HUMAVIT - nové humusové hnojivo zabezpečujúce pôdnu úrodnosť

1. Úvod

HUMAVIT je organicko-humusové hnojivo vyrobené novou technológiou spracovania hnojovice z veľkochovov živočíšnej výroby, ktorá rieši ekologické problémy doterajších spôsobov priamej aplikácie hnojovice na pôdu. Nová technológia umožňuje nielen ekologické riešenie problémov veľkých množstiev ekologický nezvládnuteľných exkrementov, ale má aj významný vzťah ku ekonomike využívania organickej hmoty z hnojovice, v nej prítomných živín, mikroelementov, stimulátorov rastu, ako i ku biologickej aktivite mikroorganizmov.

Priama aplikácia hnojovice na pôdu je vždy viazaná rizikom zhoršenia jej vlastností (zasolenie, znečistenie organickými látkami, zvýšená infekcia atď.), spôsobuje zaburinenie a ohrozuje kvalitu dopestovaných produktov. Hnojovica predstavuje rizikový faktor aj pre hydrosféru, hlavne pri znečisťovaní podzemných a povrchových vôd. Riziká sú zvlášť vysoké v podmienkach Slovenskej republiky, v dôsledku vysokej koncentrácie chovov živočíšnej výroby. Podľa kvalifikovaných odhadov, viac ako 60 % prevádzok živočíšnej výroby nezodpovedá kritériám ochrany a tvorby životného prostredia. Platí to predovšetkým pre nedostatočné spracovanie hnojovicovej koncovky a nevhodnej lokalizácie fariem.

Novou technológiou vyrábané humusové hnojivo spĺňa všetky predpoklady z hľadiska ochrany produkčného potenciálu pôd, predovšetkým z dôvodu vysokého obsahu uhlíka a obsahu humusu s prevahou humínových kyselín. Opatrenia na zvyšovanie a ochranu pôdnej hmoty sú implementované do rozhodujúcich dokumentov o pôde, ktorými sú Svetová a Európska charta o pôde. Rovnako to platí i pre dokumenty platné v SR a zákonné opatrenia na ochranu pôdy.

2. Technológia spracovania hnojovice na humusové hnojivo

Pri spracovaní hnojovice máme principiálne dve možnosti ako využiť obsah organických látok v nej obsiahnutých. Sú to anaeróbny rozklad, využívajúci metanogenézu na výrobu bioplynu a aeróbne kompostovanie substrátu, ktorý získame z odvodneného kalu hnojovice. Pri výbere technológie spracovania hnojovice je vždy potrebné zvážiť jej vlastnosti a stávajúce podmienky realizácie, ktoré v konečnom dôsledku stanovujú investičné a prevádzkové náklady stavby a jej ekonomiku, zhodnocovaním získaných produktov.

Doteraz pri spracovaní hnojovice sa používala len technológia výroby bioplynu, ktorá má niekoľko obmedzení, čo nedovoľuje v mnohých konkrétnych prípadoch dosiahnuť ekonomickú rentabilitu takéhoto procesu. V prvom rade je to veľmi nízky obsah sušiny, zvlášť v hnojovici ošípaných (zvyčajne 1,5 – 3 % hm.), ktorý nie je dostatočný v dôsledku malého množstva vznikajúceho bioplynu z jednotkového objemu hnojovice za časovú jednotku. Tento problém je možné riešiť doplňovaním obsahu sušiny hnojovice inými, na sušinu bohatšími organickými odpadmi (najjednoduchšie slamou), avšak pri veľkých množstvách spracovanej hnojovice ročne (10.000 m³ a viac), je ekonomicky náročné doplniť obsah sušiny v hnojovici na 10-12 %. Na druhej strane použitie slamy na dosycovanie hnojovice sa považuje za nevyhovujúce v dôsledku výroby hnoja mimo maštale, čo eliminuje hlavné prednosti bezpodstieľkového ustajnenia a vedie k nevhodnému kolobehu slamy. Ďalším problémom tohto postupu je existencia kalovej vody a vyhnitý kal. Vyhnitý kal, ktorý sa používa na hnojenie, má pomerne nízky hnojivý účinok (väčšia časť organických látok bola využitá na produkciu bioplynu) a značný infekčný charakter, nakoľko vyhnívanie prebieha mezofilnej oblasti, kde nedochádza k účinnej dezinfekcii kalu. Podobným problémom je likvidácia prebytočného kalu u komunálnych B-ČOV, u ktorých kal po výrobe bioplynu, vo väčšine prípadov, je potrebné deponovať bez možnosti ďalšieho využitia. Energetické využitie bioplynu je problematické najmä v letných mesiacoch a to aj v prípade aplikácie kogeneračnej jednotky. Na Slovensku je táto možnosť ďalej sťažená s tou skutočnosťou, že neexistuje právna úprava pre výkup elektrickej energie z biomasy do siete. Kalová voda z anaeróbneho procesu má stále vysoký obsah organických látok, takže bez ďalšej úpravy sa nedá vypustiť do recipientu resp. v zmysle novej legislatívnej úpravy používať na polievanie.

Z tohto hodnotenia vyplýva, že pri anaeróbnom spracovaní hnojovice nie je uzavretý kolobeh organických látok v danom systéme, čím vzniká nebezpečenstvo znečistenia podzemných a povrchových vôd a pôdy organickými látkami. Tento stav je z ekologického hľadiska neprijateľný a po sprísnení zákonných predpisov o nakladaní so živočíšnymi exkrementami aj neprípustný. Z týchto dôvodov sme hľadali taký, nový spôsob spracovania hnojovice, ktorý by riešil hore uvedené problémy a nová technológia by poskytovala štandardný, trhom akceptovateľný výrobok. Takouto technológiou je chemické ošetrenie hnojovice s následným odvodnením a separáciou kalu, ktorý sa stáva základnou zložkou substrátu, ktorý sa riadeným kompostovaním transformuje na organicko-humusové hnojivo - HUMAVIT. Tento technologický postup dovoľuje spracovať priamo pri kompostovaní aj iné biologicky rozložiteľné poľnohospodárske a komunálne tuhé odpady, tvoriace s odvodneným kalom z hnojovice vhodný substrát pre kompostovanie, čo je plne v súlade s novými trendmi v poľnohospodárskej výrobe, kde sa do popredia dostáva tzv. ekologické poľnohospodárstvo. V tomto procese sa uplatňuje recyklácia biologických odpadov so všeobecne známym, ale málo využívaným princípom kompostovania. Súčasne je možné kompostovanie pozitívne hodnotiť i z ekonomického hľadiska, nakoľko produkuje vysoko hodnotný a predajný organický substrát. Nový technologický postup /1/ na spracovanie 100.000 m³ hnojovice a výroby 4.000 ton HUMAVITU ročne sa realizoval na RDP Koš a na výstave Agrokomplex 2000 v Nitre obdržal hlavnú cenu „Zlatý Kosák“, v oblasti vedy a výskumu.

3. Kvalitatívne parametre humusového hnojiva HUMAVIT

HUMAVIT je organicko-humusové hnojivo vyrobené z hnojovice ošípaných. Jeho základnou a najcennejšou zložkou je humus, ktorý vzniká z organických surovín biochemickými reakciami. Riadenou aeróbnou fermentáciou vznikajú humusové látky vysokej kvality s priaznivým pomerom uhlíka ku dusíku a s prevahou humínových kyselín. Pri riadenej fermentácii sa dosahuje teplota v substráte 65-70°C, čím dochádza k likvidácii patogénnych organizmov a dosahuje sa hygienická nezávadnosť hnojiva. Prirodzené ochranné látky prítomné v HUMAVITE umožňujú znižovanie dávok prípravkov na ochranu rastlín v priebehu vegetácie. Humusové hnojivo HUMAVIT vyrobené popísanou technológiou bolo hodnotené slovenským autorizovaným orgánom UKSUP Bratislava, ktorý dňa 20. februára 2003 vydal rozhodnutie o registrácii č. 00046/2003 pre humusové hnojivo HUMAVIT, v zmysle Vyhlášky MP SR č. 20/2001. Podľa rozhodnutia UKSUPU zo dňa 17. októbra 2003, HUMAVIT spĺňa kritériá a je zaradený do ekologického poľnohospodárstva, čo bolo potvrdené vo Vestníku MP SR z 29. októbra 2003. Humusové hnojivo HUMAVIT má nasledovné vlastnosti :

• je hygienicky nezávadné
• má stále zloženie a vysoko hnojivý a kultivačný charakter
• je zdrojom vysokého obsahu organického uhlíka
• je pomerne bohatým zdrojom živín NPK
• je zdrojom stopových prvkov
• uvoľňuje živiny podľa potreby rastlín
• znižuje straty živín vyplavovaním a odparovaním
• nespotrebované živiny zostávajú v pôde a sú k dispozícii v ďalšom rastovom období
• prejavuje vysokú asanačnú schopnosť pri regenerácii a sanácii pôd
• umožňuje úsporu minerálnych hnojív, čím sa znižuje zasolenie pôd
• výrazne zlepšuje štruktúru pôdy, respiračné a biologické procesy, čo zvyšuje rast biomasy
• znižuje kyslosť pôd

Zloženie a hodnoty parametrov humusového hnojiva HUMAVIT sú uvedené v tab.1.

Narastajúci deficit pôdnej organickej hmoty na Slovensku vyvoláva požiadavku nových zdrojov organického uhlíka. Keď sa HUMAVIT posudzuje podľa koeficientu uhlíka, ktorý vyjadruje obsah uhlíka v tonách v jednej tone humusového hnojiva vychádza záver, že HUMAVIT je veľmi kvalitným hnojivom. Tak isto za významný fakt sa považuje asanačná schopnosť HUMAVITU, ktorá vyplýva z mikrobiálnej aktivity, z obsahu humínových kyselín a ich dekontaminačných účinkov. Humínové kyseliny vytvárajú s rizikovými ťažkými kovmi nerozpustné zlúčeniny a imobilizáciou ťažkých kovov sa znižujú ich vstupy do rastlinných produktov /2/. Asanačná schopnosť HUMAVITU je zvlášť vhodná na zvyšovanie hygieny pôd degradovaných či už chemicky, vplyvom priemyselných exhalátov, pôd s výskytom geochemických anomálií, ale i pôd fyzikálne degradovaných ľudskou činnosťou a plošnou eróziou zhutnených a zasolených pôd (rekultivácia pôd).

4. Starostlivosť o pôdnu organickú hmotu

Nezastupiteľným predpokladom pôdnej úrodnosti je starostlivosť o pôdnu organickú hmotu, ktorá patrí medzi určujúce faktory tvorby úrody. V pôde je zastúpená neživou organickou hmotou a živými pôdnymi organizmami. Tieto zložky sú navzájom podmienené, živé organizmy, či už mikroorganizmy (baktérie, huby, atď.), alebo aj makroorganizmy (červy, dážďovky a pod.) pôsobia na neživú organickú hmotu. Vyvolávajú chemické a mechanické zmeny, ovplyvňujú tvorbu organických látok a tým aj obsah humusu v pôde.

Humus je pestrá zmes organických zlúčenín s vysokým obsahom uhlíka, ktoré vznikajú rozkladom organických látok. Priaznivo ovplyvňuje fyzikálne a chemické vlastnosti pôdy, zlepšuje jej štruktúru, obrábateľnosť, tepelný, vodný a vzdušný režim. Udržuje biologickú aktivitu pôdy, podieľa sa na schopnosti viazať živiny a do značnej miery rozhoduje o pôdnej úrodnosti. Z uvedeného vyplýva nevyhnutnosť udržovania obsahu pôdnej organickej hmoty minimálne na takej úrovni, aby sa zachovala rovnováha medzi stratami organickej hmoty spôsobenými mineralizáciou (premena organických látok na anorganické) a medzi prísunom organickej hmoty do pôdy.

Základným zdrojom pôdnej organickej hmoty sú rastlinné zvyšky a doplnkovým zdrojom organické hnojivá. V súčasnej poľnohospodárskej praxi nastal pomerne prudký pokles úrod pestovaných rastlín, a tým i pokles prísunu organických látok do pôdy zaorávaním pozberových a koreňových zvyškov po zbere úrody. Znamená to všeobecne zníženie prísunu organickej hmoty do pôdy ako humusotvorného materiálu. Prejavuje sa to na postupnom narastaní strát pôdnej organickej hmoty a následne aj v úbytku humusu a znižovaní pôdnej úrodnosti. Proces strát organickej hmoty sa najviac uplatňuje v zeleninárstve, ktoré patrí k najintenzívnejším odvetviam poľnohospodárskej výroby so zvlášť vysokými nárokmi na výživu a hnojenie pri viacnásobnom pestovaní počas roka na tom istom stanovišti. Z uvedeného vyplýva, že pri zvyšovaní strát pôdnej organickej hmoty je potrebné nahradzovať straty pôdnej organickej hmoty doplnkovými zdrojmi, ktorými sú organicko-humusové hnojivá. Opatrenia na udržovanie obsahu a kvality humusu sú základnou podmienkou nielen dosahovania vysokých úrod, ale aj pre zabezpečovanie produkčných a ekologických funkcií pôdy. Táto nutnosť vyvoláva potrebu bilancovania pôdnej organickej hmoty, čím rozumieme porovnávanie vstupov a výstupov organických látok do pôdy a z pôdy.

Množstvo organickej hmoty sa najčastejšie vyjadruje v kg resp. tonách organického uhlíka na pestovateľskú plochu (m², ár, ha) za obdobie jedného roka. Pri aplikácii organických hnojív to znamená množstvo uhlíka v kg resp. tonách aplikovaného do pôdy jedným kg resp. tonou hnojiva. Toto množstvo vyjadrujeme pomocou koeficientu uhlíka pre jednotlivé druhy hnojív (CH). Množstvo uhlíka (podľa metodiky VÚPOP) pre jednotlivé druhy organických hnojív sa udáva nasledovne :

• Maštaľný hnoj obsahuje v jednej tone hnojiva 0,170 t (170 kg) uhlíka ( resp. v jednom kg hnojiva 0,170 kg uhlíka)
• VITAHUM (EBA s.r.o.) obsahuje v jednej tone hnojiva 0,130 t (130 kg) uhlíka ( resp. v jednom kg hnojiva 0,130 kg uhlíka)
• Hnojovica (hovädzí dobytok) obsahuje v jednej tone hnojiva 0,019 t (19 kg) uhlíka ( resp. v jednom kg hnojiva 0,019 kg uhlíka)
• Hnojovica (ošípané) obsahuje v jednej tone hnojiva 0,014 t (14 kg) uhlíka ( resp. v jednom kg hnojiva 0,014 kg uhlíka)
• Hnojovica (hydina) obsahuje v jednej tone hnojiva 0,080 t (80 kg) uhlíka ( resp. v jednom kg hnojiva 0,080 kg uhlíka)
• HUMAVIT (RDP Koš) obsahuje v jednej tone hnojiva 0,364 t (364 kg) uhlíka ( resp. v jednom kg hnojiva 0,364 kg uhlíka)

Z uvedeného vyplýva, že na rovnaké množstvo uhlíka vneseného do pôdy jedným kg HUMAVITU je potrebné aplikovať 2,12 kg maštaľného hnoja resp. 2,76 kg VITAHUMU. Zodpovedá to prepočtom podľa obsahu organických látok v sušine. Pri porovnaní priemyselných kompostov, napr. VITAHUMU-A (najvyššej triedy akosti) a HUMAVITU vidíme, že obsah spáliteľných organických látok podľa platnej STN u VITAHUMU-A je 25 %, kým u HUMAVITU je to minimálne 70 %. Obsah celkového dusíka v sušine u VITAHUMU-A je minimálne 0,6 %, kým u HUMAVITU je to 2-3 %. Pomer uhlíka ku dusíku u HUMAVITU je maximálne 20 : 1, ale napr. u rašeliny je tento pomer až 50-60 : 1. Tento ukazovateľ je dôležitý, pretože vysoký obsah uhlíka je príčinou nedostatku dusíka. Ak sú do pôdy aplikované organické látky chudobné na dusík, mikroorganizmy odoberajú dusík z pôdy. To môže viesť k silnej depresii rastu rastlín, a tým k zníženiu úrod. Na rozdiel od VITAHUMU-A a rašeliny, je v HUMAVITE garantovaný aj obsah ďalších makroživín, a to celkový fosfor minimálne 1,5 % a celkový draslík minimálne 0,7 %. Rovnako ako ďalšie organické hnojivá, tak aj HUMAVIT obsahuje vápnik, horčík, ako i biologicky významné mikroelementy (mangán, zinok, meď, molybdén, bór).

5. Aplikácia HUMAVITU v zeleninárstve

Hnojenie organickými hnojivami v zeleninárstve v poľných podmienkach sa realizuje v trojročných cykloch, v závlahových podmienkach s intenzívnym pestovaním možno organické hnojivá aplikovať každý druhý rok v dôsledku rýchleho rozkladu organických látok. Množstvo dodávaných organických látok závisí hlavne od pôdneho druhu a štruktúry osevu. Pre pestovanie zeleniny sú najvhodnejšie stredne ťažké pôdy hlinité až ílovito-hlinité, prípadne piesočnato-hlinité. Nakoľko na ľahších pôdach prebieha mineralizácia rýchlejšie, je prísun organických látok nižší, ale v kratších časových intervaloch. Je známe, že relatívne nižšie dávky organických hnojív aplikované v kratších časových intervaloch sú účinnejšie ako vysoké dávky v dlhších časových intervaloch. HUMAVIT uvoľňuje živiny postupne, preto má dlhodobý hnojivý účinok. Je to zvlášť vhodné z hľadiska príjmu živín pri väčšine druhov zeleniny, nakoľko maximálna potreba živín je v druhej tretine vegetácie príslušnej plodiny. U rýchlenej zeleniny sa odporúča aplikácia 0,2 – 2 litre HUMAVITU na meter štvorcový, zatiaľ dávky HUMAVITU v poľných podmienkach sú nižšie a znižujú sa na 0,2 – 0,5 litra na meter štvorcový. Do pôdy sa HUMAVIT zapracováva v polovičných dávkach v porovnaní s maštaľným hnojom, najvhodnejšie v jesennom a s výnimkou ľahkých piesočnatých pôd aj v jarnom období.

Intenzívna zeleninárska výroba je náročná na dostatok živín v pôde, a preto sa hnojí aj priemyselnými hnojivami. Rozhodujúcou živinou pre výšku úrod a kvalitu zeleniny je dusík. Neprimerané vysoké dávky dusíka, alebo nerovnomerná aplikácia do pôdy a z toho vyplývajúca veľká ponuka dusičnanov pôde, ako aj nedostatok svetla zapríčiňuje hromadenie dusičnanov v dopestovaných produktoch. Zvýšené hromadenie dusičnanov nastáva v suchých podmienkach, pri nižších teplotách a pri zníženej tvorbe organických látok. Organické hnojivá obsahujú mikroelementy (stopové prvky) v organických formách, pričom najmä molybdén meď a mangán znižujú hromadenie dusičnanov, ktoré v nadbytku vyvolávajú zdravotné riziká, zvlášť u kojencov („modravka“). Okrem toho vznikajú z nadbytku dusičnanov v zelenine nebezpečné organické zlúčeniny (nitrozamíny), u ktorých je podozrenie z tvorby nádorov. Keď zvážime, že hlavným zdrojom dusičnanov v našej strave je zelenina, ktorá predstavuje asi 50 % z ich celkového príjmu do organizmu, je nutné uplatňovať veľmi prísne limity pre ich obsah v jednotlivých druhoch zeleniny. Navrhli sa rôzne spôsoby znižovania obsahu dusičnanov v pôde, a tým aj v zelenine. Sú to napr. inhibítory nitrifikácie na báze močovino-formaldehydových kondenzátov. Kým inhibítory nitrifikácie doteraz nenašli v praxi uplatnenie, zatiaľ pomaly pôsobiace dusíkaté hnojivá sú veľmi drahé, čo značne zvyšuje náklady na pestovanie zeleniny. Aj v tomto smere je potrebné zdôrazniť výhody organických hnojív, zvlášť HUMAVITU, ako pomaly pôsobiaceho hnojiva s postupným uvoľňovaním dusíka a živín v pôde, ktoré sú efektívnejšie využívané pre tvorbu úrody a prispievajú k dopestovaniu zdravotne nezávadných produktov.

6. Záver

Riešenie ekologických problémov pri likvidácii biologicky rozložiteľných odpadov, zvlášť kvapalných zo živočíšnych veľkochovov, technológiou kompostovania prináša mnoho výhod. Kompostovanie ako zložitý aeróbno-anaeróbny proces, možno pozitívne hodnotiť nielen z hľadiska stabilizácie organických látok a zníženia strát organickej hmoty a živín, ale aj z hľadiska obmedzenia negatívneho vplyvu odpadov na životné prostredie. Na druhej strane produkt tohto procesu predstavuje potrebné organicko-humusové hnojivo, ktoré zohráva významnú rolu pri hnojení a rekultivácii pôd, s podstatným ekonomickým, ekologickým a zdravotne nezávadným efektom. Preto kompostovanie by sa malo využívať všade tam, kde vznikajú vhodné suroviny (poľnohospodárstvo, komunálne odpady, drevovýroba a pod.) a súčasne je možné jeho výsledný produkt využiť. Realizovaná technológia spracovania hnojovice v RDP Koš je toho dôkazom.

Napriek značným ekonomickým a ekologickým prínosom, recyklácia biologicky rozložiteľných odpadov v Slovenskej republike v porovnaní so susednými krajinami zaostáva a v súčasnosti sa len začína diskutovať o potrebe zavádzania týchto technológií na báze kompostovania. Pri likvidácii odpadu dominujú spaľovacie a skládkové technológie, ktoré sú z prevádzkového hľadiska menej náročné. Na druhej strane sú veľké problémy so skládkami odpadov, hlavne nelegálnymi, kde po zmiešaní biologicky rozložiteľného odpadu s inými druhmi komunálneho odpadu vzniká skládkový plyn, ktorý značne znečisťuje okolie. Dnes je však už možné konštatovať, že pri správne vedenom procese kompostovania sú náklady nižšie ako u spaľovania a skládkovania, pričom nehovoríme o významnom ekologickom prínose, ktorý prináša kompostovanie. Značnou brzdou kompostovania je aj situácia na trhu, kde nie sú definované a odstupňované kvalitatívne kategórie, to znamená rozdiely medzi organicko-humusovými hnojivami a rôznymi záhradnými substrátmi. Z toho dôvodu potom neexistuje cenová politika odvodená od kvality produktu. Tu je potrebné len splniť podmienky STN 46 5735, ktorá však z hľadiska obsahu spaliteľných látok, obsahu živín (len obsah dusíka s pomerne nízkym limitom) a nepredpísaného limitného obsahu humínových a fulvo kyselín, nevytvára dostatočný priestor pre definovanie viacerých kvalitatívnych kategórií pre humusové hnojivá. Na druhej strane však treba povedať, že ani vo vyspelých krajinách Európskej Únie neexistuje takýto legislatívny nástroj, a len v novembri minulého roku sa začali robiť v tejto oblasti prvé kroky v rámci organizácie ECN (European Compost Network). Z týchto dôvodov je potrebné aj na Slovensku vytvoriť taký legislatívny systém, ktorý by motivoval producentov odpadov k používaniu recyklačných technológií pri spracovaní a využívaní biologicky rozložiteľných odpadov.

7. Použitá literatúra

1. Kiss G.a kol.: Patent č.282 682, Vestník ÚPV SR č. 11/2002
2. Tomáš J.: Interný materiál Agronomickej fakulty SPU, Nitra 2002

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

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