Gnojowica jest ciekłym odpadem powstającym w procesie produkcji trzody chlewnej. Stanowi ona mieszaninę kału i moczu z niewielką ilością wody. Powstaje w technologii bezściołowej, a jej skład może się zmieniać w zależności od ilości stosowanej wody, sposobu żywienia zwierząt itd. Naturalny stosunek kału do moczu u trzody chlewnej wynosi 40:60%, natomiast u bydła 60:40% (Pawełczyk A. i wsp., 2003). Rodzaje gnojowicy
Do odchodów zwierząt gospodarskich dostaje się z reguły pewna ilość wody użytkowanej, głównie do mycia kojców, zwierząt i innych czynności sanitarnych. Ilość tej wody nie powinna przekraczać 10-20% ilości odchodów, czyli około 10 dm3 na dobę. W praktyce ilości wody są znacznie większe, szczególnie na fermach trzody chlewnej oraz tam, gdzie wspomagany jest spływ gnojowicy wodą. Zależnie od ilości wody w odchodach, gnojowica może być gęsta lub rozcieńczona, przy czym określa się granice podziału zawartością 8% suchej masy. Gnojowicę rozcieńczoną otrzymuje się, jeżeli dodatek wody przekracza 20% odchodów, a zawartość suchej masy jest mniejsza niż 8%.

 W procesach przygotowania gnojowicy do rolniczego wykorzystania powstaje gnojowica uzdatniona, z której można wyodrębnić:
1. Skratki – zanieczyszczenia stałe zatrzymane podczas przepływu przez kraty,
2. Kożuch – substancje stałe wyniesione na powierzchnię gnojowicy w procesie flotacji, podczas przetrzymywania w bezruchu,
4. Frakcję stałą – oddzielone z gnojowicy części stałe,
5. Frakcję płynną – składowa gnojowicy konsystencji płynnej, powstająca po oddzieleniu frakcji stałej (Kołacz R. i wsp., 2006).
 W niektórych fermach do gnojowicy doprowadzona jest gnojówka z budynków, gdzie stosuje się bezściółkowy system utrzymywania zwierząt. Doprowadzane są również do gnojowicy ścieki z pomieszczeń pomocniczych i towarzyszących fermie, lub ścieki z zewnątrz, zarówno bytowo-gospodarcze jak i przemysłowe. W związku z tym wprowadzono jeszcze podział gnojowicy na gnojowicę pełną (bez dodatku gnojówki i ścieków) i niepełną (z dodatkiem gnojówki i ścieków) (Kutera J., 1994).

Skład gnojowicy
Głównymi składowymi gnojowicy jest kał i mocz. Kał będący odpadkowym produktem trawienia zawiera:
– pozostałości paszy; niestrawione oraz strawione albo niewchłonięte części, surowy włóknik, części zdrewniałe, celulozę, włosy, części roślin w różnym stopniu rozkładu oraz materiały mineralne i wodę,
– wydzieliny organizmu z przewodu pokarmowego; sekrecje, substancje mineralne i epitel jelit,
– bakterie i produkty ich przemiany materii.
 Mocz jest wodnym roztworem nieorganicznych i organicznych związków azotu z przemiany materii substancji białkowych i niebiałkowych oraz witamin, hormonów i enzymów (Kutera J., 1994).
 Na ilość wydzielin mają wpływ czynniki zależne od zwierząt oraz od systemu chowu. Ilość kału, moczu zależy od: gatunku, rasy, masy ciała, wieku, różnic genetycznych, stopnia rozwoju, fazy produkcji, ruchu i przyzwyczajeń zwierząt, a nawet takich psychicznych czynników jak strach i podniecenie. Z zewnętrznych czynników zasadniczy wpływ ma ilość i jakość paszy oraz jej obróbka i przygotowanie. Na pobieranie i wykorzystywanie paszy i zwiększenie ilości ekskrementów ma wpływ: rozdrabnianie, mielenie, podgrzewanie, przegrzanie, moczenie, pęcznienie, zamarzanie, paletowanie itp. Z zasady przy skarmianiu paszami soczystymi zwierzęta wydalają większe ilości odchodów niż przy żywieniu paszami suchymi. Na ilość wydzielanych ekstrementów mają wpływ warunki klimatyczne i ilość wypijanej wody przez zwierzęta (Głaszczka A. i wsp., 2004).
 Przeciętna ilość odchodów wydalanych przyjmuje się za przeciętną, jeśli zwierzęta wydzielają kał i mocz proporcjonalnie do swojej masy ciała w stosunku kału do moczu u trzody chlewnej 2/3, natomiast u bydła 3/2 (Tab. 1).

 

Skład fizykochemiczny i biologiczny gnojowicy trzody chlewnej
Na ustalenie składu gnojowicy mają wpływ: dokładność pobrania prób i prawidłowość oznaczeń; gatunek, wiek, sposób karmienia zwierząt; składniki gnojowicy; gospodarka gnojowicą.
 Skład chemiczny gnojowicy zależy głównie od rodzaju zadawanej paszy. Różnice w składzie dla trzody chlewnej dotyczą przede wszystkim potasu, w mniejszym stopniu suchej masy, azotu i wapnia. Odchody świń żywionych paszami zbożowymi zawierają więcej suchej masy, azotu i fosforu oraz mniej potasu w porównaniu do gnojowicy świń żywionych ziemniakami. Przy żywieniu ziemniakami gnojowica zawiera więcej potasu.
 W gnojowicy azot występuje w połączeniach organicznych i mineralnych. Wśród związków organicznych należy wymienić: białka, aminokwasy, mocznik, kwas hipurowy oraz inne. Około 50-60% azotu w gnojowicy trzody chlewnej występuje w formie amonowej, łatwo dostępnej dla roślin (Kołacz R. i wsp., 2006).
 Przeciętnie ilość podstawowych składników nawozowych w gnojowicy trzody chlewnej w kg od 1 DJP w ciągu roku wynoszą: N – 105,6; P – 28,8; K – 41,1; Ca – 35,3; Na – 11,0; Mg – 10,0. W odróżnieniu od obornika czy kompostu, gnojowica ma właściwości bliższe nawozom mineralnym, bowiem szybciej uwalnia do gleby substancje mineralne. W ciągu roku wykorzystanie azotu może wynieść nawet do 80%, podczas gdy, tradycyjny obornik uwalnia azot stopniowo, co może trwać nawet 3-5 lat. Także potas i fosfor z gnojowicy są wykorzystywane znacznie szybciej: odpowiednio do 95 i 65% rocznej dawki.
 Odczyn gnojowicy jest stabilny. Gnojowica bydlęca i trzody chlewnej ma odczyn zasadowy (bydlęca ok. 7,2, a trzody ok. 7,0) (Głaszczka A. i wsp., 2004).
 Gnojowica trzody chlewnej jest zasobniejsza w fosfor od gnojowicy bydlęcej. Zawartość wapnia, magnezu i sodu jest różna tylko w niewielkim stopniu.
 Gnojowica jest materiałem zasobnym w mikroelementy niezbędne dla rozwoju roślin. Gnojowica trzody chlewnej zawiera więcej cynku, manganu i żelaza oraz mniej kobaltu i boru od gnojowicy bydlęcej. Występują też różnice w zawartości miedzi i molibdenu między gnojowicami zagranicznymi, a pochodzącymi z ferm krajowych.


 W celu określenia wartości nawozowej składników gnojowicy stosuję się pojęcie równoważników nawozowych. Są one wartością określającą działanie nawozowe danego składnika gnojowicy w porównaniu z tym samym składnikiem zawartym w powszechnie używanych nawozach mineralnych, stosowanych w optymalnych dla roślin terminach (Kutera J., 1994).

Zapachowe oddziaływanie gnojowicy
Zapach gnojowicy związany jest z występowaniem w niej związków przeważnie gazowych, typowych wonnych jak: merkaptany, aminomerkaptany, indol, skatol, aminy i kwasy tłuszczowe, a także ich pochodne oraz NH4 i H2S. Amoniak i siarkowodór są związkami toksycznymi, a pozostałe powodują w ogólnej mierze zanieczyszczenie atmosfery w obrębie fermy, gdyż wydzielane są bezpośrednio z ekskrementami przez zwierzęta.
 W gnojowicy występują również gazy bezzapachowe CO2 – toksyczny i CH4 – łatwopalny i wybuchowy. Gazy gromadzą się na pewnej głębokości w zbiornikach gnojowicy i nie ujawniają się ich zapachy, gdy jest ona w bezruchu. Każde wymieszanie powoduje falowe wydzielanie się tych gazów i wzmożenie nieprzyjemnych zapachów. Intensywność wydzielania się gazów w trakcie homogenizacji może być tak duża, że przy braku wentylacji w bliskim otoczeniu może dojść do zatrucia zwierząt czy ludzi (Myczko A. i wsp., 2004).
 Gnojowica świńska jest szczególnie nieprzyjemna ze względu na większą ilość substancji zapachowych wydzielanych z ekstrementami.
 Ze względu na toksyczne oddziaływanie, łatwopalność i możliwość wybuchu niektórych gazów gnojowicowych, obowiązuje szczególna ostrożność podczas przebywania w najbliższym obrębie i wewnątrz zbiorników, niepalenie tytoniu i zbliżanie się z ogniem.

Przetwarzanie gnojowicy, terminy użytkowania
Procesy higienizacji i przetwarzania gnojowicy przed wprowadzaniem do gleby stosuje się z następujących względów, dla:
– zmniejszenia zagrożenia sanitarno-epizootycznego,
– wykorzystania wartości energetycznej gnojowicy; związki organiczne są przetwarzane na metan w procesie anaerobowego rozkładu,
– zmniejszenia emisji odorów podczas magazynowania i wprowadzania do gleby; gnojowica wywołuje uciążliwość zapachową w trakcie magazynowania, którą można zmniejszyć przez rozkład w warunkach tlenowych lub beztlenowych,
– zmniejszenia zawartości azotu w gnojowicy dla uniknięcia zanieczyszczenia wód gruntowych i powierzchniowych podczas nawozowego korzystania gnojowicy.
 Terminy polewania pól gnojowicą uzależnione są przede wszystkim od przyjętej struktury upraw, możliwości magazynowania gnojowicy oraz od obowiązujących okresów karencji.
 Zakłada się przy tym, iż składniki pokarmowe i substancje organiczne zawarte w gnojowicy powinny przyczynić się do zwiększenia żyzności gleby i podniesienia plonów, bez zagrożenia zanieczyszczeniem związkami biogennymi środowiska wód gruntowych. Stosowanie gnojowicy zwłaszcza na terenach, gdzie występuje tucz przemysłowy, gdzie nie ma dostatecznej ilości gruntów mogących przyjąć dostateczne ilości tego produktu, jest dużym zagrożeniem dla środowiska (Barnable G., 1994).
 Obecność antybiotyków i innych preparatów medycznych w odchodach zwierząt przyczynia się do skażenia wód i gleb farmaceutykami oraz powstawaniem groźnych, odpornych na antybiotyki szczepów mikroorganizmów przedostających się do środowiska.
 Gnojownicę jako nawóz organiczny stosuje się głównie przed wegetacją roślin. Ważne jest, aby duże dawki gnojowicy zwłaszcza na glebach lekkich nie poprzedzały bezpośrednio wysiewu roślin (wydzielający się z gnojowicy amoniak może zatruć system korzeniowy wschodzącej rośliny) (Pawełczyk A. i wsp., 2003).

Znaczenie dla rolnictwa
Wartość użytkowa gnojowicy dla rolnictwa, z uwagi na zawartość składników pokarmowych wykorzystywanych przez rośliny jest bezsprzeczna. Ze względu na zawartość łatwo dostępnego azotu, fosforu potasu pozwala ograniczać stosowanie nawozów mineralnych, poprawiających plonowanie roślin. Nawozowe wykorzystanie gnojowicy, w pewnych sytuacjach, niesie ryzyko mikrobiologicznego skażenia gleby, roślin oraz wód gruntowych i powierzchniowych. Gnojowica zawiera zarówno mikroorganizmy saprofityczne, jak i patogenne bakterie, wirusy, grzyby oraz jaja i oocyty pasożytów. Decydujące zagrożenie dla środowiska stanowią mikroorganizmy patogenne zawarte w gnojowicy, pomimo ich małego odsetku populacji w ściekach odzwierzęcych. Ze względu na dużą odporność na czynniki środowiskowe, a także na możliwość skażenia wód gruntowych i gleby mogą odgrywać znaczącą rolę w rozprzestrzenianiu się chorób zakaźnych. W przypadku gnojowicy przeżywalność drobnoustrojów jest długa i mogą być one wylewane z nią na pola i łąki. Gnojowica nie podlega procesowi samozagrzania i przy zbyt krótkim jej składowaniu lub jego braku, może stanowić źródło rozprzestrzeniania się w środowisku drobnoustrojów patogennych. Przeżywalność pałeczki Salmonelli w gnojowicy trzody chlewnej wynosi od 90-120 dni (Pawełczyk A. i wsp., 2003).
 Ważnym problemem wynikającym z nawozowego stosowania gnojowicy jest ryzyko rozpowszechniania w środowisku bakterii antybiotykoopornych. Rozlewanie gnojowicy umożliwia transfer genów oporności na antybiotyki, które znajdują się w plazmidach bakterii jelitowych, do bakterii glebowych z rodzaju Proteus spp.
 Gnojowica podobnie jak inne nawozy organiczne przyczynia się do wzrostu zawartości próchnicy, poprawia właściwości sorpcyjne gleb i ich pojemność wodą, uaktywnia życie biologiczne gleby, a przede wszystkim użyźnia ją, dostarczając podstawowych składników pokarmowych.
 W przypadku stosowania gnojowicy przez wiele lat w dawkach przekraczających potrzeby pokarmowe roślin mogą ujawnić się symptomy zmęczenia gleby i obniżone plonowanie roślin. Szkodliwe jest również oddziaływanie transportu kołowego gnojowicy w warunkach nadmiernego uwilgotnienia. W miejscach powstałych kolein zostaje zniszczona struktura gleby, a przy złych warunkach bytowania w miejscach tych zamiast roślin uprawnych masowo pojawiają się chwasty (Xinshan Qi., i wsp., 2005).
 Przepisy prawne Unii Europejskiej zezwalają na zastosowanie nawozów naturalnych (gnojowicy, gnojówki, obornika) w ilości nie przekraczającej 170 kg azotu (N) w czystym składniku na 1 hektar użytków rolnych (Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2002 r.).

Inne możliwości wykorzystywania gnojowicy
Produkcja biogazu, obejmuje tylko częściowe wykorzystanie gnojowicy i traktowana jest jako jedna z metod jej zagospodarowania jako zabieg uzdatniający (fot. 1). Biogazownie mają przed sobą ogromną przyszłość, pozwalając na zmniejszenie emisji metanu podczas niekontrolowanych procesów biochemicznych towarzyszących składowaniu odpadów rolnych m.in. gnojowicy (Szlachta J., 2008). Według Szlachty (2009) stosowanie kosubstratów w postaci kiszonki z kukurydzy (70%) w mieszaninie z gnojowicą (30%) może znacząco pogarszać opłacalność produkcji biogazu, graniczna cena 1 tony kiszonki z kukurydzy zapewniająca dodatni wynik finansowy powinna wynosić 50 zł.
 W Polsce istnieje ok. 3000 gospodarstw zajmujących się produkcją trzody chlewnej o obsadzie powyżej 100 SD, w których produkcja biogazu jest możliwa i uzasadniona pod względem ekonomicznych jak i względami technicznymi (Szlachta J. i wsp., 2009).
 Gnojowica może być również wykorzystana do produkcji pasz. Istnieje możliwość odzyskiwania białka przez drożdżowanie gnojowicy, hodowlę na gnojowicy larw much i dżdżownic oraz bakterii, grzybów i glonów w procesach hydrolizy ekstrakcji (Kołacz R. i wsp., 2006).
 Zintegrowana technologia utylizacji gnojowicy powinna być wdrażana wszędzie tam, gdzie istnieje wysoka koncentracja produkcji zwierzęcej i nie ma dostatecznego areału gruntów uprawnych, które bez szkody dla środowiska mogłyby wchłonąć azot, fosfor i inne składniki pokarmowe.
 
Literatura dostępna u autorów

Tags: nawozy , nawozy naturalne