Kompost je energie vrácená do půdy

Již více než deset tisíciletí se rozvíjí civilizovaná lidská společnost, což souvisí s rozvojem zemědělství a jeho schopností uživit zdárně se množící lidský druh. Tento rozvoj nabral značné zrychlení osvojováním si schopností využívat zdroje fosilní energie, které příroda stamiliony let trpělivě utvářela. Ovládáním koně dokázal člověk svoji sílu povýšit o jeden řád výše, ovládáním moderní výkonné techniky těch řádů exponenciálně přibývá.

Produktivita práce tak sice nebývale narůstá, je to však zároveň signál narůstající nerovnováhy v přírodě. Zákon o zachování energie platí, a pokud bude půda základním médiem pro transformaci různých forem energie pro uspokojování energeticko-výživných potřeb člověka, je respektování a péče o dobré fungování celého přírodního cyklu mimořádně důležité.

Degradace zemědělské půdy

V posledních desetiletích se v Evropě i ve světě velmi zvýšila intenzita procesů degradace zemědělské půdy. To má zásadní vliv na další oblasti společného zájmu, jako je ochrana vody, lidského zdraví, změna klimatu, ochrana přírody a biologické rozmanitosti a bezpečnost potravin. Jedním z důležitých a dostupných opatření k nápravě je aplikace kompostu.

Proces degradace zemědělské půdy probíhá i v České republice. Na jednoho obyvatele ČR připadá v průměru 0,41 ha zemědělské půdy (z toho 0,29 ha orné půdy). Od roku 1927 jsme ztratili jednu pětinu veškeré zemědělské půdy a přitom polovina ze zbývající půdy je ohrožena erozí, kontaminací či jiným způsobem.

Vodní eroze ohrožuje více než polovinu ploch zemědělské půdy. Podle Výzkumného ústavu meliorací a ochrany půdy se odhaduje, že je poškozeno kolem 1,4 mil. ha, z toho je přibližně 450 tis. ha poškozeno výrazně. Různým stupněm větrné eroze je v Čechách ohroženo potenciálně 23 %, na Moravě a ve Slezsku 41 % orné půdy.

Vývoj půdní reakce naznačuje stále výraznější trend okyselování půd. Je to způsobeno drastickým snížením spotřeby vápenatých hmot (asi na jednu desetinu stavu před rokem 1990). V rámci republiky pokleslo průměrné pH o 0,1 stupně u orné půdy, chmelnic, vinic i ovocných sadů. U půd trvalých travních porostů činí průměrný pokles 0,2 stupně. Vývojový trend obsahu přístupného vápníku v půdě naprosto jednoznačně koreluje s hodnotou pH a má mírně se zhoršující tendenci. Obsah přístupného fosforu u orných půd se od roku 1990 v průměru ČR snížil o 13 mg/kg půdy. U trvalých travních porostů je v rámci ČR patrná stagnace obsahu přístupného fosforu v půdě.

Vývoj obsahu přístupného draslíku má jednoznačně negativní tendenci v půdách všech druhů. V průměru ČR poklesl na orné půdě obsah draslíku o 54 mg/kg půdy. Hmotnostní poměr draslíku k hořčíku se dále snižuje. Vývojový trend obsahu přístupného hořčíku na orné půdě i dalších druzích pozemků není jednoznačný.

Zhutněním je ohroženo kolem 30–50 % všech zemědělských půd, a to převážně technogenním zhutněním, způsobeným použitím nevhodné mechanizace. Ve zranitelných oblastech se nachází 44 % z celkové výměry zemědělské půdy v ČR (49 % z orné půdy).

Půda je organizmus

Půda je dynamický živý systém, který se tvoří, vyvíjí a udržuje vlivem okolního prostředí. Jednotlivé složky půdy reagují navzájem, ale i s živými organismy, pro které je půda životním prostředím. Jako taková je i zdrojem dalšího, velmi pestrého života. Podmínkou je zejména dostatečná složka organické hmoty.

Organický podíl tvoří v průměru 6 % hmotnosti půdy, ale obsah organické hmoty se v půdě pohybuje v širokém rozmezí od 1 % v chudých písčitých nebo intenzivně zemědělsky obhospodařovaných půdách až po 80 % v rašelinných půdách. Zjednodušeně – obsah organické hmoty by měl dosahovat 2–2,5 %, průměrná hodnota u nás činí pouhých 1,5 %. Organický podíl v sobě zahrnuje neživou organickou hmotu v různém stupni rozkladu a živé organismy. Mrtvá organická hmota tvoří přibližně 85 % veškeré půdní organické hmoty, živé organismy a kořeny 15 % (9 % kořeny, 4 % mikroorganismy a 2 % živočichové). Přes svůj malý podíl jsou půdní organismy tou částí půdního ekosystému, která zajišťuje veškerý rozklad organické hmoty vstupující do půdy. Více než 90 % půdních organismů jsou heterotrofové, kteří získávají energii postupným rozkladem rostlinného odpadu, mrtvých těl organismů, ale i požíráním živých organismů.

Kompost vrací energii

Energie transformovaná do půdy v organické hmotě je výjimečná tím, že není určená pro další přímé využití člověkem jako většina jiných forem transformované energie. Je to v podstatě akumulovaná sluneční energie, která slouží jako jeden ze základních zdrojů energie pro růst rostlin. Je v ní koncentrována i ta část energie, kterou člověk nedokáže využít (tedy v podstatě odpadní) z energie, kterou již obvykle vložil do některého jiného produktu, původně pro svou potřebu.

V současné době se v ČR ročně aplikuje ve stájových hnojivech odhadem pouze 0,6 až 0,7 t organických látek na 1 ha orné půdy. To znamená o 1–1,5 tuny na ha méně oproti potřebě. Tato energie půdě samozřejmě chybí. Šancí pro zvýšení obsahu organické hmoty v půdě je kompostování.

Kompostováním navracíme energii zpět do půdy, aby mohla být opět využita pro růst rostlin, a tím byly vytvořeny přirozeně optimální podmínky pro jejich důležitou roli - produkci kyslíku. Zvyšování obsahu organické hmoty v půdě znamená i větší schopnost vázat, resp. uskladňovat v půdě emise uhlíku.

Positivní působení kompostu na půdu, život v půdě i život rostlin je mnohostranné a vytváří komplexní efekt: kompost zlepšuje zpracovatelnost půdy, zvyšuje sorpční schopnosti lehčích půd, nakypřuje utužené a těžké půdy, může redukovat choroby rostlin i působení škůdců, snižuje kyselost půd a stabilizuje hodnotu pH, zvyšuje vodní jímavost a vodní kapacitu, snižuje vodní erozi na svazích, snižuje spotřebu vody, zabraňuje vysychání půd, dlouhodobě zabezpečuje rostliny důležitými živinami, zvyšuje vzcházivost osiv i sadby, regeneruje narušené půdy a podporuje život v půdě.

Zlepšená vodní jímavost půdy zlepšuje zpracovatelnost půdy a snižuje spotřebu energie při jejím obdělávání. Lepší vodní jímavost (organická půdní substance je schopna absorbovat až 20násobné množství vody ve své hmotnosti) může přispět k omezení dezertifikace půd, právě tak jako předcházet povodním.

Bohatý obsah živin

Složení a obsah živin v kompostu závisí na vstupních surovinách, námi uváděné hodnoty je proto možné brát jako orientační. V průměru obsahuje kompost z biologického odpadu celkem 5–16 kg dusíku v 1 t kompostu. V sušině je to v rozmezí 0,5–2,5 %. Více než 90 % celkového množství dusíku v kompostu je vázáno v organických látkách. Přibližně jedna až dvě třetiny celkového množství dusíku v kompostu je přítomné v huminových kyselinách. Proto velká část dusíku přítomného v kompostu není okamžitě přístupná rostlinám, ale může být postupně mineralizována a následně rostlinami využita. Např. organický dusík v kompostu, který pochází z rostlinných pletiv, je mnohem více odolný vůči mineralizaci než organický dusík, který pochází z živočišných tkání. Příjem dusíku u polních plodin závisí rovněž na požadavcích rostlin na dusík a na dynamice příjmu dusíku. Dusík je základním stavebním kamenem pro tvorbu bílkovin a výnosotvorným faktorem. Asi 5 až 20 % dusíku je možné považovat za dusík dostupný pro rostliny už v průběhu prvního roku.

Koncentrace fosforu v kompostu z biologického odpadu se standardně pohybují mezi 2,5–13 kg v 1 t kompostu, v sušině je to 0,25–2,0 %. Na jedné straně kompost obohacuje půdu o fosfor pomocí přímého dodání do půdy (20-40 % fosforu je okamžitě přístupné pro plodiny). Organický fosfor v kompostu z rostlinných materiálů je snadno rozložitelný a je uvolňován ve formě orthofosforečnanu, který je snadno přístupný pro plodiny. Organická hmota neposkytuje pouze zdroj fosforu z mineralizace, ale rovněž může snížit kapacitu kyselých zemin fixováním fosforu. Fosfor se v kompostu stane téměř dostupným pro plodiny v průběhu tří vegetačních období po aplikaci kompostu. Celkový obsah fosforu v kompostu může být považován jako náhrada minerálního hnojení fosforem. Fosfor společně se sírou řídí hospodaření s energií.

Koncentrace draslíku v kompostu se pohybuje mezi 3–13 kg na 1 t kompostu, v sušině 0,3–2,0 %. Kompost ze zelených rostlin často vykazuje zvýšený obsah draslíku. Z důvodu vysoké rozpustnosti draslíku ve vodě může docházet ke ztrátám vyluhováním, pokud je kompost vystaven dešti. Obsah dostupného draslíku v půdě se typicky zvyšuje při aplikaci kompostu, který je vyrobený z rostlinných zbytků. Okamžitá dostupnost draslíku pro plodiny může přesáhnout 58 % z celkového množství přítomného v kompostu, zbytek draslíku pak lehce mineralizuje. U draslíku, pokud jde o jeho dostupnost v organických hnojivech, lze počítat prakticky se stoprocentní využitelností. Draslík zásadně ovlivňuje hospodaření s vodou.

Tržní hodnota kompostu

Tržní cena kompostu je obvykle odvozována od ceny živin v minerálních hnojivech. To je ale pouze její část, která skutečnou hodnotu kompostu nedokáže postihnout. V odborné literatuře se zdůrazňuje, že používání kompostu je důležité zejména z hlediska jeho pozitivního vlivu na fyzikálně chemické vlastnosti půdy a dává tomuto hledisku prioritu před hnojivými efekty kompostu. Ekonomika volného trhu tyto pozitivní vlivy ale bohužel ekonomicky vyjádřit nedokáže. Důsledkem jsou nízké tržní ceny kompostu, které jeho skutečnou hodnotu zdaleka nevyjadřují.

Ceny kompostu v EU vykazují poměrně široké rozpětí. Na specializovaném zahradnickém trhu se ceny pohybují nad 40 EUR/t. Většina kompostu se ale uplatňuje na zemědělském trhu, kde v severních evropských zemích je cena kompostu nad 15 EUR/t v jižních evropských zemích může být cena vyšší, tedy asi 50–100 EUR/t. Švýcarské prameny počítají s aktivním saldem při hnojení kompostem jako významnou substitucí minerálních hnojiv kolem 2000 Kč/ha.

Na první pohled je zřejmé, že peněžní hodnoty služeb ekosystémů výrazně převyšují ekonomické užitky z využívání území k ekonomickým účelům. Přitom způsob obnovy kyslíku a klimatizační službu ekosystémů nelze technologicky nahradit.

Kvalitní půda s dostatkem organické hmoty je schopna poskytovat hodnotné ekosystémové služby. U nás je příkladem odhadu hodnoty ekosystémových služeb práce týmu Seják, Pokorný „Oceňování ekosystémových služeb na příkladu říční nivy“ (viz tab.2). Obecně je ale ekonomika ekosystémových služeb u nás zcela zanedbávaná. Trh s kompostem je tak záležitostí nesystémovou, resp. prakticky neexistuje.

I když má každá země svá specifika, je nepochybné, že největší prostor pro využití kompostů (nejméně polovinu z jeho celkové produkce) představuje zemědělská půda. Pokud tedy chceme podpořit trh s komposty, je třeba podstatnou část obchodních aktivit producentů kompostu směřovat k zemědělcům.

Tab. 1 - Odhad uplatnění kompostů ve vybraných sektorech EU (Zdroj: Statistika European Compost Network ECN e.V.)

Odhadovaná oblast využití kompostu	Podíl z celkové produkce
Rostlinná výroba	54 %
Tvorba krajiny	10 %
Rekultivace	15 %
Speciální aplikace	2 %
Výroba profesionálních substrátů	14 %
Hobby zahradnictví	5 %

Tab. 2 – Odhad hodnoty služeb ekosystémových služeb (Zdroj: Seják, Pokorný a kol.)

Ekosystémová služba	Hodnota ekosystémové služby (tis. Kč/ha/rok)
	říční niva	lesní porost	odvodněná podhorská pastvina
Protipovodňová	25	-	-
Produkce nadzemní biomasy	20	-	20
Retence živin	35	-	-
Biodiverzita	284	-	80
Produkce kyslíku	1750	3500	1750
Klimatizační	14 000	16 800	8400
Podpora krátkého vodního cyklu	14 250	17 100	8550
Služby celkem	30 364	37 400	18 800

Závěr s otazníky

• Biogeochemické cykly látek v přírodě jsou dávno známou a poměrně dobře prozkoumanou skutečností. S technickým a technologickým rozvojem do nich člověk často dokáže vstupovat, mnohdy i s krátkodobě positivními efekty – např.zvýšení produktivity, zvýšení kvality. Problémem se však mohou stávat efekty dlouhodobé, které se narušením přirozených cyklů projevují obvykle negativně. Negativa přístupu člověka k půdě dosáhla již takových rozměrů, že je to stále více chápáno jako celospolečenský problém. Pro odbornou veřejnost je to nepochybně významný varovný signál. Stav půdy má přímý vliv na změny klimatu a je klíčový pro zachování biodiverzity.
• Zákon o zachování energie je zákonem s obecnou platností. Ve vztahu k biomase musí proto jednoznačně platit, že pokud chceme energii z biomasy získat, musíme do jejího produkčního cyklu i potřebnou energii dodat. S těmito energetickými vstupy člověku významně pomáhá Slunce i voda, ale ani ty nedokáží dělat zázraky, pokud příslušné prostředí není pro příjem jejich energie optimálně naladěno. Situaci přirozeně komplikuje, že do celého procesu vstupuje celá řada forem energií, které se pak rozmanitými způsoby vzájemně transformují. Dlužno dodat, že ani v odborných kruzích nejsou tyto procesy dostatečně popsány, zejména ve vzájemných souvislostech, v popisu jejich účinností i jejich kvantifikaci. Ani řada profesionálů se těmito souvislostmi nezabývá a často to není z pouhé neznalosti. Mediální dezinterpretace a nekvalifikovaná politická rozhodnutí nemohou pak být žádným překvapením.
• Environmentální vlivy – tento pojem není jednoznačně uchopitelný, ve vztahu k půdě je však působení kompostů velice pozitivní a ve srovnání s jinými technologiemi zpracování biomasy s podstatně lepšími efekty než např. technologie výroby bioplynu. Spalování biomasy je na tom z tohoto pohledu nejhůře.
• Ekonomika vykazuje v oblastech souvisejících s biologickými procesy značné mezery. Reálné objektivní ekonomické údaje v této oblasti téměř neexistují, navíc jsou obvykle zneprůhledněny různými systémy podpor. A závažné je, že nedokážeme (nebo nechceme?) ekonomicky ocenit přínos ekosystémů. V tom je dluh ekonomů zásadní. Např. podle výsledků sledování KTBL (Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft) je - samotné minerální hnojení nejdražší, což je zcela v rozporu s povědomím tradovaným u nás, že aplikace kompostů je drahou technologií.

Otazníky vyplývající z těchto odstavců nemohou v žádném případě působit kategoricky, přínosem by ale bylo, kdyby dokázaly přispět ke kvalifikované diskusi.

Tweet

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky