Kompostování bioodpadů jako zdroj zaplevelení

25. 09. 2019 Ing. Jan Winkler, Ph.D. a kol. Plevele Zobrazeno 4697x

V současné době nabývají komposty nový význam především jako způsob využití biologicky rozložitelných odpadů. Ze zákona o odpadech vyplývá povinnost odděleného sběru biologicky rozložitelných odpadů, a proto význam výroby kompostů v současnosti roste. Tlak na třídění a recyklaci odpadů vede k rozvoji sítě biopopelnic a jejich pravidelného vyvážení, vytváření sběrných dvorů a k využívání odpadů z městské zeleně. Díky tomu narůstá také potřeba zpracovávat tento bioodpad za pomoci kompostáren a produkce kompostů. Kompostování je i významnou součástí cirkulární bioekonomiky (Circular Bioeconomy) a uzavřeného cyklu nakládání s odpady jako nového přístupu k udržitelnému rozvoji lidské společnosti.

Kompost

Výsledným produktem tohoto procesu je kompost, tradičně využívaný v zemědělství, v pěstování rostlin, ale také v rekultivaci krajiny a ve výstavbě liniových staveb na podporu cíleně vysazované zeleně. Obecně můžeme kompost považovat za organické hnojivo, obsahující kromě organických látek i přístupné minerální živiny. Při kompostování probíhají dva základní procesy - mineralizace a humifikace. U mineralizace dochází k přeměnám organických látek na látky anorganické přijatelné rostlinami. Naopak u humifikace dochází k přeměně organických látek na humusové látky. V obou těchto procesech je zapojen půdní edafon (živé organizmy).

Široké uplatnění kompostu společně s nedostatkem statkových hnojiv zvyšuje jeho atraktivitu pro zemědělce. S využíváním kompostů jsou však spojena i určitá rizika v podobě šíření nežádoucích rostlin.

Kompostování a vznik kompostu

Proces kompostování je chápán jako biologická metoda využívání bioodpadů. V průběhu procesu, za přístupu vzduchu a při vhodné vlhkosti, se činností mikroorganizmů přeměňují bioodpady na organické hnojivo, tzv. kompost. Kvalita kompostu je ovšem dána kvalitou vstupních materiálů (odpadu). Druhy odpadů určené ke kompostování musí být v souladu s příslušnou vyhláškou o odpadech a podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady.

Kompostování začíná vlastním přivezením a skladováním materiálu určeného ke kompostování. Ke kompostování je možné využít nejen bioodpad, ale také chlévskou mrvu, nekvalitní objemná krmiva, přebytečnou slámu a další organické materiály. Odpad velkých rozměrů (např. větve ze stromů) je vhodné nejdříve naštěpkovat nebo rozdrtit. Dále je vhodné z materiálu určeného ke kompostování odstranit nerozložitelné materiály (plasty, kov).

Vlastní kompostování může probíhat v pásových hromadách trojúhelníkového profilu o šířce 2 m a výšce 1,5 m. Délka je dána možnostmi stanoviště. Doba kompostování trvá přibližně 12 týdnů dle meteorologických podmínek. Proces kompostování se skládá ze 3 základních fází. V průběhu těchto fází dochází ke změnám ve složení a struktuře kompostovaného materiálu.

První je termofilní fáze. Díky rozkladu odpadu se zvyšuje teplota až na 50–70 °C. Ze snadno rozložitelných látek (cukry, škroby a bílkoviny) vznikají organické kyseliny (octová, mravenčí, máselná), způsobující pokles pH. V této fázi je důležité zajistit přístup vzduchu překopáváním kompostu, aby se podpořila především činnost mikroorganizmů.

Druhá fáze je fáze přeměny, během které lze ještě rozpoznat zbytky původních materiálů. Teplota klesá na 40–45 °C. Kromě mikroorganizmů je zde velmi prospěšná činnost žížal a dalších bezobratlých. Vznikající kompost se postupně homogenizuje a vedle rozkladných procesů mineralizace nastupuje i proces humifikace a tvorba humusových kyselin. Zde je důležité zajistit dostatečnou vlhkost pravidelným zavlažováním.

Fáze dozrávání je poslední fází kompostování. Teplota kompostu je blízká okolí, pH opět stoupá na slabě kyselé až neutrální podle druhu vstupních materiálů. Kompost má již drobtovitou strukturu a není v ní patrna struktura původních materiálů. Následuje prosévání kompostu a odstranění nerozložených a nežádoucích materiálů.

Skládka bioodpadu

Zakládka bioodpadu při kompostování

Kompost z bioodpadu

Kompostování a semena plevelů

Kompost může obsahovat plody a semena plevelů, která se jen velmi obtížně rozpoznávají a odstraňují. Jakými cestami se semena plevelů do kompostu dostávají?

První cestou je přímo bioodpad a kompostované materiály. Semena plevelů a vegetativní rozmnožovací orgány rostlin jsou přímo součástí bioodpadu. Vytrhané rostliny plevelů ze zahrádek, na kterých semena dozrávají, jsou vyhozeny do biopopelnic. Součástí bioodpadu se případně stávají i vytrvalé druhy s vegetativními rozmnožovacími orgány. Touto cestou se do kompostů mohou dostat semena merlíků, laskavců, lebed, šruchy zelné, ježatky kuří nohy, pěťourů, bérů a dalších druhů, případně vegetativní rozmnožovací orgány topinamburu, svlačce rolního, pýru plazivého a pcháče osetu. Dalším zdrojem semen rostlin může být bioodpad z domácností - semena tykví, rajčat, ale také prosa, řepky, hořčice a dalších plodin.

Druhou cestou jsou semena vytvořená plevely přímo v procesu kompostování nebo během skladování vyzrálého kompostu. Zde často dominují druhy schopné velmi brzy vytvářet plody a semena (truskavec ptačí, ptačinec prostřední, heřmánkovec nevonný, merlíky a další).

Proces přeměny bioodpadů a kompostovaných materiálů na zralý kompost není příznivý pro udržení životaschopnosti semen plevelů. V tomto procesu dochází ke zvýšení činnosti mikroorganizmů a následně se zvyšuje teplota kompostu a klesá pH. Semena jsou vybavena testou (osemením) a u některých druhů i oplodím, umožňujícím zachování životaschopnosti a klíčivosti i za velmi nepříznivých podmínek. Tato vlastnost je druhově odlišná. Kromě rozkladu organických látek mohou mikroby oplodí a osemení semen plevelů narušovat. Při správném kompostování jsou semena rostlin ničena dlouhodobější vlhkostí a amoniakálními roztoky. V těchto podmínkách semena plodin snadno podléhají rozkladu. Rychlejší zkáze podléhají také druhy, jejichž semena se šíří větrem nebo jinými mechanizmy. Naopak poměrně odolná semena, schopná přežít celý proces kompostování, mají druhy, u nichž se semena příliš nešíří od mateřských rostlin.

Druhy plevelů šířících se kompostem

Potenciál šířit se pomocí kompostů mají zejména některé pozdně jarní druhy (lebeda lesklá, l. rozkladitá, merlík bílý, laskavec ohnutý a lilek černý), a také druhy označované jako ruderální, jejichž výskyt byl do nedávna zanedbatelný (hulevník Loeselův, hulevník lékařský). Potenciál mají i druhy invazivní (proso seté rumištní, laskavec bílý, býtel metlatý). Problematické jsou i některé plodiny (rajčata, brambory, řepka, obilniny), a to nejen jako zdroj zaplevelení, ale i jako zdroj škůdců a původců chorob plodin.

Šrucha zelná (Portulaca oleracea) v současné době zaznamenává intenzivní šíření v intravilánech měst, zahrádkách, vinohradech a stále častěji i na orné půdě v porostech kukuřice a čiroku. Do kompostů se může dostat jako součást bioodpadu ze zahrádek a městské zeleně. Její semena mají potenciál přežít celý proces kompostování. Šrucha je poměrně odolný druh, schopný rozmnožování i během procesu kompostování.

Sveřepy (sveřep jalový, sveřep střešní, sveřep měkký - Bromus sterilis, B. tectorum, B. hordeaceus) najdeme nejčastěji podél cest a souvratí polí. Do bioodpadu se mohou dostat při údržbě městské zeleně a komunikací. Jejich obilky ztrácejí rychle klíčivost zejména při dodržení optimálních podmínek kompostování. Sveřepy jsou schopny klíčit a růst i na uskladněném kompostu, a to především od podzimu do jara, kdy velmi brzo vytvářejí nové obilky.

Ječmen myší (Hordeum murinum) je typickou rostlinou měst a dopravních cest. Jako součást bioodpadu se dostává do kompostovacího procesu a jen omezeně ho přežívá. Často však roste na uložištích kompostu, který může obohacovat svými obilkami.

Hulevník Loeselův a hulevník lékařský (Sisymbrium loeselii, S. officinale) jsou považovány za ruderální druhy a jen omezeně se vyskytují na orné půdě. Ovšem v posledních letech se rychle šíří a byly zaznamenány právě na kompostárnách. Jejich semena mají potenciál přežít kompostování a s kompostem se šířit i na ornou půdu. Problematické jsou v porostech řepky olejky.

Lilek černý (Solanum nigrum) patří také k často přehlíženým druhům. Rostoucí výskyt lilku v porostech brambor a kukuřice zvyšuje jeho význam. Do kompostů je zavlékán především bioodpadem ze zahrádek. Proces kompostování jeho semena přežívají bez výraznějšího snížení klíčivosti.

Lilek rajče (Solanum lycopersicum) patří k velmi oblíbené zelenině a často se stává součástí bioodpadu z domácností a ze supermarketů. Jeho semena proces kompostování přežívají a uchovávají si klíčivost. Rajčata jsou problematická i z hlediska přenosu virů do nových oblastí, čímž ohrožují porosty pěstovaných rajčat a brambor.

Proso seté (Panicum miliaceum) je v současné době považováno za invazivní druh šířící se v sušších a teplejších oblastech. Jeho přítomnost je zaznamenávána i na kompostárnách a na uložištích kompostů. Tento kompost může obohacovat svými obilkami, a takto se šířit na nové lokality.

Lebeda lesklá (Atriplex sagittata) typický plevel kompostů

Šrucha zelná (Portulaca oleracea), která je také častým plevelem

Hulevník Loeselův (Sisymbrium loeselii) v porostu řepky

Závěr

Komposty jsou důležitou součástí zpracování a efektivního nakládání s odpady. Jejich využití je jak ve výživě pěstovaných plodin, tak ve stabilizaci vlastností půdy a omezení eroze. Díky tomu lze očekávat, že jejich význam, a také objem pravděpodobně v následujících letech ještě poroste.

Kromě těchto pozitivních vlastností se mohou komposty stát zdrojem zaplevelení z důvodu obsahu plodů a semen některých druhů rostlin. Proto je důležité zajistit vyšší teplotu v termofilní fázi, překopávání a dostatečnou vlhkost.

Důležitou zásadou k omezení šíření plevelů je budování regionálních kompostáren, které by zpracovávaly bioodpad pouze z místních zdrojů. Vyrobený kompost by měl nacházet uplatnění pouze ve stejném regionu. Omezení transportu kompostů mezi regiony vede k omezení šíření druhů rostlin.

Pokud se podaří dodržet zásady kompostování a hlavně udržet skladovaný kompost bez vegetace, bude malá zásoba semen v kompostu a omezí se nežádoucí šíření rostlinných druhů.

Využívání bioodpadu přináší i nové otázky, na které zatím neznáme jednoznačné odpovědi. Jedná se především o chování mikroplastů v procesu kompostování a v půdním prostředí. To by mělo být předmětem intenzivního výzkumu ještě před masivním používáním kompostů z bioodpadu, aby bylo možné eliminovat případná rizika pro zemědělství a životní prostředí.

Graf 1: Počet semen plevelů a jejich klíčivost po době kompostování 3 a 6 měsíců

Tato práce vznikla za finanční podpory projektu IGA AF MENDELU č. TP 5/2017.

Ing. Jan Winkler, Ph.D., Doc. Ing. Magdalena Daria Vaverková, Ph.D., Doc. Bc. Ing. Dana Adamcová, Ph.D.; Mendelova univerzita v Brně
Ing. Ivan Mohler; DEPOZ spol. s r.o.
foto: J. Winkler