Pravidelné udržiavacie vápnenie pôd, na ktorých sa aplikovala hnojovica, je praxou približne od polovice 90. rokov. Táto prax sa rozvinula na menších farmách – prevažne v Nemecku, Francúzsku, či Švajčiarsku. Farmári v tom čase odpozorovali úhyn dážďoviek pohybujúcich sa v horných vrstvách pôdy – prevažne na pasienkoch, kde sa aplikovali vyššie hektárové dávky. V období rokov 2007 – 2009 prax pravidelného udržiavacieho vápnenia začali zavádzať pestovatelia využívajúci na zakladanie porastov digestát z bioplynových staníc (BPS). V tom čase už bolo možné na vybraných druhoch pôd (ľahkých až stredne ťažkých) pozorovať zhoršujúce sa vlastnosti z pohľadu pôdnej štruktúry.
Vysoká nutričná hodnota
Vďaka vysokým nutričným hodnotám tvorí hnojovica a digestát dôležitú súčasť výživy, či už pred založením porastov, alebo v rámci regeneračného hnojenia. Pre zaujímavosť – 50 m3 hnojovice hovädzieho dobytka obsahuje približne 60 – 70 kg dusíka, pri digestáte hovoríme o hodnotách až do 130 – 140 kg. Kým obsah dusíka vo forme (NH4+) a jeho transformácia spôsobuje prevažne okyslenie, neúmerne vysoký podiel rozpustného draslíka (K+) spôsobuje z dlhodobého hľadiska zhoršovanie vybraných pôdnych vlastností. Množstvo 50 m3 hnojovice dobytka obsahuje približne 120 – 130 kg draslíka, v prípade digestátu je to takmer 160 kg.
Aplikácia hnojovice a digestátu
Aplikácia hnojovice je spravidla vždy sprevádzaná green-efektom a počas prvých 3 – 4 rokov je pôda vďaka zásobe vápnika ako-tak schopná neutralizovať veľmi vysoký prísun kyselín (H+). Ten vzniká po aplikácii ako súčasť procesu nitrifikácie NH4+ ako zložky hnojovice (NH4+ + 2O2 = NO3– + H2O + 2H+). Inak povedané: pri premene amoniakálneho dusíka na dusík dusičnanový sa do pôdy uvoľňuje kyselina v podobe 2 katiónov vodíka (2H+), ktoré je nevyhnutné neutralizovať zo zásob vápnika v pôde (CaCO3). Pri hektárovej dávke 25 – 30 m3 hnojovice sa v pôde v rámci neutralizácie kyselín spotrebuje takmer 100 kg čistého vápnika (CaO). Napriek tomu, že pH hnojovice je na úrovni 7,2 – 7,3 a digestátu viac ako 8, samotné pH pôdy sa aplikáciou amoniakálneho dusíka na krátky čas zvýši, avšak už po 48 hodinách je možné sledovať výrazný nárast kyslosti.
Sprievodným javom aplikácie digestátu je okrem iného neúmerne vysoká dávka rozpustného draslíka, ktorý v tomto nepomere ako jednomocný katión (K+) spôsobuje narúšanie pôdnej štruktúry (utuženie) a rozplavovanie pôdnych agregátov – výsledkom je pokles počtu makropórov a tvorba pôdnych prísuškov. Narušenie pôdnej štruktúry – teda pomeru zastúpenia Ca-Mg-K a kyselín (H+) v pôde popisuje obr. 1.
Prevencia vápnením – podpora pôdneho života
Pri dlhodobej aplikácii hnojovice/digestátu je treba narušený chemizmus pôdy (nárast kyslosti) a fyzikálne vlastnosti (degradácia štruktúry – rozplavovanie agregátov) kompenzovať prostredníctvom zásobnej dodávky vápnika (cieľ 75 – 80 %-né nasýtenie), v menšej miere tiež horčíka (do max. 10 – 15 %). Osobitnou úlohou vápnenia je v tomto prípade podpora mikro-biologickej činnosti. Pôdne baktérie bývajú poškodzované v dôsledku nadmernej koncentrácie solí vo vodnom roztoku ako výsledok už spomínaného vysokého obsahu katiónov (K+) a (NH4+). V neposlednom rade dochádza pri dlhodobej aplikácii digestátu k degradácii pôdneho humusu. Keďže samotný uhlík (C) je v procese prevádzky bioplynovej stanice spotrebovaný v podobe metánu (CH4), jeho obsah ako stavebnej látky/živiny je v digestáte veľmi nízky – čo má negatívny vplyv na tvorbu humusu.
Stabilizácia a obohacovanie digestátu/hnojovice nafúkaním vápenných hmôt
S cieľom vyvážiť pomer katiónov a eliminovať tak negatívne dopady aplikácie hnojovice a digestátu na pôdnu štruktúru, sa využíva ich obohacovanie o vápnik – prostredníctvom nafúkania jemne mletých vápenatých materiálov priamo do koncového skladu pred samotným vývozom a aplikáciou. Pri obohacovaní sa využíva kalcitický vápenec (CaCO3 95 – 98 %) alebo sádrovec (CaSO4) – ten je cenným zdrojom síry. Vďaka mikro-mletiu (0,04 – 0,07 mm) a nafúkaniu zo silo-cisterny pod tlakom (1,5 bar = 150 kPa) sa materiál homogénne naviaže na sušinu, nesedimentuje a zostáva vždy rozptýlený v suspenzii. Takto obohatená hnojovica alebo digestát môže byť ďalej skladovaný – v závislosti od veľkosti koncového skladu od niekoľkých týždňov až po niekoľko mesiacov (obr. 2).
Jemne mletý vápenec zvyšuje biologickú hodnotu a zlepšuje aplikačné vlastnosti
Nafúkanie jemného vápenatého prachu do hnojovice/digestátu významným spôsobom zlepšuje jej tekutosť a biologické vlastnosti. Vysoká jemnosť mletia vápenca vytvára v suspenzii veľkú kontaktnú plochu a dokonalý rozptyl. Vápenec pôsobí v hnojovici/digestáte ako tzv. migrátor – inými slovami nosič, ktorý poskytuje pre baktérie plochu na kolonizáciu a množenie. Množstvo 1 gram jemne mletého vápenca má kontaktný povrch viac ako 5 000 cm2, čo je po prepočte viac ako 500 miliárd mikrometrov štvorcových (poznámka: mletie materiálu = zväčšovanie jeho kontaktnej plochy) – obr. 3.
Aplikačná dávka v rámci fúkania sa pohybuje do max. 50 kg vápenca na 1 m3 hnojovice (digestátu). Najčastejšie používanou je dávka 25 – 30 kg/m3 vápenca – táto dávka sa osvedčila s cieľom zabezpečiť ročné udržiavacie vápnenie na úrovni cca 1 000 kg/ha (CaCO3) – po prepočte približne 500 kg/ha čistého vápnika (CaO). Túto udržiavaciu dávku vápnenia dosahujeme spojenou aplikáciou pri priemernej aplikačnej dávke 30 – 35 m3/ha digestátu (hnojovice).
Pri jemnosti mletia na úrovni 80 % frakcie jemnejšej ako 0,09 mm dosahujeme pri rozptyle vápenatého materiálu v digestáte (hnojovici) kontaktný povrch 1 kg vápenca cca 500 m2 – pri jemnosti mletia zaužívanom v závodoch Calmit (0,04 – 0,07 mm) dosahujeme kontaktnú plochu takmer dvojnásobnú (do 1000 m2). Pri nafúkaní priemernej dávky 25 kg/m3 vápenca (Calmit), tak poskytujeme mikroorganizmom kolonizačný povrch na úrovni takmer 25 000 m2. Kolonizáciu povrchu prachových častíc baktériami znázorňuje obr. 4.
Kvalita a aplikačné vlastnosti
Obohacovanie hnojovice (digestátu) jemne mletým vápencom má vo všeobecnosti 2 základné pozitíva:
1) Digestát sa stáva biologicky aktívnejším. Počas fúkania pod tlakom sa do digestátu dostáva vzduch (kyslík O2), ktorý aktivuje množenie mikrobiálneho života. Aktivácia mikroorganizmov podporuje aeróbny rozklad. Potlačenie hniloby podporou rozkladu vedie k zníženiu zápachu.
2) Zlepšuje sa tekutosť hnojovice. Mikroorganizmy lepšie rozkladajú jednotlivé vrstvy (plávajúce/klesajúce) a hnojovica sa stáva homogénnejšou. Jednoduchšie miešanie je úsporou času a nákladov.
Proces realizácie v praxi
Na nafúkanie sa vždy využíva vápenec, nikdy nie pálené vápno alebo hasené vápno.
Aplikácia vyšších dávok páleného vápna (čistý CaO) alebo haseného vápna Ca(OH)2 – teda tzv. vápenného hydrátu má schopnosť na určitý čas dvihnúť pH lokálne až na úroveň silne zásaditého prostredia (pH 12 a viac). Pri hodnote pH>8 a zvyšujúcej sa teplote dochádza k rýchlej premene amónnej frakcie (NH4+) na amoniak (NH3), ktorý takto z hnojovice/digestátu uniká a dochádza k stratám dusíka ako živiny. Bezpečný materiál na nafúkanie – uhličitan vápenatý (CaCO3) – sa od páleného vápna a hydrátu odlišuje tým, že má schopnosť dvíhať pH max. do výšky pH 6,7 až 7, čo sú bezpečné hodnoty, pri ktorých k stratám dusíka nedochádza. Súbežná realizácia udržiavacieho vápnenia prostredníctvom spojenej aplikácie je teda v súčasnosti už bežnou a odporúčanou praxou. Jemne mletý vápenec je materiál schválený okrem iného aj pre použitie v ekologickom poľnohospodárstve.
Služby fúkania na Slovensku
V rámci poskytovaných služieb môžeme zákazníkom ponúknuť realizáciu nafúkania prostredníctvom teleskopického miešadla s dosahom ramena 30 – 35 metrov (obr. 2, obr. 5). Mobilné miešadlo dokonale rozmixuje krustu na povrchu (koláč) a tiež sediment na dne koncového skladu (do 1 hod. miešania / 1 m3). Po zhomogenizovaní sa cez potrubie, ktoré je súčasťou miešadla, nafúka z auto-cisterny do digestátu (hnojovice) vápenec pod tlakom 1,5 barov – to zabezpečí dokonalý rozptyl – materiál nesedimentuje. Nafúkanie 1 auto-cisterny (28 ton) trvá približne 45 minút. Prísun vzduchu (kyslíka O2) počas fúkania stimuluje rozvoj mikrobiálneho života. Aplikácia 2 operácií 1 ťahom (vývoz + vápnenie) patrí aktuálne medzi ekonomicky najefektívnejšie formy vápnenia.
Autor: Patrik Ciklaminy, Calmit, spol. s r.o.
