Geïntegreerde beoordeling van fysisch‑chemische en structurele veranderingen tijdens compostering en wormcompostering van koeien- en schapenmest met additieve behandelingen

Van stalafval naar bodemrijkdom

Wereldwijd produceren boerderijen enorme hoeveelheden koeien- en schapenmest. Als die in hopen blijft liggen of onzorgvuldig wordt verspreid, kan het voedingsstoffen laten weglekken, stank veroorzaken en broeikasgassen uitstoten. Deze studie onderzoekt hoe dat probleem kan worden omgezet in een oplossing door compostering en wormcompostering — met behulp van microben en regenwormen — te optimaliseren om een schonere, stabielere bodembevorderende stof te produceren. De onderzoekers testen eenvoudige minerale en koolstofhoudende toevoegingen die boeren kunnen helpen mest veiliger te beheren en tegelijk gezondere gewassen te telen.

Van ruwe mest naar beheerde hopen

Het team verzamelde koeien- en schapenmest en verwerkte die over 120 dagen op twee manieren: klassieke compostering, voornamelijk gedreven door thermofiele microben, en wormcompostering, waarbij regenwormen worden toegevoegd. Ze mengden drie soorten additieven in verschillende doseringen: een poreus, houtskoolachtig materiaal dat biochar wordt genoemd, een fijne vuurklei en een reactief mineraal, mangaanoxide. Door temperatuur, gewichtsverlies en basischemische eigenschappen in de tijd te volgen, konden ze zien hoe elk recept de snelheid en kwaliteit van de afbraak van mest in beide diersoorten beïnvloedde.

Warmte, gewichtsverlies en wat dat echt betekent

Alle hopen doorliepen de bekende cyclus van compostering: een opwarmingsfase, een hete fase en vervolgens afkoeling. Hopen behandeld met de hogere dosis vuurklei bereikten de hoogste temperaturen, meer dan 65 °C voor koeienmest en boven 70 °C voor schapenmest, wat wijst op bijzonder intense microbiële activiteit en goede luchtcirculatie. Biochar verhoogde en verlengde ook de hete fase, vooral bij de hogere dosis, terwijl mangaanoxide een mildere invloed had. Wanneer regenwormen werden toegevoegd, verloren de hopen over het algemeen meer gewicht — in sommige schapenmestmengsels met biochar of lage dosis vuurklei tot ongeveer 70% verlies — omdat wormen het materiaal fysiek versnipperden en de microbiele activiteit versterkten. De kleirijke mengsels verloren echter minder massa maar vormden stabielere, goed "gare" compost, een herinnering dat snellere verdwijning niet altijd beter is als het doel een langdurig blijvende bodemverbeteraar is.

Een betere "voedstoffenspons" opbouwen

Om de kwaliteit van compost te beoordelen, richtten de onderzoekers zich op het vermogen voedingsstoffen als calcium, magnesium en kalium vast te houden. Deze eigenschap, de kationenuitwisselingscapaciteit, geeft aan hoeveel van een "voedstoffenspons" het eindproduct in de bodem wordt. Wormcomposteerde schapenmest met een hoog vuurklei‑gehalte liet de sterkste verbetering zien, met zeer hoge gemeten capaciteiten en gemodelleerde waarden die wijzen op langetermijnstabiliteit. Biochar versterkte deze eigenschap ook dosisafhankelijk, dankzij het grote interne oppervlak. Daarentegen leverde mangaanoxide slechts bescheiden winst op omdat het meer fungeert als een chemische vonk voor reacties dan als een echte nutriëntenhouder. Overall presteerden systemen met regenwormen consequent beter dan alleen‑compostsystemen, doordat hun activiteit hielp bij de opbouw van zure en fenolische groepen in de organische stof die voedingsstoffen vasthouden en vrijgeven voor planten.

Het afbreken van hardnekkige plantaardige vezels

Het team onderzocht ook de robuuste plantaardige componenten in de mest: hemicellulose, cellulose en lignine. Dit zijn het skelet van stro en ander plantaardig restmateriaal en verteren vaak langzaam. Met behulp van wiskundige modellen toonden ze aan dat hemicellulose het snelst afbrak, vooral in behandelingen met vuurklei en biochar, die de hopen luchtig en vriendelijk voor microben hielden. Cellulose brak op een matig tempo af. Lignine, de meest resistente fractie, gaf vooral toe in aanwezigheid van mangaanoxide, wat wijst op een chemische hulp die microben helpt deze rigide lijm te kraken. In koeien- en schapensystemen met wormen gaven combinaties van mangaanoxide en een matige kleidosis bijzonder sterke afbraak van deze hardnekkige vezels, terwijl hoge kleidoses of overmatige koolstof soms het proces vertraagden door de luchtstroom te blokkeren of microbiële gemeenschappen te veranderen.

Praktische lessen voor boeren en tuinders

Samengenomen laten de resultaten zien dat elk additief een verschillende maar complementaire rol speelt. Biochar maakt de hoop beter doorlatend en microbieel vriendelijk, wat de vroege schoonmaak van verser materiaal versnelt. Vuurklei helpt een stabiel, humusrijk product te creëren dat voedingsstoffen vasthoudt en geleidelijk aan gewassen afgeeft. Mangaanoxide geeft een extra duw om de meest hardnekkige plantaardige fragmenten te ontmantelen. Wanneer deze eenvoudige materialen doordacht worden gecombineerd en gepaard met regenwormen, helpen ze ruwe koeien- en schapenmest te transformeren tot veiligere, effectievere compost en wormcompost. Voor een leek is de kernboodschap dat met de juiste mix van ingrediënten en biologische hulpjes zelfs rommelig stalafval kan worden omgezet in een betrouwbaar, klimaatvriendelijker meststof die langdurige bodemgezondheid ondersteunt.

Bronvermelding: 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

Trefwoorden: compostering, wormcompostering, biochar, mestbeheer, bodemvruchtbaarheid