NEMZETKÖZI TRENDEK ÉS HAZAI GYAKORLAT AZ ÁLLATTARTÁSBÓL SZÁRMAZÓ TRÁGYÁK KOMPOSZTÁLÁSÁBAN RAGONCZA Á. FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézete 2100 Gödöllő, Tessedik S. u. 4.
Bevezetés Az állati eredetű trágyák komposztálásának alapfolyamata az egyéb lebomló anyagok komposztálásával megegyezik, alapvető differenciák inkább az előkezelésben mutatkoznak. A trágyák magas nitrogéntartalma és a nitrogén egyenlőtlen eloszlása a lebontandó anyagban körültekintőbb homogenizálást és adalékolási eljárást kíván. Európában, de főképp az amerikai kontinensen a mezőgazdasági hulladékok és melléktermékek komposztálása széles körben elterjedt, nagyfokú gépesítettségi háttérrel rendelkező, természetes biológiai folyamatokon nyugvó módszer. Első sorban a szerves trágyázással szemben nyújtott előnyei – a jobb tápanyag visszapótlás, az egyszerűbb kezelhetőség, a költséghatékonyság és a környezet védelme –révén vált népszerűvé. Miért jobb komposztálni? Elsősorban a környezet védelme miatt. Szervestrágya alkalmazásával 10-15%-os talajtérfogat csökkenés idézhető elő, melyet tovább fokoz a trágyaszóró gépek okozta talajtömörödés. Trágyaszórásnál a beltartalmi értékek 70%-a elvész. A komposztálási folyamat, a szerves-anyag lebomlását és stabilizálódását, tömeg- és térfogatcsökkenést, valamint a patogén mikroorganizmusok és csírák elpusztulását eredményezi. A komposzt szántóföldi alkalmazásával csökkenthetők a gépimunka költségek valamint hatékonyabb lesz a növényvédelem. Továbbá, ahogy Larry Breech pennsylvania-i farmer mondta az 1995-ös kanadai St.Jacobs-ban tartott „Advanced Biological Composting Seminar” előadásán, „ha a farmer trágyát szór, nincsenek barátai” [2]. Másodsorban, mert a szervestrágya szórást világszerte, így hazánkban is egyre szigorodó előírások szabályozzák. A hazai jogszabályalkotás által is átvett európai uniós Nitrát Direktíva (Council Directive 91/676/EEC) 170 kg/ha-ban állapítja meg a sertéstrágyával évente kijuttatható nitrogén mennyiségét, az élővíz megóvása érdekében. Ez sertéstartók esetében azt jelenti, hogy egy számosállatra vetítve körülbelül 0,6-1 hektár trágya elhelyezési területre van szükség. A trágya elhelyezése különös problémát jelent az olyan intenzív sertéstenyésztést folytató államokban, mint például Hollandia, ahol az állatállomány hektáronkénti sűrűsége igen magas. Közel 17 millió sertést tenyésztenek az ország 21000 farmján, mely főleg az ország keleti és déli részén koncentrálódik. Az utóbbi években a sertéstenyésztés állandó közéleti vitákra adott okot. A túlzott trágyatermelés és károsanyag kibocsátás, valamint az állategészségügy és állati jólét kérdései voltak azok a vitapontok, melyek fontos szerepet játszottak Hollandia sertéstenyésztésében. A – nem kizárólagosan a mezőgazdaságot érintő – szennyvíziszap kezelést (86/278/EEC), a hulladéklerakást (99/31/EC) szabályzó, valamint a klímavédelmet (2002/358/CE), és a
fenntartható fejlődést (2179/98/EC) szorgalmazó Uniós rendeletekben foglaltak is egy környezetkímélő hulladékhasznosítást támogatnak. Komposztálás a tengeren túl Az Egyesült Államokban és Kanadában az állati trágyák komposztálása nagy múltra tekint vissza. Az intenzív kutatás-fejlesztési munka, a fejlett mezőgazdasági termelés és a környezetvédelem fontosságának felismerése révén napjainkra a nagy számú állatállomány által termelt tetemes mennyiségű trágyát egyre szélesebb körben hasznosítják komposztálás útján, és juttatják vissza tápanyagként a talajba. Szigorú szabályozások vonatkoznak a mezőgazdasági termelésre, beleértve a trágya menedzsmentet is. A gazdaságokban az egyszerű farmméretű (1.ábra) komposztálástól kezdve az ipari méreteket öltő, teljesen automatizált intenzív lebontó rendszerek is léteznek (2.ábra).
Forrás: Forrás: www.transformcompost.com 2. ábra Forrás: www.ces.ncsu.edu 1. ábra A kutatás-fejlesztésből származó új eredmények számos konferencián tárulnak a nyilvánosság elé, valamint a modernkor vívmányit felhasználva a gazda az Internetről is bőségesen informálódhat, akár az új fejlemények megismerése, akár egy új tároló megépítése a cél. A témakörrel foglalkozó irodalom rendkívül gazdag, példaként említhető az 1992-es kiadású „OnFarm Composting Handbook” című több száz oldalas kézikönyv Robert Rynk publikálásában, mely a komposztálással foglalkozó farmereknek nyújt segítséget a biológiai alapoktól kezdve komplett technológiák részletezéséig, táblázatokkal, anyag- és energiamérlegekkel. Különböző szaklapok, magazinok és folyóiratok is segítik a farmerek munkáját, népszerűsítik a komposztálást. A minnesotai Bio Cycle Magazine egyik 2000-es számában olvasható egy tanulmány egy farmerről, aki 10 éves komposztálási gyakorlata alatt bizonyította, hogy a szervestrágya szóráshoz viszonyítva a komposztálás 30%-kal csökkentette üzemanyag és munkabér költségeit [1]. A lebomlás során a szervesanyag lecsökkent térfogata kevesebb anyagmozgatást, a kijuttatás kevesebb gépmunkát igényelt, valamint a csíramentes komposzt hatékonyan gátolta a gyomnövekedést, mellyel a növényvédelem anyag- és munkaköltségein lehetett pénzt megtakarítani. Az összköltség annak ellenére csökkent, hogy a komposztálás során új beruházásokat kellett végrehajtani, és új munkafázisok léptek be a technológiába. Egy másik, wisconsini lapban olvasható cikk az integrált, nagyméretű komposztálótelep kifejlesztésének gazdasági hatékonyságának felmérési folyamatát tárja az olvasók elé [4]. A fentiekből jól kitűnik,
hogy a környezetkímélő hulladékgazdálkodás, ezen belül is a komposztálás fontos és aktuális téma az amerikai és kanadai farmerek, és az állam körében. Az érdekeltek köre jól informálódhat a különböző forrásokból, médiákból, szakértők bevonásával pedig lehetősége nyílik egy környezeti és gazdasági szempontból előnyös gazdaság fenntartására. Európai stratégiák Európában a ’80-as évek végétől nagy ívű fellendülés mutatkozott a komposztálási gyakorlatban. Ehhez hozzájárult a társadalmi fogyasztási szokások megváltozása révén megnövekedett települési szilárd hulladék mennyisége is, melynek organikus részét a fejlett gazdaságokban már aerob lebontás útján igyekeznek hasznosítani. Szintén a megváltozott fogyasztási szokások indukálták az intenzív mezőgazdaság kialakulását, mely egyre több hulladékot és mellékterméket produkál, amit a talaj, a víz és a levegő védelme érdekében a természetes környezetbe visszaforgatni, illetve ártalmatlanítani kell. De ennek a 20 évvel ezelőtt megindult fejlődésnek a fókuszpontjában elsősorban egy, a szántóföldi termelésben eredményesen alkalmazható minőségi termék, azaz alacsony nehézfém koncentrációjú minőségi komposzt előállítása állt. A nehézfém (réz, cink, kadmium, ólom) koncentrációk elsősorban a települési szilárd hulladékból származó végtermék esetén jelentős, de az állattartásból kikerülő trágyákban is megtalálható a takarmányozás módjától függően. A környezetszennyezés megelőzése érdekében alkotott, a fentiekben már említett egyre szigorodó uniós előírások a zöldhulladékok kezelésére is kiterjednek. Ezen előírásoknak való megfelelés tekintetében, a komposztálás területén tett előrelépések alapján, egy 2001-ben készült felmérés szerint [3] Európa országai négy kategóriába sorolhatók (3. ábra).
Forrás: Favonio, E. 2002. 3. ábra Ausztria, Belgium, Németország, Svájc, Luxemburg és Hollandia környezetvédelmi politikája és stratégiái már országszerte a gyakorlatban alkalmazottak. Ezekben az országokban, különösképp Németországban, a teljes keletkező szerves hulladék 80%-át már 1999-ben hasznosították. Az
anaerob lebontás a magasabb beruházási és üzemeltetési költségek, valamint a keletkező mellékterméktermékek miatt mai napig is alacsony szerepet játszik. A második kategória országaiban a stratégiák és a rendelkezések elkészültek, de a gyakorlati alkalmazás, a kapacitások felmérése, a marketing hálózat kiépítése még előkészületi stádiumban van. Ezek az országok Dánia, Svédország, Olaszország és Norvégia. A harmadik kategória országaiban, Finnországban, Franciaországban, az Egyesült Királyságban a környezetvédelmi programok a kiindulópontnál tartanak a már elkészült rendeletek tükrében. Spanyolország, Portugália, Görögország és Írország képviselik a negyedik kategóriát, ahol egyelőre még nem történtek előrelépések a korszerű komposztálási irányzatok és technológiák kialakításában. Az Unió irányvonala, a Minőség Biztosítási Rendszerek (QAS, Quality Assurance Systems) kialakítása és a marketing elősegítése. Általánosan elmondható, hogy a QAS rendszerek kifejlesztése párhuzamban áll az országok fejlettségi szintjével, azaz az első kategória országai teljesen kimunkált minőségi rendszerekkel rendelkeznek, míg a negyedik kategória országaiban ezek nem állanak rendelkezésre. A minőségi rendszerek alapjai és határértékei országonként eltérőek, van, ahol a nehézfém tartalom (Ausztria, Hollandia), van, ahol az alapanyag eredete (Belgium) az irányadó, de céljuk azonos, a komposzt marketingjének elősegítése. Egy minőségi tanúsítvánnyal rendelkező termék nagyobb sikerrel szerepelhet a piacon! De ennek a marketingpolitikának elsősorban a kommunális hulladékokból készült komposztnál van jelentősége, mivel a mezőgazdasági termelésből kikerülő trágyák komposztálását a gazdák többnyire saját gazdaságukban, fejlett technológiák segítségével végzik, és a végtermék helyben kerül felhasználásra. A várható változások tükrében ez gazdasági és környezetvédelmi szempontból egyaránt óriási előnyt biztosít a termelők számára. Magyarország helyzete Hazánkban a komposztálási technológiák széles körű elterjedése még kezdeti stádiumban van. Kommunális vonalon, egy-két helyen már megkezdődtek a fejlesztések, és a mezőgazdaságban is felmerült az igény és egyfajta érdeklődés mutatkozik a környezetkímélő hulladékhasznosítás iránt. Intézetünk, az FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézete felismerte a komposztálásban rejlő lehetőségeket, és 2002 óta egyre nagyobb hangsúlyt fektet a téma K+F feladataira. Kutatóink az alapkutatástól kezdve az alkalmazott technológiák fejlesztéséig számos kutatást végeznek, hogy a hazai gazdák egy ökológiailag és ökonómiailag versenyképes komplex trágyamenedzsmentet tudjanak termelési technológiáikba integrálni. Mivel a trágya magas nitrogéntartalma és nedvességtartalma miatt önmagában nem alkalmas aerob lebontásra, mint eddigi kísérleteink is igazolták már (4.ábra), így összetétel- valamint struktúrajavító adalékok alkalmazása elengedhetetlen a hatékony lebontás szempontjából. 0,200 Eredeti trágya Trágya+szalma
0,150
biológiai aktivitás (mol O2/kg VS/h)
Trágya+nyesedék 0,100
0,050
0,000 0
30
60
90
-0,050 idő (h)
4. ábra
120
150
Jelenleg folyó alapkutatásainkban a trágyákhoz keverhető, a növénytermesztésből visszamaradó szármaradványok, illetve a kommunális területrendezés hulladékainak alkalmazhatóságát vizsgáljuk a kívánt nedvességtartalom, C:N arány és porozitás elérése szempontjából, mely a trágya kedvező lebontását elősegíti. A legújabb kísérletek intézetünk Környezettechnika laboratóriumában, az erre a célra kialakított zárt reaktoros, kényszerlevegőztetéses rendszeren folynak, temperált, szabályozott körülmények között. A vizsgált paraméterek az anyag hőmérséklete és oxigén felhasználása, valamint az anyag összetétele, mely paraméterekből megállapíthatjuk a lebontás eredményességét. A laboratóriumban kapott eredményeket üzemi körülmények között is vizsgáljuk egy olyan technológián keresztül, melyet a Skandináv államoktól kezdve a mediterrán országokig már eredményesen alkalmaztak, de hazai körülményekre ez idáig senki sem adaptálta. Munkánkkal egy olyan költséghatékony és környezetbarát trágyakezelési rendszer kimunkálását és megismertetését kívánjuk elősegíteni, melyet a hazai mezőgazdaság eredményesen alkalmazhat termelési struktúrájában, felvéve ezzel a versenyt az Európai Unió országaival, megfelelve a környezetvédelmi előírásoknak és védve az ökoszisztéma erőforrásait.
Felhasznált irodalom: (1) BioCycle Magazine, Soil and Water Benefits Composting Reduces Fuel and Labor Costs on Family Farms, May 2000, Page 72 (2) Brown, S.J.: Manure composting: a solution to dealing with stricter environment regulations, Sustainable Farming 1995 Winter, REAP Canada (3) Favonio, E.: Composting accross Europe, Leading experiences and developing situations: ways to success; 2002 (4) Green Bay Press Gazette www.greenbaypressgazette.com/news/archive/local_16815153.shtml (5) Linderman, C.: Manure Composting, Carrington Research Extension Center, North Dakota State University, 2002 (6) North Carolina Cooperative Extension Website; http://www.ces.ncsu.edu/ (7) Rynk, R.; Sailus M. On-Farm Composting Handbook. NARES. 1992.
