Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Zmena klímy

Postupy v poľnohospodárstve na zníženie emisií z chovu hospodárskych zvierat

14-08-2020
Ing. Vojtech Brestenský, CSc. | vojtech.brestensky@nppc.sk
NPPC - Výskumný ústav živočíšnej výroby Nitra

Keď hovoríme o emisiách zo živočíšnej výroby, máme na mysli amoniak (NH3) spôsobujúci kyslé dažde a skleníkové plyny ako je oxid uhličitý (CO2), metán (CH4) a oxid dusný (N2O). Pri emisiách sa najväčšia pozornosť venuje amoniaku, ako hlavnému znečisťovateľovi ovzdušia zo živočíšnej výroby, pretože sa uvoľňuje do ovzdušia v najväčších množstvách. Takmer všetky informácie o znižovaní emisií z chovu zvierat prinášajú správy o znižovaní emisií amoniaku. Predpokladá sa, že pri znižovaní emisií amoniaku sa znižujú aj emisie ostatných plynných látok. Opatrenia na znižovanie týchto emisií sa neobmedzujú len na to, ako skladovať, upravovať alebo používať hnoj pri jeho vzniku, ale zahŕňajú opatrenia na ovplyvnenie kvality a minimalizovanie tvorby hnoja.

Stratégie kŕmenia hospodárskych zvierat

Cieľom je zvýšiť retenciu N, znížiť jeho vylučovanie v exkremntoch. Zabezpečenie, aby hospodárske zvieratá nedostávali v krmive viac dusíkatých látok, než je potrebné pre cieľovú úroveň produkcie zníži vylučovanie N. To by malo maximalizovať podiel dusíkatých látok vo výžive, ktoré sa dajú metabolizovať a minimalizovanie podielu, ktorý sa metabolizovať nedá. Zníženie množstva N v exkrementoch nielenže zníži emisie NH3 na všetkých stupňoch hnoja, ale aj ďalšie potenciálne straty N (vyplavovanie, denitrifikácia). Zníženie množstva N v exkremetovj sa dá dosiahnúť:

  • Znížením prebytku v prísune dusíkatých látok tak, že nebudú prekročené aktuálne odporúčania pre kŕmenie;
  • Lepšením nastavenie zloženia výživy podľa požiadaviek jednotlivých zvierat, napr. podľa stupňa laktácie, veku a hmotnosti zvierat, atď.;
  • Znížením obsahu dusíkatých látok v kŕmnych dávkach prostredníctvom optimalizácie prísunu aminokyselín. U monogastrických zvierat sa prísun aminokyselín dá riadiť pridaním čistých aminokyselín do výživy, alebo využitím kombinácie rôznych bielkovinových krmív vo výžive;
  • Zvýšením účinnosti využitia N zlepšením výkonnosti zvierat (dojivosť, rýchlosť rastu, účinnosť konverzie krmiva, atď.), takže sa na záchovu použije znižujúci sa podiel celkovej potreby dusíkatých látok.

Tab. č. 1: Odporúčaný obsah dusíkatých látok v krmive (%)

Druh

Kategória

Fáza produkcie

Priemerný obsah dusíkatých látok v krmive zvierat

Dobytok

Dojnice

Začiatok laktácie

15–16

Neskoršie obdobie laktácie

12–14

Odchov (jalovice)

 

12–13

Výkrm

Teľa (produkcia teľacieho mäsa)

17–19

Dobytok na mäso < 3 mesiace

15–16

Dobytok na mäso > 6 mesiacov

12

Ošípané

Ciciaky

< 10 kg

19–21

< 25 kg

17–19

Ošípané na výkrm

25–50 kg

15–17

50–110 kg

14–15

110-170 kg

11–12 (so špecifickými aminokyselinami, napríklad lyzínom a tryptofánom)

13–14 (bez špecifických aminokyselín)

Prasnice

Gravidita

13–15

Laktácia

15–17

Hydina-sliepky

Brojlery

1.fáza výkrmu

20–22

Stedná fáza výkrmu

19–21

Posledná fáza výkrmu

18–20

Nosnice

18–40 týždňov

15.5–16.5

>40 týždňov

14.5–15.5

Hydina-morky

 

< 4 týždne

24–27

5–8 týždňov

22–24

9–12 týždňov

19–21

>13 týždňov

16–19

>16+ týždňov

14–17

Nízkoemisné systémy ustajnenia zvierat

Pri všetkých typov ustajnenia je pri rozhodovaní o znižovaní emisií a hustote chovu nevyhnutné vziať do úvahy požiadavky na dobré životné podmienky zvierat. Primeraná hospodárnosť v súvislosti s plochou ustajňovacieho priestoru môže prispieť k zníženiu emisií NH3 a ďalších foriem znečistenia.

Pre ustajnenie hospodárskych zvierat treba na účely zníženia emisií NH3 dodržať niektoré všeobecné zásady:

  • Udržiavať všetky priestory (chodby, ležovisko, výbeh) vnútri aj mimo stajne suché a čisté;
  • Pri ustajnení so slamenou podstielkou môže zvýšenie množstva slamy na zviera znížiť emisie NH3 z budovy aj počas uskladnenia hnoja;
  • Udržiavať povrchové plochy hnoja v podroštových kanáloch čo najmenšie (napríklad s čiastočne zaroštovanou podlahou, šikmými stenami kanála);
  • Rýchlo separovať a odstraňovať moč do výkalov (odkanalizované maštale), čo môže prispieť k zníženiu emisií amoniaku;
  • Udržiavať rýchlosť a teplotu vzduchu nad povrchmi, ktoré sú znečistené výkalmi, čo najnižšie (bez zníženia celkového vetrania), napr. ochladzovaním privádzaného vzduchu, alebo v prípade prirodzeného vetrania, zohľadnením prevládajúceho smeru vetra; to neplati pre priestory, kde sa hnoj suší;
  • Zabezpečiť ošípaným priestory na ležanie/sedenie, kŕmenie, kalenie, výbeh;
  • V budovách s núteným vetraním čistiť, prípadne filtorovsť odvádzaný vzduch;
  • Zvýšiť obsahu sušiny v hydinovom truse alebo podstielke na  60 % a viac, za takých podmienok je k dispozícii nedostatok vlhkosti, ktorá by umožnila rozklad kyseliny močovej a uvoľnenie amoniaku.

Nízkoemisné systémy uskladnenia hnoja

Opatrenia, pri ktorých sa znížia emisie zo skladovania hnojovice a iných kvapalných hnojov:

  • Kapacita skladu by mal mať dostatočnú veľkosť, aby sa predišlo aplikácii na pozemky v ročnej dobe, kedy existuje riziko znečistenia vody;
  • Znížiť povrchovú plochu (alebo povrch uvoľňujúci emisie) skladu. Hlbšie nádrže majú menšiu povrchovu pochu;
  • Kryty pre nádrže (plné kryty, plávajúce kryty, plávajúce geometrické plastové dlaždice, prirodzená kôra plávajúca kôra, ílový granulát, rezaná slama);
  • Zníženie frekvencie miešania, pri miešaní je najvyššia emisia amoniaku;
  • Zníženi prudenia vzduchu nad povrchom hnojovice, možno to dosiahnuť dostatočne vysokým prevýšením a pestovaním stromových vetrolamov;
  • Podzemné vonkajšie nádrže a tienenie pri skladoch môžu znížiť teplotu hnojovice v skladovacej nádrži a tým spôsobiť významné zníženie emisií NH3 a CH4;
  • Uskladňovacie vaky sú vhodné na zníženie emisií z hnojovice.

Použiťeľnosť a účinnosť techník na znižovanie emisií zo skladov hnojovice uvádzame v tabuľke 2

Tab. č. 2: Účinnosť a použiteľnosť techník na znižovanie amoniaku v skladoch hnojovice

Opatrenie na znižovanie

Trieda hospodárskych zvierat

Zníženie emisií (%)

Použiteľnosť

Poznámky

Pevné veko alebo strecha

Všetky

80

Len nádrže

Nie je potrebná prídavná kapacita na dažďovú vodu; obmedzenie z dôvodu statických požiadaviek

Pružný kryt (napr. stanová konštrukcia)

Všetky

80

Len nádrže

Obmedzenie z dôvodu statických požiadaviek

Plávajúca fólia

Všetky

60

Nie na hnoji vytvárajúcom kôru

Potrebné ďalšie údaje o znižovaní emisií

Plávajúce plastové dlaždice

Všetky

cca 60

 

 

Prirodzená kôra

Močovka dobytka ošípaných s obsahom sušiny viac ako 7 %

40

Nie v poľnoh. podnikoch s častým vyprázdňovaním nádrže

 

Umelá kôra: slama

Hnojovica ošípaných a dobytka

40

Nepraktické na riedkych kvapalných hnojoch alebo v poľnoh. podnikoch s častým vyprázdňovaním nádrže

Môže viesť k zvýšeným emisiám N2O a CH4

Umelá kôra: ílový granulát a iné

Hnojovica ošípaných, kvapalný hnoj

60

Aj na riedkom hnoji; nie v poľnoh. podnikoch s častým vyprázdňovaním nádrže

Straty ílového granulovaného materiálu prečerpávaním

Náhrada lagún krytými/otvorenými nádržami

Všetky

30–60

V tejto situácii referencie ukazujú na vyššiu mieru emisií z otvorených lagún

Vaky na skladovanie

Všetky

100

Použiteľnosť rýchlo rastie s nadobúdanými skúsenosťami

Zatiaľ väčšina skúseností pochádza z malých poľnohospodárskych podnikov na chov ošípaných, ale už boli využité aj vo väčších mliekárskych podnikoch

V súčasnosti existuje len málo možností na zníženie emisií NH3 z uskladneho tuhýho hnoja. Techniky na obmedzenie emisií NH3 sú:

  • Zakryť sklady tuhého hnoja. Hoci použitie pevných krytov nemusí byť vždy praktické, ukázalo sa, že použitie plastových fólií podstatne znižuje emisie NH3 bez toho, aby sa významne zvýšili emisie CH4 alebo N2O;
  • Pridať do hnoja zvýšené množstvo slamy. Tento prístup možno považovať za menej efektívny, než zakrytie tuhého hnoja, s premenlivou výkonnosťou v závislosti od typu hnoja, podmienok a možného nárastu emisií N2O a CH4;
  • Zmenšiť povrchovú plochu hromady (napr. výstavbou stien, aby sa zväčšila výška). Tento prístup možno tiež považovať za menej efektívny ako zakrytie hnoja;
  • Udržiavať hnoj čo najviac suchý, čo je obzvlášť dôležité pre hydinovú podstielku (brojlery a nosnice) a hydinový trus sušený na pásoch;
  • Udržiavanie teploty hromady pod 50oC alebo zvýšenie pomeru C:N na > 25, napr. zvýšením množstva slamy alebo iného použitého podstielkového materiálu.

Nízkoemisné techniky aplikácie hnoja

Minimalizovať straty pri aplikácii hnoja je veľmi dôležité, pretože akékoľvek skoršie úspory NH3 z ustajnenia hospodárskych zvierat alebo skladovania hnoja sa môžu stratiť, pokiaľ sa nevyužije vhodná technika hnojenia. Cielom je čo najmenej vystaviť hnoj ovzdušiu. Najefektívnejším prostriedkom na zníženie emisií NH3 z hnojenia hnojovicou je využitie vhodnej techniky hnojenia, ako je podpovrchové alebo pásové aplikátory. Takýto prístup má aj agronomický prínos rovnomernejšieho hnojenia hnojovicou, s presnejším umiestnením, čím sa môže znížiť riziko odtekania hnojovice

Nízkoemisné techniky pre aplikáciu hnojovice a iný kvapalný hnoj:

  • Podpovrchové aplikátory umiestňujú hnoja pod povrch pôdy, čím znižujú povrchovú plochu hnoja vystavenú vzduchu a zvyšujú infiltrovanie do pôdy. Vo všeobecnosti sú pri znižovaní emisií NH3 účinnejšie než pásové aplikátory. Patria sem tri typy:
    • Plytké (alebo štrbinové) aplikárory: vyrezávajú úzke štrbiny v pôde (spravidla o hĺbke 4–6 cm a vo vzdialenosti 25–30 cm od seba) a tieto vypĺňajú hnojovicou alebo kvapalným hnojom. Najbežnejšie využitie je na trvalých trávnych porastoch. Dosahujú sa rôzne výsledky znižovania v závislosti od toho, či sú použité aplikátory s otvorenými alebo uzavretými štrbinami. Objemy hnojenia možno obmedziť objemom drážok;
    • Hĺbkové aplikátory: aplikujú hnojovicu alebo kvapalný hnoj do hĺbky 10-30 cm do pôdy za pomoci radličiek aplikátora, ktoré sú rozmiestnené s rozstupom asi 50 cm alebo dokonca až 75 cm. Hroty sú často vybavené postrannými krídelkami, ktoré napomáhajú rozptýleniu v pôde a dosiahnutiu vysokej miery hnojenia. Sú najvhodnejšie na použitie na ornej pôde z dôvodu rizika mechanického poškodenia zatrávnenia;
    • Orné aplikátory: sú na báze pružinových alebo tuhých radličiek kultivátorov a sú len na účely použitia na ornej pôde.
  • Pásové aplikátory znižujú povrchovú ploch hnoja vystavenej vzduchu a zmenšením vystavenia prúdeniu vzduchu nad ním. Účinnosť týchto strojov sa môže meniť v závislosti od výšky plodiny. Existujú dva hlavné typy stroja:
    • Vlečené hadice: hnojovica sa vypúšťa na úrovni terénu na trávu alebo ornú pôdu cez súbor pružných hadíc. Je možné hnojiť medzi radmi pestovanej kultúrnej plodiny;
    • Vlečené hadice s pätkou: hnojovica sa spravidla vypúšťa cez pevné rúry, ktoré končia v kovových „pätkách“ navrhnutých tak, aby sa pohybovali súbežne s povrchom pôdy, pričom rozdeľujú plodinu tak, aby sa hnojovica aplikovala priamo na povrch pôdy a pod porastom. Niektoré typy prívesných pätiek sú navrhnuté tak, aby rezali v pôde plytkú drážku na uľahčenie infiltrácie;
  • Rýchle zapracovanie hnojovice do pôdy, najúčinnejšie je okamžité zapracovanie;
  • Riedenie hnojovice, hnojovicu možno pridať do vody na zavlažovanie alebo do hustej hnojovice možno pred hnojením pridať vodu pred aplikáciou;
  • Načasovania hnojenia pri nízkej teplote, bezvetria a vlhka, aplikácia večer, kedy klesá rýchlosť vetra aj teplota vzduchu, aplikácia na prekyprenú pôdu pri rýchlejšej infiltrácii;
  • Okyslenie hnojovice, nízke pH znižuje straty NH3 z hnoja.

Na zníženie emisií NH3 z aplikácie tuhého hnoja je jedinou vhodnou technikou jeho rýchle zapracovanie do pôdy. Väčšina NH3 sa uvoľní z tuhého hnoja do niekoľkých hodín po rozmetaní.

Praktické vyhodnotenie techník na znižovanie emisií amoniaku pri aplikácici tekutého aj pevného hnoja je uvedené v tabuľke 3.

Tab. č. 3: Praktické vyhodnotenie technik na zníženie emisií amoniaku pri aplikácii hnoja

Typ hnoja

Technika znižovania

Využitie pôdy

Zníženie emisií amoniaku (%)

Obmedzenie použiteľnosti

Hnojovica a iný kvapalný hnoj

Vlečené hadice

Trvalé trávne porasty a orná pôda

30–35

Svah, veľkosť a tvar poľa. Nie pre veľmi hustú hnojovicu. Rozpon riadkov pre hustosiate rastliny.

Na ornej pôde sa zníženie emisií zvýši s výškou plodiny

Hnojovica a iný kvapalný hnoj

Vlečené hadice s pätkami

Trvalé trávne porasty a orná pôda (pred sejbou) a riadkové plodiny

30–60

Ako vyššie. Obvykle nevhodné na použitie pre plodiny na ornej pôde

Hnojovica a iný kvapalný hnoj

Podpovrchová aplikácia do plytkej štrbíny

Trvalé trávne porasty a orná pôda. Aj na rastúce obilniny

Otvorená štrbina, 70; uzavreté štrbiny, 80 pri hĺbke do10 cm

Ako vyššie. Nie pre veľmi suché, kamenisté alebo zhutnené pôdy

Hnojovica a iný kvapalný hnoj

Podpovrchová aplikácia do hlbokej štrbíny

Orná pôda

90

Ako vyššie. Potrebný výkonný traktor. Nevhodné na plytkých pôdach, ílovitých pôdach (> 35 % oganických látok) za veľmi suchých podmienok, na rašelinových pôdach (> 25 % obsahu organických látok) a odvodnených pôdach, ktoré sú citlivé na vyplavovanie

Hnojoviva

Riedenie hnojovice  na použitie vo vodných zavlažovacích systémoch

Orná pôda a trvalé trávne rorasty

Pri riedení 1:1 zníženie 30 %

Len tam, kde sa vykonáva zavlažovanie. Len pre nízkotlakové zavlažovacie systémy

Najme hustá hnojovica dobytka

Riedenie pred aplikáciou pomocou mobilných aplikátorov

Orná pôda a trvalé trávne rorasty

Do 50 % u hustej hnojovici dobytka (50 % riedenie = 30 % zníženie)

Pri alikácii sa zväčšuje objem. Len pre malé poľnohospodárske podniky a pre zavlažovanie. Dávku treba zvýšiť úmerne k zníženiu obsahu NH3

Hnojovica

Zapracovanie do pôdy

Orná pôda, vrátane sejby nových trávnych porastov. Účinné len pri zapracovaní tesne po aplikácii

Okamžité zaoranie = 90; okamžitá neinverzná kultivácia = 70; zapracovanie do 4 hodín = 45–65; zapracovanie do 24 hodín = 30

Obrábaná pôda

Maštaľný hnoj

Zapracovanie do pôdy

Orná pôda, vrátane sejby nových trávnych porastov. Účinné len pri zapracovaní tesne po aplikácii

Okamžité zaoranie = 90; okamžitá neinverzná kultivácia = 60; zapracovanie do 4 hodín = 45–65; zapracovanie do 12 hodín = 50; zapracovanie do 24 hodín = 30

Obrábaná pôda

Všetky typy hnoja

Riadené načasovanie apliokácie

Orná pôda a trvalé trávne rorasty

Premenlivé (zavisí od teploty a prúdenia vzduchu)

Táto technika si vyžaduje lokálne potvrdenie

Ing. Vojtech Brestenský, CSc., národné poľnohospdárske a potravinárske centrum – Výskumný ústav živočíšnejvýroby Nitra