پیش بینی می شود که جمعیت جهان تا اواسط قرن میلادی فعلی (حدود 2050 میلادی) به ده میلیارد نفر نزدیک شود (در منابع تا حدود نه و هفت دهم میلیارد نفر تخمین زده شده). این موضوع باعث فشار بالایی بر منابع تأمین خوراک بشر خواهد شد؛ بنابراین، علاوه بر نیاز به افزایش تولید منابع پروتئین از منشأ دام و طیور برای این جمعیت رو به فزونی، نیاز به تأمین منابع بهبود تولید کشاورزی مانند انواع کودها و بهبوددهنده های خاک نیز رو به فزونی است. کود طیوری و دامی از نظر مواد مغذی مختلفی برای بهبود خاک و تولید محصولات کشاورزی غنی هستند.

کودهای طبیعی فقط از لحاظ مواد مغذی که بخشی از آن در بالا گفته شد، غنی نیستند و تأمین کننده میکروارگانیسم های مفید و غنی کننده خاک نیز هستند.

تحقیقات مختلف نشان داده اند که جایگزینی مناسب کودهای شیمیایی با کودهای طبیعی یا کودهای دامی و طیوری، علاوه بر ایجاد شرایط مناسب برای تولید بالای محصولات و بهبود کیفیت خاک های کشاورزی، برای کشاورزی پایدار و حفظ کشاورزی در طولانی مدت در عرصه جهانی نیز مفید است. امروزه برای اهدافی مانند تولید محصولات کشاورزی ارگانیک، استفاده از کودهای شیمیایی محدود یا ممنوع شده است؛ بنابراین، استفاده از کودهای دارای منشأ دامی و طیوری در جهان به عنوان منبع مهمی جهت احیاء محتوای مواد ارگانیک (OM) در خاک های کشاورزی موردتوجه روزافزون قرار گرفته است. البته با وجود همه مزایایی که عنوان شد، استفاده از فضولات دامی و طیوری به عنوان کود کشاورزی چالش های خاص خود را نیز دارد که در صنعت تولید و فراوری کود از فضولات دام و طیور باید آنها را مدنظر قرار داد تا افزایش روزافزون تولید فضولات در صنعت دام و طیور یک چالش برای امنیت غذایی جهان نباشد، بلکه به یک فرصت یا مزیت تبدیل شود.

فراوری فضولات دامی و طیوری جهت تولید کود بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی این فضولات و تصحیح و تعدیل لازم جهت بهبود ویژگی های این فضولات استوار است. این ویژگی ها بسیار تحت تأثیر مواردی مانند تغذیه دام و طیور، نحوه و مدت انبار نمودن، ذخیره و نگهداری فضولات، اقلیم محل تولید، نگهداری و فراوری فضولات، میزان آب مورداستفاده توسط دام و طیور، محتوای مواد مغذی موجود در فضولات مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم برمی گردد که به طور مختصر در ادامه در مورد آنها توضیح داده خواهد شد.

- تأثیر تغذیه دام و طیور بر تولید فضولات و کود: مواد مغذی موردنیاز دام بسته به مؤلفه های مختلفی مانند سن و مرحله تولید و... نوسان می کند که این الگوی تغذیه ای بر کمیت، کیفیت و ترکیب کود مؤثر است. به عنوان مثال، حیوانات شیرده یا در حال رشد برخی از مواد مغذی را بیش از سایر دام ها در بدن خود ذخیره نموده و یا از طریق شیر از بدن خارج می کنند که باعث کاهش دفع از طریق کود می شود. یا در دام آبستن این مواد مغذی جهت رشد و نمو جنین بکار رفته و به فضولات دفعی راه نمی یابند. البته این موضوع در مورد طیور تخم گذار یا در حال رشد و تأثیر آن بر کود تولیدی نیز صادق است. در مورد مواد مغذی مهمی مانند نیتروژن و فسفر نیز مشاهده شده که در حیوانات بدون تولید یا رشد بخش بزرگی از این مواد مغذی از طریق فضولات دفع می شوند. تنظیم دقیق تر ترکیب جیره بر اساس مواردی مانند سن، نوع، مرحله تولیدی و... باعث می شود که مصرف مواد مغذی جیره بهینه تر شده و دفع آنها از طریق فضولات کاهش یابد. یک مثال بارز این موضوع بالانس مناسب منابع پروتئینی و اسیدهای آمینه در خوراک است که باعث کاهش قابل توجه دفع نیتروژن می شود.

نکته دیگری که در تغذیه دام بر روی کمیت و کیفیت فضولات و کود تولیدی مؤثر است، میزان آب مصرفی توسط دام است. این موضوع تحت تأثیر عواملی مانند مرحله رشد حیوان، گونه و نوع حیوان، مرحله تولیدی حیوان، میزان مصرف خوراک و میزان برخی ترکیبات مانند نمک در خوراک و البته دمای محل نگهداری حیوان است. در برخی منابع تخمین زده شده که مصرف روزانه آب یک گاو بالغ در طول فصول سرد سال حدود 80 لیتر است که در فصول گرم سال (با توجه به تأسیسات تهویه و خنک سازی موجود در فضای نگهداری دام) تا 140 لیتر در روز نیز می تواند افزایش یابد. این موضوع بر حجم فضولات مرطوب تولیدی و البته میزان رقت فضولات تولیدی تأثیر قابل توجهی دارد.

- تأثیر روش و مدت نگهداری فضولات بر کود تولیدی از آن: اگر کود زیادی در یک واحد دامداری یا پرورش طیور تولید می شود که مدت نسبتاً طولانی قبل از خروج از آن فارم دپو می شود، طراحی یک فضای ذخیره سازی فضولات و کود در شرایط مناسب ضروری به نظر می رسد. به عنوان مثال، در مورد در معرض جریان هوا و بارش قرارگرفتن فضولات و کود تدابیر لازمه باید اتخاذ شود. زیرا علاوه بر جلوگیری از ایجاد مشکلات آلودگی در محیط اطراف باید از افت ناشی از تبخیر گازها و ترکیبات فرار مانند گاز آمونیاک نیز جلوگیری شود. کاهش سطح تماس فضولات ذخیره شده با محیط اطراف و پوشاندن مناسب آن باعث می شود که کاهش تبخیر رطوبت و آمونیاک و... تا قبل از فراوری کود به شکل اصولی به میزان زیادی کنترل شود. البته این موضوع در مورد فارم های پیشرفته دارای تأسیسات تولید انرژی از فضولات و سایر فراوری ها در خود واحد دامداری یا تولید طیور تا حد بسیار زیادی رفع می شود.

- تأثیر اقلیم و استفاده از آب توسط دام بر فضولات و کود: یکی از دلایلی که ایجاب می کند تا شرایط و فضای مناسب برای نگهداری و فراوری فضولات در نظر گرفته شود به تغییرات فصلی در بارندگی و دما برمی گردد. این عوامل متغیر اقلیمی می توانند تأثیر قابل توجهی بر تبخیر و تغییر غلظت فضولات (به ویژه در شرایط نگهداری بدون پوشش و با سطح باز) داشته باشند. به عنوان مثال، در هوای گرم و خشک، درجه حرارت بالاتر محیط باعث افزایش تولید آمونیاک از اوره و انتشار بیشتر گاز آمونیاک می شود که علاوه بر ایجاد آلودگی محیطی و مزاحمت برای همسایگان، باعث افت نیتروژن کود تولیدی می شود.

- محتوای مواد مغذی (نیتروژن، پتاسیم و فسفر و...) بر کود تولیدی: با توجه به مواردی مانند تأثیر سن، مرحله رشد و تولید و ترکیب تغذیه ای و جیره دام و طیور که در بالا به طور مختصر توضیح داده شد، محتوای مواد مغذی موجود در فضولات و کود تولیدی در یک فارم می تواند متغیر باشد که بر روی عملکرد کود تولیدی در بهبود فرایند تولید محصولات کشاورزی تأثیر قابل توجهی دارد. همچنین با توجه به این مورد است که احتیاج به بهبود مواد مغذی و فرمول کود تولیدی با فرایندهای بیولوژیکی، فیزیکی، شیمیایی و استفاده از افزودنی های مناسب مشخص می شود. همان طور که گفته شد، محتوای نیتروژن فضولات و کود یکی از مؤلفه های کیفی مهم است. نیتروژن موجود در کود دامی و طیوری عمدتاً به دو شکل آلی و غیرآلی (معدنی) یافت می شود. شکل غیرآلی نیتروژن را عمدتاً نیتروژن آمونیاکی شامل می شود که فرم سریع رهش یا سریع انتشار است و به سرعت جهت رشد گیاه در اختیار قرار می گیرد. در مقابل آن، فرم آلی نیتروژن به کندی آزاد می شود و نیتروژن را به مدت طولانی تری برای گیاهان تأمین می کند. نحوه نگهداری فضولات و فراوری و تولید کود از آنها می تواند بر این دو نوع نیتروژن و دسترسی آنها برای گیاه مؤثر باشد.

مواد معدنی مهمی مانند پتاسیم و فسفر نیز در کود دامی قابل تأمین است که به راحتی در این نوع کودها قابل دسترس برای گیاه هستند. مقادیر این عناصر در کود فراوری و تولید شده بر پایه نیاز آن محصول کشاورزی به این مواد مغذی، نتایج آزمایش خاک مزرعه و اهداف تولیدی مزرعه قابل تغییر است. حلالیت این مواد معدنی (به خصوص عنصر فسفر) می تواند در فضولات و کودها متغیر باشد. به عنوان مثال، فسفر که در غلات به عنوان یکی از منابع اصلی خوراکی دام و طیور عمدتاً به شکل فیتات (فرم بسیار پایدار در برابر تجزیه و هضم) یافت می شود، در طیور کمتر قابلیت هضم دارد و به همین فرم از طریق فضولات طیور دفع می شود (مگر اینکه برای افزایش دسترسی به فسفر خوراک از آنزیم فیتاز به عنوان افزودنی جیره طیور استفاده شود). افزایش فسفر در فرم فیتات در کودهای بیولوژیک (عمدتاً کود طیوری) می تواند تأثیر منفی بر دسترسی فسفر موجود در کودها برای گیاهان مصرف کننده کودها نیز باشد.

بر اساس این موارد است که روش مناسب برای فراوری فضولات و تولید کود انتخاب می شود. روش های فراوری فضولات و تولید کود در دودسته عمده روش های بیولوژیک و روش های فیزیکوشیمیایی قرار می گیرند که در ادامه شرح مختصری از برخی از رایج ترین روش ها خواهد آمد.

- روش فراوری بی هوازی فضولات (روش بیولوژیکی): در روش های فراوری بیولوژیکی کودها از میکروارگانیسم های طبیعی موجود در فضولات حیوانی یا میکروارگانیسم های به طور مصنوعی افزوده شده به کودها جهت فراوری آنها استفاده می شود. در روش فراوری بی هوازی که یکی از رایج ترین روش های فراوری فضولات دام و طیور است، از میکروارگانیسم های بی هوازی برای هیدرولیز مواد جامد آلی در کودها، کاهش عوامل مضر میکروارگانیسمی، تثبیت ترکیب کود و تولید انرژی از طریق تولید بیوگاز از فضولات دام و طیور استفاده می شود. در این سیستم هضم و تجزیه بی هوازی توسط میکروارگانیسم های بی هوازی، فسفر آلی به فرم محلول تبدیل شده محتوای مواد ارگانیک یا آلی فضولات به آمونیاک، دی اکسید کربن، متان، سولفید هیدروژن و سایر ترکیبات فرار (بر اساس شرایط و تکنولوژی بکار رفته در فراوری بی هوازی) تبدیل می شوند. این روش در کشورهای پیشرفته و صنعتی بسیار رایج شده است که جهت فراوری کود و فضولات و تصفیه فاضلاب بکار می رود. البته با توجه به وجود یا عدم وجود فن آوری هایی مانند تولید بیوگاز و انرژی، بازیافت گاز آمونیاک و... می تواند به روشی گران و پیچیده تبدیل شود. با این وجود این روش به سمت اقتصادی شدن و تولید محصولات جنبی متنوع و دارای سود اقتصادی مناسب می رود که روز به روز از نظر کشاورزی پایدار و ایمنی زیست محیطی بهبود می یابد.

- روش تصفیه زیستی (بیولیچینگ/Bioleaching): این روش یک فن آوری نسبتاً کم هزینه تر است که بر پایه حل شدن مواد مغذی موجود در مواد جامد توسط میکروارگانیسم های خاص بنا شده است. میکروارگانیسم هایی مانند پنی سیلیوم، اسیدبیوباسیلوس، آسپرژیلوس، فوزاریوم و... در این روش مورداستفاده هستند که توانایی رشد و عملکرد در شرایط محیط اسیدی و عمل بر روی ترکیبات گوگردی، آهن دار و فلزات سنگین را دارند. همان طور که گفته شد فرایندی مقرون به‌صرفه است اما کند بود آزادسازی فسفر و نیتروژن را در این فرایند باید مدنظر داست که البته این فن آوری همچنان در سطح جهان در حال بهبود عملکرد است.

- تولید کمپوست (خشک کردن کود با روش بیولوژیک): فرایند تولید کمپوست را شاید بتوان یکی از شناخته شده ترین روش های فراوری فضولات و ضایعات دانست که در برخی منابع احتمال داده شده قدیمی ترین روش بازیافت در جامعه بشری باشد. ساده ترین تعریف از فرایند کمپوست سازی مفهوم تولید کود آلی تجزیه شده و پایدار در نتیجه پوساندن موادی مانند بقایای گیاهی، حیوانی، فاضلاب ها، پس آب ها و زباله ها و... را در برمی گیرد. امروزه در شکل صنعتی از این روش برای تثبیت کودهای جامد در دمای نسبتاً بالا (در برخی موارد حدود 70 درجه سانتیگراد) استفاده می شود و با این روش خشک کردن و فراوری کود دامی نسبت به حالت عادی تنها چند روز یا حتی مدتی کوتاه تر زمان می برد. از این روش می توان برای تولید کودهای آلی تقویت کننده خاک استفاده نمود و حتی تولید سوخت زیستی نیز در این فرایند امکان پذیر است. البته برخی خواص کودهای دامی مانند رطوبت بالا، نسبت نیتروژن به کربن بالا و pH بالا می تواند استفاده از این فرایند را در مورد کودهای دامی محدود کند. به عنوان مثال، حرارت تولید شده در طی فرایند تولید کمپوست باعث خروج نیتروژن از طریق تبخیر و انتشار آمونیاک می شود، اما استفاده از استراتژی های جدیدی طی سال های اخیر باعث شده تا هزینه، زمان فرایند و تبخیر نیتروژن در تولید کمپوست از کود دامی کاهش یافته و کیفیت محصول بهبود یابد. به عنوان مثال از ترکیباتی مانند زئولیت برای تولید کمپوست از کودهای دامی استفاده شده است که توانسته انتشار آمونیاک را از کود طی این فرایند به طور بسیار محسوسی کاهش دهد و مقدار بیشتری از نیتروژن در کمپوست دامی نهایی ابقا شود. می توان با اتخاذ تدابیری مانند آنچه گفته شد، کودی با رطوبت و بوی مناسب و پایین و دارای بهداشت و سهولت حمل و نقل مناسب را تولید نمود.

- روش فشرده سازی (روش فیزیکوشیمیایی): در این روش فیزیکی مبنای کار بر فشرده سازی و تولید گلوله های کود متراکم و جامد است که جابجایی و ذخیره سازی آنها بسیار ساده تر است. برخی منابع گزارش نموده اند که با استفاده از تکنیک های فشرده سازی یا کامپکتینگ در کود طیوری، تراکم محصول نهایی چهار برابر افزایش یافته و به حدود 790 کیلوگرم بر مترمکعب رسیده است. البته یک چالش عمده در این روش نیاز به مصرف انرژی بالا برای کاهش رطوبت محصول و افزایش تراکم آن به حد کافی است. اما روش های جدیدی برای تولید این نوع کودها با مصرف انرژی پایین تر برای تولید کودهای گلوله سازی شده و متراکم شده در حال توسعه هستند تا این روش مقرون به صرفه و اقتصادی شود.

- روش های ترموشیمیایی (فراوری حرارتی - شیمیایی): فرایندهای ترموشیمیایی مانند سوزاندن و تولید خاکستر، هیدرولیز، تغییر و تجزیه با حرارت (پیرولیز) و... می تواند توده مواد موردنظر را کاهش حجم بسیاری داده و کاربردهای فراوانی دارد. به عنوان مثال، سوزاندن بستر طیور برای بازیابی فسفر موجود در آن می تواند بکار رود که به طور میانگین حدود 110 گرم فسفر در یک کیلوگرم خاکستر مربوطه قابل وصول است. همچنین تولید بیوچار (زغال تولیدشده از توده های ضایعات دامی و کشاورزی به عنوان کود) نیز می تواند محصولی مناسب با ارزش افزوده قابل قبول ایجاد کند. روش کربونیزاسیون هیدروترمال نیز یک روش با مصرف انرژی کم است که در آن هیدرولیز با دمای 170 درجه سانتیگراد و سپس کربونیزاسیون با دمای 250 درجه را شامل می شود که محصول نهایی آن یک زغال جامد با ارزش است (هیدروچار) و این محصول می تواند به عنوان یک جاذب مناسب آلاینده ها بکار رود. البته روش های مبتنی بر سوزاندن می تواند آلاینده های گازی وارد اتمسفر کند که حذف این آلاینده های محیط زیست از این فرآیند می تواند باعث افزایش هزینه و پیچیدگی فرایند شود. اما روش های مبتنی بر هیدرولیز می تواند فن آوری امیدوارکننده ای برای مدیریت کودهای حیوانی باشد. اما هیدورلیز نیز با اینکه تولید گاز خروجی را کاهش می دهد، به دلیل نیاز به انرژی بالا برای تبخیر رطوبت، می تواند از نظر اقتصادی به صرفه نباشد. البته روش هیدرولیز نیز در شرایط خاص و مناسب می تواند یک روش مناسب فراوری کودها باشد. هرکدام از این روش ها مزایا و چالش های خاص خود را دارند که باید با توجه به شرایط، هزینه ها و موارد مورد خواست و توجه بازار مصرف کودهای بیولوژیک، آنها را در نظر گرفت.

- روش های نوین مانند تغلیظ انجمادی و روش های فیلتراسیون: همچنان روش های جدیدی برای فراوری پسماندها، ضایعات و فضولات کشاورزی و دامی در حال توسعه هستند. روش هایی مانند فیلتراسیون که بسته به اندازه مولکولی و ذرات موجود در ماده اولیه، غلظت و ترکیبات خاص موجود در آن و یا دمای فرایند انجام می شوند، بر اساس هدف نهایی انتخاب شده و بکار می روند. به عنوان مثال، تکنیک های میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون برای حذف ذرات خاص بکار می روند و روش های اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون می توانند برای بازیابی مواد مغذی خاص بکار روند. در همین راستا از نانوفیلتراسیون برای بازیابی فسفر می توان استفاده نمود. برخی از تحقیقات جدید نیز توانسته اند بیش از 90 درصد نیتروژن کود گاوی را با فیلتراسیون از طریق فن آوری های خاص و جدید بازیابی کنند. البته روش های فیلتراسیون غشایی هنوز چالش های خاص خود را نیز دارند که روز به روز در حال رفع و کاهش هستند. به عنوان مثال، رسوب ایجاد شده باعث کاهش عملکرد و راندمان غشای فیلتراسیون می شود و هزینه های مازاد برای تمیز نمودن و نگهداری دارند. با این حال فن آوری های فیلتراسیون با استفاده از غشاهای خاص تکنیک اصلی جداسازی در صنایع مختلف هستند که در مورد فراوری و تصفیه فضولات و تولید کودها نیز می توانند کاربرد داشته باشند.

همان طور که مشاهده شده، در روش های مختلف فراوری و تولید کود، نیاز به اعمال حرارت بالا یک چالش است که در روش تغلیظ انجمادی به دلیل دمای پایین فرایند، این مورد قابل رفع است. این روش در صنایع و کاربردهای مختلف مانند تغلیظ مواد غذایی مایع، نمک زدایی از آب دریا، تصفیه مواد شیمیایی آلی و فاضلاب های خطرناک کاربرد دارد. می توان مزیت این روش را از این جهت نیز مدنظر قرار داد که انرژی موردنیاز برای تبخیر آب هفت برابر بیشتر از منجمد نمودن همان میزان آب است؛ بنابراین، در کنار مزیتی مانند عدم نیاز به اعمال حرارت، مصرف بسیار کمتر انرژی در مقایسه با سایر روش ها باعث می شود که هزینه این فرایند کاهش یابد و تأثیر زیست محیطی آن کمتر باشد.

با توجه به موارد کثیری که بر کیفیت کود تولید از فضولات دامی و طیوری مؤثر هستند و روش ها یا فن آوری های متنوعی که قابل استفاده برای تولید کود از فضولات دامی و طیوری در سطح جهان هستند. چه هدف تولید کود برای عرضه در بازار باشد، چه خرید کود یا فضولات برای استفاده در کشاورزی یا فروش به مصرف کننده نهایی باشد، وسایل و امکانات مختلفی در دسته های گوناگون موردنیاز است. امروزه صنعت فراوری و تولید کود در حال تبدیل شدن به یک صنعت بسیار فن آورانه و علمی است که نیاز فعالین این عرصه را به کسب دانش و مشاوره مناسب جهت حفظ جایگاه خود در بازار رقابتی این محصولات روز به روز افزایش می دهد. امروزه سامانه های موجود در فضای مجازی جهت معرفی محصولات مختلف در شاخه های مختلف و مرتبط با صنعت فراوری، تولید، حمل و نقل و عرضه کودهای دامی و طیوری نقش بسیار مهمی ایفا می کنند. زیرا استفاده از این سامانه ها در همه جا و همه وقت امکان پذیر است و سهولت بالایی جهت مقایسه و بررسی بین گزینه های متنوع برای متقاضیان فراهم می کند. اپلیکیشن و وب سایت مرغابی، علاوه بر در اختیار قراردادن این مزایای مهم، برای اولین بار در ایران امکان اخذ خدمات مشاوره هم زمان با بررسی و مقایسه بین گزینه ها را فراهم نموده است تا رسیدن به بهترین انتخاب برای هر متقاضی با توجه به شرایط منحصربفرد آن متقاضی بیش از همیشه قابل وصول باشد.