Využití kompostů a jiných organických přípravků v zemědělství

Úvod

Tato práce se zabývá vlivy rostlinných zbytků, kompostů, hnoje/mrvy a tekutých přípravků vyráběných z kompostu na úrodnost půdy, výnosy plodin, výskyt nemocí a napadení škůdci v zemědělství a zahradnictví v oblasti mírného pásma.

Organické přípravky byly používány a aplikovány do půdy po staletí za účelem výživy plodin a zlepšení úrodnosti půdy, ale v mnoha oblastech nebyly tyto zdroje využity od té doby, co byla vynalezena umělá hnojiva a pesticidy. Pro zemědělce je aplikace hnojiv a pesticidů jednodušší a mohou lépe předvídat účinky na pěstované plodiny.

Dnes jsou zemědělci stále více tlačeni, aby omezili používání pesticidů a začlenili do své výroby nějaký způsob udržitelné ochrany půdy a zajistili vyšší kvalitu plodin. Organické přípravky mohou zlepšit zdraví půdy, působit jako prevence, kontrola a účinný prostředek při potlačování škůdců a nemocí.

Legislativa

Organické zemědělství je jediná forma udržitelného zemědělství, která je legislativně definována. (1)

Podle ustanovení EEC 2092/91 o organické produkci, musí být úrodnosti půdy docíleno užitím jedné z těchto tří metod:

• kultivací půdy pomocí rotačního programu (luštěniny, zelené hnojivo a hluboko kořenící rostliny);
• přidáváním chlévské mrvy „organicky“ chovaného dobytka;
• nebo přidáním jakéhokoliv organického materiálu z organické zemědělské produkce.

Když je to nutné, mohou být přidány i jiné přísady specifikované v příloze nařízení. Jsou to např. kompost, organický odpad z drůbežáren, kostní moučka, zbytkové produkty vzniklé při výrobě mléka, fosfáty atd. (2)

Plocha registrovaná pro organickou produkci se v posledních 15 letech dramaticky zvýšila. V některých evropských zemích (Rakousko, Švýcarsko) je již okolo 10 % půdy obhospodařováno organickým způsobem. V průměru je to v Evropě stále jen kolem 1,5 %. Ve státech jako jsou Kanada, Mexiko či USA je to v rozmezí 0,13 až 0,58 %. (1) V ČR se organickým způsobem hospodaří na výměře 254 995 ha, což představuje 5,97 % z celkové výměry zemědělského půdního fondu ČR. Převyšujeme tak průměr zemí EU, kde je organicky obhospodařované půdy v průměru 4 %. (3)

Praxe

Pěstování ovoce

Na Taiwanu se pro růst a kvalitu jahod nejlépe osvědčila směs kompostu a půdy v poměru 1 : 1. Hmotnost sušiny se zdvojnásobila (oproti kontrolním jahodám pěstovaným bez kompostu), výnos se zvýšil o více jak 70% a velikost plodů se zvětšila asi o 15%, a to u obou testovaných kultivarů „Allstar“ a „Honeoye“. (4)

V japonském regionu Yamaguchi spolek pěstitelů hrušek začal s aplikací kompostu za účelem vyprodukovat vysoce kvalitní ovoce. Výchozími surovinami kompostu jsou nejčastěji kůra, zbytky jídla a odpady z mlékáren. Důležitou roli hraje skladba kompostu, jeho kvantita a správná doba aplikace. Před samotnou aplikací musí být kompost plně vyzrálý. Pak může dobře posloužit jako ochrana před listovými chorobami. (5)

V San Franciscu začal v roce 1997 program na zneškodňování biologicky rozložitelného komunálního odpadu. Zbytky jídla z restaurací a fast-food společně s odstřižky vinné révy jsou kompostovány a následně aplikovány na blízkých vinicích. Kompost pomáhá vytvářet mikrobiální komunity, které usnadňují oběh živin a jejich dostupnost pro rostliny, zároveň potlačuje růst plevelů a pomáhá zachycovat půdní vlhkost, kterou postupně dodává rostlinám. V roce 2004 zahájilo stejný program i Los Angeles. (6)

Pěstování zeleniny

Olivové stromy jsou symbolickou plodinou mediteránních zemí. Representují nejtradičnější zemědělskou aktivitu a nejtypičtější část farmářské krajiny. Proto má pěstování oliv kulturní, ekonomický a ekologický význam pro mediteránní region. V terénním experimentu, který probíhal na farmě v jižním Španělsku, byl polotuhý produkt vzniklý při výrobě olivového oleje (TPOMW) recyklován kompostací s kozí chlévskou mrvou a stonky z vinné révy. Konečný produkt byl aplikován jako organické hnojivo do olivového sadu. Podle nařízení o provozu organických farem se získaný kompost aplikoval na plantážích olivovníků. Přidávaný poměr byl 25/30 kg na strom. Díky němu vzrostl obsah P a K v rostlinách ve srovnání s nehnojenými stromy. Nebyly zpozorovány rozdíly u N. Zkušenosti dokázaly, že kompost, který přispívá k péči o ekosystém a zajišťuje recyklaci organického odpadu, může být využit ve shodě s nařízeními o organickém farmaření. (2)

Hlavní limitní faktor pro klíčení je elektrická vodivost, která je ovlivněna obsahem solí v substrátu. Sole se tak stávají podstatnou složkou pro pěstování sazenic zeleniny. Pokus se uskutečnil ve Španělsku. Použity byly tři druhy zeleniny s různými nároky na salinitu substrátu:

• brokolice (Brassica oleracea),
• rajče (Lycopersicum esculentum) a
• cibule (Allium cepa).

Dva druhy testovaného kompostu se skládaly ze zbytků po vyluhování cukrů z čiroku, borovicové kůry a močoviny (kompost A) nebo pivovarnického kalu (kompost B). Namícháno a testováno bylo jedenáct substrátů. Brokolice byla nejméně ovlivněna slaností substrátu, zatímco rajče nejvíc. Sazenice cibule byly salinitou ovlivněny středně. Klíčivost rajčatových semen byla markantně redukována, když byl užit kompost A (s vysokou salinitou) v poměru nad 67%. Substráty, kde bylo kompostu A méně než 67 %, nemají žádné škodlivé účinky na růst a výživu brokolice, rajčat ani cibule. Při pěstování sazenic zeleniny lze úspěšně nahradit rašeliník - Sphagnum - kompostem. Substráty pro pěstování sazenic, kde je smíchán kompost s komerčním substrátem či rašelinou v poměru do 67%, mají dobrý vliv na klíčení a růst brokolice, rajčat i cibule. (7)

V Turecku proběhla dvouletá studie zkoumající účinky opakované aplikace odpadních kalů a kompostů na biologickou dostupnost těžkých kovů v půdě. Předmětem studia byla rajčata. Do půdy ve skleníku se aplikoval hnůj, odpadní kaly a kompost. Vzorky půdy byly odebrány hned po sklizni a určil se celkový i biologicky dostupný obsah vyluhovatelného Zn, Cu, Ni, Pb a Cd. Používání výše jmenovaných přípravků zvýšilo jak celkové tak biologicky dostupné koncentrace všech uvedených kovů, 9 x se zvýšila koncentrace u Zn, 6 x u Cu a 3 x u Pb. Celkové koncentrace všech kovů po aplikaci těchto přípravků sice nepřekročily stanovené limity znečištění (podle 86/278/CEE), ale pro dlouhodobé aplikace je nutno provést rozsáhlejší studii. (8)

Pěstování obilnin

V roce 1988 začal v Japonsku v regionu Yamagata projekt na využívání organických zbytků a podporu pěstování rýže. Místní vláda podpořila zemědělce a zároveň se jí podařilo vyřešit problém zpracování organických zbytků – jídla, podestýlky dobytka a slámy. Aby se prosadilo využití kompostu, bylo založeno společenství organických pěstitelů rýže. Jimi „speciálně vypěstovaná“ rýže může být prodávána za vyšší (neregulovanou) cenu. Ukázalo se také, že rýžová pole ošetřovaná kompostem dokázala mnohem lépe odolat neobvykle chladnému a nepříznivému letnímu počasí (byly mnohem menší ztráty oproti rýži klasicky pěstované). (5)

Zavlažování

Projekt zaměřený na toto téma se uskutečnil v USA ve státě Illinois. V oblasti horního středozápadu se vyskytují obecně půdy vynikajících vlastností, velice úrodné, s dobrým produkčním potenciálem. Projekt se ovšem zabýval půdami méně úrodnými, písčitými s velmi nízkou schopností zadržet vodu. Většina ploch v oblasti je zavlažována systémem centrálních pivotových zavlažovacích zařízení. Ve studii se proto vědci zabývali studiem efektů kompostu na dostupnost vody pro rostliny. Výzkum sledoval krátko- a středně-dobé použití zbytků z papírenských závodů a kompostovaných zbytků u písčitých půd v centrálním Wisconsinu. Bylo aplikováno od 10 do 20 tun suchého kompostu na akr, osevní postup zahrnoval střídání brambor a fazolí. U takto ošetřených ploch se zvýšilo procento dostupné vody o 5 až 45% v porovnání s normálními plochami. To vedlo ke snížení potřebných závlah o 10 - 90% . Ze studie vyplývá, že jestliže farmáři sami kompostují, mohou uspořit náklady snížením počtu závlahových cyklů. Nejefektivnější by byly vyšší aplikace kompostu (okolo 20 tun suchého kompostu na akr). Pokud se kompost musí nakupovat od externích dodavatelů, úspory na zavlažování nejsou příliš znatelné. (9)

Zlepšení kvality půdy

Z důvodu nízkého obsahu humusu a nadměrné eroze se snaží zemědělci v Andalusii od roku 1997 najít východisko pomocí použití kompostu. Půda v Andalusii obsahuje v průměru 1,7 až 3,4 procenta humusu, některé půdy však méně než jedno procento. Země bývá v létě velmi vysušena na podzim přicházejí silné deště, což umocňuje erozi. Kompost se ukázal jako velmi účinný pro řešení těchto problémů. V celé Andalusii je vyprodukováno 3,150,000 tun tuhého komunálního odpadu a 1,000,000 tun zahradního odpadu. Používá se též bahno a tekutý odpad ze zemědělství. (10)

Boj proti chorobám a škůdcům

Nezkompostované rostlinné zbytky, komposty, hnůj a extrakty z kompostů jsou často používány za účelem výživy plodin. Jejich aplikace jako prevence a kontrola škůdců či chorob je ale v současnosti téměř ojedinělá. Nicméně v USA a Nizozemí se nějaké úspěšné experimenty uskutečnily. V poslední době je zaznamenáváno stále více příkladů, kdy nezkompostované rostlinné zbytky, komposty a jejich extrakty či hnůj potlačily výskyt škůdců a nemocí pěstovaných plodin a příkladů, kdy po zapravení do půdy pozitivně ovlivnily zdraví půdy a umožnily přítomnost prospěšných mikroorganismů.

Je obecným pravidlem, že nadměrné používání dusíkatých hnojiv podporuje rozvoj listových chorob. Půdní patogeny a kořenové choroby jsou také obecně méně časté v organických systémech pěstování než v tradičních. Mechanismus boje rostlinných zbytků proti škůdcům je následující: některé rostlinné zbytky vylučují látky, které jsou pro škůdce bezprostředně toxické jako fenoly, taniny, azadirachtiny a ricininy. Ostatní vylučují látky, které se následně na toxické látky přeměňují - amoniak, nitráty, hydrogensulfidy. (1)

Výsledky projektu na testování používání kompostu jako alternativy chemických přípravků potvrzuje pozitivní účinky kompostu ze stromové kůry a pevného komunálního odpadu proti půdním nemocem. Kompost byl použit jako náhražka methylbromidu, používaného k desinfekci půdy - zvláště k ochraně proti Fusarium oxysporum, Phytophthora spp., Verticillium spp. a některým nežádoucím nematodům. Zkoušeny byly různé poměry příměsí do kompostů, pH media bylo 6,5 a kompost byl zahříván na 60°C po dobu šesti dnů, aby byla odstraněna mikroflóra. Kompost z dužiny vinných hroznů má díky vyššímu pH a menší dostupnosti mikroelementů lepší účinky proti chorobám než například korkový kompost. (11)

Závěr

Ačkoliv již dnes existuje efektivní strategie ochrany plodin a zvyšování výnosů plodin bez použití pesticidů a umělých hnojiv, ve srovnání s konvenčními postupy je příliš drahá. Proto stále převažuje v mírném pásu systém pěstování plodin založený na dlouhodobých monokulturách. Jedním z klíčových problémů je tedy ekonomika, která omezuje rozvoj ochranných strategií pro organické zemědělství.

V ČR jsou některé oblasti ekologického zemědělství (EZ) zajištěny na dostatečné úrovní (legislativa, státní podpora), jiné naopak nejsou úměrně rozvinuté a jejich vývoj je žádoucí podporovat. Je třeba rozšířit výzkum a vzdělávání zemědělců, podporovat domácí trh s produkty EZ a v neposlední řadě i informovat spotřebitele o jejich existenci a výhodách. Proto Ministerstvo zemědělství (MZe) přistoupilo ke zpracování Akčního plánu MZe pro rozvoj ekologického zemědělství do roku 2010, který podpoří další vývoj EZ. (3)

Současný vývoj situace nasvědčuje tomu, že s postupujícím výzkumem bude význam ekologicky udržitelné produkce stále stoupat a organické přípravky jako rostlinné zbytky, kompost, hnůj/mrva a extrakty z kompostu se opět začnou dostávat na „pole“ zájmu.

Literatura

1. LITTERICK, A.M., HARRIER, L., WALLACE, P., WATSON, C.A., WOOD, M.: The Role of Uncomposted Materials, Composts, Manures and Compost Extracts in Reducing Pest and Disease Iincidence and Severiny in Sustainable Temperate Agricultural and Horticultural Crop Production – A
    
2. Review, Critical Review in Plant Science, 23(6), 2004, 453-479
    
3. CAYUELA, M.L., SÁNCHEZ-MONEDERO, M.A., MOLINA, J., ROIG, A.: Compost Production From Olive Oil Processing, BioCycle World, February 2005
    
4. Akční plán ČR pro rozvoj ekologického zemědělství do roku 2010, Ministerstvo životního prostředí, 2004
    
5. WANG, Y. SHOW; LIN SHIN-SHAN: Compost as Soil Supplement Enhanced Plant Growth and Fruit Quality of Strawberry, Journal of Plant Nutrition, Vol.25, No.10, 2002, 2243-2259
    
6. HATA MIWAKO: Japanese Rice Farmers and Pear Growers Make Good Use of Compost, BioCycle World, June 2001
    
7. FARRELL, M.: Vineyards Make Switch to „Four Course“ Compost, BioCycle World, February 2005, West Coast Conference Preview
    
8. SÁNCHEZ-MONEDERO, M.A., ROIG, A., CEGARRA, J., BERNAL PILAR, M., NOGUERA, P., ABAD, M., ANTÓN, A.: Composts as Media Constituents for Vegetable Transplant Production, Compost Science & Utilization, 2004, Vol.12, No.2, 161-168
    
9. TOPCUOĞLU, B.: Effects of repeated applications of sewage sludge and MSW compost on the bioavailability of heavy metals in greenhouse soil (original research), Polish Journal of Environmental Studies Vol.14, No.2, 2005, 217-222
    
10. FRIEND, D.: Using Compost To Reduce Irrigation Costs, BioCycle World, December 2004
     
11. KERNER, A.; ÁLVAREZ, J.M.: Broadening Compost Use In Southern Europe, BioCycle World, October 2004
     
12. TRILLAS, I., AVILES, M., ORDOVAS, J., BELLO, A., TELLO, J.C.: Plant Disease Control – Using Compost as a Methyl Bromide Alternative, BioCycle World, September 2002
     
13. JURGENS, R.: Applying Compost in Agriculture, BioCycle World, July 2004

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost