویژه آنهایی که لیگنوسلولز را تجزیه میکنند، برای تجزیه AOW به یک بستر مغذی قابل جذب و استفاده توسط محصولات کشاورزی است.
در AOW، از طریق کمپوست هوازی، ترکیبات آلی پیچیده به مولکول‌های کوچک محلول تبدیل می شوند، پس از کمپوست، بلوغ می‌تواند مواد سمی، میکروارگانیسم‌های عامل بیماری و تخم حشرات را از بین ببرد.
محصولات کمپوست غنی از C، N، P، K و سایر مواد مغذی کافی برای برآوردن نیازهای مواد مغذی گیاه هستند، بنابراین محصولات کمپوست می‌توانند به عنوان بستری برای رشد گیاه یا به عنوان یک نرم‌کننده خاک استفاده شوند.
بازیافت AOW یک چرخه بین پوشش گیاهی و خاک و یک چرخه مواد بین بالا و زیر زمین است، میکروارگانیسم‌ها، محرک‌های ضروری این چرخه هستند که می‌توانند روند تخریب زباله‌های آلی را تسریع کنند، کمپوست را افزایش دهند، بلوغ کمپوست را تسهیل کنند و چرخه کمپوست را کوتاه کنند.
ارزش اقتصادی به AOW و کشاورزی سودآور آن کلید توسعه کشاورزی پایدار است. کمپوست سازی AOW برای تصفیه مزرعه بر ترویج بلوغ کمپوست، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از کمپوست، کاهش سمیت مواد سمی و بهبود کیفیت محصول کمپوست تمرکز دارد.
درمان نادرست یا ناقص نه تنها منجر به تشدید آفات و بیماری‌ها، بدتر شدن محیط رشد گیاهان، تاثیر بر رشد محصول بعدی می‌شود، بلکه نقش سرکوب کننده‌ای در رشد گیاه و در نتیجه کاهش عملکرد محصول و غیره دارد.
مداخله انسانی لازم در فرآیند کمپوست سازی AOW ضروری است. با این حال، هیچ استاندارد روشنی برای کمپوست کردن AOW به مزرعه وجود ندارد که بتوان آن را در عمل به کار برد و در نتیجه رشد محصول کم و بیش مهار شود.
فن آوری های مختلف پیش تصفیه و تصفیه برای کمپوست AOW وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند که باید به طور منطقی انتخاب و در تولید با شرایط واقعی تنظیم شوند.
محققان تأثیر مثبتی بر پیش تصفیه شیمیایی، فیزیکی، بیولوژیکی و ترکیبی AOW قبل از درمان کمپوست و همچنین افزودن مواد افزودنی در طول کمپوست داشته‌اند. اما بیشتر درمان‌های کمپوست‌سازی به قیمت مصرف انرژی بیشتر انجام می‌شود و حتی اثرات منفی نیز دارد.
زباله های کشاورزی ارگانیک از طبیعت می‌آیند، بنابراین بهترین راه برای کمپوست کردن آن استفاده از نیروی طبیعت است. روش پیش تصفیه بیولوژیکی در مقایسه با سایر روش‌های تصفیه، روش تصفیه سبز و اقتصادی تری است.
مشکلات اصلی کمپوست سازی
تا آنجا که به روش‌های فعلی کمپوست مربوط می‌شود، مشکلات اصلی در کمپوست سازی عبارتند از انتشار گازهای گلخانه‌ای در طی فرآیند کمپوست، مواد مضر موجود در کمپوست و محصولات کمپوست ضعیف.
با توجه به مشکلات فوق، بهترین روش کمپوست سبز، اقتصادی و سبز، خرد کردن مکانیکی AOW قبل از کمپوست، تنظیم رطوبت اولیه و C/N شمع در محدوده مناسب، تلقیح کمپوست با عوامل میکروبی است که به طور موثر تجزیه می شود. ضایعات آلی و کیفیت کمپوست را با تلقیح آن با حیوانات مردار مانند کرم خاکی یا مگس سیاه در مرحله سرد شدن کمپوست بهبود می بخشد.
با این حال، کمپوست سازی AOW و از بین رفتن برخی عناصر از برداشت محصول قبلی اغلب می‌تواند منجر به کمبود یک یا چند عنصر معدنی مورد نیاز برای رشد محصول شود.
با این وجود، بازگشت ضایعات کشاورزی به مزرعه تنها به مقدار کمی کود معدنی برای دستیابی به محصول خوب نیاز دارد که می‌تواند آلودگی محیط زیست را کاهش دهد و منافع اقتصادی را افزایش دهد.
بازیافت AOW کلید تحقق تحول سبز کشاورزی است که ماهیت آن دستیابی به هدف حداقل ورودی، خروجی بیشتر و کیفیت بهتر در تولید کشاورزی است. نه تنها می‌تواند باعث توسعه تولیدات کشاورزی شود، بلکه می‌تواند خاک را بارور کند، از محیط زیست محافظت کند و توسعه کشاورزی را در راستای کیفیت بالا و سبز که مسیری حیاتی برای توسعه سبز آینده کشاورزی است، ارتقا دهد.
