Komposty na bázi separovaného digestátu a jejich aplikace na ornou půdu

Komposty aplikované do půdy mají za úkol zvýšit obsah organické hmoty a dodat potřebné živiny. Pravidelné dávky udržují stabilní obsah organické hmoty v půdě. Vlastnosti kompostu jsou ovlivněny zakládkou i vlastním kompostováním. Vyšší obsahy živin mají komposty s podílem organických hnojiv (hnůj, kejda) nebo separovaného digestátu (separátu) v zakládce. Zvýšení obsahu živin v kompostu je možné docílit i přídavkem popela ze spalování biomasy.

Foto 1: Aplikace kompostu na ornou půdu

Modelové komposty na bázi separovaného digestátu (separátu) a popele ze spalování biomasy byly připraveny na kompostárně zemědělského podniku REGENT Plus, s.r.o. ve Žluticích v období 2015 – 2018. Podnik provozuje i bioplynovou stanici (BPS) s elektrickým výkonem 750 KW a s roční produkcí 12 000 t separátu a 14 600 t fugátu. Kromě separátu a zbytkové slámy (1 500 t) zpracovává kompostárna kolem 3 000 t biologicky rozložitelného odpadu (BRO) z okolních obcí. Kompostárna má k dispozici ročně minimálně 16 500 t vstupních surovin, které kompostuje v pásových hromadách v kryté hale. Aktuální množství BRO kolem 3 000 t ročně představuje cca 20% hmotnostní podíl v celkové zakládce.

Vedle organických komponentů se do zakládky používá i popel ze spalování biomasy (dřevní štěpky s přídavkem slámy) z centrální výtopny obce, s roční produkcí popela 200 t a se sušinou cca 96 %. Celkový obsah živin v sušině se pohybuje v rozmezí 0,9 – 1,2 % P, 5 – 7 % K, 1,3 – 1,9 % Mg a 8 – 13 % Ca. Při rovnoměrné aplikaci popela do zakládky vychází přídavek vztažený k hmotnosti zakládky cca 1,2 %. Vzhledem k sezónnosti se přídavek popela pohybuje až kolem 3 % hmotnosti organické zakládky. Roční produkce kompostu se v období 2015 – 2018 pohybovala v rozmezí 6 000 – 8 000 t. Při vysokém podílu separátu, který má vysokou vlhkost kolem 80 %, se hmotnostní ztráty v průběhu kompostování stanovené na základě roční bilance surovin a produkce kompostu pohybovaly v rozmezí 50 – 60 %.

Na základě odlišného složení zakládky byly vyrobeny tři typy kompostů s různými vlastnostmi, kompost pouze s organickou zakládkou a komposty s přídavkem popela do 1,5 –3 % hm., resp. 6 – 10 % hm. Organický kompost byl připravený z organické zakládky s výrazným podílem separátu 50 – 70 %, který byl doplněn 20 – 40 %  BRO a 5 – 15 % slámy. Složení organické zakládky představuje hmotnostní podíl surovin s přirozenou vlhkostí. Hmotnostní přídavek popela je přepočítaný na 100% sušinu. Podle zákona o hnojivech, č. 156/1998 Sb., prováděcí vyhlášce č. 474/2000 Sb. musí být popel pro aplikaci na zemědělskou půdu evidován v 100% sušině a doporučená aplikace je maximálně 2 t.ha^-1 jednou za 3 roky. Přídavek popela do zakládky kompostů do 3 % hmotnosti zakládky doporučuje ÚKZÚZ.

Foto 2: Kompostárna REGENT Plus, s.r.o. ve Žluticích

Vedle celkových živin (tab. 1) byl stanoven i obsah přijatelných živin podle normy ČSN EN 13651, která se pro hodnocení kompostů používá. Stanovené obsahy celkových a přijatelných živin (N, P, K a Mg) jsou v tabulce 2 přepočteny na kg živiny v jedné tuně jednotlivých organických hnojiv s přirozenou vlhkostí a je uvedeno orientační porovnání obsahu celkových a přijatelných živin. Pro srovnání jsou uvedeny obsahy celkových a přijatelných živin samotného separátu a fugátu, které je možné aplikovat přímo na zemědělskou půdu.

Organické komposty měly, vzhledem k vysokému podílu separátu v zakládce, vysoký obsah celkových (tab. 1) a přijatelných (tab. 2) živin v sušině, vyšší oproti údajům z literatury. Přídavek popela 1,5 – 3 % do zakládky výrazně neovlivnil obsah celkových ani přijatelných živin. Výraznější zvýšení obsahu celkového i přijatelného draslíku a dále celkového vápníku a hořčíku bylo zjištěno při vyšším přídavku popela, kdy sušina popela představuje 6 – 10 % hm organické zakládky.

Hodnocené organické komposty i komposty s přídavkem popela vyhovovaly z hlediska obsahu rizikových prvků zákonu o hnojivech, č. 156/1998Sb. vyhláška č. 474/2000Sb. i obsahu PAU stanovených podle ČSN P CEN/TS 16181.

Tab. 1: Základní vlastnosti kompostů, separátu a fugátu, vlhkost (ČSN EN 13040), SL – spalitelné látky (ČSN EN 13039), pH – hodnota pH vodného výluhu (ČSN EN 13037), C/N – podle ČSN 46 5735, celkový N stanoven analyzátorem TruSpec CN (LECO), obsah hlavních živin a sodíku stanoven metodou ICP-OES.

Tab. 2: Obsah celkových a přijatelných živin v kompostech, separátu a fugátu v kg.t^-1 hnojiva s přirozenou vlhkostí, podíl přijatelné živiny na celkovém obsahu.

Vedlejší produkty z výroby bioplynu, separát a fugát, měly v průběhu čtyřletého sledování standardní vlastnosti. Separát má nízký obsah sušiny a oproti kompostům nízký obsah celkových živin v sušině. Z přijatelných živin má vysoký obsah amonného N a poměrně vysoký obsah přijatelného K i P. Podíl přijatelného N v jedné tuně separátu představuje cca 30 % celkové živiny. U K je tento podíl cca 100 %, veškerý K v separátu je pro rostliny snadno přijatelný.

Fugát má velmi nízký obsah sušiny, z přijatelných živin má vysoký obsah amonného N a K. Jejich podíl na obsahu celkového N a K vychází cca 60 %, resp. 90 %. Fugát má charakter minerálního NK hnojiva s okamžitým účinkem po aplikaci.

Foto 3: Aplikace fugátu na TTP

U hodnocených kompostů byl podíl přijatelného N na celkovém velmi nízký, převážná část celkového N (přes 90 %) je vázána v organických látkách, které v půdě podléhají mineralizaci. Komposty mají vysoký obsah celkového P a přídavek popela výrazně snižuje podíl přijatelného P na celkovém. Nejvyšší podíl okamžitě přístupného P pro rostliny je 18 % u organického kompostu bez přídavku popela. Na základě porovnání obsahu přijatelných a celkových živin je okamžitá dostupnost K pro rostliny nejvyšší u organického kompostu (přes 80 %). Přídavek popela, obdobně jako u P, snižuje dostupnost K i Mg v kompostech.

Aplikace kompostů je navržena pro modelový zemědělský podnik, který hospodaří v ekologickém režimu, tj. bez aplikace minerálních hnojiv na výměře 800 ha orné půdy a 900 ha trvalých travních porostů (TTP) s průměrnou nadmořskou výškou 570 m n. m.

Zemědělský podnik používá osevní postup, ve kterém se střídají jarní luskoobilní směsky a ozimé obiloviny. Luskoobilní směsky se používají především na produkci biomasy pro přípravu senáže pro produkci bioplynu, částečně i pro krmení skotu. Ozimé obiloviny se sklízí pro produkci zrna, částečně se používají pro přípravu senáže pro produkci bioplynu. Pro tento účel se kombinují s ozimými luskovinami, např. ozimou vikví.

V tab. 3 jsou uvedeny modelové aplikace organických hnojiv v rámci 4letého osevního postupu a dodané celkové i přijatelné živiny za toto období. Doporučené jednorázové dávky organických hnojiv jsou přizpůsobeny mechanizaci pro jejich aplikaci. U kompostu je optimální dávka kolem 40 t.ha^-1, u nekompostovaného separátu a fugátu kolem 30 t.ha^-1.

Modelová aplikace kompostu M1 představuje dávku 40 t.ha^-1 v dvouletém intervalu, kdy se kompost aplikuje na podzim při přípravě půdy pro jarní výsev luskoobilné směsky. Tento model byl použit ve vegetačních pokusech, ve kterých aplikace kompostu s nízkým přídavkem popela do zakládky (1,5 – 3 P) zvýšila výnos i obsah přijatelných živin v půdě oproti aplikaci nekompostovaného separátu (model 4). Při sušině kompostu kolem 45 % se v tomto modelu aplikovalo cca 9 tun kompostu v sušině na hektar a rok. V literatuře se uvádí, že pravidelná aplikace 6 – 7 tun kompostu v sušině na hektar a rok udržuje stabilní obsah organické hmoty v půdě.

Tento model hnojení je možné aplikovat pouze na polovinu výměry orné půdy zemědělského podniku. Výběr pozemků pro aplikaci organických hnojiv a jejich dávkování je nutné volit z hlediska obsahu přijatelných živin v půdě i z hlediska využití dané kultury (biomasa pro BPS × krmivo). V jarním období je možné kompost doplnit aplikací fugátu v dávce 30 t.ha^-1. Fugát pro hnojení by se měl využívat přednostně pro produkci biomasy pro BPS.

Model M2 představuje rovnoměrnou aplikaci kompostů z produkce kompostárny na veškerou výměru orné půdy. Stávající roční produkce kompostu 6 600 t přestavuje dávku 33 t kompostu na ha orné půdy ve čtyřletém intervalu. Při navýšení produkce kompostu by bylo možné ve čtyřletém intervalu aplikovat až 40 t kompostu na ha.

Model M3 představuje aplikaci kompostu se zvýšeným přídavkem popela do zakládky 6 – 10 % a vyšším obsahem celkových živin. Tento kompost je vhodný na půdy s nízkou hodnotou pH a nízkým obsahem přijatelných živin, především K, Ca a Mg. Vzhledem ke zvýšenému obsahu živin i obsahu popela se kompost doporučuje aplikovat v dávce 20 t.ha^-1 v 3letém intervalu. Při předpokládané výtěžnosti 60 % u tohoto typu kompostu by dávkování mělo odpovídat maximální dávce popela v 100% sušině 2 t.ha^-1 jednou za 3 roky.

Model M4 představuje alternativu k aplikaci kompostu, jedná se o použití nekompostovaného separátu. Vzhledem k obsahu celkových živin v separátu, se touto modelovou aplikací dodá méně živin než komposty. Aplikace separátu byla ověřena ve vegetačních pokusech a nedošlo k výraznému navýšení obsahu přijatelných živin v půdě ani k navýšení výnosu jako po aplikaci kompostů. Pokud by se separát nekompostoval, jeho roční produkci 12 000 t by bylo možné aplikovat ve tříletém intervalu v dávce 45 t.ha^-1 orné půdy. Obdobně jako při aplikaci kompostů je vhodné pro dodání přijatelných živin aplikaci separátu doplnit aplikací fugátu.

Model M5 představuje použití fugátu na TTP v maximálním množství, 30 t.ha^-1 v jednoletém intervalu. Touto aplikací se dodá poměrně vysoké množství celkových a především přijatelných živin. Tato aplikace byla odzkoušena ve vegetačních pokusech. Při rovnoměrné aplikaci fugátu na celou plochu TTP zemědělského podniku, případně i doplňkové aplikaci na ornou půdu, by se dávka fugátu 30 t.ha^-1 musela aplikovat ve víceletých (např. dvouletých) intervalech.

Tab. 3: Modelové aplikace organických hnojiv v rámci 4letého osevního postupu, bilance dodané organické hmoty (OH) a jednotlivých celkových i přijatelných živin.

Při použití  organické zakládky s výrazným podílem separátu 50 – 70 %, který je doplněn BRO a slámou, lze připravit kvalitní kompost s vysokým obsahem celkových i přijatelných živin. Obsah živin v kompostu je možné výrazně zvýšit přídavkem popela ze spalování biomasy 6 – 10 %  hmotnosti zakládky. Vlastnosti těchto kompostů jsou popsány v užitných vzorech UV 32018 a UV 32017, které jsou k dispozici v databázi Úřadu průmyslového vlastnictví (https://upv.cz). Příprava kompostů a jejich aplikace je detailně popsána v certifikovaných metodikách, které jsou volně ke stažení na webových stránkách VÚZT v.v.i. (http://www.vuzt.cz).

Poděkování: Hodnocení kompostů bylo provedeno v rámci projektu NAZV č. QJ1510345.

Článek byl publikován v časopisu Biom 1/2019 Půda a organická hmota.

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