הערכת שינויים פיזיקו‑כימיים ומבניים במהלך קומפוסטינג ווורמיקומפוסטינג של חזירון בקר וצאן עם טיפולים בתרכובות נוספות

הפיכת פסולת חווה למשאב קרקע

בחקלאות ברחבי העולם מייצרים ערימות של זבל בקר וצאן. כשנשארים ערומים או מפוזרים בצורה רשלנית, פסולות אלה עלולות לדלוף חומרים מזינים, להסריח ולשחרר גזי חממה. מחקר זה בוחן כיצד להפוך את הבעיה לפתרון על ידי כוונון תהליכי קומפוסטינג וורמיקומפוסטינג — שימוש במיקרובים ותולעי אדמה — כדי לייצר משפר קרקע יציב ונקי יותר. החוקרים בוחנים תוספים מינרליים ופחמניים פשוטים שעשויים לעזור לחקלאים לנהל זבל בבטחה ולגידול יבולים בריאים יותר.

מזבל גולמי לערימות מנוהלות

הצוות אסף זבל בקר וצאן ועיבד אותו במשך 120 יום בשתי דרכים: קומפוסטינג קלאסי, המונע בעיקר על‑ידי מיקרובים אוהבי חום, וורמיקומפוסטינג, שמוסיף את פעילות תולעי האדמה. הם ערבבו שלושה סוגי תוספים במינונים שונים: חומר פחמני נקבובי בדומה לפחם פעיל (ביו‑צ׳ר), חימר שרפה דק, ומינרל ריאקטיבי — דו־תחמוצת מנגן. על‑ידי מעקב אחר טמפרטורה, אובדן משקל ותכונות כימיות בסיסיות לאורך הזמן, הם יכלו לראות כיצד כל מתכון משנה את קצב ואיכות פירוק הזבל בשני סוגי החי.

חום, אובדן משקל ומה משמעותם הממשית

כל הערימות עברו את הקשת המוכרת של קומפוסטינג: תחממות, שלב חם ואז קירור איטי. ערימות המטופלות במינון הגבוה של חימר השרפה הגיעו לטמפרטורות הגבוהות ביותר — מעל 65 °C בזבל בקר ולמעלה מ‑70 °C בזבל צאן — ומהן ניתן להסיק פעילות מיקרוביאלית אינטנסיבית במיוחד ואיוורור טוב. ביואצ׳ר גם הרים והאריך את שלב החום, במיוחד במינון הגבוה, בעוד שדו־תחמוצת המנגן השפיעה במידה מתונה יותר. כשנוספו תולעים, הערימות איבדו יותר משקל בסך הכל — עד כ‑70% אובדן בחלק מתערובות זבל צאן עם ביואצ׳ר או חימר במינון נמוך — מאחר שהתולעים פירקו פיזית את החומר והגבירו את הפעילות המיקרוביאלית. עם זאת, תערובות עשירות בחימר איבדו פחות מסה אך יצרו קומפוסט יציב ומבושל היטב, מה שמזכיר לנו כי נסיגה מהירה לא תמיד טובה אם המטרה היא משפר קרקע עמיד לאורך זמן.

בניית "ספוג מזינים" טוב יותר

להערכת איכות הקומפוסט התמקדו החוקרים ביכולתו להחזיק יסודות מזינים כגון סידן, מגנזיום ואשלג. תכונה זו, שנקראת קיבול חילוף קטיון, מצביעה על מידת ה"ספוג״ של המזון שהחומר המוגמר הופך להיות בקרקע. וורמיקומפוסט של זבל צאן עם תכולת חימר גבוהה הראה את השיפור החזק ביותר, עם קיבול נמדד גבוה מאוד וערכים ממודלים המצביעים על יציבות לטווח הארוך. ביואצ׳ר גם חיזק תכונה זו באופן תלוי מינון, בזכות שטח פנים פנימי גדול. לעומת זאת, דו־תחמוצת המנגן העניקה רווחים מתונים בלבד כיוון שהיא פועלת יותר כזרז כימי לתגובות מאשר כאחסן מזינים אמיתי. בסך הכל, מערכות עם תולעים הצטיינו באופן עקבי על פני מערכות קומפוסט בלבד, שכן פעילותן סייעה לבניית קבוצות חומציות ופנוליות בחומר האורגני שלוכדות ומשחררות מזינים לצמחים.

פירוק סיבים צמחיים עקשניים

הצוות בדק גם את מרכיבי הצמח העקשניים בזבל: המיצלולוז, תאית וליגנין. אלה מהווים את השלד של קש ושאריות צמחיות אחרות ולעתים מתפרקים לאט. באמצעות מודלים מתמטיים הראו החוקרים שמיצלולוז התפרק הכי מהר, במיוחד בטיפולים עם חימר וביואצ׳ר, שהחזיקו את הערימות מאווררות ונוחות למיקרובים. התאית התפרקה בקצב בינוני. הליגנין, החומר העמיד ביותר, נחלש בעיקר בנוכחות דו־תחמוצת המנגן, מה שמעיד על סיוע כימי שמקל על המיקרובים לפרק את הדבק הקשיח. במערכות בקר וצאן עם תולעים, שילובים של דו־תחמוצת המנגן ומינון חימר מתון הניבו פירוק חזק של סיבים עקשניים אלה, בעוד שחימר בכמות גבוהה או פחמן מופרז לעיתים האט את התהליך על‑ידי חסימת זרימת אוויר או שינוי הקהילה המיקרוביאלית.

לקחים מעשיים לחקלאים ולגננים

כשנבחנים ביחד, התוצאות מראות שלכל תוסף תפקיד שונה אך משלים. ביואצ׳ר делает את הערימה יותר מאווררת וידידותית למיקרובים, ומאיץ את הניקוי ההתחלתי של חומר טרי. חימר השרפה מסייע ביצירת מוצר יציב ועשיר הומוס הדבק למזינים ומשחררם בהדרגה לצמחים. דו־תחמוצת המנגן נותנת דחיפה נוספת לפירוק הבלוקים הצמחיים העקשניים ביותר. בשילוב מושכל ובזיווג עם תולעי אדמה, חומרים פשוטים אלה מסייעים להפוך זבל בקר וצאן גולמי לקומפוסט וורמיקומפוסט בטוחים ויעילים יותר. עבור הקורא הכללי, המסר המרכזי הוא שבשילוב הנכון של מרכיבים וסייענים ביולוגיים, גם פסולת חווה מסורבלת ניתנת להפיכה לדשן אמין ויותר ידידותי לאקלים התומך בבריאות הקרקע לאורך זמן.

ציטוט: Karimi, S., Shariatmadari, H. & Nourbakhsh, F. Integrated assessment of physicochemical and structural changes during composting and vermicomposting of cattle and sheep manure with additive treatments. Sci Rep 16, 10128 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40802-1

מילות מפתח: קומפוסטינג, ורמיקומפוסטינג, ביו‑צ׳ר, ניהול זבל, פוריות קרקע