堆肥化の背後にある科学

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ゴミ箱のバナナの皮は、腐敗したデトリタスを食べる環境にある有用な微生物のおかげで、すべての有機性廃棄物と同様に、最終的に自然に分解されます。

米国農務省(USDA)によると、堆肥化は、デトリタスを食べる生物が繁殖するための理想的な条件を提供することにより、有機物の自然崩壊を促進するように機能するプロセスです。この濃縮分解プロセスの最終生成物は、作物、園芸植物、および樹木の成長を助けることができる栄養豊富な土壌です。

堆肥化プロセス

オハイオ州デイトン大学の持続可能性とエネルギーのコーディネーターであるマシューワーシャム氏は、微生物は堆肥化プロセスに不可欠であり、環境のいたるところに見られます。

効果的な堆肥化の鍵は、微生物が繁殖するための理想的な環境を作り出すことです、とウォーシャム氏はライブサイエンスに語りました-暖かい温度、栄養素、水分、そして十分な酸素。

コーネル大学によると、堆肥化サイクルには3つの主要な段階があり、さまざまな種類の微生物が繁殖します。

通常、最初の段階はほんの数日で、その間、中温性微生物、または華氏約68度から113度(摂氏20度から45度)の温度で繁殖する微生物が、生分解性化合物を物理的に分解し始めます。熱はこの初期プロセスの自然な副産物であり、温度はすぐに104°F(40°C)以上に上昇します。

中温性微生物は、第2段階で好熱性微生物(高温で繁殖する微生物)に置き換えられます。好熱性微生物は、有機物をより細かい部分に分解する働きをします。温度が高いほど、タンパク質、脂肪、複雑な炭水化物を分解しやすくなります。

また、第2段階では、温度が上昇し続け、注意深く監視しないと、堆肥の山が非常に熱くなり、最終的にすべての有用な微生物を殺すことができます。曝気や堆肥の山をひっくり返すなどの技術は、温度を約149度F(65度C)以下に保つのに役立ち、好熱性微生物が分解するための追加の酸素と新しい供給源を提供します。

好熱性微生物が化合物の利用可能な供給を使い果たすときに、通常数ヶ月続く第3段階が始まります。この段階で、温度は中温性微生物が堆肥の山の制御を再開し、残りの有機物を使用可能な腐植土に分解するのに十分なほど低下し始めます。

助ける生物

Planet Naturalによると、好気性菌と嫌気性菌として知られている堆肥化微生物には2つの主要なクラスがあります。

イリノイ大学によると、好気性菌は生き残るために少なくとも5%の酸素レベルを必要とする細菌であり、最も重要で効率的な堆肥化微生物です。好気性菌は有機性廃棄物を消費し、窒素、リン、マグネシウムなどの植物の繁殖に必要な栄養素である排泄化学物質を消費します。

嫌気性微生物は、酸素を必要としない細菌です。また、有機性廃棄物を好気性細菌ほど効率的に処理しません。嫌気性菌は、時には植物に有毒な化学物質を生成し、腐った卵のようなにおいがする硫化水素を放出するため、堆肥の山を悪臭にさせます。

コーネル大学によると、堆肥の山で見つかったすべての微生物の約80〜90%は細菌です。残りの微生物の割合は、カビや酵母などの菌類です。

微生物に加えて、条件が正しければ、丸薬バグ、ムカデ、ワームなどの他の有用な生き物が堆肥の山への道を見つけるでしょう。これらの動物は、堆肥の山の中の食品廃棄物、庭のトリミング、その他の有機物を分解し、廃棄物を栄養豊富な土壌に変えるのを助けます。

Worshamはデイトン大学で堆肥化リソースを構築しており、堆肥の山に赤いウィグラーワームを含めています。赤いウィグラー(エイセニアフェティダワーミは、ミミズの堆肥化やワームによる堆肥化に使用される最も一般的なワームであると語った。大学のミミズ​​堆肥の山は、1日あたり10ポンドの食品廃棄物と紙を分解することができます。

何が入り、何が入りませんか?

米国環境保護庁によると、堆肥化を行うための適切な環境を作り出すには、「グリーン」と「ブラウン」のバランスが必要です。緑は窒素が豊富で、草の切り抜き、果物や野菜の廃棄物、コーヒーかすなどが含まれます。ブラウンは、枯れ葉、枝、小枝などの炭素に富む庭の切り抜きです。

イリノイ大学によると、25対1と30対1の間の炭素対窒素比は、迅速な堆肥化に理想的です。微生物は炭素と窒素の両方を食べます。炭素は微生物にエネルギーを与え、その多くは二酸化炭素と熱として放出され、窒素は成長と繁殖を続けるために追加の栄養を提供します。

堆肥の山に炭素が多すぎると、微生物の成長と繁殖が難しくなり、炭素を簡単に分解できないため、発熱が少なくなり、分解速度が遅くなります。一方、過剰な窒素は不快なアンモニアの臭いをもたらし、堆肥の山の酸性度を増加させる可能性があり、これは一部の種の微生物にとって有毒である可能性があります。

適切な水分は、堆肥化プロセスを助ける微生物の健康にも不可欠です。 40〜60%の含水率は、微生物が休眠状態になるのを防ぐのに十分な湿気を提供しますが、酸素がパイルから押し出されるほど十分ではありません。

酸素不足が嫌気性微生物の乗っ取りにつながり、臭い堆肥の山につながる可能性があるため、堆肥の山の中の酸素の量も重要です。酸素は、パイルを攪拌または裏返すことにより、堆肥パイルに追加できます。

何を堆肥にするか:

  • 果物と野菜
  • 卵殻
  • コーヒーかすとフィルター
  • ティーバッグ
  • ナッツ殻
  • 細断された新聞、紙、段ボール
  • 草、葉、枝、小枝を含む庭のトリミング
  • 観葉植物
  • 干し草とわら
  • おがくず
  • 木のチップ
  • 綿とウールのぼろ
  • ドライヤーと掃除機の糸くず
  • 髪と毛皮
  • 暖炉の灰

(注:オープンコンポストの山を使用して、ハエ、げっ歯類、アライグマなどの無料の食事を探している不要な害虫を阻止する場合、USDAは食品廃棄物を埋めることを推奨しています。)

堆肥にしないもの:

  • 植物に害を及ぼす可能性のある物質を放出するため、特定の種類の木の葉や黒クルミなどの小枝
  • 植物に有害な物質が含まれている可能性があるため、石炭または石炭灰
  • 乳製品、卵、油脂、肉または魚の骨およびスクラップ。げっ歯類やハエなどの害虫を引き付ける潜在的な臭気の問題による
  • 病気や昆虫が存続し、他の植物に伝わる可能性があるため、病気または昆虫が蔓延した植物
  • 有害な寄生虫、細菌、ウイルスが含まれている可能性があるため、ペットの排泄物(犬と猫の糞便と使用済み猫のトイレ砂を含む)
  • 化学農薬で処理された庭のトリミング。農薬は堆肥を作る生物を殺すかもしれないので

商業用堆肥化会社は、BPI認定堆肥化可能と特に表示されている、食品用の紙の持ち出し容器、堆肥化可能な食器や食器などの製品も収集しています。

乳製品、卵、肉製品、脂肪は通常、堆肥の山には推奨されませんが、これらの製品に存在する可能性のある臭いや病原菌に対処するのに適した多くの大規模な商業堆肥施設があります。

より複雑な廃棄物を助けるために、家畜糞尿が商業用堆肥化サイトに追加され、熱と堆肥化の速度を上げるのに役立ちます。ノースダコタ州立大学によると、牛、羊、山羊などの草食動物の家畜糞尿には、すでに大量の窒素と堆肥化に不可欠な多くの好気性微生物が含まれています。このタイプの肥料には、通常、猫や犬などの肉食動物の肥料に含まれている危険な病原菌も含まれていません。

堆肥化は、有機物の自然分解プロセスを加速するのに役立ちます。 (画像クレジット:Shutterstock)

他に何を堆肥化できますか?

多くの企業が、夕食や食器、ゴミ袋、さらにはおむつなど、処分時に堆肥化できる製品を開発しています。これらのアイテムを堆肥の山に入れる前に、自宅で堆肥にしても安全であること、または地元の堆肥コレクターに受け入れられることを確認することが重要です。

デラウェア大学のファッションとアパレル研究の教授であるHuantian Caoは、堆肥化可能なアパレルの開発に取り組んでいる持続可能なアパレルプロジェクトを共同で指揮しています。曹操と彼のチームは、基本的にキノコで作られた靴を開発しました。

Cao氏はLive Scienceに、プロトタイプのサンダルはさまざまな堆肥化可能な部品から作られていると語った。ミッドソールは、きのこ菌糸の複合材料から作られています。これは、すべての生ごみと一緒に家庭用堆肥に直接入れることができます。靴のインソールとアウトソールは、生分解性の植物性なめし革で作られ、サンダルのストラップは綿で作られています。どちらも、大規模な商業堆肥化サイトで堆肥化できます。

家庭での堆肥化

商業堆肥会社のGreen Caminoの所有者であるRandi CoxとKathy Gutowskyは、若い頃から堆肥化を続けており、会社を使用するか自宅で使用するかに関わらず、堆肥化の利点についてコミュニティを教育しています。

「堆肥化は廃棄物をゼロにするための入口薬剤です」とグトウスキーは言いました。 「堆肥化を始めると、本当に捨てるものに注意を向け始め、自分が何を買っているのか、何が入ってくるのかを見始めます。」

グトウスキー氏は、顧客の多くはライフスタイルを変えて、ゴミ箱に入るものを最小限に抑えていると語った。たとえば、余分なプラスチック包装の製品を購入しない、可能な場合は現地で購入するなどです。 「それは本当に考え方の転換だ」とGutowskyはLive Scienceに語った。

商業用堆肥化サイトにアクセスできない場合は、家の隅に山を積み上げるのと同じくらい簡単に家で始めることができます。多くの金物店では、各家庭のニーズに対応するために、さまざまな種類とサイズのコンポストビンを販売しています。市または郡廃棄物局のWebページにアクセスして、お住まいの地域の堆肥化に関する規制を必ず確認してください。はじめに役立つ追加の質問、または質問がある場合は、地元の金物店、保育園、または地元のファーマーズマーケットで回答することができます。

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