Katarzyna Jankowska
PAN Olsztyn
W obecnej dobie zauważa się dynamiczny rozwój produkcji zwierzęcej, jako jednej z gałęzi produkcji rolniczej, choć nie zawsze będącej w zgodzie z wymogami ochrony środowiska, jednak wiernie służącej człowiekowi. Technologia odchowu zwierząt pozwala na pozyskanie dużej ilości nawozów naturalnych, wykorzystywanych następnie przy uprawie roślin.
Na obszarach o niedostatecznym areale pól uprawnych nie jest możliwe rolnicze wykorzystanie powstających w hodowli produktów ubocznych, w postaci obornika i gnojowicy. Dlatego też, aby wykorzystać nawóz naturalny oraz zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska, szuka się coraz to nowych rozwiązań. Jednym z nich jest uzyskiwanie biogazu z gnojowicy.
(Ciekawostka: Uzysk biogazu z gnojowicy bydła z rezultatem od 20 do 30 m³ /t podłoża jest nieco niższy, w porównaniu do uzysku biogazu z gnojowicy świń. Dodatkowo gaz z gnojowicy bydła w porównaniu z gazem z gnojowicy świń posiada wyraźnie mniejszą średnią zawartość metanu – żołądek krowy pracuje na podobnej zasadzie jak instalacja biogazowa, a więc gnojowica zostaje wstępnie przefermentowana).
Co nieco o gnojowicy
Gnojowica jest nawozem, w składzie którego wyróżnia się mocz, kał oraz wodę używaną do spłukiwania stanowisk w oborach czy chlewniach bezściołowych. Skład chemiczny gnojowicy zależy od rodzaju zwierząt, ich wieku oraz sposobu żywienia [w 1 m3 gnojowicy znajduje się przeciętnie 3-4 kg azotu, 2-3 kg fosforu (P2O5), 3-4 kg potasu (K2O), około 2 kg wapnia (CaO) i około 1 kg magnezu (MgO)]. Obecny w niej azot w około 50-60% występuje w formie mineralnej. Gnojowica przechowywana jest w specjalnych zbiornikach, w których ulega fermentacji. Już po kilku dniach przechowywania może być stosowana do nawożenia pól w dawkach 20000-40000 l na 1 ha (20-30 t/ha, max 50 t/rok). Gnojowica w trakcie przechowywania w zbiornikach może ulec rozwarstwieniu na: kożuch, warstwę płynną i szlam, a warunkiem zastosowania jej jako nawozu, jest jej jednorodność. Rozwarstwienie bowiem mogłoby spowodować wprowadzenie nierównomiernych ilości składników pokarmowych do gleby, dlatego też przed wywiezieniem gnojowicy na pole, należy ją dokładnie wymieszać. Duże fermy przemysłowego tuczu zwierząt hodowlanych stosują frakcjonowanie (rozdzielenie) gnojownicy na frakcję stałą i płynną. Frakcja stała może być składowana na płytach kompostowych i stosowana w odpowiednim czasie. Frakcja płynna poddana jest dalszemu oczyszczaniu i wprowadzana zostaje do cieków wodnych lub magazynowana w odpowiednich zbiornikach i stosowana przy pomocy deszczowni (także beczkowozów) do nawożenia pól uprawnych oraz użytków zielonych.
Na łąkach i pastwiskach gnojowicę stosuje się z konieczności, pogłównie tj. wczesną wiosną lub po każdym pokosie czy wypasie, a na gruntach ornych najczęściej przedsiewnie, chociaż może też być stosowana pogłównie. Gnojowica pochodząca od bydła i trzody chlewnej, ze względu na relatywnie niską zawartość suchej masy, pozwala się dobrze łączyć z innymi podłożami (tzw. kosubstratami). Z obróbką oraz składowaniem gnojowicy pochodzącej od bydła i świń nie ma większego problemu. Zawarte jednak w gnojowicy zanieczyszczenia organiczne (głównie resztki paszy) wymagają usunięcia lub rozdrobnienia, ponieważ mogą utrudniać transport hydromechaniczny i pracę deszczowni [doprowadzana jest bezpośrednio lub przy użyciu zbiornika wstępnego (wyższe koszty stosowania nawozu) do instalacji biogazowej]. Gnojowica stanowi nawóz naturalny bogaty w potas, azot i fosfor.
Oprócz makroelementów gnojowica zawiera również mikroelementy: B, Mn, Mo, Cu, Zn, oraz Mg i Ca (zawartość niektórych z nich przedstawia Tabela 3.).
Około 50% azotu występującego w gnojowicy jest łatwo dostępne dla roślin, a potas i fosfor podobnie jak w nawozach mineralnych. Działanie gnojowicy zależy od rodzaju gleby i terminu stosowania. Nawóz ten przed zastosowaniem powinien być także analizowany pod względem higieniczno-sanitarnym, ponieważ może stanowić źródło składników patogennych, pasożytów przewodu pokarmowego oraz larw glist, tasiemców, które powodują schorzenia u ludzi i zwierząt.
Najpowszechniej stosowanym w „naszym rolnictwie” systemem rozlewu gnojowicy jest jej rozprowadzanie na powierzchni prostymi łyżkami rozrzucającymi ten nawóz (forma wachlarza cieczy). Jednak ten sposób powoduje spore straty zawartego w gnojowicy azotu, a według ustawy nawozowej (Ustawa z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu) udział azotu pochodzącego z nawozów organicznych nie może przekroczyć w ciągu roku 170 kg/ha. Dlatego polscy producenci wprowadzili do sprzedaży przystawki wozów asenizacyjnych, umożliwiające doglebowe dozowanie gnojowicy. Przy takim sposobie rozprowadzania gnojowicy straty azotu wynoszą tylko 3-5% (z korzyścią dla środowiska).
Zasady stosowania gnojowicy na gruntach ornych i użytkach zielonych: (gnojowicę można stosować pod wszystkie rośliny uprawne wymagające nawożenia azotem. W wielu przypadkach nawóz ten wprowadza się do gleby na dłuższy okres przed siewem lub sadzeniem roślin):
1. Na gruntach ornych: na glebach lekkich i średnich gnojowicę najlepiej stosować późną jesienią lub wiosną, ponieważ skuteczność nawożenia w tych terminach jest największa, w porównaniu do terminu wczesno-jesiennego. Na glebach ciężkich działanie gnojowicy stosowanej jesienią dorównuje działaniu wiosennemu, niekiedy może być lepsze, szczególnie na glebach zlewnych, które na wiosnę wysychają wolniej. Bardzo dobre efekty uzyskuje się stosując gnojowicę na ściernisko i przykrywając je glebą w czasie wykonywania podorywki.
2. Na użytkach zielonych: gnojowica winna być rozprowadzona równomiernie na całym użytku zielonym. Należy unikać pokrywania runi zbyt grubą warstwą gnojowicy oraz wywożenia gnojowicy na gleby podmokłe lub nadmiernie wilgotne. Należy zachować odpowiednie odstępy czasu między nawożeniem gnojowicą a koszeniem łąk. Na pastwiska nie zaleca się stosowania gnojowicy ze względów sanitarnych.
W uprawach ogrodniczych jest mało przydatna z powodu braku ściółki, która napowietrza glebę i zachodzących w gnojowicy procesów beztlenowych.
Dawki i terminy stosowania gnojowicy (dawka w m3/ha)
Ustalając dawki gnojowicy pod poszczególne rośliny należy wziąć pod uwagę zapotrzebowanie roślin na azot (gnojowica pochodząca od trzody chlewnej zawiera więcej azotu ogólnego, w porównaniu do bydlęcej), rodzaj gleby i jej zasobność w składniki pokarmowe oraz termin stosowania gnojowicy np.:
■ buraki cukrowe i pastewne 50-110 – jesienią pod orkę zimową,
■ kukurydza w plonie głównym 35-60 – jesienią pod orkę zimową i wiosną,
■ rzepak ozimy do 50 – jesienią przed siewem,
■ zboża jare 20-60 – jesienią pod orkę zimową,
■ zboża ozime 30-60 – jesienią przed siewem.
Gnojowica nabiera coraz większego znaczenia w nawożeniu ziemniaków:
■ ziemniaki odmian wczesnych, przeznaczonych na konsumpcję i do sadzenia, do 30 – jesienią pod orkę zimową,
■ ziemniaki uprawiane na cele pastewne i przemysłowe 20-95 – jesienią pod orkę przedzimową i wiosną.
Gnojowica może pokryć 50-100% zapotrzebowania roślin na azot, a podobnie jak przy użyciu gnojówki, należy równolegle stosować nawożenie fosforowe w ilości 40-60kg P2O5.
Stosując gnojowicę jako nawóz naturalny zawsze bierze się pod uwagę tzw. równoważnik nawozowy (określa on zależność wysokości dawek gnojowicy w odniesieniu do rodzaju gleby i terminu stosowania tego nawozu). Jest to wartość ustalona eksperymentalnie i wyraża działanie nawozowe danego składnika gnojowicy w porównaniu do działania tego samego składnika w postaci nawozów mineralnych, stosowanych w optymalnych terminach (równoważnik dla azotu 30-70, dla potasu 60-100).
Kiedy równoważnik jest wyższy?
Wówczas gdy: gleba jest cięższa, krótszy jest okres pomiędzy zastosowaniem gnojowicy, a siewem lub sadzeniem roślin, dłuższy jest okres wegetacji uprawianej rośliny nawożonej gnojowicą.
Jakie mogą być skutki stosowania nadmiernych dawek gnojowicy?
a) wypłukanie do wód gruntowych zbyt dużej ilości amoniakalnego i azotanowego, która może przedostać się do cieków wodnych i prowadzić do eutrofizacji wód (proces gromadzenia się materii organicznej, głównie ze związkami azotu i fosforu),
b) niebezpieczeństwo wypłukiwania potasu do głębszych warstw profilu glebowego, wynikiem czego może być słabo przyswajalny dla roślin.
Zalety stosowania nawozów naturalnych
Zalety stosowania nawozów naturalnych (kompost, obornik, gnojówka, gnojowica, nawozy zielone oraz kora, a także torf i pomiot kurzy, słoma i nawóz gołębi):
■ poprawa właściwości gleby,
■ poprawa struktury gleby (korzystne warunki dla życia mikroorganizmów, z jednoczesną poprawą warunków dla rosnących roślin),
■ zmniejszenie zakwaszenia gleby,
■ zapobieganie utracie próchnicy,
■ utrzymanie odpowiedniego odczynu gleby,
■ naprawa większości negatywnych skutków wcześniejszego stosowania nawozów mineralnych.
Inne możliwości
Na skutek ciągle wzrastającego pogłowia i związanego z tym podwyższania stopnia ilości przetwórczych w chowie zwierząt, zmieniają się także wymagania odnośnie ochrony środowiska naturalnego, zmierzające do ponownego wykorzystania odchodów. Zachodzi zatem konieczność szukania alternatywnych sposobów przetwarzania zbieranej gnojowicy. Chów bydła i trzody chlewnej stanowi olbrzymi potencjał podłoży, nadających się do użycia w instalacjach biogazowych. Zintegrowana technologia innego sposobu wykorzystania gnojowicy powinna być wdrażana wszędzie tam, gdzie istnieje wysoka koncentracja produkcji zwierzęcej i brak jest dostatecznego areału gruntów uprawnych.
Czyhające niebezpieczeństwo
Usuwanie odchodów polega na jak najszybszym spłukiwaniu pomieszczeń dla zwierząt, co ma na celu zmniejszenie do minimum emisji szkodliwych gazów, zwłaszcza amoniaku. Oprócz zanieczyszczenia wód i gleb na obszarach intensywnej produkcji zwierzęcej występuje wzmożone zanieczyszczenie atmosfery odorami pochodzącymi z pól spryskiwanych gnojowicą, także z lagun, pomieszczeń inwentarskich i z miejsc gromadzenia odpadów stałych. Z gnojowicy emitowanych jest ok. 400 lotnych substancji organicznych oraz nieorganicznych, o wysokiej uciążliwości zapachowej. Są to głównie związki azotu i siarki, amoniaku, także siarczki metylu, siarkowodór, merkaptany, a nawet skatole. Rodzaj związków zależy od technologii, a także warunków przechowywania odpadów itp. W skrajnych przypadkach stężenie niektórych toksycznych związków jest na tyle duże, że prowadzi do upadków znacznej liczby zwierząt, a także do chorób układu oddechowego oraz infekcji skórnych wśród pracowników obsługi fermy.
W przemysłowym chowie zwierząt stosuje się zazwyczaj kilka sposobów przetrzymywania gnojowicy, między innymi: w lagunach, zbiornikach betonowych lub metalowych kontenerach.