Organická hnojiva a jejich vliv na bilanci organických látek v půdě Petr Škarpa Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin
Organická hnojiva (Zákon č. 156/1998 Sb.) Hnojivo - látka způsobilá poskytnout účinné množství živin pro výživu kulturních rostlin a lesních dřevin, pro udržení nebo zlepšení půdní úrodnosti a pro příznivé ovlivnění výnosu či kvality produkce. Organické hnojivo - hnojivo, v němž jsou deklarované živiny obsaženy v organické formě. Statkové hnojivo - hnojivo, vznikající jako vedlejší produkt při chovu hospodářských zvířat nebo produkt při pěstování kulturních rostlin, neníli dále upravováno; za úpravu se nepovažují přirozené procesy přeměn při skladování, mechanická separace kejdy a přidávání látek snižujících ztráty živin nebo zlepšujících účinnost živin.
Negativní vliv faktorů bezprostředně se podílejících se na množství a kvalitu dodávané organické hmoty do půdy
• Pokles stavů hospodářských zvířat, zejména skotu a v důsledku toho snížená produkce statkových hnojiv.
Stavy hospodářských zvířat (tis. ks) 1945 -2012 (ČSÚ)
Odhad produkce statkových hnojiv v ČR (mil. t; vypočteno na základě stavu zvířat, způsobů ustájení a normativní produkce statkových hnojiv) (VÚRV, v.v.i.)
*) včetně drůbežího trusu s podestýlkou („drůbeží podestýlka“)
Spotřeba hnojiv 1 ha zemědělské půdy (ČSÚ) ročník
Statková hnojiva (t)
2005/ 2006 2006/ 2007 2007/ 2008 2008/ 2009 2010/ 2011 2011/ 2012
4,647 5,357 5,256 5,180 5,025 4,851
Organická Organominerální hnojiva (kg)* hnojiva (kg)**
177 87 87 176 363 476
27 30 37 169 68 53
* např. kompost (digestáty, výpalky) ** např. melasové výpalky zahuštěné obohacené (obohacené výpalky)
Spotřeba hnojiv na 1 ha zem. půdy (ČSÚ) ročník 2006/2007 2007/2008 2008/2009 2009/2010 2010/2011 2011/2012
Statková hnojiva(t hnojiva/ha z.p.) hnůj kejda močůvka ostatní* 3,172 1,114 0,963 0,107 3,016 1,203 0,906 0,131 2,952 1,282 0,817 0,130 2,825 1,227 0,708 0,143 2,808 1,247 0,662 0,309 2,707 1,147 0,634 0,363
* Další vedlejší produkty vzniklé chovem hospodářských zvířat
Spotřeba OL ve SH na 1 ha zem. půdy (ČSÚ) ročník
Organické látky (t OL/ha z.p.) Hnůj Kejda Močůvka Ʃ 0.539 0.063 0.019 0.622 0.513 0.069 0.018 0.599 0.502 0.073 0.016 0.591 0.480 0.070 0.014 0.564 0.477 0.071 0.013 0.562 0.460 0.065 0.013 0.538 (17)
2006/2007 2007/2008 2008/2009 2009/2010 2010/2011 2011/2012
(5,7)
* Další vedlejší produkty vzniklé chovem hospodářských zvířat
(2)
V podmínkách ČR se roční potřeba OL pohybuje v rozmezí 4,0 – 4,5 t/ha. Z potřeby je 50 – 60 % (cca 2,5 t OL) uhrazeno posklizňovými zbytky. Pro vyrovnanou bilanci je zapotřebí aplikovat 1,5 - 2 t OL/ha.
Přívod živin do půdy v ČR hnojením (kg č.ž./1 ha z.p.) (MZe)
• Pokles stavů hospodářských zvířat, zejména skotu a v důsledku toho snížená produkce statkových hnojiv. • Nevhodná struktura pěstovaných plodin (OP) snížení reprodukce POH (pokles ploch víceletých pícnin – převládají ekonomické aspekty nad agronomickými potřebami)
Osevní plochy zem. plodin (%) 2005 -2011 (ČSÚ) Plodina Obiloviny celkem pšenice ječmen kukuřice na zrno Luskoviny celkem Okopaniny celkem cukrovka technická Technické plodiny řepka slunečnice mák Pícniny na OP kukuřice na siláž vojtěška
2005
2007
2008
2009
2010
60.0 30.9 19.6 3.0 1.5 3.9 2.5 15.6 10.1 1.5 1.7 18.5 7.9 3.1
60.3 31.3 19.3 3.6 1.2 3.4 2.1 17.8 13.0 0.9 2.2 16.6 7.0 3.0
60.4 31.2 18.8 4.2 0.9 3.2 2.0 19.1 13.9 1.0 2.7 15.8 7.0 2.8
60.0 32.7 17.9 3.6 1.1 3.2 2.1 19.4 13.9 1.0 2.1 15.6 7.1 2.7
58.5 33.4 15.6 4.0 1.3 3.4 2.3 20.0 14.8 1.1 2.0 16.3 7.3 2.6
2011 59.0
34.7 15.0 4.4 0.9 3.4 2.3 19.1
15.0 1.1 1.3 17.0
7.9 2.5
• Pokles stavů hospodářských zvířat, zejména skotu a v důsledku toho snížená produkce statkových hnojiv. • Nevhodná struktura pěstovaných plodin (OP) snížení reprodukce POH (pokles ploch víceletých pícnin – převládají ekonomické aspekty nad agronomickými potřebami) • Aplikace nekvalitní organické hmoty do půdy
Počet bioplynových elektráren a podíl bioplynu na OZE k 1/2012 k 3/2013
326 481
podíl bioplynu na OZE: 11.1% podíl bioplynu na OZE: 15.9%
(Česká bioplynová asociace http://www.czba.cz/)
Digestát Digestát – zbytek po fermentačním procesu, vznikající anaerobní fermentací při výrobě bioplynu v bioplynových stanicích Digestát – organické hnojivo typové (typ 18.1 e) Zákon č. 156/1998 Sb. - Příloha č. 3 k vyhlášce č. 474/200Sb.
Průměrný obsah živin v kejdě, digestátu a v chlévském hnoji (Dostál, Richter 2007) % čerstvé hmoty Druh hnojiva
Sušina
OL
N
P
K
Ca
Mg
Kejda skotu
10,8
8,8
0,49
0,11
0,46
0,1
0,04
Kejda prasat
12,4
9,6
0,76
0,38
0,30
0,2
0,05
Digestát kejdy telat
2,2
1,44 0,31
0,03
0,20 0,075 0,03
Digestát kejdy prasat a kuk. siláže
6,7
4,67 0,51
0,17
0,31
016
0,05
Drůbeží podestýlka
15,0
10,5
1,0
0,30
0,40
1,0
0,10
Chlévský hnůj
23,0
15,6 0,42
0,11
0,50
0,4
0,05
Změny složení kejdy telat anaerobní metanovou fermentací (Dostál, Richter 2007) Ukazatel obsahu
Jednotka Před fermentací Po fermentaci Změna v %
Obsah sušiny
%
3,78±0,95
2,22±1,03
- 41
Obsah organických látek
%
2,93±0,81
1,44±0,78
- 51
Obsah celkového dusíku
%
0,305±0,023
0,312±0,055
+2
4,80 : 1
2,31 : 1
- 52
Poměr C:N
0,0130±0,0020 0,0113±0,0049
- 13
Obsah celkové S
%
Reakce pH
%
7,85±0,21
8,32±0,15
+6
Obsah celkového P
%
0,044±0,014
0,029±0,020
-34
Obsah celkového K
%
0,173±0,006
0,203±0,015
+ 17
Obsah celkového Ca
%
0,107±0,024
0,075±0,046
- 30
Obsah celkového Mg
%
0,040±0,012
0,029±0,019
- 28
Obsah celkového Na
%
0,071±0,010
0,082±0,006
+ 15
Kvalita digestátu !?!? • • • • •
nižší obsah sušiny a OL užší poměr C : N vyšší obsah rychle uvolnitelného N (NH4) vyšší hodnota pH odbourání labilní OH (zdroj E pro mikroorganismy)
Působení kejdy a digestátu na půdu A. samotná aplikace kejdy (bez org. hmoty) snižuje obsah humusu v ornici • •
Důvod: nižší obsah OL s úzkým poměrem C:N snížil obsah humusu z 2,1 % na 1,7 %. Zhoršují se fyzikální vlastnosti půdy: – – –
zvyšuje se objemová hmotnost snižuje se pórovitost snižuje se vzdušnost půd
B. kejda + OL (sláma obilovin – drcená, kukuřice, slunečnice) •
zvýší biologickou sorpci a dochází k imobilizaci N
Narušení koloběhu hnojivých hodnot uvnitř zemědělského podniku
STÁJ
HNOJIŠTĚ, JÍMKA PLODINY
PŮDA
Význam organických hnojiv v půdě • zabezpečují přísun organických látek do půdy, • jsou zdrojem energie a uhlíku pro půdní mikroorganismy – pozitivní vliv na biologickou činnost půdy, • chrání trvalý humus před rozkladem (degradací) dodáním primární organické hmoty, • zvyšují stabilitu půdních agregátů, • příznivě působí na řadu fyzikálně-chemických vlastností půdy (tvorbu drobtovité struktury, poměr vody a vzduchu, poutání živin, zlepšení ústojčivé schopnosti půdy),
Význam organických hnojiv v půdě • organická hnojiva jsou hnojivy univerzálními obsahují všechny rostlinné živiny a zlepšují využití živin, • zlepšují v půdě hospodaření s vodou (zvyšují vsak dešťové vody, vododržnost půdy, umožňují gravitační a kapilární pohyb vody aj.), • omezují působení vodní a větrné eroze v půdě, • příznivě ovlivňují obsah přístupného fosforu v půdě, • zabezpečují imobilizaci rizikových prvků, ...
Poločas rozkladu organické hmoty v půdě složka
Poločas rozkladu
Kořenové exudáty
několik dní
Mikrobiální biomasa
několik týdnů
Kořenové vlášení
několik týdnů
Větší kořeny a nadzemní části
až několik let
Fulvokyseliny
několik desetiletí
Huminové kyseliny a humáty
600 až 3000 let
Huminy
3 000 i více let
Změny obsahu humusu v kambizemi v dlouhodobém pokusu v Rothamstadu od roku 1852 (Russel 1988, Balík 2010)
Obsah Cox.v dlouhodobých výživářských pokusech (Balík 2010) Stanoviště Doba pokusů (roky) jílnaté částice (%) pH (KCl) dávka chlévského hnoje (t/ha/rok) varianty hnojení nehnojeno PK NPK hnůj NPK + hnůj
Halle 80 13 6,4 12 1,14 1,26 1,69 -
Askow Lauchstädt 50 50 4 9 5,9 7,2 9,5
9,5
obsah Cox (%) v ornici 0,79 1,3 0,96 1,43 1,09 1,52 -
Bonn 52 26 7,0 10 1,49 1,48 1,61 1,77 1,86
Průměrný obsah organického C v půdních vzorcích z vybraných pokusů a variant (Kubát, Lipavský 2007)
Vliv potřeby OL na celkový obsah dusíku (Dostál, Richter 2008) 0,26
Celkový obsah dusíku (%)
0,24
0,22
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12 0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
-1
Potřeba organických látek (t.ha ) Nt 2002 (r = 0,4802***)
Nt 2003 (r = 0,0903)
Nt 2005 (r = 0,4166**)
Nt 2002-05 (r = 0,2617**)
Nt 2004 (r = 0,2085)
Podmínky dobrého zemědělského a environmentálního stavu (GAEC) Od 1. ledna roku 2010 vstoupily v platnost nové standardy GAEC Standardů je celkem 11 a na základě evropské legislativy, konkrétně přílohy č. III nařízení Rady (ES) č. 73/2009, jsou rozděleny do 5 tematických okruhů: 1.Eroze půdy (GAEC 1, GAEC 2) 2.Organické složky půdy (GAEC 3, GAEC 4) 3.Struktura půdy (GAEC 5) 4.Minimální úroveň péče (GAEC 6, GAEC 7, GAEC 8 a GAEC 9) 5.Ochrana vody a hospodaření s ní (GAEC 10, GAEC 11)
GAEC 3 – Organické složky půdy Žadatel na minimálně 20% jím užívané výměry půdních bloků OP (užívané ž k 31. květnu příslušného roku ) bude každoročně: •aplikovat tuhá statková, nebo organická hnojiva v minimální dávce 25 t/ha • výjimka tuhých statkových hnojiv z chovu drůbeže (min. dávka 4 t/ha) • při plnění podmínky zapravením ponechaných produktů při pěst. rostlin (sláma) není stanovena minimální dávka,
•zajistí, že toto procento výměry, případně jeho odpovídající část, bude pokryto v termínu minimálně od 31.5. do 31.7. porostem jedné z následujících plodin, případně jejich směsí:
GAEC 4 – Organické složky půdy Žadatel nebude na jím užívaném půdním bloku, případně jeho dílu, pálit bylinné zbytky.
DĚKUJI ZA POZORNOST
