Talán nem túl fennhéjázó ezzel a címmel illetni rövid összefoglalónkat; amiben arról lesz szó, hogy nagy vonalakban milyen biokémiai folyamatok vezetnek a biohulladéktól a humuszig, mit kell általánosságban megértenünk ahhoz, ha a komposztálás mikéntjében annyira el szeretnénk merülni, hogy a különféle részfolyamatok és okok durva ismeretében az egész témakörről megalapozott rendszerszintű ismereteink legyenek. Legfőképpen ahhoz van szükségünk ezekre az ismeretekre, hogy tudjuk, hogyan kell összerakni a komposztot, s hogyan kell azt kezelni ahhoz, hogy optimálisan bomoljék, ne legyen büdös, ne legyen lassú. Ehhez kell megismernünk a biokémiai alapokat és pár bennfentesnek tűnő fogalmat.

Mi az a szén–nitrogén-arány? Mik a szénben gazdag „barna” anyagok, mik a nitrogénben dúsabb „zöldek” (vagy inkább: „színesek”)? Mi is történik akkor a komposztálás során? Miért jó a talajnak a végeredmény? Kezdjünk bele! 

Nagyon leegyszerűsítve annyi történik a komposztban, hogy a bonyolult, kémiailag változatos, nagy energiatartalmú vagy sokféleképpen hasznosítható szerves anyagok mindenféle élőlények anyagcseréjén végigrobogva egyre egyszerűbb, egyre „unalmasabb”, egyre nehezebben emészthető anyagokká alakulnak, majd az egész végén marad az az alapvetően fekete valami, ami jószerével már csak szénből és szervetlen ionokból áll: ez kell a talajnak, ez kell a talajéletnek! A folyamatokhoz a tápanyagokon kívül oxigén és nedvesség szükséges, hiszen a lebontók állatok és gombák: lélegezniük, „inniuk” kell – ezeket biztosítjuk, amikor a komposztot forgatjuk, esetleg nedvesítjük, ha száraz. 

Ha a felsorolt feltételek közül most a tápanyagokra koncentrálunk, akkor ezek kezdeti változatosságát a legegyszerűbben úgy ragadhatjuk meg, hogy ezek a szerves anyagokat felépítő leggyakoribb két elemen, a szénen és a hidrogénen kívül viszonylag nagy mennyiségben tartalmazzák a két legfontosabb „heteroatomot”, az oxigént és a nitrogént is. Ez eddig a négy legfontosabb biogén elem; az ezek után következőket a legdurvább közelítésben nem szoktuk nyomon követni. Az ötödiket, a foszfort még viszonylag sok komplexebb vizsgálat követi, hiszen a nukleinsavak alkotóelemeként még mindig alapvető fontosságú (valamint a gerinces állatokban a csontokban még annál is sokkal több van belőle – de ez már csak a mi magánügyünk). 

Egy számunkra kedves szerves óriásmolekula, a hemoglobin (nyilván csak a fehérjeburok egy része látszik). Szép színes, ami annyit jelent, hogy a C–H alapvázon kívül számos oxigén- (piros), nitrogén- (kék), illetve más heteroatomokat is tartalmaz. (A képet innen vettük.) 

Az egyes szervesanyag-fajták, sőt, a fajok, élőlény-egyedek elemi (sztöchiometriai) összetételét ökológiai szempontból is érdemes vizsgálni – a táplálékláncok formájában megvalósuló anyagáramok és mennyiségi viszonyaik analízise ezen alapszik. Persze ahelyett, hogy mi most ebben is elmélyülnénk, most elég lesz nekünk annyi, hogy ebből már kiderül: a növényi anyagok szén–nitrogén-aránya a legmagasabb (a legtöbb bennük a szén a nitrogénhez viszonyítva, azaz nitrogénszegények), míg az állatoké ennél alacsonyabb. Ezzel már meg is kaptuk az összetételre vonatkozó egyik legalapvetőbb szabályt: az állati anyagok nagyon nitrogéndúsak (bennük minden nitrogénatomra kb. 4–5 szénatom jut). A növények összetétele ennél nemcsak „unalmasabb” ilyen szempontból, hanem sokkal nagyobb tartományban szór. A legszenesebb növényi részek, a fásszárúak szára bőven száz feletti arányt is hozhat, míg a lágyszárúak átlagos szén–nitrogén-aránya 30 körüli. A legtápanyagdúsabb növényi részek, a gyümölcsök, gumók jóval 20 alá is benézhetnek, de az állati arányt közelről sem érik el. 

A növények sejtfalának fő alkotóeleme, tehát lebontható anyaguk legnagyobb része: a cellulóz. Kémiai összetétele „közepesen érdekes”, jó sok oxigént tartalmaz, de más heteroatomot nem. Elsősorban energiaforrás a lebontók számára, nem testépítő tápanyag. (Ez a kép innen van.) 

Amikor tehát a komposztunk szén–nitrogén-arányát állítgatjuk be, akkor nem teszünk mást, mint a különféle tápanyagok optimális összetételét biztosítjuk a lebontóink számára (az otimális átlagos szén–nitrogén-arány 20–30 között van). A tipikusan barnás színű nitrogénszegény anyagokat (elsősorban fás részek, illetve falevél és száraz szalma, papír) vegyítjük a színesebb, szagosabb egyéb biohulladékkal. Természetesen nemcsak az anyagi összetétel szempontjából jó ez a vegyítés, hanem a komposzthalom szerkezete, levegőssége, lazasága szempontjából is – de a fő téma most a kémia. 

Színes (tápanyagdús) növényi anyagok a komposztban. Ennek így önmagában a tápanyagtartalma túl magas – hogy miért, a továbbiakban szó lesz róla. 

A fenti cuccot illik jó bőségesen rétegezni „barna anyaggal” (itt a nyárnak megfelelően csak valami „nyári avar”, tömegesen lehullott hársfavirágzat volt kéznél – ezért is fontos az őszi avart elraktározni!). 

Ami kapós, gyorsan bomlik 

Ahogy a komposztunk bomlik, megfigyelhetjük, hogy a szerves vegyületek milyen sorrendben, milyen „hierarchiában” bomlanak le. Nagy általánosságban kijelenthető, hogy minél nagyobb egy vegyülettípus biológiailag kinyerhető energiatartalma és más hasznosíthatósága, annál hamarabb, annál egyszerűbben (és tipikusan annál magasabb rendű élőlények révén) fog lebomlani. Amikor kezdődik a bomlás, a leggyorsabban a cukrok és a fehérjék bomlanak el. Hozzájuk képest nem sokkal nehezebb a még mindig viszonylag egyszerű szénhidrátok, a keményítő lebontása. A zsírok-olajok lebontása is kicsit nehezebb már, de ezek nagy energiatartalmuk miatt elég kapósak – például a hangyák szó szerint megvesznek értük.

Ezeknek a nagy energiatartalmú, gyorsan bomló komponenseknek a kezdeti bomlása felelős azért, hogy a komposzt az első pár napban, egy-két hétben könnyen fel tud melegedni akár 70 fok fölé is. Ez a melegedés megfigyelhető például az őszi avarhalomban, a benedvesedett nagy szénakazlakban, a forgatás-átpakolás után egy kicsit újrainduló komposzthalomban, vagy akár egy-egy egyszerre, nagyobb mennyiségben a komposztra tett biohulladék-adagban is. 

(Ha a teljesség igényével írnánk ezt az összefoglalót, akkor szót kellene itt ejtenünk más, kisebb mennyiségben előforduló tápanyagokról, valamint az imént említett tápanyagok közvetlen bomlástermékeiről, különféle alkoholokról, savakról, aminosavakról, nukleinsavakról stb., de korántsem teljes a felsorolásunk, ezért ezeket és sok mást kihagyunk.)

A gyorsan bomló anyagok után következik a sorban a legkeményebb szénhidrát, a cellulóz, ami a növények sejtfalának, a növényi rostoknak a fő anyaga. (Ezen a környéken is vannak kevésbé fontos összetevők, például a kis mennyiségű, ezért nem túl fontos kitin is, ami a cellulózhoz hasonló, de nitrogént is tartalmaz, legnagyobbrészt az ízeltlábúak és a gombák szerkezeti anyaga). Érdemes felidézni, hogy a viszonylag nehezen emészthető, de tápanyagként még teljesen értékesíthető cellulózt már az azt fogyasztó és belőle élő állatok se maguk bontják le, hanem szimbióta baktériumokat használnak erre. Bontani tudják még a cellulózt bizonyos egy- és többsejtű gombák is, és közvetlenül néhány egyszerűbb állat, például csigák vagy giliszták. 

A legnehezebben, még a cellulóznál és társainál is lassabban lebomló szerves anyag a fásszárú növényekre jellemző lignin (illetve hasonlóan nehéz biológiailag elbánni például egyes, már bomlástermékként keletkező zsír-, illetve inkább viaszszerű anyagokkal is). A lignin már eleve nagyon kevés, a szerves anyagokat „színessé”, „ízletessé”, emészthetővé tevő heteroatomot tartalmaz, és ennek megfelelően a komposztálás végén megmaradó fekete tömegnek, az amorf szénnek is a legjelentősebb forrása (nem véletlen, hogy amikor inorganikus módon gyártunk szerves anyagból szenet, akkor ezt nagy mennyiségben szintén fából szoktuk csinálni). 

A lignin óriásmolekuláját alkotó egyik alkoholmolekula. Látszik, hogy „elég unalmas” összetétele van; a szén-hidrogén alapon túl pár oxigénatomot tartalmaz csak – és ez abban a társaságban még egy színesebb darab. (A kép innen van.) 

A kapós tápanyagok útja is különböző 

A sima tápanyag- és energiatartalmon és a bomlás ezzel kapcsolatban álló sebességén túl foglalkoznunk kell az anyagi összetétellel is. Itt értjük meg, hogy a különféle komposztszakértők miért beszélnek szén–nitrogén-arányról és nitrogéndús, illetve nitogénszegény nyersanyagokról. A nitrogénszegény anyagok (szénhidrátok, zsírok, cellulóz, lignin) a lebontóknak elsősorban energiát adnak, és energiatartalmuk szerint bomlanak gyorsan vagy lassan – a maradványszenet adó lignint és egyes zsírszerű anyagokat leszámítva általában teljesen. A nitrogéndús anyagok (legfőképpen a fehérjék építőkövei, az aminosavak, de a foszfortartalom elsődleges hordozói, a nukleinsavak is ide tartoznak) ezzel szemben a lebontók testének felépítéséhez kellenek.

Itt egyébként megérthetjük azt is, hogy hogyan lesznek az alacsonyabb nitrogéntartalmú növényekből ([C]:[N] ≧ 20, tipikusan 30 körül, de határ a csillagos ég) magasabb nitrogéntartalmú gombák ([C]:[N] ≈ 16) és állatok (4 ⪝ [C]:[N] ⪝ 5). A lebontók (és minden heterotróf, azaz más élőlényekkel táplálkozó élőlény) a nitrogénszegény táplálékukat részben energiatermelésre fordítják, részben emésztetlenül bocsátják ki – így dúsul fel a nitrogén (illetve a foszfor és a többi heteroatom) a táplálékláncokban felfelé haladva. A komposztban az általunk biztosított összetétel függvényében alakul ki a helyi tápláléklánc – aminek anyagcsere-melléktermékei lesznek a humuszba kerülő anyagok. 

És itt érthetjük meg azt is, hogy miért fontos a megfelelő szén–nitrogén-arány. Ha kevés lenne a nitrogén (és egyéb, ritkább elemek), akkor a lebontószervezetek egészséges tömege lesz relatíve kicsi, és lassul a bomlás. Más probléma ilyenkor nincs; a nitrogénszegény komposzt is bomlik, csak lassabban, és a végtermék növényi tápanyagokban kevésbé lesz dús. Ha viszont a nitrogén (és egyéb, ritkább elemek) túlkínálatban vannak, akkor olyan lebontók és folyamatok válnak erőssé (lehetségessé, életképessé), amelyek ebből is csak energiát próbálnak előállítani, és tipikusan gáz halmazállapotú vegyületek formájában (a nitrogén esetében főként mint ammónia), bomlástermékként elillantják a ritkább elemeket is; és ezzel ártalmas, kellemetlen szagú, illetve üvegházhatású gázokat szabadítanak fel. Ezt mindenképpen érdemes elkerülni, ezért ha nem pont az optimális szén–nitrogén-arányt biztosítjuk a komposztunkban, akkor inkább a nitrogénszegény keverék felé térjünk el! 

Ezért fontos a nitrogénszegény komposztálnivaló, amit elsősorban ősszel, a hatalmas mennyiségű avar formájában tudunk elraktározni. A legbarnább anyag a fa, de ezt praktikus okokból (keverhetőség, tömöríthetőség) csak darálva alkalmazzuk! Fontos nitrogénszegény tápanyagforrás még a háztartási biohulladékba lelkiismeretesen belerakott, és a komposzt vízháztartása szempontjából is nagyon üdvös háztartási papírnemű: szalvéta, zsebkendő, pizzásdoboz stb.). Amikor komposztálunk, akkor ökölszabály szerint mindig tartsuk be, hogy – e barna anyagok segítségével – a nitrogénszegény anyagok ellátása legyen bőséges! Ez különösen a városi komposztnál fontos, amiben mindenképpen el kell intéznünk a tipikusan nitrogénben gazdag háztartási biohulladék egészséges lebontását is. 

A bomlási sorrend és a lebontható tápanyagtartalom kapcsán végül meg kell jegyezni, hogy a bomlási sorrend elején levő gyorsan bomló szerves vegyületek a komposztban levő élőlények révén bizonyos mértékben újra és újratermelődnek, ezért mindig jelen vannak – a komposzt mindig élő rendszer, egy kis ökoszisztéma –, de a végső állapot beálltáig egyre kisebb mennyiségben. 

A végeredmény: az új talaj lelke 

A fentieknek megfelelően alakított feltételek garantálják, hogy a komposztálnivaló ténylegesen és hatékonyan, szépen le fog bomlani, hiszen ilyenkor teremtünk a lebontó élőlények számára ideális körülményeket ahhoz, hogy a munkájukat hatékonyan végezzék. A lebomlás végterméke a kiindulási, valamint a bontás során keletkező köztes szervesanyagok tovább már nem bontható maradványa. Ez legfőképpen a szénben gazdag szerves vegyületek meg nem emésztett szénváza, ami a széntől, illetve a szénvázak „lógó kötéseit” triviális módon lezáró hidrogéntől különböző „heteroatomokat”, azaz oxigént, nitrogént és más, ritkább biogén elemeket már nemigen tartalmaz, mert azokat lecsócsálták a lebontók. Ez lényegében már csak amorf szén, és ezért fekete.

Ennél sokkal kisebb rész, de a növények komposzttal való táplálása szempontjából sokkal fontosabb a lebontott szerves anyagokból kikerülő szervetlen komponensek, ásványi anyagok jelenléte a komposztban – ez legfőképpen biológiailag hozzáférhető nitrogén (nitrát-, nitrit- és ammóniumionok), valamint ásványi anyagok (ezek között is első helyen foszforvegyületek és kálium) formájában van jelen. Az amorf szén biológiailag már nem hozzáférhető (semmilyen élőlény nem táplálkozik vele), de lyukacsos molekuláris szerkezete ideális a talaj víz- és ásványianyag-tartalmának a megtartásához és a növények számára való hozzáférhetővé tételéhez – még szerencse, hogy a fontos szervetlen anyagok is pont a komposztban vannak. Ne feledjük, hogy a növények mint autotróf élőlények kizárólag szervetlen anyagokkal táplálkoznak: szén-dioxiddal, vízzel, az említett nitrogénvegyületekkel és egyéb ásványi anyagokkal, szervetlen ionokkal!

A komposztált-humifikált humusz nemcsak szervetlen tápanyaggal látja el a talajt, hanem javítja, lazítja a talajszerkezetet is, és ezáltal további segítséget nyújt az egészséges talajélet kialakulásához: a talajnedvesség és a szervetlen tápanyagok mellett a talajlevegő hozzáférhetőségét, illetve az egészséges talajszerkezetet is biztosítja. Igazi kincsről van tehát szó; nemcsak hulladékot csökkentünk a komposztálás révén, hanem újra élő talajjá alakíthatjuk a kizsigerelt kerti, mezőgazdasági földet; vagy ha jól gazdálkodtunk, és egészséges a talajunk élete, akkor ezt megtarthatjuk vele. A talaj egy külön ökoszisztéma, aminek hihetetlen értéke napjaink kutatásai alapján válik csak láthatóvá. Talajjavítás végett, faültetéshez, kertépítéshez, parkgondozáshoz másoknak is felajánlhatjuk termékünket – hátha „mellesleg” a komposztáláshoz magához is kedvet kap.