Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu pro aplikaci na půdu
9 Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu (tekuté složky digestátu) pro aplikaci na půdu V letech 2005 a 2006 byly získány pro VÚRV Praha od spoluřešitelské organizace VÚZT Praha vzorky kalů po anaerobní digesci s různými přídavky (20 ÷ 50 %) jatečních odpadů.
9.1 Materiál a metodika Seznam testovaných kalů v roce 2005: 1. Kal po anaerobní digesci kejdy, vzniklý v provozních podmínkách na výstupu z BPS (ZD Trhový Štěpánov), byl použit jako kontrolní varianta pro porovnání kalů po anaerobní digesci směsí fugátu (z BPS Třeboň, sušina 1,95 %) s různými přídavky jatečních odpadů (drůbeží odpady Lány, sušina 16 %) v experimentálních bioreaktorech : 2. kal po anaerobní digesci směsi 80 % fugátu z BPS Třeboň + 20 % jatečních odpadů 3. kal po anaerobní digesci směsi 60 % fugátu z BPS Třeboň + 40 % jatečních odpadů 4. kal po anaerobní digesci směsi 50 % fugátu z BPS Třeboň + 50 % jatečních odpadů Seznam testovaných kalů v roce 2006: 1. Kejda na vstupu do BPS v ZD Trhový Štěpánov byla použita jako kontrolní, běžně používané statkové hnojivo. 2. Fugát z BPS v ZD Trhový Štěpánov – byl použit jako kontrolní varianta pro porovnání kalů po anaerobní digesci směsí fugátu (z BPS Trhový Štěpánov, sušina 4,6 %) s různými přídavky jatečních odpadů (polévka z drůbežího jatečního odpadu – Rabbit Trhový Štěpánov, sušina 8,8 %) v experimentálních bioreaktorech: 3. kal po anaerobní digesci směsi 50 % kejda + 50 % fugát 4. kal po anaerobní digesci směsi 40 % kejda + 40 % fugát + 20 % polévka z jatečních odpadů 5. kal po anaerobní digesci směsi 35 % kejda + 35 % fugát + 30 % polévka z jatečních odpadů 6. kal po anaerobní digesci směsi 30 % kejda + 30 % fugát + 40 % polévka z jatečních odpadů Vzorky kalů byly v obou letech analyzovány v agrochemické laboratoři na obsah základních živin, celkového N, pH a poměr C : N. Na základě výsledků analýz byly vypočítány navážky kalů do nádobových vegetačních pokusů s hořčicí bílou. Nádobový vegetační pokus v roce 2005 Vzorky kalů po anaerobní digesci byly dodány 22. 9. Po provedení analýz vzorků v analytické laboratoři EKOLAB Žamberk, s. r. o., byl nádobový vegetační pokus s hořčicí bílou založen 10. 10. a sklizen 2. 12. Rostliny byly pěstovány v plastových nádobách s 4,1 kg zeminy (hlinitá hnědozem, 3,7 kg suché hmoty). Navážka hnojiv odpovídala 300 mg N/kg suché zeminy. Varianty pokusu byly založeny v 6 opakováních s 8 rostlinami na nádobu (po vyjednocení z 15 setých semen). Po sklizni byly rostliny vysušeny v sušárně do konstantní hmotnosti a po mineralizaci jemně namletých rostlin ve směsi kyseliny sírové a salicylové byl stanoven obsah N na kolorimetru Skalar a obsah P, K, Mg na optickém emisním spektrometru ICP v centrální laboratoři OVR VÚRV. Nádobový vegetační pokus v roce 2006 Vzorky kalů po anaerobní digesci byly dodány 9. 8. Po provedení analýz vzorků v analytické laboratoři EKOLAB Žamberk, s. r .o., byl nádobový vegetační pokus s hořčicí bílou založen 22. 8. a sklizen 29. 9. Rostliny byly pěstovány v plastových nádobách s 4,0 kg zeminy (hlinitá hnědozem, 3,5 kg suché hmoty). Navážka hnojiv odpovídala 300 mg N/kg suché zeminy. Varianty pokusu byly založeny ve 4 opakováních s 8 rostlinami na nádobu (po vyjednocení 15 setých semen). Po sklizni jsou rostliny sušeny v sušárně do konstantní hmotnosti; po mineralizaci jemně namletých rostlin ve směsi kyseliny sírové a salicylové bude stanoven obsah N na kolorimetru Skalar a obsah P, K, Mg na optickém emisním spektrometru ICP v centrální laboratoři OVR VÚRV.
9.2 Dosažené výsledky Zpracování jatečních odpadů bioplynovým procesem a následné využití kalů z výroby bioplynu pro aplikaci na půdu musí odpovídat následujícím právním předpisům: 104
Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu pro aplikaci na půdu
•
Hygienické předpisy týkající se vedlejších živočišných produktů, které nejsou určeny k lidské spotřebě, nařízení ES č. 1774/2002. Z této směrnice vyplývá, že jateční odpady musí být pasterizovány při teplotě 70 °C po dobu minimálně jedné hodiny, přičemž velikost jednotlivých částic musí být menší než 12 mm. Vyhláška č. 382/2001 Sb., o podmínkách použití upravených kalů na zemědělské půdě, ve znění novely č. 504/2004 Sb., k zákonu č. 185/2001 o odpadech. Předpisy týkající se hnojiv a stanovení požadavků na hnojiva, zejména zákona č. 156/1998 Sb., „o hnojivech …“, ve znění novely č. 317/2004 Sb., a vyhláška č. 474/2000 Sb., ve znění novely č. 401/2004 Sb., nařízení vlády č. 103/2003 Sb.
• •
Z dosažených výsledků rozborů kalů po anaerobní digesci vyplývá, že vyšší přídavek jatečních odpadů (40 a 50 %) se projevil zejména v roce 2005 vyšším obsahem dusíku v kalech po anaerobní digesci. Jak vyplývá ze sloupcových grafů, dosažený výnos hořčice i odběr dusíku rostlinami byly u těchto variant (3 a 4) nižší, než u variant s menším podílem jatečních odpadů. Příčinou toho může být pozvolnější využitelnost dusíku z kalů po anaerobní digesci s vyšším podílem jatečních odpadů ve směsi. V roce 2006, kdy byly jateční odpady přidávány ve formě polévek z drůbežího jatečního odpadu, k významnějšímu zvýšení obsah dusíku v kalech ani při 40 % přídavku nedošlo. Také v růstu rostlin nebyly v roce 2006 zjištěny mezi variantami hnojenými kaly po anaerobní digesci podstatné rozdíly. Po aplikaci kalů po anaerobní digesci byl zjištěn vyšší výnos nadzemní biomasy rostlin hořčice a vyšší obsahy živin v rostlinách než po hnojení kejdou. Nejvyšší výnos byl dosažen při hnojení kaly po anaerobní digesci směsi 40 % kejda + 40 % fugát + 20 % polévka z jatečních odpadů. V obou letech byl zjištěn u variant kalů s větším podílem jatečních odpadů pozvolnější počáteční růst rostlin, který však byl rychlejší než u nehnojené kontroly. Závěrem je možné konstatovat, že kaly po anaerobní digesci připravených směsí s různými přídavky drůbežích jatečních odpadů měly ve srovnání s nehnojenou kontrolou pozitivní vliv na růst rostlin. Lepší výsledky byly dosaženy při přidávání jatečních odpadů ve formě polévek Při přídavcích jatečních odpadů do 30 % hmotnostních nebyly zjištěny z hlediska využití kalů jako hnojiva nepříznivé vlivy na agrochemické vlastnosti kalů, ani na růst pěstovaných rostlin na půdě hnojené kaly. Podle nařízení vlády č. 103/2003 Sb., o stanovení zranitelných oblastí a o používání a skladování hnojiv a statkových hnojiv, střídání plodin a provádění protierozních opatření v těchto oblastech, ve znění nařízení vlády č. 219/2007 Sb., jsou kaly po anaerobní digesci zařazeny jako hnojiva s rychle uvolnitelným dusíkem (poměr C : N < 10). Tato hnojiva by měla být co nejvíce používána obdobně jako minerální dusíkatá hnojiva přímo k hnojení rostlin nebo k aplikaci na slámu obilnin, která má široký poměr C : N (90 : 1). Dávka dusíku v hnojivech s rychle uvolnitelným dusíkem v období od 1. července do začátku zákazu hnojení (1. 11. v klimatickém regionu 6 – 9 a 15. 11. v klimatickém regionu 0 – 5) nesmí překročit 80 kg celkového dusíku na hektar. Tab. 36 Vlastnosti kalů testovaných v nádobovém pokusu (2005) Vzorek
Sušina %
Na
K
Ca
Mg
P
Ntot.
N-NH4
pH
% v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm.
1
5,04
0,11
0,37
0,13
0,06
0,08
0,78
0,30
8,37
2
2,45
0,05
0,15
0,10
0,04
0,09
0,76
0,31
8,47
3
4,20
0,06
0,14
0,13
0,04
0,10
1,03
0,44
8,08
4
4,10
0,05
0,12
0,14
0,03
0,09
1,08
0,48
8,17
1 = kal po anaerobní digesci kejdy z BPS (ZD Trhový Štěpánov), 2 = kal po anaerobní digesci směsi 80 % fugátu z BPS Třeboň + 20 % jatečních odpadů, 3 = kal po anaerobní digesci směsi 60 % fugátu z BPS Třeboň + 40 % jatečních odpadů, 4 = kal po anaerobní digesci směsi 50 % fugátu z BPS Třeboň + 50 % jatečních odpadů.
Tab. 37 Vlastnosti kejdy a kalů testovaných v nádobovém pokusu (2006) Vzorek
Sušina %
Na
K
Ca
Mg
P
Ntot.
N-NH4
pH
C:N
% v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm. % v č.hm.
1
7,50
0,06
0,23
0,20
0,07
0,07
0,41
0,14
7,26
7,6
2
4,55
0,06
0,19
0,14
0,06
0,07
0,43
0,22
8,31
4,1
3
4,83
0,06
0,21
0,19
0,07
0,07
0,42
0,21
8,49
4,1
4
4,52
0,06
0,17
0,17
0,06
0,07
0,43
0,24
8,46
4,1
5
4,10
0,05
0,15
0,13
0,04
0,07
0,43
0,25
8,43
3,8
6
4,27
0,05
0,14
0,13
0,04
0,07
0,44
0,26
8,40
3,9
105
Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu pro aplikaci na půdu 1 = kejda (ZD Trhový Štěpánov), 2 = fugát BPS (ZD Trhový Štěpánov), 3 = kal po anaerobní digesci směsi 50 % kejda + 50 % fugát, 4 = kal po anaerobní digesci směsi 40 % kejda + 40 % fugát + 20 % polévka z jatečních odpadů, 5 = kal po anaerobní digesci směsi 35 % kejda + 35 % fugát + 30 % polévka z jatečních odpadů, 6 = kal po anaerobní digesci směsi 30 % kejda + 30 % fugát + 40 % polévka z jatečních odpadů.
Tab. 38 Obsah sledovaných prvků v suché hmotě rostlin hořčice (2005) Var.
Suchá hm.
N
P
K
Mg
g / nád.
%
%
%
%
0
2,13 ± 0,08
4,03 ± 0,29
0,52 ± 0,01
4,15 ± 0,24
0,24 ± 0,01
1
5,58 ± 0,44
5,68 ± 0,04
0,51 ± 0,00
5,99 ± 0,30
0,25 ± 0,01
2
5,03 ± 0,17
5,88 ± 0,20
0,48 ± 0,01
4,36 ± 0,45
0,27 ± 0,02
3
4,62 ± 0,37
5,79 ± 0,03
0,48 ± 0,00
4,46 ± 0,38
0,27 ± 0,01
4
4,65 ± 0,16
5,96 ± 0,08
0,47 ± 0,01
4,39 ± 0,20
0,28 ± 0,01
Obr. 51 Výnos suché hmoty rostlin po aplikaci testovaných kalů (2005)
Obr. 52 Obsah dusíku v rostlinách (2005)
106
Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu pro aplikaci na půdu
Obr. 53 Odběr dusíku rostlinami (2005) Tab. 39 Obsah sledovaných prvků v suché hmotě rostlin (2006) Var.
Suchá hm.
N
P
K
Mg
g / nád.
%
%
%
%
0
1,08 ± 0,12
4,12 ± 0,15
0,35 ± 0,02
2,25 ± 0,16
0,26 ± 0,01
1
4,74 ± 0,42
4,45 ± 0,14
0,46 ± 0,01
4,17 ± 0,32
0,26 ± 0,02
2
6,71 ± 0,25
6,13 ± 0,19
0,46 ± 0,02
5,79 ± 0,30
0,32 ± 0,01
3
6,71 ± 0,09
6,07 ± 0,12
0,48 ± 0,02
5,89 ± 0,10
0,30 ± 0,02
4
7,03 ± 0,06
6,27 ± 0,28
0,48 ± 0,02
6,05 ± 0,32
0,32 ± 0,01
6
6,46 ± 0,41
6,35 ± 0,03
0,53 ± 0,03
5,70 ± 0,30
0,30 ± 0,01
Obr. 54 Výnos suché hmoty rostlin po aplikaci testovaných kalů (2006)
107
Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu pro aplikaci na půdu
Obr. 55 Obsah dusíku v rostlinách (2006)
Obr. 56 Odběr dusíku rostlinami (2006)
108
