Чи може компост бути біопестицидом

У зв’язку з трендом на екологічне землеробство органічні добрива перебувають у фокусі уваги вчених. Компостування стало кращим варіантом переробки органічних відходів для отримання остаточного стабільного продезінфікованого продукту, який можна використовувати в якості органічної добавки, яка має безліч переваг.
За останні десятиліття майже у всьому світі кількість твердих відходів експоненціально збільшується. Це зростання корелює в першу чергу зі зростанням населення. Так, тільки у 2016 році в містах світу утворилося близько 2 млрд т твердих відходів.
Таке збільшення кількості відходів «тисне» на різні компоненти екологічної системи або навіть порушує їхню роботу. Відповідно, реалізація екологічно безпечної стратегії поводження з твердими відходами визнана нагальною потребою в усьому світі.
Саме задля цього і в спробі підвищити економічну стійкість за рахунок збільшення переробки та повторного використання ресурсів Європейський парламент ухвалив план дій щодо економіки замкнутого циклу, який включає різні законодавчі пропозиції, в тому числі постанова ЄС про добрива (зокрема, Регламент ЕС No. 2019/1009).
Пропозиція спрямована на стимулювання виробництва добрив і торгівлі ними на ринку ЄС. Нова пропозиція охоплюватиме різні групи добрив, включаючи органічні продукти, зокрема і компост, отриманий із органічних відходів. Такий підхід відповідає інтересам як людини, так і навколишнього середовища, оскільки сприяє переробці органічних відходів в поживні речовини, які можна використовувати в сільському господарстві.
Відповідно до цього плану, органічну фракцію, на яку припадає більша частина відходів, що утворюються, можна було б переробити і використовувати в якості потенційного джерела поживних речовин для рослин замість того, щоб втрачати її внаслідок неправильної утилізації.

Умови процесу компостування і тип органічної сировини є основними факторами, що впливають на доступність поживних речовин і стабільність гумусоподібних форм продукту

Тим не менш, важливо відзначити, що безпосереднє внесення свіжих органічних твердих відходів у ґрунт не рекомендується. Зокрема, додавання незрілих/ нестабільних органічних твердих відходів в ґрунт може негативно вплинути на ріст і розвиток рослин через певні речовини або невідповідні умов вирощування, включаючи іммобілізацію/ дисбаланс поживних речовин, необхідних для рослин, фітотоксичність і наявність важких металів, патогенних бактерій і неорганічних солей, що в кінцевому підсумку пригнічує рослини.
Варто зазначити, що можна застосовувати кілька методів компостування, і вибір методу залежить від капітальних витрат, витрат на робочу силу, часу, наявності вільних площ тощо. Серед цих методів — пасивне компостування, компостування з перевертанням, статична аерована купа, компостування в ємності.

Ідеальний компост 

Внесення компосту на нормальних і засолених ґрунтах є важливою практикою для поліпшення органічної і неорганічної (мінералізація) складових ґрунту, особливо в посушливих і напівпосушливих регіонах, на які припадають основні оброблювані площі в усьому світі, переважно через низький рівень опадів і підвищену лужність.
Крім того, внесений компост впливає за багато інших характеристик ґрунту, зокрема водоутримувальну здатність, продуктивність, біологічну активності, його аерацію і структуру.
Доведено, що азот – найнеобхідніший поживний елемент, який впливає на онтогенез рослин. У нормальних ґрунтових умовах 95 % азоту і сірки є в органічній речовині (також наявні і 25 % фосфору).
Оскільки компост складається з органічних відходів, які розклалися, він, природно, містить добрий відсоток азоту. Отже, додавання компосту в ґрунт збагачує його важливими для росту і розвитку рослин елементами, такими як азот, вуглець, сірка і фосфор.
Умови процесу компостування і тип органічної сировини є основними факторами, що впливають на доступність поживних речовин і стабільність гумусоподібних форм продукту.

Компост також повинен містити не більше 40 % води, а для компосту, що планують реалізовувати, — близько 35 % води

Співвідношення азоту (N) і вуглецю (С) — один із найважливіших параметрів, які впливають на якість компосту.
Співвідношення C / N повинно бути від 25 до 30, а нормальний біокомпост має містити близько 33,3 % органічних речовин, але не менше 20 %.
Компост також повинен містити не більше 40 % води, а для компосту, що планують реалізовувати, — близько 35 % води.
Ідеальний pH компосту для застосування в сільському господарстві повинен становити близько 7,5.
Крім того, важливим параметром є вміст солей — близько 3,89 г на літр свіжого речовини. Фосфат, доступний в формі P₂О₅, в якісному компості становить близько 0,62 % сухої речовини, а вміст калію становить близько 1,01% сухої речовини.

Вплив зрілості і стабільності на якість компосту в сільському господарстві

Якість компосту значною мірою залежить від сирих компостних матеріалів, їхнього поживного складу, віку і процесу виробництва.
Добре відомо, що якість продуктів компостування визначає їхнє застосування, і будь-які недостатні або незбалансовані поживні речовини в компості небажані.
Досягнення високого ступеня зрілості і стабільності компосту сприяє утворенню гумінових речовин, які підвищують родючість ґрунту і збільшують уміст органічних речовин, не викликаючи екологічних проблем, оскільки отримані стабільні азотисті сполуки менш уразливі щодо випаровування, вилуговування і денітрифікації.
Наприклад, нітрат є найкращою хімічної формою для росту рослин і характеризується високою рухливістю, проте у стабільному компості ризик забруднення ґрунтових вод зводиться до мінімуму. 
Фітотоксичність незрілого компосту перш за все пояснюється утворенням органічних кислот, аміаку та оксиду етилену, які негативно впливають на ріст рослин і перешкоджають проростанню насіння.

Біопестицидні ефекти компосту

Патогенні мікроорганізми, що передаються через ґрунт, є серйозною проблемою для сільськогосподарського сектора.
Хоча існує безліч способів боротьби з цими шкідниками, більшість агрохімічних препаратів дорогі, а крім того можуть спричинити резистентність.
Цікаво, що одним із найбільш важливих результатів компостування є непатогенний гумус, чию користь давно встановлено.
У цьому контексті зрілі компости продемонстрували ефективну пригнічувальну дію проти фітопатогенних мікроорганізмів, що пояснюється мікробною активністю всередині компосту.
Для цієї мети можна використовувати кілька форм компосту: компост як біогумус, компостний чай і компост, збагачений специфічними біопестицидними властивостями.
Яким би не був вид компосту, роль фізичних властивостей і хімічного складу органіки також важлива в пригнічувальному ефекті не тільки тому, що вони відповідальні за тип і кількість встановлених мікроорганізмів, але також через їхній вплив на патогени, здоров’я коренів рослин і статус поживних речовин в листі.

Вибір методу компостування залежить від капітальних витрат, витрат на робочу силу, часу, наявності вільних площ тощо

Міжнародна група вчених з Палестинської технічного університету імені Кадурі, Хевронського університету, Палестина, і Автономного університету Барселони, Іспанія, опублікували свою роботу на порталі MDPI, в якій описали корисні властивості компосту.
Дослідженнями було виявлено, що уповільнення розвитку патогена рослин Sclerotinia sclerotiorum і, навпаки, стимуляція двох його антагоністів, ґрунтових грибів Trichoderma viride і Trichoderma harzianum, спричинене було саме гуміновими речовинами, що містяться в компості.
Важливо відзначити, що біотичні і абіотичні характеристики компосту, крім його водорозчинної і гумінової фракцій, пригнічують Pythium ultimum в рослинах гороху завдяки зниженню впливу патогенів, а також зменшенню кількості уражень коренів і популяції Pythium.
Нарешті, різні дослідження показали, що компостний чай здатнийі пригнічувати ріст Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum і Verticillium dahliae.
Слід зазначити, що пригнічувальна дія компосту проти фітопатогенних мікроорганізмів залежить від рівня поживних речовин і умов навколишнього середовища під час його дозрівання, які впливають на повторне його заселення мезофільними мікроорганізмами.

О. Єрмоленко, o.yermolenko@univest-media.com
За матеріалами www.mdpi.com, фото з відкритих інтернет-джерел