9 Ověření agrochemických účinků kalů z výroby bioplynu (tekuté složky digestátu) pro aplikaci na půdu

Transkript

1 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 Po provedení analýz vzorků v analytické laboratoři EKO- LAB Žamberk, s. r. o., byl nádobový vegetační pokus s hořčicí bílou založen a sklizen 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 Po provedení analýz vzorků v analytické laboratoři EKO- LAB Žamberk, s. r.o., byl nádobový vegetační pokus s hořčicí bílou založen a sklizen 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

2 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 ( v klimatickém regionu 6 9 a 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-NH 4 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-NH 4 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

3 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

4 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

5 Obr. 55 Obsah dusíku v rostlinách (2006) Obr. 56 Odběr dusíku rostlinami (2006) 108