Бокаши (садоводство)
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Бокаши – это процесс, который превращает пищевые отходы и аналогичные органические вещества в удобрение для почвы , которое добавляет питательные вещества и улучшает текстуру почвы . Он отличается от традиционных методов компостирования в нескольких отношениях. Наиболее важными являются:
- Исходное вещество ферментируется специальными бактериями и не разлагается . [ сомнительно – обсудить ]
- Ферментированное вещество подается непосредственно в полевые или садовые почвы, не требуя дополнительного времени для созревания.
- В результате практически весь поступающий углерод, энергия и питательные вещества попадают в пищевую сеть почвы , не выделяясь в виде парниковых газов и тепла и не вымываясь.
Другие названия, приписываемые этому процессу, включают компостирование бокаши , ферментацию бокаши и ферментированное компостирование .
Номенклатура
[ редактировать ]Имя бокаси транслитерировано с разговорного японского языка ( ぼかし ). Однако японско-английские словари придают этому слову более старое художественное значение: «затенение или градация» изображений, особенно применительно к гравюрам на дереве . [ 1 ] [ 2 ] Позже это распространилось на пикселизацию или затуманивание фотографий, подвергшихся цензуре. Следовательно, его применение к ферментированным органическим веществам имеет неопределенное происхождение; если оба использования связаны, объединяющими понятиями могут быть «изменение» или «исчезновение».
Бокаши как процесс переработки пищевых продуктов заимствован во многих других языках. Как существительное, оно имеет различные значения в зависимости от контекста, в частности, от самого процесса, инокулянта и продукта ферментации. Такое разнообразие может привести к путанице. В качестве прилагательного оно квалифицирует любое родственное существительное, такое как бокаси-бин (домашний сосуд для брожения), почва бокаси (после добавления консерванта) и даже компостирование бокаси — терминологическое противоречие.
Процесс
[ редактировать ]
Основными этапами процесса являются:
- Органическое вещество инокулируют дрожжами, фотосинтезирующими бактериями и молочнокислыми бактериями. [ 3 ] Они преобразуют часть поступающих углеводов в молочную кислоту посредством гомолактической ферментации . [ 4 ]
- Ферментируется анаэробно (точнее, микроаэробно ). [ 5 ] В течение нескольких недель при обычных комнатных температурах в герметичном сосуде органические вещества сохраняются кислотой в процессе, тесно связанном с приготовлением некоторых ферментированных продуктов и силоса . Консерв обычно наносят на почву, когда он готов, или его можно хранить в закрытом виде для дальнейшего использования.
- Консерв смешивают с почвой, содержащей естественные микроорганизмы.
- Когда присутствует вода (как в самом заповеднике, так и в почве), молочная кислота постепенно диссоциирует, теряя протоны, образуя лактат – сопряженное с кислотой основание или ионную соль. [ 6 ] Лактат является основным носителем энергии в биологических процессах. Он может проходить через клеточные мембраны, и почти все живые организмы имеют фермент лактатдегидрогеназу, преобразующий его в пируват для производства энергии.
- Пропитанный лактатом консерват охотно потребляется местной почвенной жизнью , в первую очередь бактериями, «исчезающими» в течение нескольких недель при нормальной температуре. Действие дождевых червей обычно заметно, поскольку сами бактерии потребляются, так что измененная почва приобретает текстуру, напоминающую биогумус .
Характеристики
[ редактировать ]Принятые входные данные
[ редактировать ]
Этот процесс обычно применяется к пищевым отходам домашних хозяйств, рабочих мест и предприятий общественного питания, поскольку такие отходы обычно содержат значительную долю углеводов. Он применяется к другим органическим отходам путем добавления углеводов и, следовательно, производства молочной кислоты. Рецепты крупномасштабных бокаси в садоводстве часто включают рис , патоку или сахар . [ 7 ] [ 8 ] Любой поток отходов с низким содержанием углеводов выиграет от этого.
Гомолактическая ферментация позволяет переработать значительно больше видов пищевых отходов, чем домашнее компостирование. Даже те продукты, которые считаются проблематичными при традиционном компостировании, такие как остатки приготовленной пищи, мясо и кожа, жир, сыр и отходы цитрусовых, по сути, предварительно перевариваются, чтобы почвенная жизнь могла их потребить. Брожение больших кусков может занять больше времени, а вогнутые поверхности могут задерживать воздух, и в этом случае в вспомогательной литературе рекомендуется сократить количество продукта. [ 9 ]
Кусочки сырья выбрасываются, если они уже сильно сгнили или имеют зеленую или черную плесень. В них обитают гниющие организмы, которые могут подавить брожение.
Выбросы
[ редактировать ]Углерод, газы и энергия
[ редактировать ]Гомолактическая ферментация и аналогичные пути анаэробной ферментации в целом обеспечивают клетку очень небольшим количеством энергии по сравнению с аэробным процессом. При гомолактической ферментации образуются 2 молекулы АТФ, когда одна молекула глюкозы (полученная в результате переваривания сложных углеводов) превращается в 2 молекулы молочной кислоты. [ 10 ] только 1/15 , того что дает аэробное дыхание. [ 11 ] Процесс также остановится до того, как будут использованы все доступные углеводы, поскольку кислотность в конечном итоге подавляет все бактерии. В результате ведро для бокаси почти не нагревается и остается при температуре окружающей среды. [ 12 ]
Как технология переработки отходов бокаси примечательна тем, что происходит минимальная потеря массы в виде газовыделения. Компост, который является аэробным, «сжигает» большую часть углерода в углекислый газ, чтобы поддерживать метаболизм микробов по мере его созревания. Производство биогаза не сжигает углерод, но бактериальная культура оптимизирована для извлечения углерода в форме метана – мощного парникового газа и полезного топлива. Кроме того, компост также может потерять основной питательный азот для растений (мощный парниковый газ закись азота и аммиак), а бокаши почти этого не делает. [ 12 ]
Сток
[ редактировать ]Когда начинается ферментация, физические структуры начинают разрушаться и выделять часть содержащейся в сырье воды в виде жидкого стока. Со временем это составляет более 10% от входного веса. Количество варьируется в зависимости от исходных данных: например, мякоть огурца и дыни приводит к заметному увеличению.
Жидкость вымывает ценную фракцию белков , питательных веществ и молочной кислоты. Чтобы восстановить их и избежать затопления ферментации, сточные воды улавливаются из емкости для брожения либо через кран, либо в основу из абсорбирующего материала, такого как биоуголь или картон, либо в нижнюю камеру. Сток иногда называют «чаем бокаши».
Использование чая бокаши отличается от использования « компостного чая ». Наиболее эффективно он используется при разбавлении и опрыскивании заданного участка почвы для питания почвенной экосистемы . Разбавление делает его менее кислым и, следовательно, менее опасным для растений. Разбавление также приводит к превращению большего количества кислоты в лактат, который является привлекательной пищей для почвенных микробов. Другие виды использования либо потенциально вредны (например, подкормка растений кислой водой), либо расточительны (например, очистка стоков питательными веществами для растений, подкормка растений питательными веществами в форме, которую они не могут усвоить).
Объемы
[ редактировать ]Бытовые контейнеры («контейнеры для бокаси») обычно дают размер партии 5–10 кг (11–22 фунта). Он накапливается за несколько недель регулярных пополнений. Каждое регулярное добавление лучше всего накапливать в контейнере, поскольку рекомендуется открывать контейнер для бокаси не чаще, чем один раз в день, чтобы преобладали анаэробные условия.
В садоводстве партии могут быть на порядки больше. [ 7 ] [ 12 ] Силосную технологию можно использовать, если она адаптирована для улавливания стоков. Техника промышленного масштаба имитирует валки крупномасштабного компостирования, за исключением того, что валки бокаши уплотняют, плотно накрывают и оставляют нетронутыми, и все это для создания анаэробных условий. Одно исследование показывает, что такие валки теряют лишь незначительное количество углерода, энергии и азота. [ 12 ]
Гигиена
[ редактировать ]Бокаши по своей сути гигиеничен в следующих смыслах:
- Молочная кислота является сильным природным бактерицидом с хорошо известными антимикробными свойствами. [ 13 ] Это активный ингредиент некоторых средств для чистки туалетов. [ 14 ] По мере того, как производится больше, он в конечном итоге подавляет даже своих собственных производителей, кислотоустойчивые лактобактерии, так что ферментация бокаши в конечном итоге замедляется и прекращается сама собой. Есть также данные, что мезофильное (при температуре окружающей среды) брожение убивает яйца червя аскариды – паразита человека – за 14 дней. [ 15 ]
- Бродильный бункер не выделяет запахов, когда он закрыт. Бытовой мусорный бак открывается только на минуту или около того, чтобы добавить и инокулировать продукты через крышку или слить стоки через кран. В это время пользователь сталкивается с кислым запахом лакто-брожения (часто называемым «маринованным огурцом»), который гораздо менее неприятен, чем запах разложения. [ 16 ]
- В закрытом состоянии герметичный бункер для брожения не может привлекать насекомых.
- В литературе Бокаси утверждается, что падальщикам не нравятся ферментированные вещества, и они избегают их в садах. [ 17 ]
Добавка в почву
[ редактировать ]Ферментированные бокаши добавляют в подходящий участок почвы. Подход, обычно рекомендуемый поставщиками домашнего бокаси, заключается в следующем: «выкопайте траншею в почве вашего сада, добавьте отходы и закройте». [ 18 ]
На практике регулярно находить подходящие места для траншей, которые в дальнейшем будут лежать под растениями, на устоявшемся участке сложно. Альтернативой этому является «земляная фабрика». [ 19 ] Это ограниченный участок почвы, в который с течением времени смешивается несколько партий варенья бокаси. Измененную почву можно извлечь из него и использовать в другом месте. Он может быть любого размера. Он может располагаться постоянно или поочередно . Он может быть огорожен, обнесен проволочной сеткой или накрыт для защиты от животных, находящихся на поверхности. Могут быть добавлены отработанная почва или компост и органические добавки, такие как биоуголь, а также неферментированный материал, и в этом случае граница между бокаши и компостированием становится размытой.
Предлагаемая альтернатива [ 20 ] заключается в гомогенизации (и, возможно, разбавлении) консерванта до состояния жижи, которая распределяется по поверхности почвы. Этот подход требует энергии для гомогенизации, но, логически исходя из характеристик, изложенных выше, должен давать несколько преимуществ: тщательное окисление консервов; не повреждая более глубокие слои, за исключением усиленного действия червей; малопригоден для животных-падальщиков; применим на больших площадях; и, если делать это неоднократно, можно будет поддерживать более обширную почвенную экосистему.
История
[ редактировать ]Считается, что практика бокаси берет свое начало в древней Корее . [ нужна ссылка ] Эта традиционная форма ферментирует отходы непосредственно в почве, используя местные бактерии и тщательное захоронение в анаэробной среде. Модернизированный метод садоводства под названием «Корейское натуральное земледелие» включает ферментацию местными микроорганизмами (IM или IMO), собранными на месте, но также включает в себя множество других элементов. Коммерческий японский метод бокаси был разработан Теруо Хигой в 1982 году под торговой маркой «EM» (сокращение от «Эффективные микроорганизмы »). [ 21 ] ЭМ стал самой известной формой бокаси во всем мире, в основном для домашнего использования, и, как утверждается, распространился более чем в 120 странах. [ 21 ]
Хотя никто не оспаривал, что ЭМ запускает гомолактическое брожение и, следовательно, производит улучшение почвы, другие утверждения активно оспариваются . Разногласия частично связаны с другими видами использования, такими как прямая инокуляция почвы ЭМ и прямое скармливание ЭМ животным, а частично с тем, обусловлены ли эффекты внесения в почву просто энергетической и питательной ценностью ферментированного материала, а не конкретными микроорганизмами. [ 22 ] Можно утверждать, что пристальное внимание ЭМ к микроорганизмам отвлекло научное внимание как от процесса бокаши в целом, так и от конкретной роли в нем молочной кислоты, лактата и почвенной жизни выше бактериального уровня.
Альтернативные подходы
[ редактировать ]Некоторые организмы в ЭМ, особенно фотосинтезирующие бактерии и дрожжи, кажутся логически лишними, поскольку сначала они будут подавлены темной и анаэробной средой гомолактического брожения, а затем убиты ее молочной кислотой. Следовательно, специалисты-практики стремились сократить затраты и расширить масштабы операций. Об успехе сообщили:
- Самособранные микроорганизмы, проверенные на лактоферментацию; [ 23 ] [ 24 ]
- Только лактобактерии , т.е. без других ЭМ-микроорганизмов. [ 25 ] Полезные источники включают кислую сыворотку из йогурта. [ 26 ] и сок квашеной капусты . [ 27 ]
- Альтернативные субстраты для инокулянта, например газетная бумага ; [ 26 ]
- Самодельные герметичные емкости для брожения;
- В большем масштабе, чем домашнее хозяйство, например группа мелких фермеров. [ 28 ]
- Никакого преднамеренного добавления микробов, как в оригинальном корейском методе. Полученная смесь будет пахнуть хуже, поскольку могут образовываться уксусная кислота , пропановая кислота и масляная кислота вместо молочной кислоты (см. Смешанное кислотное брожение ), но они одинаково хорошо работают в качестве удобрения для почвы. [ 5 ]
Использование
[ редактировать ]Основное применение бокаси, описанное выше, заключается в извлечении пользы из органических отходов путем преобразования их в удобрение для почвы.
В Европе продукты питания и напитки, которые идут на корм животным, по закону не считаются отходами, поскольку это рассматривается как «перераспределение». [ 29 ] Это может относиться к бокаси, приготовленному из пищи, поскольку он попадает в пищевую сеть почвы и, кроме того, по своей сути не содержит патогенов .
Побочным эффектом перенаправления органических отходов в пищевую сеть почвы является отвлечение их от местных потоков управления отходами и связанных с ними затрат на сбор и утилизацию. Чтобы стимулировать это, например, большинство местных властей Великобритании субсидируют домашние стартовые наборы бокаси через Национальную систему домашнего компостирования. [ 30 ]
Другим побочным эффектом является увеличение содержания органического углерода в измененной почве. Некоторые из них являются относительно долгосрочными поглотителями углерода (поскольку почвенная экосистема создает гумус ), а некоторые являются временными, пока более богатая экосистема поддерживается такими мерами, как постоянные посадки, нулевая обработка почвы и органическая мульча . Пример таких мер можно увидеть в Ferme du Bec Hellouin. [ фр ] во Франции. [ 24 ] Таким образом, Бокаши может иметь потенциальное применение, позволяя общинам ускорить перевод земель из химического в органическое садоводство и сельское хозяйство , восстановить деградированную почву и развивать городское и пригородное садоводство вблизи источников сырья.
Антипатогенный характер бокаши применяется в санитарных целях , в частности для обработки фекалий . Оборудование и материалы для обработки фекалий домашних животных продаются на коммерческой основе. [ 31 ] но не всегда уделяйте особое внимание гигиеническим рискам. [ 32 ] Обработка человеческих фекалий для улучшения почвы была тщательно изучена, в частности, с использованием биоугля (самостоятельного улучшителя почвы) для удаления запахов и сохранения питательных веществ. [ 33 ] Социальная приемлемость является серьезным препятствием, но нишевые рынки, такие как экстренная санитарная помощь, мероприятия на открытом воздухе и временные рабочие места, могут превратить эту технологию в прорывную инновацию .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Тангоринский словарь» . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ «Значение бокаси в японском языке» . РомадзиДесу .
- ^ «Эффект микроаэробной ферментации при предварительной обработке волокнистых лигноцеллюлозных материалов» .
- ^ Ямада, Кенго; Сюй, Хуэйлянь (2000). «Свойства и применение органического удобрения, инокулированного эффективными микроорганизмами» . Журнал растениеводства . 3 : 255–268. дои : 10.1300/J144v03n01_21 . S2CID 73574288 – через ResearchGate.
- ^ Jump up to: а б Алаттар, Массачусетс; Грин, ТР; Генри, Дж; Гулька, В; Тизазу, М; Бергстрем, Р; Попа, Р. (июнь 2012 г.). «Эффект микроаэробной ферментации при предварительной обработке волокнистых лигноцеллюлозных материалов» . Прикладная биохимия и биотехнология . 167 (4): 909–17. дои : 10.1007/s12010-012-9717-5 . ПМИД 22639359 . S2CID 13497839 .
- ^ «Молочная кислота и лактат» . Молочная кислота . Архивировано из оригинала 19 августа 2021 года . Проверено 19 августа 2021 г.
- ^ Jump up to: а б «Бокаши дю Коста-Рика – Recette» . Альтеркультурники . Февраль 2017 г. Архивировано из оригинала 14 января 2019 г. Проверено 5 октября 2021 г.
- ^ «Гондурас – Производство удобрений Бокаши» . Бумажные Бокаши . Январь 2011 года . Проверено 9 января 2018 г.
- ^ «Могу ли я положить скорлупу, кофейную гущу, яичную скорлупу и крупные предметы в корзину для бокаси?» . Бокаши Живой . 4 июля 2016 г. Проверено 15 декабря 2020 г.
- ^ AP Биология. Анестис, Марк. 2-е издание. МакГроу-Хилл Профессионал. 2006. ISBN 978-0-07-147630-0 . п. 61
- ^ Рич, PR (2003). «Молекулярный механизм дыхательной цепи Кейлина» . Труды Биохимического общества . 31 (Часть 6): 1095–1105. дои : 10.1042/BST0311095 . ПМИД 14641005 .
- ^ Jump up to: а б с д Босх, Марлу; Хитмэн, Анке; Хекстра, Ян Фиерсма (2016). «Ферментация (бокаши) в сравнении с компостированием органических отходов: последствия для потерь питательных веществ и выбросов CO2» (PDF) . Агритон.нл . Проверено 17 января 2019 г.
- ^ Де Вюйст, Л.; Вандам, Э.Дж. (1994). «Антимикробный потенциал молочнокислых бактерий». Бактериоцины молочнокислых бактерий . Бостон, Массачусетс, США: Springer. стр. 91–129. дои : 10.1007/978-1-4615-2668-1_3 . ISBN 978-1-4613-6146-6 .
- ^ «Густое жидкое средство для чистки унитазов Toilet Duck®» . СК Джонсон . 2019 . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ Лигоцка, А.; Палушак, З. (2009). «Эффективность различных технологий санитарной обработки при инактивации яиц Ascaris suum в органических отходах» . Вестник Ветеринарного института в Пулавах . 53 : 641–644.
- ^ Фокс, DS (август 2009 г.). — Ты чувствуешь этот запах? . Бокашислопе . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ Кэсли, Никки (август 2015 г.). «Компостирование без вредителей» . Бокаши Живой . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ «Использование ведра для бокаси» . Бокаши Директ . Июнь 2016. Архивировано из оригинала 27 апреля 2019 года . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ Харлен, Дженни (4 марта 2013 г.). «Как сделать почвенную фабрику» . Мир Бокаши . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ Павлис, Роберт (5 ноября 2017 г.). «Почвенная фабрика с использованием фермента Бокаши» . Мифы о саде .
- ^ Jump up to: а б «История Бокаси и как это работает» . Э.М. Бокаши Компостирование . 16 октября 2012 года . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ Майер, Дж.; и др. (2010). «Насколько эффективны «Эффективные микроорганизмы® (ЭМ)». Результаты полевых исследований в умеренном климате». Прикладная экология почв . 46 (2): 230–239. дои : 10.1016/j.apsoil.2010.08.007 .
- ^ Пак, Хун; Дюпонте, Майкл В. (август 2008 г.). «Как культивировать местные микроорганизмы». Биотехнология . 9 . Гавайский университет: 1–7. hdl : 10125/12174 .
- ^ Jump up to: а б Эрве-Грюйер, Перрин и Шарль (2019). Жизнь с Землей (на французском языке). Арль: Actes Sud. стр. 261–267. ISBN 9782330119478 .
- ^ «Как создать и использовать собственную культуру лактобацилл» . Чувак растет . 11 января 2017 года . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Бумажные Бокаши» . Блог «Газета Бокаши» . 2008 год . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ Фактура, Х.; Беттендорф, Т.; Бьюзи, К.; Пиплоу, Х.; Рекин, Дж.; Оттерполь, Р. (май 2010 г.). «Сантехника Терра Прета: вновь открытая в древней амазонской цивилизации – интеграция санитарии, управления биологическими отходами и сельского хозяйства» (PDF) . Водные науки и технологии . 61 (10): 2673–9. дои : 10.2166/wst.2010.201 . ПМИД 20453341 . Архивировано из оригинала (PDF) 16 сентября 2016 г. Проверено 25 августа 2016 г.
- ^ «Рецепт возрождения в Гондурасе» . ОСК Канады . 25 августа 2017 года. Архивировано из оригинала 30 сентября 2019 года . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ «Сборник статистики отходов и ресурсов, издание 2018 года» . GOV.UK для Министерства окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства . 24 мая 2018 года . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ «Национальная система домашнего компостирования» . Straight Ltd (местные органы власти см. вкладку «Партнеры») . Архивировано из оригинала 18 января 2021 года . Проверено 9 января 2019 г.
- ^ «Использование домашних животных» . Цикл Бокаши . Проверено 13 января 2019 г.
- ^ «Собачьи какашки и компостирование кошачьих и собачьих фекалий (подзаголовок «Бокаши-ферментация собачьих и кошачьих фекалий»)» . Продолжайте компостировать . 2014. Архивировано из оригинала 13 января 2019 года . Проверено 13 января 2019 г.
- ^ Йемане, Асрат; Итчон, Джина (2015). Оттерполь, Ральф; и др. (ред.). Terra Preta Sanitation 1 – Предыстория, принципы и инновации . Федеральный экологический фонд Германии. стр. 127–132. ISBN 978-3-00-046586-4 .