Strata hmoty a kolobeh dusíka v maštaľnom hnoji
Maštaľný hnoj je cenným organickým hnojivom. Je zdrojom živín a organických látok podporujúcim tvorbu humusu v pôde. Maštaľný hnoj už v maštali podlieha procesom, pri ktorých vznikajú straty na hmote aj živinách, hlavne dusíka. Ďalšia strata vzniká pri doprave z maštale do skladovacích priestorov, skladovaní a pri jeho aplikácii na pole.
Strata hmoty
Najväčšia strata hmoty v maštaľnom hnoji vniká pri skladovaní. Samozrejme o tieto straty sa zmenšuje objem skladovaného hnoja. Počas skladovania sa z maštaľného hnoja uvoľňuje hnojovka. Je to prebytočná tekutina, ktorá z hnoja najprv odteká samovoľne, potom po vrstvení je vytláčaná vznikajúcim tlakom. Výtok hnojovky z hnoja je ovplyvnený obsahom tekutín a veľkosťou tlaku v uloženom hnoji. Jej množstvo, ktoré je veľmi variabilne sa pohybuje od 8 do 20 % z uskladneného množstva maštaľného hnoja. Závisí od obsahu vody v odstraňovanom hnoji, množstva zrážok ale i od výšky naskladneného hnoja. V zastrešenom hnojisku, pri skladovacej výške 6 m, bez atmosférických zrážok bol odtok hnojovky 21,7 % z množstva naskladneného hnoja.
Maštaľný hnoj obsahuje ľahko rozložiteľné organické látky, ktoré sa počas skladovania rozkladajú. Za prístupu vzduchu z nich vniká oxid uhličitý a amoniak, ktoré z hnoja unikajú a voda, ktorá z neho odteká. To znamená, že strata hnoja nie je len v množstve odtečenej hnojovky, ale vzniká aj oxidačno-redukčnými reakciami, ktorých výsledkom je zníženie objemu hmoty maštaľného hnoja.
Pri dozrievaní maštaľného hnoja v neodpovedajúcich podmienkach dochádza k vysokým stratám na organickej hmote i živinách. Uvádza sa, že pri dlhodobom skladovaní sa takto, za prístupu vzduchu, rozkladnými procesmi stráca až 70 % organickej hmoty. Pri štvormesačnom skladovaní maštaľného hnoja v hnojisku, kde sa vrstvil do výšky 3 m, čo je najčastejšia výška skladovania maštaľného hnoja na Slovensku, bola strata 27 %. Pri skladovaní hnoja na neupravenej skládke bola strata za 4 mesiace 36 %. Je množstvo literárnych údajov, ktoré hovoria o strate hmoty pri skladovaní maštaľného hnoja. Všetky sa zhodujú na tom, že pri skladovaní maštaľného hnoja vznikajú nemalé straty, od 30 až do 55 %.
Pri exaktnom experimente Výskumného ústavu živočíšnej výroby, pri ktorom sa maštaľný hnoj od hovädzieho dobytka skladoval 10 mesiacov v zastrešenom hnojisku pri skladovacej výške 6 m a hnoj sa pravidelne vrstvil mostovým žeriavom, bola celková strata na hmote 47 %, pričom odtečená hnojovka tvorila 21,7 %. Z toho vidieť, že strata hmoty maštaľného hnoja vzniknutá pri dozrievaní oxidačno-redukčnými reakciami tvorí okolo 25 %. Pri tomto pokuse bol maštaľný hnoj skladovaný v dobrých podmienkach pri optimálnej manipulácii a uvedenú stratu hmoty môžeme považovať za minimálnu. Pri bežnej skladovacej výške maštaľného hnoja 3 m je treba považovať stratu hmoty 50 % za minimálnu. Keď vysokoúžitková dojnica vyprodukuje 23 t maštaľného hnoja ročne (60 kg exkrementov a 3 kg podstielky denne), na pole sa od nej do kolobehu živín pôda-rastlina-zviera-pôda dostane 11,5 t.
Strata dusíka
Dusík podávaný zvieratám v krmive sa využije na tvorbu živočíšnych bielkovín iba z malej časti. Vysokoúžitková dojnica s ročnou produkciou 9000 l mlieka a teľaťa prijme ročne 200 kg dusíka. Na záchovu sa z toho spotrebuje 1 % a produkciu mlieka 21 %. Z toho vyplýva že v exkrementoch vylúči za rok 156 kg dusíka (51 % v moči a 49 % vo výkaloch). Amónny dusík, ktorý emituje do ovzdušia sa nachádza hlavne v moči, vo výkaloch je zväčša organický dusík.
Dusík vo forme amoniaku sa začína strácať z exkrementov už v maštali. Veľkosť straty závisí od mnohých faktorov. V prvom rade je to plocha, na ktorej sú exkrementy vylučované, teda emisná plocha, teplota a rýchlosť prúdenia vzduchu nad plochou exkrementov. Vyššia emisná plocha, teplota vzduch a prúdenie vzduchu nad hnojom zvyšuje stratu dusíka. Ďalšími faktormi, ktoré ovplyvňujú stratu dusíka v maštali je vlhkosť a pH hnoja, konštrukcia podlahy, typ použitej podstielky a spôsob odstraňovania hnoja. V maštali kde väčšia časť močovky odteká do močovkovej nádrže a kde sa maštaľný hnoj odstraňuje častejšie, je strata dusíka nižšia, na druhej strane z ustajnení kde sa odstraňuje maštaľný hnoj zriedka (hlboká podstielka) je vysoká. V boxovom ustajnení s vyhrňovaním maštaľného hnoja 2 x denne (najčastejšie využívaný ustajňovací systém pre dojnice) je to v priemere 35 %. To znamená že do hnojiska sa od vysokoúžitkovej kravy dostane ročne iba 101 kg dusíka. Samozrejme pri odstraňovaní hnoja z maštale viackrát denne je strata amoniaku z hnoja nižšia.
Počas skladovania a dozrievania hnoja mikrobiologickými a chemickými procesmi vzniká ďalšia strata dusíka. Táto strata je veľmi variabilná, od 10 do 40 % Veľkosť závisí od emitovanej plochy, zásobovania hnoja vzduchom, prúdenia vzduchu nad hnojom a lúhovania dažďovou vodou. Čím skôr po odstránení z maštale je hnoj navrstvený na vyššiu výšku s menšou emisnou plochou a menším prístupom vzduchu do hnoja tým je strata dusíka nižšia. Rovnako sa strata dusíka podstatne zníži keď sa hromada maštaľného hnoja zakryje. V pevnom hnojisku pri správnom ošetrovaní vzniká strata v priemere 30 %. To znamená že z produkcie dusíka vysokoúžitkovej dojnice zostane pre aplikáciu na pôdu iba 71 kg, teda iba 46 % z produkcie.
Aplikácia maštaľného hnoja
Aplikácia hnoja je operácia, pri ktorej vzniká ďalšia strata dusíka. Je najviac ovplyvniteľná manipuláciou. Pri aplikácii sa hnoj rozhadzuje na pole a vytvára obrovskú emisnú plochu, z ktorej amoniak uniká, preto ho treba čo najrýchlejšie zapracovať do pôdy. Čím rýchlejšie po rozmetení sa maštaľný hnoj zaorie do pôdy tým viac dusíka v ňom zostáva pre rastliny. Napríklad, účinnosť hnojenia maštaľným hnojom, zaoraným až na druhý deň po aplikácii (to je po 24 hodinách) klesá o 10 %, po 4 dňoch o 15 % oproti hnoju, zaoranému hneď po rozmetaní. Ďalším faktorom, ktorý ovplyvni straty dusíka pri aplikácii hospodárskych hnojív je počasie. Pri bezveternom počasí a nízkych teplotách sú nižšie straty dusíka pri hnojení ako pri veternom a slnečnom počasí. Preto je lepšie aplikovať maštaľný hnoj večer, v noci a ráno pri nižších teplotách. Znižovanie strát dusíka pri aplikácii hospodárskych hnojív prispieva nielen k efektívnemu využívaniu vyrobených živín v podniku, ale aj k zlepšeniu životného prostredia (zápach a kyslé dažde). Pri rozmetaní hnoja je strata dusíka okolo 20 %. To znamená že zo 71 kg vyvezeného dusíka na pole od vysokoúžitkovej kravy zostane k dispozícii pre rastliny asi 57 kg.
Z predchádzajúceho textu vyplýva, že pri chove kráv v kolobehu dusíka pôda-rastlina-zviera-pôda sa dostáva späť do pôdy iba 29 % dusíka, ktorý sa vyprodukoval v prijatom krmive. Dojnice využijú na produkciu mlieka a graviditu 22 %, v exkrementoch vylúčia 78 % prijatého dusíka. Pri manipulácii s maštaľným hnojom (odstavovanie z maštale, skladovanie a aplikácia) vznikne strata dusíka až 37 %.
|
Obr. 2: Kolobeh dusíka pôda-rastlina-zviera-pôda pri chove kráv za rok |
Maštaľný hnoj uvoľňuje pre rastliny dusík postupne. V prvom roku hnojenia uvoľní pre rastliny iba 20 %, v druhom 15 % a v treťom 10 % z dodaného množstva dusíka v hnoji do pôdy. Preto je aj zaužívaný cyklus hnojenia maštaľným hnojom 4 roky.
Článok bol spracovaný v rámci projektu APVV-19-0544 Meranie, modelovanie a monitorovanie bioekonomiky.
