Odborné články

V boji se suchem pomohou i bioplynky

Sucho doprovázené klimatickou změnou snižuje zásoby vody v naší krajině. Mnoho zemědělských podniků má před sebou nový úkol – po období intenzivního hospodaření začít přijímat efektivní opatření pro dlouhodobou udržitelnost využívání půdy. Právě půda je totiž v boji se suchem důležitým nástrojem. Podmínkou je však dodržování zásad udržitelného zemědělství. Bioplynové stanice při tom mohou významně pomoci.

Foto: Bioplynové stanice vytváří lokální synergie a podílí se na udržitelném cirkulárním hospodářství (archiv CZ Biom)

Období sucha se v našem regionu vyskytují od nepaměti. S globální změnou klimatu se však zvyšuje průměrná teplota vzduchu, která sama o sobě zvyšuje odpar z půdy, prodlužuje se vegetační sezóna a tím i nároky rostlin na vodu. K tomu navíc v posledních letech klesá množství srážek a nebo jsou srážky nevyrovnané, tím je efekt sucha daleko výraznější. O to důležitější je dostatečná schopnost zemědělské půdy vodu přijmout, zadržet a předat rostlinám.

Hektar dobře obdělávané černozemě může zadržet zhruba 3500 m3 vody, zdravá půda hluboká 1 m tedy až 300 tis. m3 vody/km2. Současná retence vody v ČR je však o 40 % nižší (5,04 mld. m3 vody), než je její celkový potenciál (8,4 mld. m3 vody).

Půdoochranná opatření jsou známa, mohou být šitá na míru konkrétnímu pozemku a je třeba je začít plošně aplikovat. Zahrnují zejména fragmentaci ploch, střídání plodin, využití meziplodin, aplikaci organické hmoty, agregaci techniky, setí bez orby, pásové zpracování půdy a další. Důležitou a komplexní úlohu v tom mají bioplynové stanice, které mohou vytvářet lokální synergie a napomoci tak udržitelnému cirkulárnímu hospodářství.

Zmenšování velikost lánů

V Evropě jsme proslulí scelenými lány polí. V rámci boje se zhoršujícími dopady sucha tak vznikají pobídky i motivace na jejich rozdělení. Zmenšením lánů vzniká hned celá řada kladných doprovodných jevů. Cílem je zkrátit návětrnou délku pole různými druhy větrolamů v podobě remízků nebo zalesněných pásů, které se k oddělení jednotlivých ploch přímo nabízí. Větrolamy sníží větrnou, ale i vodní erozi půdy. Je třeba však počítat s budoucími přesahy stromů do obdělávaných pozemků a také s horším pohybem techniky. Časem se tedy vliv větrolamu na přilehlý porost zvětšuje.

V místech s nižším rizikem větrné eroze je možné vytvořit zatravněné pásy, které pokud jsou vytvořeny současně v místech s akumulací vody, tak slouží jako vhodná opatření k zasakování vody. V každém případě tak vznikají méně kultivovaná prostředí pro celou škálu hmyzu a živočichů. Segregované plochy potom samy vybízejí k diverzifikaci pěstovaných plodin, která opět přispívá druhové rozmanitosti života na poli a v jeho okolí. Zvýší se také přirozeně prostupnost krajiny pro živočichy i lidi. 

Rozdělení lánů by tedy mělo probíhat v souladu s místními podmínkami tak, aby opravdu přinášelo efekt a ne jen nepříjemnosti se zhoršeným obděláváním.

Změna osevních postupů

Pěstování monokultur s sebou nese, kromě vyčerpávání půdy, i zvýšenou invazi plevelů, chorob a škůdců. Od 1. ledna 2020 je standardem dobrého zemědělského a environmentálního stavu půdy DZES nově zavedena podmínka omezující pěstování monokultur, a to nanejvýš na 30 ha souvislé plochy. Za souvislou plochu osetou monokulturou je potom považována taková, která není od sebe viditelně rozdělena pásy s ochranným porostem o minimální šířce 22 m nebo plochou s jinou plodinou o minimální šířce 110 m.

Pěstováním meziplodin jsou efektivněji a vyváženěji využívány živiny v půdě. Rozdílné druhy plodin mají různou hloubku a hustotu prokořenění, a také odlišné složení kořenových výměšků (exudátů), díky kterým mohou meziplodiny využít jejich hůře dostupné formy (např. hořčice lépe využívá fosfor z hůře přijatelných forem, než například obilniny).

V případě pěstování širokořádkových plodin, především na svažitých pozemcích, jsou doporučována opatření jako přerušovací pásy, zasakovací pásy, osetí souvratí, zpracování půdy a sadba po vrstevnici, odstraňování kamenů v případě kamenitých lokalit, důlkování a hrázkování. V případě vysokých plodin, jako je kukuřice, je vhodné využít podsevu (např. jetele). Kromě většího zapojení porostu, který zamezuje erozi a odpar, je pozitivně ovlivněna struktura půdy, zvýšeno vázání dusíku a současně jetel poslouží jako krmivo.

Opatření proti erozi

Další z významných půdoochranných opatření je snížení počtu vstupů techniky na pozemek. Zatížení pojezdovou technikou je jednou z hlavních příčin zhutnění zemědělských půd, a to ve velkém rozsahu. I nejkvalitnější úrodná půda pak výrazně sníží výnosy plodin a je více ohrožena větrnou a vodní erozí.

Utužením dochází ke snížení provzdušnění, infiltrační schopnosti, a tím i samotné retenční schopnosti. Stejně tak je však zhoršen příjem vody a živin rostlinami, které mají omezený prostor pro kořeny, podmínky pro život mikroorganismů a stejně tak je limitován prostor pro další půdní živočichy. Erozí a utužením jsou následně sníženy výnosy plodin, které v silně erodovaných půdách představují pokles až o 75 procent.

Moderní technologie nicméně již nabízí různá řešení, například odlehčený pojezd se sníženým tlakem na půdu, agregaci a minimalizaci operací a podobně. Optimalizace logistiky prací na poli samozřejmě vede i k úspoře pohonných hmot a dalších nákladů.

V souvislosti s vodní erozí je třeba vytvářet ochranné pásy nehnojené půdy podél vodních toků o šířce nejméně 3 m od břehu, v případě ploch s průměrnou sklonitostí vyšší než sedm stupňů o šířce nejméně 25 m. Tím je současně zamezeno úniku hnojiv do povrchových vod.

U svažitých pozemků nad čtyři stupně je doporučeno zamezit erozi a zvýšenému odparu trvalým pokryvem půdy, tedy po sklizni zachováním strniště včetně podmítky nebo založením porostu ozimů, víceletých pícnin nebo meziplodin.

Aplikace organických hnojiv

Zásadním přístupem k trvale udržitelné úrodnosti půdy je aplikace organických hnojiv. Nejvyšších výnosů je podle mnohých studií její kombinace s minerálními hnojivy.

Organická hmota ale na rozdíl od minerálních hnojiv svými vlastnostmi významně pozitivně ovlivňuje fyzikální (soudržnost půdy, tvorba půdních agregátů, retenční schopnost, vzdušný a tepelný režim půdy) a chemické vlastnosti půdy. Současně je v půdě filtrována a čištěna voda a jsou detoxifikovány a vázány některé škodlivé látky. Humusové látky obsažené v organické hmotě navíc vedou k vysokému poutání živin, které je 6 až 7x vyšší než například u jílových minerálů a mají tak přímý stimulační vliv na růst rostlin.

Poklesem chovu hospodářských zvířat po roce 1989 však došlo ke značnému snížení přísunu statkových hnojiv do zemědělství. Obrat situace a opětovné navýšení chovu hospodářských zvířat bude komplikované a do původní míry snad nemožné. Je to dáno změnou spotřebních návyků, vysokými nároky chovaných zvířat na vodu a krmiva a snahou o vytvoření potravinově efektivního hospodářství. Veřejnost diskutuje nad emisemi metanu a postupně snižuje spotřebu živočišných produktů. Všechny tyto aspekty nasvědčují, že statkových hnojiv bude i nadále nedostatek. Významnou náhradou může být digestát z bioplynových stanic (BPS).

Foto: V době sucha půdě i plodinám prospěje aplikace digestátu (Bedfordia Farms)

Přínos bioplynové stanice

Bioplynová stanice samozřejmě nemůže plně sanovat neúrodu způsobenou suchem, ale může vytvořit podmínky pro minimalizaci dopadů. Zemědělství je díky BPS do větší míry cirkulární a umožňuje využitelnost tržně obtížně uplatnitelných komodit, které ale z pohledu boje proti suchu a zlepšování stavu půdy jsou přínosné.

Bioplynové stanice mohou (kromě výroby energie) lokálně řešit i některé nedostatky v zacházení s půdou, včetně částečné náhrady chybějících organických hnojiv. Veškerou vstupní biomasu totiž anaerobním procesem přemění na bioplyn a digestát, který se pak v drtivé většině vrací zpět do půdy.

Foto: Biomasa se ve fermentoru přemění na digestát, který se zpravidla všechen vrací do půdy (Oregon Department of Agriculture@Flickr.com)

Pro udržitelné zemědělství je důležitou vlastností bioplynové stanice i variabilita vstupních surovin. Pro optimální provoz je vhodná ustálená denní dávka co do množství tak kvality.  Změna druhu substrátu je však možná a díky pozvolnému přechodu i technologicko-biologicky zvládnutelná. To umožňuje adaptaci na konkrétní podmínky jednotlivých hospodářských let. V případě nevydařeného růstu jedné plodiny je možné nečekat na propad ve výnosu a porost předčasně sklidit pro výrobu bioplynu. Stejně tak je možné využívat plodiny tvořící jen krycí vrstvu pozemku z důvodu stále se rozšiřujících lokalit trvale trpících suchem. Tyto plochy by si zasloužily přímou speciální podporu, aby došlo k jejich údržbě a ochraně bez tržní produkce. Biomasa z údržby těchto pozemků může být v BPS využita s tím, že bude nahrazena část vstupních substrátů. S výnosem však nemusí být trvale počítáno. Výhodou také je, že spotřebu vstupů je možné podle dostupnosti snížit. Vznikne tak sice ztráta na výkonu a výrobě bioplynu, ale jistě jde o ztrátu lépe zvládnutelnou, než snižování stavů hospodářských zvířat kvůli nedostatku krmiva. To se týká i obnovení na původní provozní hodnoty. 

Zatím nedoceněným přínosem BPS je šetrné využití povrchových i podzemních vod. Těžko můžeme pracovat na zadržení vody v krajině, když žádná nespadne. Snaha bojovat o každou kapku také dostane jiný rozměr, když si uvědomíme, že spotřeba vody na chlazení jaderných a uhelných elektráren v ČR dosahuje přibližně dvou násobku spotřeby pitné vody v českých domácnostech. Spotřeba vody při výrobě elektřiny a tepla je u všech obnovitelných zdrojů v porovnání s konvenční energetikou zanedbatelná. Konkrétně BPS veškerou odebranou vodu vracejí na pole a dokonce se rozvíjejí technologie na částečné zpětné využití vody z digestátu, například pro napájení nebo jako technologické vody. Současně se tím redukuje množství vyváženého digestátu a omezuje pohyb techniky po zemědělské půdě. Chceme-li boj se suchem brát vážně, musíme se dívat po úsporných opatření všude a nejen v zemědělství. Když voda nespadne a není, tak i ta co byla použita pro výrobu exportní elektřiny je nenahraditelná. Stejně se musíme dívat i na nové zdroje a spotřeba vody musí být součástí rozhodovacích procesů na úrovni státu.   

Článek byl publikován v týdeníku Zemědělec č. 22/2020 v rubrice Téma týdne.

Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem

Související články:

Mapy přínosu digestátu na zemědělské půdě v ČR
Využití hnojiv z biomasy jako zahradních substrátů
Pokročilé technologie zpracování digestátu aneb jak uplatnit cirkulární ekonomiku v praxi
Důležitá role digestátu v rozvojových zemích
Bioplynka, kompostárna a časem možná i pyrolýza
Bioodpad se promění na energii a hnojivo
Komposty na bázi separovaného digestátu a jejich aplikace na ornou půdu
Využití digestátu jako hnojiva
Proč je důležitá organická hmota v půdě

Zobrazit ostatní články v kategorii Bioodpady a kompostování, Bioplyn, Obnovitelné zdroje energie, Pěstování biomasy

Datum uveřejnění: 22.7.2020
Poslední změna: 22.7.2020
Počet shlédnutí: 461

Citace tohoto článku:
DAJČL, Julie, MORAVEC, Adam: V boji se suchem pomohou i bioplynky. Biom.cz [online]. 2020-07-22 [cit. 2020-10-20]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/cz-bioodpady-a-kompostovani/odborne-clanky/v-boji-se-suchem-pomohou-i-bioplynky>. ISSN: 1801-2655.

Komentáře:
ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto