Composting Horse Manure

Di: Brent W. Auvermann, Lanny A. McDonald, Robert Devin e John M. Sweeten

I cumuli incontrollati di letame di cavallo possono essere un pasticcio antiestetico, maleodorante e infestato dalle mosche. I cumuli di letame possono anche causare l’inquinamento da deflusso nei ruscelli e negli stagni vicini.

Per gli appassionati di cavalli, i veterinari e gli operatori delle scuderie, la gestione e lo smaltimento del letame dei cavalli può essere difficile. Gli operatori di strutture equine e cliniche veterinarie per grandi animali spesso affrontano questa sfida pagando una terza parte per portare il letame fuori dalla loro proprietà.

C’è però un modo eccellente per stimolare la domanda di un prodotto che altrimenti sarebbe una responsabilità. Il compostaggio del letame può eliminare un problema disordinato e può fornire un modesto reddito aggiuntivo.

L’appassionato di cavalli ha bisogno di capire i principi scientifici di base e altri fattori che contribuiscono alla gestione di successo del compostaggio.

Che cos’è il compostaggio?

Il compostaggio è la scomposizione o degradazione controllata di materiale organico in un prodotto noto come humus. Il processo di compostaggio deve essere:

1. Aerobico. In presenza di aria, o specificamente di ossigeno, il materiale organico si degrada senza creare problemi associati all’odore. La degradazione biologica che avviene senza ossigeno, o digestione anaerobica, è spesso chiamata “fermentazione”. Di solito è associata a odori intensi e sgradevoli
2. Biologicamente mediata. Un processo biologicamente mediato come il compostaggio sfrutta i batteri e i funghi presenti in natura per digerire il materiale organico. Poiché questi microbi generano calore da soli, l’aggiunta di calore supplementare normalmente non è necessaria, anche nei climi più freddi. Al contrario, un’ossidazione puramente chimica del materiale organico è generalmente conosciuta come “combustione”. (Inutile dire che non vogliamo che questo accada!)
3. Termofilo. Il compost di alta qualità per uso agricolo o orticolo è prodotto a temperature tra i 130 e i 160 gradi F. A queste temperature elevate, la maggior parte degli agenti patogeni microbici come i coliformi e la salmonella sono distrutti, e tutti i semi di erbacce, tranne quelli più resistenti, sono inattivati. (Notevoli eccezioni includono il Bacillus anthracis, il batterio che forma spore che conosciamo come “antrace”; se si sospetta l’antrace in qualcuno degli animali vicini, il compostaggio del letame associato non è raccomandato). I processi di compostaggio che avvengono a temperature ambiente tra i 50 gradi F e i 90 gradi F sono conosciuti come compostaggio mesofilo.
4. Controllato. Ovunque il letame sia stoccato, si verifica un certo grado di digestione aerobica e/o anaerobica. Tuttavia, il risultato finale è variabile e imprevedibile. Il compostaggio è un processo controllato. Il materiale organico è gestito in modo sistematico e in un determinato periodo di tempo per ottenere un prodotto finale coerente e prevedibile.

Nel compostaggio completo, la materia organica, come carboidrati, zuccheri, proteine, grassi e composti cellulosici, reagisce con ossigeno e acqua per produrre anidride carbonica, vapore acqueo e humus. Un compostaggio incompleto produce prodotti intermedi, come gli acidi grassi, che hanno un odore offensivo e che possono essere tossici per le piante. Di conseguenza, i sistemi di compostaggio dovrebbero essere adeguatamente progettati e gestiti per assicurare la completa decomposizione della materia organica.

Maturità del compost

Quando il letame e altre materie organiche sono completamente ossidate o degradate, si parla di compost “maturo”. La maturità del compost è cruciale per l’assicurazione e il controllo della qualità quando si commercializza un prodotto compostato per uso agricolo o orticolo.

Ci sono diversi modi ben stabiliti per determinare la maturità del compost. Il modo più semplice è quello di monitorare la temperatura interna del compost sfuso utilizzando un termometro a stelo lungo. Le temperature nei cumuli di compost fresco aumentano rapidamente – fino a 160 gradi F e oltre – e poi diminuiscono lentamente fino a quando la temperatura del compost si avvicina di nuovo alla temperatura dell’aria. Se il materiale in compostaggio si riscalda spontaneamente dopo aver girato, aerato o bagnato di nuovo, probabilmente non è maturo. Invece, i microbi aerobici probabilmente hanno finito l’ossigeno, l’azoto o l’acqua prima che tutto il materiale organico si sia degradato.

Un metodo più diretto per determinare la maturità del compost è basato sul tasso di respirazione microbica o scambio di gas. I test di maturità basati sulla respirometria creano condizioni standardizzate di umidità e aerazione all’interno del compost e poi misurano il consumo di ossigeno o la produzione di anidride carbonica durante un determinato periodo di tempo. Se il consumo di ossigeno durante quel periodo è al di sotto di una certa soglia, il compost è considerato maturo.

Un noto test commerciale per la maturità del compost è il kit di test SolvitaTM dei Woods End Laboratories. Il test SolvitaTM è un semplice test di maturità di 4 ore in cui il colore di una striscia di test cambia in risposta ai cambiamenti nella saturazione di ossigeno e anidride carbonica in un contenitore chiuso. Un indice di maturità compreso tra 1 (immaturo) e 8 (maturo) viene quindi determinato per confronto con una serie di colori standard.

Il Texas Department of Transportation richiede test di maturità utilizzando il test SolvitaTM o il suo equivalente su tutto il compost utilizzato nella vegetazione lungo le strade pubbliche. Un valore minimo di 7 è richiesto per soddisfare le specifiche di maturità del TXDOT.

La maturità del compost ha importanti implicazioni per la crescita delle piante. Il compost maturo non compete con le piante per i nutrienti, specialmente l’azoto, che può essere già in offerta limitata. Se il compost non finito viene mescolato al terreno, i microbi aerobici possono competere con le piante per i nutrienti essenziali, bloccando la crescita o uccidendo le piante. Inoltre, è probabile che il compost immaturo sia relativamente ricco di acidi grassi tossici per le piante, o “fitotossici”.

Condizioni ottimali per il compostaggio

Il gestore di un sistema di compostaggio su piccola scala deve rispondere a una vasta gamma di condizioni, come la composizione variabile del letame e il tempo incontrollabile. Alcune condizioni, tuttavia, possono essere controllate per migliorare vari elementi del processo di compostaggio. Queste includono l’umidità, il rapporto carbonio-azoto e la saturazione dell’ossigeno.

Umidità – Una quantità sufficiente di acqua fornisce nutrienti solubili ai microbi necessari per il compostaggio. Se il contenuto di umidità è troppo alto, tuttavia, si riduce l’apporto di ossigeno, ed è probabile che si sviluppino odori offensivi. Nella maggior parte dei casi, un contenuto di umidità tra il 35% e il 55% in peso porta a un compostaggio termofilo efficiente. Poiché le temperature elevate accelerano l’evaporazione, l’acqua deve spesso essere aggiunta per assicurare che il processo di compostaggio non si spenga prematuramente. Questo è quasi sempre vero nei climi semiaridi come il Texas Panhandle, la regione Trans-Pecos, o le pianure meridionali.

Rapporto carbonio-azoto (C:N) – Insieme all’ossigeno, i nutrienti più importanti per i microbi sono il carbonio e l’azoto. Proprio come il metabolismo umano beneficia di un corretto equilibrio di proteine e carboidrati nella dieta, i microbi nel processo di compostaggio funzionano meglio quando l’azoto e il carbonio disponibili sono adeguatamente bilanciati tra loro e con l’umidità e l’ossigeno.

In genere, il rapporto medio C:N che ottimizza il sistema di compostaggio è da 25:1 a 30:1 in peso. Rapporti C:N più alti causano condizioni di azoto limitato e compost finito povero di azoto. Il compost con un basso rapporto C:N non stabilizza completamente l’azoto e può provocare un eccessivo rilascio di ammoniaca gassosa nell’atmosfera. La maggior parte del letame del bestiame e del pollame ha un rapporto C:N dell’ordine di 15:1 o 10:1. Pertanto, si dovrebbe aggiungere al letame altro materiale ad alto contenuto di carbonio, come residui di raccolto, trucioli di legno o segatura. Una miscela di letame di cavallo e trucioli di legno è adatta per un compostaggio completo.

Saturazione di ossigeno – Poiché i microbi aerobici hanno bisogno di ossigeno disciolto in acqua per completare il loro lavoro, l’efficienza del compostaggio dipende dal mantenimento di ossigeno libero negli spazi porosi intorno alle particelle di compost. La saturazione di ossigeno misura la disponibilità di ossigeno libero ed è definita come la frazione di volume di ossigeno nel gas dei pori. L’aria standard ha circa il 21% di ossigeno in volume; poiché gli organismi aerobici in un mucchio di compost consumano costantemente ossigeno, la concentrazione di ossigeno nello spazio dei pori sarà generalmente inferiore al 21%, ma le condizioni aerobiche possono essere ancora presenti.

Se la saturazione di ossigeno scende troppo in basso, intorno al 5%, i microbi dipendenti dall’ossigeno inizieranno a spegnersi, e i microbi anaerobici assumeranno la responsabilità di un’ulteriore digestione. Questo sarà accompagnato da un notevole calo di temperatura. La saturazione di ossigeno per le condizioni aerobiche può essere mantenuta dall’aerazione passiva o attiva (aria forzata), a seconda della permeabilità delle materie prime combinate. Il letame di cavallo combinato con ampi trucioli di legno o paglia è poroso e permeabile al gas a causa della diversa dimensione delle particelle. Le miscele di letame e segatura, un materiale più fine, richiedono un grado leggermente superiore di gestione per mantenere un’adeguata permeabilità nel compost alla rinfusa. Se gestita correttamente, tuttavia, la segatura composterà più velocemente dei materiali più grossolani della lettiera a causa della sua area superficiale molto più alta.

Fare il compost dal letame di cavallo

Ci sono diversi modi per progettare un sistema di compostaggio in azienda, e nessuno è adatto a tutte le dimensioni e tipi di strutture equine. Tuttavia, qualsiasi sistema dovrebbe consistere dei seguenti semplici componenti:

1. un’area di sosta per il letame grezzo;
2. un insieme di quattro o sei bidoni o cumuli indipendenti abbastanza grandi da mantenere elevate temperature interne;
3. un meccanismo per girare i cumuli o spostare il compost da un bidone all’altro, come il lavoro manuale per piccole operazioni o un piccolo caricatore frontale per aree più grandi; e
4. un rubinetto dell’acqua o una combinazione di pompa e serbatoio dell’acqua, e un ugello di spruzzo.

Il numero e la dimensione dei bidoni di compostaggio sono determinati dalla quantità di letame generato dalla struttura e dalla frequenza di rotazione desiderata. Stabilire una frequenza di rotazione desiderata di 2 o 3 settimane. Conta il numero di carriole di letame generate in quel periodo di tempo. Stimare la capacità di ciascun carico di carriola e moltiplicarla per il numero di carichi per ottenere il volume del contenitore necessario. Poi, per garantire una capacità adeguata per un aumento dei tassi di stoccaggio, aggiungere un altro 50 per cento del volume.

Per esempio, se la carriola contiene 3 piedi cubi di letame quando è piena, vengono generate 16 carriole di letame al giorno e il compost viene girato ogni 2 settimane, il primo contenitore dovrebbe avere una capacità di volume come segue. Capacità = (3 piedi cubici/carico × 16 carichi/giorno × 14 giorni) × 1,50 = 1.008 piedi cubici

L’area del pavimento del primo contenitore è calcolata dividendo la capacità del volume per la profondità di progetto in piedi. I mucchi di compost dovrebbero essere profondi almeno 4 piedi, quindi l’area del pavimento del primo contenitore è calcolata come 1.008 ÷ 4 = 252 piedi quadrati, o misura circa 16 piedi × 16 piedi. Se il caricatore frontale ha una portata sufficiente, l’area del pavimento può essere ridotta aumentando la profondità operativa a 6 o 7 piedi. Per una profondità di 6 piedi, l’area del pavimento sarebbe di 168 piedi quadrati, o 12 piedi × 14 piedi. Il volume di materiale in ogni bidone diminuirà nel tempo con la degradazione dei materiali, quindi i bidoni successivi possono essere leggermente più piccoli, se necessario. Quando il compost è maturo, il suo volume può essere diminuito fino alla metà.

Il contenuto di umidità del letame e delle lettiere è normalmente dal 50 al 60 per cento allo stato grezzo, quindi l’umidità aggiuntiva probabilmente non sarà necessaria fino a quando il compost viene spostato al secondo o terzo contenitore. Avere un’ampia fornitura d’acqua e pressione per inumidire il compost mentre viene girato. Il contenuto di umidità può scendere fino al 25% entro 4 settimane. Per aumentare il contenuto di umidità del compost dal 25 per cento al 55 per cento, aggiungere circa 20-30 galloni di acqua per 100 piedi cubici di compost. Per un sistema in cui quattro bidoni (1.000 piedi cubi ciascuno) richiedono ulteriore umidità, sono necessari circa 1.200 galloni di acqua ogni volta che i bidoni vengono girati. Tuttavia, la quantità effettiva di acqua necessaria varia sostanzialmente a seconda del tipo di lettiera usata, la dimensione delle particelle nella lettiera e altri fattori specifici del sito.

Non cercare di aggiungere tutta l’acqua in una volta. Invece, usa un ugello a spruzzo per distribuire l’acqua al compost man mano che ogni secchio del caricatore viene girato nel bidone. È facile verificare il corretto contenuto di umidità. Prendete una manciata di compost dal centro di un bidone che è stato ben mescolato, e stringete il compost nel pugno. Non dovresti essere in grado di spremere nessuna goccia d’acqua libera dal compost, ma la tua mano dovrebbe rimanere leggermente bagnata. Se inavvertitamente il compost è troppo bagnato, non farti prendere dal panico; tieni d’occhio la temperatura del compost in quel bidone e gira il compost se la temperatura non aumenta in un paio di giorni. Se da uno dei bidoni provengono odori rancidi, il contenuto di umidità è probabilmente troppo alto. Girare il compost aiuterà a scacciare un po’ di umidità e ossigeno e ad alleviare il problema.

Misurare la temperatura del compost

Controllare la temperatura del compost è il modo più facile e veloce per tenere traccia di un sistema di compostaggio. Un semplice termometro a stelo lungo (o due) e alcune buone capacità di registrazione sono tutto ciò che serve.

Inserisci con attenzione il termometro a metà strada nel compost e lascia che l’ago o il display digitale si stabilizzi. Questo può richiedere fino a 2 minuti per i termometri a quadrante. Registrare la data, l’ora, il numero del contenitore o del mucchio, la posizione all’interno del contenitore (ad esempio, il centro, l’angolo nord-ovest, ecc.) e la temperatura. Le temperature dovrebbero essere più alte vicino al centro, ma prendere le temperature in diversi punti per calcolare la media delle letture strane. A volte un termometro sarà inserito direttamente in un punto freddo o umido che non è visibile dall’esterno e che non è caratteristico del contenitore nel suo complesso.

Misurare le temperature almeno ogni giorno per la prima settimana dopo che il compost è stato girato. Poi, se le temperature nei bidoni attivi sono nell’intervallo termofilo tra 130 gradi e 160 gradi F, non sarà necessario misurare le temperature così frequentemente; settimanale può essere adeguato. Le temperature subito dopo aver girato e bagnato saranno ovviamente vicine alla temperatura dell’aria, ma dovrebbero rimbalzare notevolmente entro 48 ore. Tieni le misurazioni della temperatura in un file a portata di mano per aiutare a documentare ai potenziali acquirenti che i semi delle erbacce e gli agenti patogeni non dovrebbero essere un problema nel tuo compost.

Monitoraggio della maturità del compost

Perché la maturità del compost è estremamente importante per gli utenti di orticoltura e agricoltura, ha senso iniziare un processo sistematico di test di maturità. I kit di test basati sulla respirometria costano tra i 15 e i 20 dollari l’uno, quindi usali saggiamente! Non usare i test di maturità per cumuli o bidoni che rispondono rapidamente alle aggiunte di umidità o all’aerazione (facilmente rilevabile dai dati sulla temperatura). Tuttavia, i test dovrebbero essere usati su materiale che si trova entro quattro settimane dalla vendita per darvi il tempo di fare delle modifiche. Ancora una volta, le temperature aiutano a diagnosticare i problemi, ma non indicano la maturità.

Analisi di laboratorio del compost

Gli utenti agricoli e i vivai commerciali sono fortemente interessati ai livelli di azoto, fosforo e potassio del compost e, in alcuni casi, ai micronutrienti come il ferro o lo zinco. Per l’uso in miscele da vaso, anche la salinità è importante perché un’eccessiva salinità può interferire con la germinazione dei semi. In genere, il contenuto di nutrienti del compost nell’uso orticolo di solito non limita la crescita in alcun modo. È utile avere un’analisi di laboratorio del compost di tanto in tanto.

Cose da fare e da non fare per la compostiera su piccola scala

• Fare in modo di aggiungere acqua supplementare quando necessario. Catturare l’acqua piovana dagli edifici coperti o mettere una valvola a galleggiante su una linea di spurgo dall’impianto idraulico esterno può essere tutto ciò che è necessario per mantenere un serbatoio vicino pieno. Nei climi secchi, può essere utile modellare le cime dei cumuli per catturare le piogge.
• Spostare abbastanza terra per assicurare che l’area del compost dreni bene. L’acqua stagnante, specialmente intorno al letame e al compost, causerà problemi di odore e di mosche. Una piccola lama a cassetta aiuterà a mantenere l’area liscia e ben drenata.
• Monitorare le temperature del compost ogni pochi giorni. La temperatura da sola non racconta tutta la storia, ma può essere un indicatore di successo o di problemi imminenti.
• Da’ istruzioni ai dipendenti di tenere spazzatura, plastica, carcasse e prodotti per la salute degli animali (siringhe, fiale ecc.) fuori dai cumuli di compost.
• Da’ mantenere l’area di compostaggio pulita e ben tenuta. Una buona immagine è vitale per il successo del marketing.
• Utilizza il prodotto finito nei tuoi paesaggi, fioriere e giardini. Se lo usi e ti piace, anche i tuoi clienti saranno più inclini a provarlo.
• Fai eseguire di tanto in tanto analisi di laboratorio su campioni di compost. Conoscere il tuo prodotto rassicurerà i tuoi clienti e ti aiuterà a identificare i modi per migliorare il tuo sistema. Un’analisi di routine includerà azoto, fosforo, potassio, zolfo e salinità totale. L’analisi della materia organica aggiunge significativamente il costo, ma vi aiuterà a determinare se i metodi di raccolta del letame stanno raccogliendo troppo terreno minerale, che riduce la qualità del compost. Se sei interessato a usare il compost come materiale da lettiera, l’analisi periodica per gli agenti patogeni è una buona assicurazione.
• Raccogli il letame dai recinti e dalle stalle con attenzione. Cerca di tenere il terreno minerale fuori dal letame, e tieni traccia di quanti carichi di carriola vengono consegnati al tuo sistema ogni giorno.
• Cerca di assicurare un buon drenaggio da qualsiasi recinto per cavalli all’aperto da cui viene raccolto il letame. Condizioni fangose ti danno letame carico di terra, riducendo il contenuto di materia organica per unità di compost.
• Non cercare di iniziare un’operazione di compostaggio durante il tempo estremamente freddo a meno che non sia disponibile abbastanza letame caldo (sopra i 50 gradi F) per fare immediatamente un mucchio profondo almeno 4 piedi. I mucchi piccoli perdono calore troppo rapidamente per sostenere temperature adatte ai microbi. Girare i mucchi durante il tempo estremamente freddo può risultare in un rimbalzo più lento.
• Non usare i mucchi di compost per degradare o conservare le carcasse se hai intenzione di commercializzare il materiale al pubblico. Il compostaggio delle carcasse è più difficile del compostaggio del letame, comporta un rischio significativo di commercializzazione ed è più adatto a quelle operazioni che useranno il compost nella loro proprietà. Se vuoi usare il sistema di compostaggio per lo smaltimento delle carcasse, prima assicurati che il tuo sistema funzioni bene senza carcasse; poi aggiungile e perfeziona la tua tecnica come necessario. In un buon sistema, il compostaggio funziona bene per animali di tutte le dimensioni, dai polli alle mucche da latte adulte. Una guida professionale è importante se si segue questa strada.
• Non regalare il compost. Una tassa nominale stimola l’interesse, e le entrate ti aiuteranno a perfezionare le tecniche e le attrezzature quando si presenteranno le opportunità.
• NON trascurare le strutture dei bidoni danneggiate. Piccoli danni si trasformano rapidamente in danni pesanti e costosi che possono interrompere il tuo sistema di compostaggio e rendere difficile un rapido recupero.
• NON lasciare che i dipendenti usino i cumuli di compost come alternativa al bidone della spazzatura. Filo da imballaggio, siringhe, lattine di soda, spago e altri materiali inerti possono essere fatali per uno sforzo di marketing. La qualità, la coerenza e l’aspetto sono le pietre miliari del successo del marketing.
• Non dare per scontato che i bidoni siano l’unica configurazione possibile per un sistema di compostaggio. I bidoni danno un’aria di organizzazione al sistema, ma la differenza principale tra un bidone e un mucchio è solo avere qualcosa di robusto contro cui spingere. Se puoi escogitare un sistema di pali statici che sia gestibile, e se l’aspetto non è la considerazione più importante, non preoccuparti dello sforzo o della spesa extra.

Informazioni aggiuntive

Beck, M. The Secret Life of Compost: A How-to and Why Guide to Composting-Lawn, Garden, Feedlot or Farm. Acres USA, 1997.

Epstein, E. The Science of Composting. Technomic Publishing Co. 1997.

Sweeten, J. M. “Compostaggio del letame e dei fanghi”. L-2289, Texas Agricultural Extension Service.

TXDOT. “Fornitura e posizionamento del compost”. Special Specification Item 1009, Texas Department of Transportation.

Riconoscimenti

Grazie a Gregg Veneklasen, D.V.M., per aver messo a disposizione le strutture del Timber Creek Veterinary Hospital nella Randall County, Texas, per questo progetto.

Le seguenti persone hanno collaborato alla gestione del compost, alla raccolta e all’analisi dei dati: Kevin Heflin, TAEX-Amarillo; Megan Campbell Williams, TAES-Amarilllo; e Bob Burkham, TAEX-Canyon. Grazie anche al Dr. John M. Sweeten e al Dr. Bob Robinson per aver fornito risorse per questa dimostrazione attraverso il progetto Tierra Blanca Creek.

Grazie ai revisori per i loro molti utili commenti e suggerimenti.

Questo progetto dimostrativo e di implementazione è stato finanziato in parte da una sovvenzione per la qualità dell’acqua della Sezione 319 dell’Agenzia per la Protezione Ambientale degli Stati Uniti e dal Texas State Soil and Water Conservation Board.

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