Recent Trends and Advances in Additive-Mediated Composting Technology for Agricultural Waste Resources: A Comprehensive Review

Resumo

Os resíduos agrícolas têm aumentado anualmente devido à demanda global por alimentos e à produção animal intensiva. Evitar a degradação ambiental exige um tratamento rápido e eficaz desses resíduos. A digestão aeróbia, ou compostagem, utiliza resíduos agrícolas para produzir um fertilizante orgânico estabilizado e higienizado e reduz o uso de fertilizantes químicos. De fato, a tecnologia convencional de compostagem requer grande área, longo período de fermentação, gera emissões significativas de odores, resulta em produto de qualidade inferior e tem pouca demanda por seus resultados finais pobres. A compostagem convencional perde grande parte do nitrogênio e do carbono orgânicos. Assim, esta pesquisa abrangente examinou métodos sustentáveis e adaptáveis para melhorar a eficiência da compostagem de resíduos agrícolas. Esta revisão resume os processos de compostagem e examina como os aditivos afetam a compostagem de resíduos sólidos orgânicos e a qualidade do produto. Nossos resultados indicam que os aditivos influenciam o processo de compostagem ao alterar variáveis como temperatura, pH e umidade. A adição de aditivos ao composto pode reduzir drasticamente as emissões de gases e a mobilidade de íons minerais. Os aditivos de compostagem podem (1) melhorar a composição físico-química da mistura, (2) acelerar a decomposição do material orgânico e aumentar a atividade microbiana, (3) reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE) e de amônia (NH3), diminuindo as perdas de nitrogênio (N), e (4) reter os nutrientes do composto, aumentando o teor de nutrientes do solo, a maturidade e a fitotoxicidade. O texto conclui com um breve resumo sobre a maturidade do composto, essencial antes de seu uso como fertilizante orgânico. Este trabalho contribuirá para a literatura sobre tecnologia de compostagem de resíduos agrícolas. Para aumentar a sustentabilidade do aproveitamento dos resíduos agrícolas, as estratégias de compostagem devem ser otimizadas localmente e incorporar os condicionadores gerados em uma economia circular.

Abstract

Agriculture waste has increased annually due to the global food demand and intensive animal production. Preventing environmental degradation requires fast and effective agricultural waste treatment. Aerobic digestion or composting uses agricultural wastes to create a stabilized and sterilized organic fertilizer and reduces chemical fertilizer input. Indeed, conventional composting technology requires a large surface area, a long fermentation period, significant malodorous emissions, inferior product quality, and little demand for poor end results. Conventional composting loses a lot of organic nitrogen and carbon. Thus, this comprehensive research examined sustainable and adaptable methods for improving agricultural waste composting efficiency. This review summarizes composting processes and examines how compost additives affect organic solid waste composting and product quality. Our findings indicate that additives have an impact on the composting process by influencing variables including temperature, pH, and moisture. Compost additive amendment could dramatically reduce gas emissions and mineral ion mobility. Composting additives can (1) improve the physicochemical composition of the compost mixture, (2) accelerate organic material disintegration and increase microbial activity, (3) reduce greenhouse gas (GHG) and ammonia (NH3) emissions to reduce nitrogen (N) losses, and (4) retain compost nutrients to increase soil nutrient content, maturity, and phytotoxicity. This essay concluded with a brief summary of compost maturity, which is essential before using it as an organic fertilizer. This work will add to agricultural waste composting technology literature. To increase the sustainability of agricultural waste resource utilization, composting strategies must be locally optimized and involve the created amendments in a circular economy.