Úvod / Informácie / Rastlinná výroba / Olejniny

Digestát vo výžive a hnojení repky

27-06-2018
prof. Ing. T. Lošák, Ph.D.1; Ing. J. Dostál, CSc.2 | tomas.losak@mendelu.cz
1 Mendelova univerzita v Brně; 2 AGROEKO Žamberk s. r. o.

Digestát je definovaný ako organické hnojivo ktoré vzniká anaeróbnou fermentáciou pri výrobe biolplynu. Je to hnojivo so (super) rýchlo sa uvoľňujúcim dusíkom. Pomer C : N je nižší ako 10. Svojimi vlastnosťami sa značne približuje vlastnostiam kombinovaných minerálnych hnojív. Jeho vlastnosti sú predovšetkým ovplyvnené už v bioplynovej stanici (BPS) použitou surovinou. V SRN je to prevažne hnojovica a kukuričná siláž.

V ČR ako aj na Slovensku je škála vstupných surovín pre BPS oveľa širšia, často aj vo forme zmesí – maštaľný hnoj, kukuričná siláž z k tomuto účelu vhodných hybridov, trávna senáž, cukrovarnícke rezky, fugát, mäsokostné múčky, farmárske odpadové vody a pod.

Z pokusov (Dostál 2008) s digesciou hnojovice teliat  vyplýva, že počas 45 dní pri teplote 40 OC sa v digestátu znižuje percento organických látok a tým aj sušiny, približne na polovinu, oproti obsahu v základnej surovine (hnojovici).

Straty organickej sušiny digesciou v bežných fermentoroch s dlhšou dobou zadržania a pri vyššej teplote sú ešte vyššie, často dosahujú aj 70%. Je preto vhodné do BPS dodávať i surovinu bohatšiu na organické látky (kukuričná a trávna siláž) a vždy vyžadovať chemické rozbory digestátu na obsah organických (= spaliteľných) látok, obsah makro a mikroprvkov, poprípade rizikových prvkov. Rovnako je potrebné kontrolovať aj agrochemické vlastnosti pôdy hnojené digestátom. Pozemky s nižšou hodnotou pH (kyslé) a s nízkym obsahom vápnika je potrebné vápniť a to aj pre zlepšenie pomeru medzi dvojmocnými katióny (Ca, Mg), oproti jednomocným (K, Na), ktoré prispievajú k zlievavosti pôdy (tvorba pôdneho škralúpu) so všetkými negatívnymi vlastnosťami. Digestát má pomer jednomocných katiónov k dvojmocným (N-NH4+K+Na) : (Ca+Mg) v priemere 215 analyzovaných vzoriek 4,4 : 1. Obdobný nevhodný pomer je aj pri hnojovice HD.

Na pozemky kde je aplikovaný digestát je potrebné pravidelne dodávať zdroje labilných organických látok (potrava a energia pre pôdne mikroorganizmy), čiže aplikovať maštaľný hnoj, kompost, zaorávať slamu obilnín, pestovať a zaorávať medziplodiny, lebo v digestátoch sú zastúpené predovšetkým (semi)stabilné organické látky (lignín).

V tejto súvislosti bol na jeseň 2017 založený na Mendelovej univerzite v Brne nádobový pokus, v ktorom spoločne s digestátom, a digetátom a slamou, testovaný prípravok Azoter B, čo je kvapalná pomocná pôdna látka, ktorá obsahuje niekoľko druhov mikroorganizmov, z ktorých niektoré majú aj schopnosť pomáhať pri rozklade organickej hmoty v pôde.

Z prvotných výsledkov pôdnych rozborov odobraných 3 mesiace po založení pokusu je zrejmé, že aplikáciou prípravku Azoter B sa oproti variantu so samotným digestátom síce celkový obsah minerálneho dusíka (čo je súčet amónneho a nitrátového dusíka) nezmenil, ale pri aplikácii Azoteru B sa 3 – 4 krát zvýšil podiel dusíka amónneho. Ten má, ako katión, schopnosť sa v pôde pútať, resp. je obmedzene vyplavovaný. Najlepší výsledok z tohto hľadiska bol dosiahnutý pri variantu digestát + Azoter B + slama, kde sa znížil obsah celkového minerálneho dusíka v pôde o 25% oproti var. bez Azoteru B. Súčasne sa v pôde znížil i obsah dusíka nitrátového.

Tým sa výrazne znižuje riziko vyplavenia nitrátového (dusičnanového = liadkového) dusíku ako aniónu, z pôdy počas zimného obdobia. Rastliny (jarné i ozimné) budú tak mať k dispozícii viac dusíka s nástupom jari. Azoter B prispel tak k imobilizácii N v pôde (variant digestát + Azoter B + slama), ako aj k obmedzené premene amónneho na nitrátový dusík (nitrifikácia). To je možné považovať za veľmi pozitívny jav, spojený s vyšším využitím dusíku rastlinami ako aj so znížením strát dusíka vyplavovaním.

Potrebu zdrojov labilných organických látok v podnikoch s BPS je možné stanoviť bilančnou metódou obsahu organických látok v pôde. Síce existuje viacero metód výpočtu, ale väčšina z nich spoločne akceptuje ako významný zdroj pôdnej organickej hmoty zastúpenie viacročných krmovín na o. p., a ako čiastočný zdroj zastúpenie zrnovín.

Z hľadiska zachovania pôdnej úrodnosti je tuto bilančnú metódu účelné použiť nie len na jednotlivých pozemkoch, ale aj na celom poľnohospodárskom podniku. Práve táto bilančná metóda poukázala na podnikoch a BPS na význam zeleného hnojenia a zaorávania slamy.
V prípade separácie digestátu vzniká separát, ktorý je, podobne ako tuhé organické hnojivá, hnojivom s pomalšie uvoľňovaným dusíkom (C : N vyšší ako 10), čo vytvára nutnosť jeho zapracovania do pôdy. Druhým produktom separácie je fugát, ktorý sa naopak zaraďuje medzi hnojivá s rýchlo uvoľňovaným dusíkom. Z hľadiska obsahu ďalších živín sa v separátu koncentruje predovšetkým výrazne viac fosforu a horčíku a i draslíku, oproti fugátu (tab. 1).

Tab. 1: Rozdiely vo vlastnostiach fugátu, separátu a sušeného separátu po separácii digestátu z kukurice (Lošák, Dostál, Hlušek, 2017)

Tab. 1: Rozdiely vo vlastnostiach fugátu, separátu a sušeného separátu po separácii digestátu z kukurice

Z hľadiska obsahu sodíka v digestátoch (Na = prvok podporujúci peptizáciu pôdnych koloidov, tvorbu škralúpu a v digestátoch zhoršujúci pôdnu štruktúru), sa jeho množstvo výrazne neodlišuje od zastúpenia napr. v hnojovici (0,02-0,07 % Na v č. h.). Hnojovicou aj digestátmi sa do pôdy dostávajú všetky makro i mikroživiny, pričom dominuje dusík a draslík. Obsah síry sa v digestátoch pohybuje v stotinách percenta (pôvodne 0,015-0,03 % v č. h., po odsírení bioplynu a prívodu S do digestátu 0,02-0,06 % v č. h.), preto je k plodinám náročným na síru (olejniny) nutné prihnojovať minerálnymi hnojivami so sírou. Dávkou 10 t digestátu aplikovanú na 1 ha dodáme nasledujúce množstvo živín (kg/ha): 21-61 kg N; 3-11 kg P; 11-53 kg K; 10-34 kg Ca; 2-8 kg Mg; 1,5-5 kg S. Dusík sa v digestátu vyskytuje od 40 po 65% vo forme amónnej (okamžite prijateľnej rastlinami, alebo viazanej v pôde, alebo podliehajúcej nitrifikácii) a z 35 -60% vo forme organickej, z ktorej je dusík prijateľný až po jeho mineralizácii. Dusík nitrátový (liadkový, dusičnanový) sa v digestátu vyskytuje minoritne, iba v stopách.

Aplikácia organických a maštaľných hnojív je možná iba v prípade, že nepresahujú koncentrácie rizikových prvkov, ktoré sú v jednotlivých krajinách stanovené vyhláškami. Podľa monitoringu spol. AGROEKO Žamberk s.r.o. bol v rokoch 2012 - 2016 stanovený priemerný obsah týchto rizikových prvkov v digestátu BPS (n = 112): Cd = 0,34; Pb = 2,3; Hg = 0,028; As = 2,3; Cr = 4,2; Cu = 90; Ni = 5,3 a Zn = 355 mg/kg sušiny, takže v praxi nie sú s rizikovými prvkami v digestátu problémy, resp. rizikové prvky boli vo všetkých prípadoch pod hranicou maximálneho limitu.  A to i v prípade, že by do bioplynovej stanice bola použitá hnojovica od ošípaných, ktorá obsahovala vyššie množstvo zinku (od odstávčat z dôvodu medikácie krmiva), pretože po pridaní kofermentu (siláž, senáž) obsahy zinku vo finálnom digestátu zostali (vplyvom zrieďovacieho efektu) pod prípustným limitom. Navyše zinok je pri repke a kukurici veľmi oceňovaný stopový prvok, spolu s bórom.

Pre efektívne využitie digestátu pri hnojení repky je výhodný systém delených dávok:

  1. Leto a jeseň
    • Pri zaoraní slamy po zbere predplodiny, kedy sa upraví pomer C : N (cca 10 kg N na 1 t slamy).
    • Pred sejbou ozimnej repky so zapravením do pôdy a to s ohľadom na obsah Nmin. v pôde.
    • Po vzídení repky v priebehu mesiaca októbra až novembra hadicovými aplikátormi. Dávka digestátového dusíku aplikovaného alebo pred sejbou alebo po vzídení by sa mala pohybovať na úrovni 40 – 100 kg/ha N. Repka prijme počas jesenného obdobia v závislosti od dĺžky vegetácie (termínu zamrznutia) 60–180 kg/ha N! Prehnojenie dusíkom je ale nežiaduce z dôvodu zvýšeného rizika vymŕzania a je vhodné dávku korigovať podľa Nmin. v pôde a rozborov rastlín.
  1. Jar
    • Regeneračné hnojenie v II. až počiatku III. mesiaca:
      • Dávka digestátu sa volí podľa obsahu N v digestáte.
      • Spravidla 10 – 20 t/ha = 40 – 80 kg/ha N (február) a 15 – 25 t/ha = 60 – 100 kg/ha N (marec).
      • Aplikácia pri teplotách mierne pod nulou (do -5 oC) pre menšie poškodenie pojazdom nebo až po vyschnutí.
      • Napriek tomu treba počítať s určitým poškodením porastu pojazdom (mrazom skrehnuté rastliny).
      • Využiť hadicové aplikátory (straty N prchaním podľa počasia = teplôt, spravidla do 20 % z N-NH4+).
      • S ohľadom na určitý podiel organickej formy dusíku môže byť vizuálne zjavné krátke oneskorenie v účinku (do 7 dní) oproti liadkom, ale zasa dlhodobejšie pôsobenie oproti liadkom (potreba  mineralizácie organického N). V extrémnom suchu hrozí dlhodobejšia imobilizácia dusíku fixáciou NH4+ iontov v ílových mineráloch.
    • Produkčné hnojenie – koniec III., počiatok IV. mesiaca
      • Dávka digestátu podľa obsahu N v digestátu.
      • Spravidla 15 – 20 t/ha = 60 kg/ha N či 70 + 30 kg/ha (pre silné porasty).
      • Treba počítať s určitým poškodením porastu pojazdom.
      • Využiť hadicové aplikátory (straty N prchaním  pri vyšších teplotách až do 30 % z N-NH4+, ale to len pri riedkych porastoch, hustejšie účinne bráni emisii čpavku)
      • V štádiu žltých pukov použiť iba priemyselné hnojivá

Pre systém delených dávok je potrebné disponovať vhodnou aplikačnou technikou, najmä pre aplikáciu počas vegetácie repky. To môže byť pre niektoré podniky limitujúce. I tak ale často dochádza k určitému poškodeniu porastu najmä z hľadiska pôdnej vlhkosti. Dôležité je tiež uplatňovanie korekcie dávky podľa diagnostických metód zisťovania výživného stavu rastlín a zásob dusíka v pôde (Nmin). Stopové prvky, najmä bór, je potrebné aplikovať v priemyselných hnojivách tak na jeseň ako aj na jar, prednostne formou mimokoreňovej výživy. Rovnako aj síru treba dodávať v priemyselných hnojivách.

Záver:

  • Digestát je pre repku vhodným kombinovaným hnojivom
  • Treba poznať jeho kompletné zloženie.
  • Možno ho aplikovať na jeseň pred sejbou (zapraviť do pôdy) či po vzídení (dávka podľa Nmin. v rozsahu 40-100 kg/ha N).
  • Vhodný je aj pre jarne regeneračné hnojenie (2x) – max. 170 kg a produkční – max. 100 kg/ha N (myslené ako celková dávka N).
  • Dávky digestátu sú orientačne 10 - 25 t/ha na 1 aplikáciu (podľa obsahu N).
  • V zraniteľných oblastiach dusíkom celkovú dávku dusíku korigovať podľa prípustného limitu.
  • Dopočítať si podľa zloženia digestátu vstupy ďalších živín (fosfor, draslík, horčík, vápnik, síra).
  • Aplikovať na únosný pozemok, t.j. v predjarí pri teplote mierne pod nulou, alebo až po vyschnutí pôdy.
  • Síru dodať minerálne, predovšetkým na jar.

Poďakovanie: Problematika je tiež riešená v rámci projektu OJ 1530171 a QJ 1210211 finančne podporovaného z NAZV (MZe ČR).

Preložil: P. Zubal