Informace o vermikompostování a výzkumu zpracování různých druhů bioodpadů pomocí žížal na ČZU

Foto: ČZU

“Při vermikompostování můžeme zpracovat bioodpad, a navíc získat kvalitní vermikompost použitelný jako hnojivo. V malém měřítku se vše zpracovává na místě, díky tomu vermikompostování šetří nejen náklady, ale i všechny problémy s přepravou spojené.” popisuje docent Aleš Hanč.

V čem se liší kompost a vermikompost?

Vermikompost se od běžného kompostu liší zhruba v pěti znacích. Prvním z nich je zrnitostní složení. Struktura vermikompostu je jemnější než u kompostů klasických. V jedné z našich studií jsme určovali zrnitostní složení pří vermikompostování digestátu se slámou, kuchyňského bioodpadu s použitým papírem a zahradního bioodpadu s čistírenským kalem. Ve všech 3 případech byly částice ve srovnání s kompostem výrazně jemnější, ze 100 % menší než 5 milimetrů (Hanc & Dreslova, 2016). Další předností vermikompostu je vyšší obsah přístupných živin (Hanc & Chadimova, 2014).  Vermikompost od klasických kompostů odlišuje také vyšší obsah mikroorganismů a vyšší enzymatická aktivita (Hanc et al., 2022). V neposlední řadě pak obsahují větší množství fytohormonů jako jsou auxiny, gibereliny a cytokininy.

Žížala kalifornská (Eisenia andrei)

Ačkoliv je žížala hermafrodit, tudíž má samčí i samičí pohlavní ústrojí, k jejich rozmnožování jsou vždy zapotřebí alespoň dvě. K oplodnění vajíčka totiž potřebuje spermie získané od partnera. Po oplození se z opasku začne tvořit kokon, který se na těle posunuje až je zcela svlečen. V kokonu se obvykle nachází dvě až tři vajíčka, ze kterých se následně líhnou malé žížaly.

K vermikompostování se používá výhradně druh Eisenia andrei, kterému se lidově říká žížala kalifornská. Už v roce 2013 se jimi zabývala studie Mikrobiologického ústavu AV ČR, podle které se žížaly Eisenia andrei nachází ve hnojích a kompostech, naopak naše původní žížala hnojní (Eisenia fetida) se běžně nachází v lesních půdách. Co se týká názvu, jednou z teorií je, že se původní žížala hnojní dostala do Ameriky, kde částečně zmutovala a zpátky do Evropy se vrátila právě jako žížala kalifornská.

Co do vermikompostu patří?

Za ty roky, co se touto problematikou zabývám jsme již vyzkoušeli vermikompostování celé řady nejrůznějších druhů bioodpadů. Ať už samostatně, nebo s přídavkem dalších přírodních složek. Do vermikompostéru můžeme přidávat téměř všechen rostlinný odpad. Během pokusů jsme zkoušeli kompostovat například matoliny, což jsou pevné zbytky po lisování vinných hroznů (Částková & Hanč, 2019), koňský hnůj (Hanc et al., 2019) nebo lihovarské výpalky (Hanc et al., 2019). Slovo kompost vychází z latinského slova compositum, tedy složení, složenina. Proto platí, že čím víc různých věcí, tím lépe.

V jedné z našich posledních studii jsme vermikompostovali zbytky kávové sedliny (Hanc et al., 2021). Zkoumali jsme také obsah kofeinu, ten je důležitou farmaceuticky aktivní sloučeninou, která je ovšem škodlivá pro životní prostředí. Vytvořili jsme variantu se samotnou kávovou sedlinou, kávovou sedlinu a slaměné pelety v poměru 3:1 a slaměné pelety s kávovou sedlinou v opačném poměru. V prvních dvou zmíněných variantách se žížalám nedařilo. Kávová sedlina je kyselá a obsahuje například polyfelony, taniny a další problematické látky. Ideální variantou byla ta poslední s větším množstvím pelet. Zjistili jsme, že žížaly mají schopnost kofein z materiálu úspěšně odstranit. Jeho množství ve vermikompostu bylo 38krát nižší než v kontrolní variantě bez žížal.

Do vermikompostéru NEpatří

Nic, co se nedá biologicky rozložit. Samozřejmě to jsou plasty, sklo, kovy, ale taky jedlé oleje, tuky a kapalné odpady obecně. Do vermikompostéru nepatří ani mléčné výrobky a maso. Vyhnout bychom se měli i slaným zbytkům, protože žížaly jsou na sůl citlivé. Vždycky ale záleží zejména na množství, nebo poměru. V praxi je problémem vermikompostování čistírenských kalů, neboť se během procesu může uvolňovat amoniak, který je pro žížaly toxický. Čistírenské kaly obsahují i problematické mikropolutanty, zejména zbytky farmak a prostředky osobní potřeby, jejichž limitní hodnoty nejsou legislativně upraveny. V rámci výzkumného projektu „Využití vermikompostování k eliminaci mikropolutantů za účelem bezpečné aplikace čistírenského kalu na zemědělskou půdu“ zjišťujeme, zda a v jaké míře jsou žížaly schopny tyto látky transformovat nebo akumulovat.  

Co je to žížalí čaj a jak ho používat?

Výluhu, který projde vermikompostérem se lidově říká žížalí čaj, funguje jako vynikající přírodní hnojivo, ale pozor, stejně jako minerální hnojiva se musí ředit. Příliš koncentrovaný roztok hnojiva totiž může rostliny popálit. Ideální poměr je tak 1 díl žížalího čaje na 10 dílů vody.

Kromě samovolně vzniklých výluhů, ale existují i výluhy uměle připravené. Do zařízení na tvorbu výluhu se umístí vermikompost, který obklopuje voda. Směs se následně promíchává nebo provzdušňuje, a tím se do vody řízeně uvolňují různé látky. Takto získaný přípravek obsahuje živiny, a díky obsahu mikroorganismů působí i jako prevence proti chorobám, zejména plísním. Ve vědecké komunitě se právě tomuto výluhu říká žížalí čaj (vermi tea nebo worm tea), avšak laická veřejnost tento pojem používá pro prvně zmíněný přirozený výluh.   

Organický odpad v restauracích?

V rámci operačního programu Praha – pól růstu ČR jsme ověřovali funkčnost takzvaných dvoumodulových vermireaktorů v restauračních zařízeních. Zařízení jsme vyvinuli s kolegy z Výzkumného ústavu zemědělské techniky a instalovali jsme je do tří restaurací. Zařízení je samozřejmě o něco náročnější než běžný domácí vermikompostér, aby efektivně zpracovalo větší množství biologického odpadu. Do prvního samostatného modulu, který neobsahuje žížaly se odkládá bioodpad. Tento modul se může zahřívat, slouží vlastně k předkompostování. Když je první modul plný, připojí se druhý modul, ve kterém už jsou žížaly. Ty přelezou za potravou a začnou ji zpracovávat. Modul, z kterého žížaly přelezly se opět odpojí a začne se plnit novým bioodpadem. A tak stále dokola.

Vím jistě, že minimálně v jedné z těchto restaurací funguje náš dvoumodulový vermireaktor velice dobře a používají ho pořád. Zjistili jsme ale, že největší překážkou je často fakt, že chod zařízení vyžaduje určitou manipulaci a vztah ze strany zaměstnanců. A i když jsou mnohdy majitelé restaurací z vermikompostování nadšení, zaměstnanci pověření touto činností nemusí mít úplně čas, nebo zájem.

Dvoumodulový vermireaktor bude společně s elektrickým kompostérem na živočišné zbytky součástí nově budovaného Potravinářského pavilonu.

Jak jednoduše začít s vermikompostováním doma a na co si dát v začátcích pozor?

Zmíněné studie:

• Hanc, A., Dreslova, M. 2016. Effect of composting and vermicomposting on properties of particle size fractions. Bioresource Technology, 217: 186-189
• Hanc A., Chadimova Z. 2014. Nutrient recovery from apple pomace waste by vermicomposting technology. Bioresource Technology 168: 240-244
• Hanc, A., Dume, B., Hrebeckova, T. 2022. Differences of Enzymatic Activity During Composting and Vermicomposting of Sewage Sludge Mixed With Straw Pellets. Frontiers in Microbiology, 12: 801107
• Částková, T., Hanč, A. 2019. Change of the parameters of layers in a large-scale grape marc vermicomposting system with continuous feeding. Waste Management & Research 37: 826-832
• Hanc, A., Enev, V., Hrebeckova, T., Klucakova, M., Pekar, M. 2019. Characterization of humic acids in a continuous-feeding vermicomposting system with horse manure. Waste Management 99: 1-11
• Hanc, A., Hrebeckova, T., Kuzel, S. 2019. Vermicomposting of distillery residues in a vertical-flow windrow system. Waste and Biomass Valorization 10 (12): 3647-3657
• (Hanc, A., Hrebeckova, T., Grasserova, A., Cajthaml, T. 2021. Conversion of spent coffee grounds into vermicompost. Bioresource Technology 341: 125925

Autor vědecké práce: Doc. Ing. Aleš Hanč, Ph.D. 
Působí na katedře agroenvironmentální chemie a výživy rostlin. Je garantem bakalářského studijního programu Ochrana krajiny a využívání přírodních zdrojů i navazujícího magisterského programu Technologie odpadů. Vyučuje předměty zaměřené na odpadového hospodářství. V oblasti výzkumu se zabývá kompostováním a zpracováním různých druhů bioodpadů pomocí žížal. Tématu vermikompostování se věnuje již od roku 2009, prvotním impulsem pro něj prý byla prezentace jednoho z jeho studentů.  

Zdroj: ČZU, Fakulta potravinových a přírodních zdrojů