Trágya-anyagok kezelése és kijuttatása Fenyvesi László egyetemi tanár
A trágyaanyagok kezelésének dimenziói
A Nitrát Előírás (NID) előtti állapot Trágyatavak
Trágya “tápértéke”
NID műszaki megfelelés Hiányos, illetve megoldatlan a NID trágyaelhelyezés 1500 kocás felett a férőhelyek 25 %-ánál. A 100-500 közötti esetben a férőhelyek 21 %-a 2001-ben. Guba M.– Ráki Z. (2002) A felmérés szerint 14-15%nál okoz problémát. NAK felmérés 2012 “18%-nak van tárolója (ÁE 39%)” FM 2015
Víztakarékos megoldások Víz keret‐irányelv (WFD)és felszín alatti, ivóvíz,
Fenyvesi-Mátyás 2002
légköri szennyezőanyagok csökkentéséről szóló irányelv (NECD)
Csökkentési potenciál az egyes kibocsátásért felelős területeken • Ammónia emisszió tárolás alatt (kb.25- 35%) • Trágya szántóterületen történő elterítése alatt (kb.35- 50 %), • Tartás (istállótér 20-30%).
Víz keret‐irányelv (WFD)és felszín alatti, ivóvíz,
Istállón belüli ammónia emisszió csökkentés
légköri szennyezőanyagok csökkentéséről szóló irányelv (NECD)
SZAKIRODALOM (tartás) •Új, vagy teljesen felújított régi istállókban minimum 25 százalékkal, • a teheneknél kötött tartás önmagában azzal, hogy kisebb a szennyezett felület 60 százalékkal kevesebb ammóniát bocsát ki. •A többletszalmával történő almozás akár 50 százalékos megtakarítást is eredményezhet •A vizeletet és trágyalevet elvezető árkokkal ellátott padozattal folyamatos eltávolítással 25‐40 százalék •A trágya gyakori eltávolítása, szeparálása és a szilárd és a híg frakció elkülönített kezelése 25‐40%. A rácspadozat területének és a trágya levegővel érintkező felületének, továbbá hőmérsékletének és pH‐jának csökkentése számottevően 15‐75 százalékkal kedvezőbb mutatókat eredményez Best Available Techniques Reference Documents (2015)
légköri szennyezőanyagok csökkentéséről szóló irányelv (NECD)
Emisszió csökkentés tárolásnál
Csiba at al 2013
•
A trágyatárolók fedése a kibocsátást 30-60%-ban csökkentheti.
•
A szilárd trágyát szárazon kell tartani, a csurgaléklevet el kell vezetni.
•
A szalma apríték a felületen csökkenti az ammónia kibocsátását
•
A hígtrágya savas kezelésével 60% redukciót is el lehet érni.
•
A hígtrágya hőmérsékletének csökkentésével 45-75% redukció érhető el.
• Aerob, anaerob feldolgozás… Best Available Techniques Reference Documents (2015)
“Csővégi” kezelés A levegő szűrése savas rendszerrel, vagy biológiai szűrővel. Az eljárás drágább, de 70-90% csökkentés is elérhető. Levegő mosó,savazó
légköri szennyezőanyagok csökkentéséről szóló irányelv (NECD)
•
Kuli, Fenyvesi, Mészáros 1996 Guidance Document 2015
Emisszió alakulása a kijuttatásnál
légköri szennyezőanyagok csökkentéséről szóló irányelv (NECD)
• A trágya gyakori eltávolítása, szeparálása és a szilárd és a híg frakció elkülönített kezelése 20 %-al csökkentheti a kibocsátást • Fontos, hogy mennyi idő telik el a trágya kijuttatása és a talajba forgatás között. 30-90 százalékos megtakarítás érhető el az azonnali, illetve a 24 órán belüli elmunkálással, legyen szó akár híg, akár almos trágyáról. 24 óra után ez az érték 30% alá csökken! • A szarvasmarha hígtrágya kezelésének hatékony módja lehet a kiöntözés, vízzel való hígítás mellett. Az eljárás 30 százalékot takaríthat meg a referenciához képest. • Az alacsony nyomású (nem vízágyú alkalmazásával) történő öntözés esetén az öntözővízbe keverés előnyös. A keverés 50:1 (víz: hígtrágya) lehet, de legalább 1:1. Az elérhető emisszió csökkenés 30%. Best Available Techniques Reference Documents
Hígtrágya kijuttatás növény‐ kultúrába
Azonnali bemunkálás CLAAS módra
Csövek ‐ csoroszlyák
Komplex megoldások
Kijuttatás logisztikája
Phil Williams 2016
Új köldökcsöves megoldás
Kijuttatás értékelése ENTAM* 2008‐
*ENTAM (European Network for Testing of Agricultural Machines)
Földfelszíni emissziómérés (ENTAM 2011) 1. Tölcsér (0,138 m2 felület; 20,6 dm3 térfogat) 2. Szűrő (20/10) háló 3. Sav csapda (1% H3BO3 oldat) 4. Szilárd-rész csapda 5. Térfogatmérő 6. Áramlásmérő (10 l/min) 7. Szivattyú
Földfelszíni emissziómérés (MGI 2005‐2009) •
A gáz emissziós mérésekhez meglévő INNOVA műszerünk karbantartását, hitelesítését végeztük el. Talaj-felszíni mérések
Trágyatakarás
Rádics-Jóri-Fenyvesi 2016
Pazsiczki-Fenyvesi 2006
Trágyakijuttatás szántóföldi vizsgálata
Csoportos mérési elrendezés
Összes N-NH4 emisszió (mg/m2)
Egy eredmény példa Vizsgált megoldás
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0
8
16
24
referencia
32
A kijuttatás óta eltelt idő (h)
40
48
Example of test report Responsibility and recognition Performing competent authority: Waste Management Group DEIAFA - Mechanics Section Via L. da Vinci, 44 I -10095 Grugliasco (TO) This test is recognized by the ENTAM members:
ENTAM - Test Report
ENVIRONMENTAL ASSESSMENT (AMMONIA EMISSION REDUCTION) Spreader type: Trade mark: Model: Manufacturer: S.A.C. sas di Arduino Claudio Via Savigliano, 4 I - 12020 Vottignasco (CN)
Slurry tanker with injection system S.A.C. sas di Arduino Claudio B201PA Test report: 05/150 April 2011
Example of test report Technical data of spreader
Test parameters Manure type: pig slurry Manure characteristics: 4.10% TS; 3.29 g/kg TKN; 2.40 g/kg TAN Manure application rate: 21.3 m3/ha (70 kg TKN/ha equivalent) Soil characteristics: 83.7% sand, 14.3% silt, 1.94% clay; pH = 7.43, total C = 8.79 g/kg, total N = 1.18 g/kg Injection depth: 150 mm Trials duration: 48 hours
Slurry tanker Tank material: Number of axles: Total length: Height: Width: Tare: Max capacity:
galvanized steel 3 8800 mm 3300 mm 2550 mm 6500 kg 15 m3
Vacuum pump Pump output: max flow rate 9000 l/min max pressure 1.5 bar
Air temperature, °C: 14.2 (6.0 – 20.1) Wind velocity, m/s: 0.9 (0.4 – 1.5) Relative air humidity, %: 70.0 (51.0 – 94.0) Cumulative N-NH4 emissions (mg/m2)
Test results
Tested technology SAC Spreader
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0
8
16
Reference system
24
32
40
48
Time after manure application (h)
Total N-NH4 losses (% on the applied TKN)
Fig.1. Cumulative ammonia emissions recorded during the test 7
% TKN
6
5.76
5
Application system 4 slurry injectors spaced 750 mm apart Injection depth: 150-200 mm
4 3
2.40
2 1 0
SAC Spreader Tested technology
Reference system
Slurry injector components Tine: 800 mm height, 60 mm width Cutting shoe: 300 mm height, 70 mm width Distribution hose: 800 mm height, 35 mm width
Fig.2. Total ammonium nitrogen lost from the land applied manure over the test period, as percentage of total nitrogen applied
Ammonia emission reduction index (Ip) = 0.58
Free download of the complete test report under: www.ENTAM.net or www.ENAMA.it
Nitrogén gyors meghatározás • • •
Megteremtsük a híg és almos trágyák ammónium és teljes nitrogén tartalmának gyors, helyszíni mérésének lehetőségét. Megteremtsük a híg és almos trágyák szárazanyag tartalmának gyors, helyszíni mérésének lehetőségét. A rendszerek illeszkedjenek a meglévő berendezéseinkhez, egészítsék ki azokat.
Fenyvesi at al 2015
Kalibrációk
Fenyvesi at al 2015
Almostrágya mintavételezés
Vojtela at al 2015
Homogén almostrágya-mintát!
Fenyvesi at al 2015
Hatóanyag gyorsmérési lehetőségek Elektromos vezetés (EC)
Közeli infravörös (NIR) G. Provolo, L. Martinez-Suller
Catholic University of Leuven 2015
Online measurement of animal and bio slurry D-TEC develops Near Infra-Red on quality variations with NIR spctroscopy Manure Tank Trailer http://link.springer.com/chapter/10.3920/97890-8686-778-3 40#page-2
29
Térorientált kijuttatás MGI 1988-1992
2015
A kifejlesztett adagszabályozó
Mészáros-Fenyvesi 1992
Zunhammer 2015
Precíziós megoldás
Térspecifikust trágyahasznosítás OMFB 1989-1992 Fenyvesi, Mészáros 1992 Kotte Landtechnik, Fliegl Agrartechnik and Vervaet BV, Manure Sensing
Következtetések • Az egyes faktorokra (pl. ammónia, széndioxid) az emissziós statisztikák, vállalati vagy ország jelentések felállítása, egymástól függetlenül, mennyiségi mérlegek alapján történik. Ez tulajdonképpen nagyban “leltár”.
Options for Ammonia Mitigations 2014 • A környezetkímélő technológiák fejlesztése esetében az egyes faktorok száma általában sokkal több (pl. termelési vertikum, gazdaságosság, versenyképesség) és ezek folyamatai egymással kölcsönhatásban vannak! • A technológiafejlesztés serkenti a gépfejlesztést (gépgyártást) és fordítva
Javaslatok 1.
Megbízható adatbázis kialakítása szükséges a fejlesztési döntésekhez, amely pontos képet ad a jelenlegi helyzetről.
2. Információs rendszer kialakítása javasolható a lehetséges megoldásokra, valamint felvetődő problémákra, ötletekre irányulóan. 3. Technológiafejlesztési innovációs programok elindítása javasolt a korszerű, gazdaságos trágyahasznosítási, valamint a felvetődő termelői problémák megoldására (pl. bio-trágya készítés, aerob és anaerob kezelések problémái) 4. Eszközök, eljárások kialakítását segítő kutatások elindítása szükséges a kiemelt emissziókat okozó területeken (pl. tároló fedések, csővégi kezelések). 5. A technológia-fejlesztésekből adódó gépfejlesztések elindítása (pl. injektáló megoldások, almos trágya kijuttatás) 6. A precíziós fejlesztéseket támogató kutatások (pl. távérzékelés, szenzorfejlesztés hiperspektrális eszközökkel).
Köszönöm a figyelmüket!
