Analiza jakościowa nawozów mineralnych
advertisement
STUDIA STACJONARNE ĆWICZENIE 4 NAWOZY NATURALNE i ORGANICZNE cz. 1 1. NAWOZY NATURALNE Aktem prawnym regulującym stosowanie i magazynowanie nawozów naturalnych w Polsce jest Ustawa o nawozach i nawożeniu z dnia z dnia 10 lipca 2007. (załącznik) Do grupy nawozów naturalnych wlicza się: a) obornik, gnojówkę i gnojowicę, b) pochodzące od zwierząt gospodarskich, w rozumieniu przepisów o organizacji hodowli i rozrodzie zwierząt gospodarskich, odchody, z wyjątkiem odchodów pszczół i zwierząt futerkowych, bez dodatków innych substancji, c) guano - przeznaczone do rolniczego wykorzystania; Nawozy naturalne to nawozy zawierające w swoim składzie niezbędne dla roślin składniki pokarmowe w postaci związków organicznych. Cechą większości nawozów naturalnych jest posiadanie kompleksu pierwiastków potrzebnych roślinom, w zależności jednak od ilości zawartej w nich substancji organicznej, pierwiastki te mogą być bezpośrednio pobierane przez rośliny dopiero po mineralizacji związków organicznych, procesie, który zachodzi dzięki różnorodnym organizmom żyjącym w glebie. Mineralizacja zachodzi stopniowo, dlatego działanie nawozów naturalnych jest długotrwałe, przez co oddziałują korzystnie na rośliny o długim okresie wegetacji, np. na ziemniaki czy buraki cukrowe. Nawozy naturalne są źródłem próchnicy glebowej, dlatego ich stosowanie polepsza właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby i wzbogaca jej mikroflorę. Nawozy te wprowadza się do gleby stosując rozrzutnik obornika lub cysterny z rozlewaczem. Kolejną bardzo ważną czynnością jest szybkie przykrycie nawozu warstwą gleby w celu ograniczenia ulatniania się amoniaku do atmosfery. Zazwyczaj w tym celu wykorzystywane są pługi lub glebogryzarki. Działanie nawozów naturalnych polega na: 1. 2. 3. 4. zwiększeniu zawartości materii organicznej, a co za tym idzie próchnicy w glebach, która wpływa pozytywnie na pojemność kompleksu sorpcyjnego i zdolności buforowe; poprawianiu właściwości fizycznych gleby, a między innymi struktury gruzełkowatej i stosunków powietrzno – wodnych; zwiększeniu zawartości składników pokarmowych w glebie; zaopatrywaniu roślin w mikroelementy. Nawozy naturalne są źródłem związków próchnicznych, z tego względu zaliczane są do sprzyjających środowisku. Jednak w pewnych warunkach, szczególnie w przypadku stosowania dużych dawek, częstego nawożenia czy nieprawidłowego składowania i przechowywania mogą wpływać niekorzystnie na rośliny, glebę i wody. Nawozy naturalne mogą być źródłem wielu zanieczyszczeń: gazowych (amoniak, metan, siarkowodór, dwutlenek węgla, tlenki azotu oraz odory, w tym: merkaptany, aminy, aldehydy, zw. karbonylowe, ketony, czy przenikliwie cuchnące indol i skatol), mikrobiologicznych (drobnoustroje chorobotwórcze: laseczki różycy, prątki gruźlicy, chorobotwórcze paciorkowce i gronkowce, wirusy pryszczycy; występuje tu również korzystna flora bakteryjna – bakterie saprofityczne: ziarniaki, bakterie kwasu mlekowego, pleśnie ) pyłowych, chemicznych (azot w formie azotu azotanowego, inne pierwiastki dostające się do wód na drodze wymycia z profilu glebowego, czy zmywów powierzchniowych, w tym metale ciężkie ). Z punktu widzenia ochrony środowiska najbardziej niebezpieczne jest gromadzenie się mineralnych form azotu w wyniku przemian tego pierwiastka zachodzących w glebie. Mineralne formy azotu niezależnie od źródła pochodzenia zachowują się dalej tak jak te, które pochodzą z nawozów mineralnych. Nawozy naturalne nawet dobrze rozłożone są dla organizmów glebowych substancją obcą. Dlatego też wysokie dawki nawozu płynnego, w dodatku niedostatecznie rozłożonego mogą zahamować życie gleby na wiele tygodni, a nawet zniszczyć je i spowodować obumarcie korzeni. Nadmiar wody wypiera z gleby (szczególnie ciężkiej) powietrze stymulując niekorzystne procesy beztlenowe. 1 Stosowanie nawozów naturalnych Zgodnie z zasadami Dobrej Praktyki Rolniczej (DPR), całkowita dawka nawozu naturalnego zastosowana w ciągu roku na 1 ha użytków rolnych nie może przekraczać 170 kg azotu. Rocznie można więc zastosować nie więcej jak 40 ton obornika lub 45 m3 gnojowicy na 1 ha. Jeśli ilość nawozów naturalnych produkowanych w gospodarstwie w przeliczeniu na azot w czystym składniku przekracza 170 kgha-1, świadczy to o nadmiernej obsadzie inwentarza. Należy albo zwiększyć powierzchnię użytków rolnych lub zawrzeć umowę z sąsiadem na odbiór nadwyżki nawozów. Nawozy naturalne w postaci stałej bądź płynnej można stosować na pola w okresie od 1 marca do 30 listopada. Gnojówkę lub gnojowicę najlepiej jest stosować wczesną wiosną na jeszcze nie obsianą glebę. Pogłównie tylko w przypadku roślin nie przeznaczonych do bezpośredniego spożycia przez ludzi lub skarmiania przez zwierzęta. W przypadku obornika odpowiedni termin to również wczesna wiosna. W okresie późnego lata i wczesnej jesieni może dochodzić do dużych strat azotu w formie gazowej (amoniak) oraz wymywania do wód gruntowych (azotany). Zgodnie z wymaganiami DPR nawozy naturalne powinny być przykryte lub wymieszane z glebą nie później niż następnego dnia po ich zastosowaniu w celu uniknięcia ulatniania się składników lub wypłukiwania przez deszcz. Pogłównie mogą być tylko stosowane nawozy naturalne na użytkach zielonych i wieloletnich uprawach polowych Nawozy naturalne (obornik, gnojówka lub gnojowica) mogą być stosowane w odległości nie mniejszej niż 20 m od strefy ochronnej źródeł wody, ujęć wody, brzegu zbiorników i cieków wodnych. DPR zabrania również stosowania gnojówki lub gnojowicy na glebach bez okrywy roślinnej położonych na stokach o nachyleniu większym niż 10 %. Zakazuje się również stosowania nawozów na glebach zalanych wodą, przykrytych śniegiem lub zamarzniętych do głębokości 30 cm, co nie dotyczy stawów rybnych. Zakazano również stosowania nawozów organicznych i organiczno-mineralnych otrzymywanych z ubocznych produktów zwierzęcych na pastwiskach. Przechowywanie nawozów naturalnych Nawozy naturalne w postaci stałej powinny być przechowywane w pomieszczeniach inwentarskich lub na nieprzepuszczalnych płytach, zabezpieczonych przez przenikaniem wycieku do gruntu oraz posiadających instalację odprowadzającą wyciek do szczelnych zbiorników. Nawozy naturalne płynne należy przechowywać wyłącznie w szczelnych zbiornikach. Pojemność wymagana dla urządzeń do przechowywania nawozów naturalnych płynnych powinna umożliwiać ich składowanie przez okres 4 miesięcy. Zbiorniki na płynne odchody zwierzęce powinny mięć nieprzepuszczalne dno i ściany oraz szczelną pokrywę z otworem wejściowym i wentylacyjnym. Do najważniejszych nawozów naturalnych stosowanych w praktyce rolniczej zalicza się: obornik, gnojowicę, gnojówkę, pomiot ptasi. 1.1. Obornik Nawóz ten jest produkowany ze zmieszanych ze ściółką – najczęściej słomą stałych i płynnych odchodów zwierząt. Zawartość składników pokarmowych w oborniku jest zróżnicowana i uzależniona od gatunku, wieku, sposobu użytkowania i żywienia zwierząt, rodzaju oraz ilości ściółki, a także od systemu i długości okresu przechowywania tego nawozu. Średnia zawartość składników pokarmowych przy zawartości 75 % wody wynosi: 0,5 % N, 0,3 % P2O5, 0,7 % K2O, 0,05 % CaO oraz 0,19 % MgO. Obornik zawiera także mikroelementy, takie jak bor, cynk, mangan, miedź, molibden i kobalt. Wykorzystanie przez rośliny składników pokarmowych z obornika, w tym przede wszystkim azotu, zależy od rodzaju gleby i terminu przyorania obornika (najlepiej przyorać go bezpośrednio po rozrzuceniu na pole), uprawianej rośliny i od przebiegu pogody (ilości i rozkładu opadów atmosferycznych). W pierwszym roku po zastosowaniu obornika prawie 10 % azotu ulega stratom z warstwy ornej, ponad 50 % pozostaje w glebie ulegając szeregu przemian, a tylko 36 % tego składnika pobierane jest przez rośliny. Jak podają inne źródła – wykorzystanie azotu w pierwszym roku po przyoraniu obornika nie jest duże i zależnie od wymienionych wyżej czynników może się wahać od 20 do 40 %. W drugim i trzecim roku po przyoraniu obornika rośliny wykorzystują dalsze 35-40 % azotu. 2 Wykorzystanie fosforu z obornika przez rośliny w pierwszym roku wynosi 2-25 % P2O5, a w ciągu rotacji dochodzi do 65-70 %. Wykorzystanie potasu z obornika jest podobne do wykorzystania tego składnika z nawozów mineralnych i wynosi od 60 do 90 %. Źle przechowywany obornik ulega mineralizacji, tracąc ok. 50 % substancji organicznej. Łatwo rozpuszczalne składniki pokarmowe wymywane są przez opady atmosferyczne, a lotne związki azotu, w tym przede wszystkim amoniak, ulatniają się do atmosfery. Z nieprawidłowo ułożonych i składowanych pryzm obornika sączy się woda gnojowa, która może powodować lokalne zanieczyszczenie gleby i wody. Spośród wymienionych składników pokarmowych, zawartych w oborniku, intensywne przemiany azotu mogą prowadzić do strat wynoszących nawet 40 %. Straty te występują najczęściej na skutek niewłaściwego przechowywania obornika. Skażenie gleb i wód może nastąpić przy nieprawidłowym przechowywaniu obornika. Z obornika źle przechowywanego ulega wymyciu około 50 % azotu i potasu. Wymywanie to powoduje wzrost mineralnych form azotu w glebie oraz koncentracji kationów K+, a w konsekwencji - skażenie gleb i wód. W oborniku zachodzą procesy biotermicznego odkażania, w czasie których giną prawie wszystkie drobnoustroje. Warunkiem jest odpowiednie pryzmowanie obornika i niezbyt wysoka (do 70 % ) zawartość w nim wody. Także w oborniku zbyt suchym lub zamarzniętym procesy termobiologiczne ulegają osłabieniu. Wysoką temperaturę wynoszącą 60-70°C wytwarzają drobnoustroje mezofilne w warunkach dostępu powietrza (tlenu), a następnie drobnoustroje termofilne. W czasie tych procesów wytwarzają się pewne ilości gazów (amoniak, metan, dwutlenek węgla, siarkowodór). Ale nie są one tak uciążliwe jak przy gnojowicy i nie powodują, w zasadzie, skażenia powietrza atmosferycznego wokół budynków inwentarskich czy składowisk obornika (gnojownie). Przy prawidłowym składowaniu obornika dodatkowo powstaje gnojówka (mocz z domieszką wody), która powinna być odprowadzona do osobnych, szczelnych i przykrytych zbiorników. Dobre efekty w ograniczaniu emisji toksycznych gazów z obornika daje zastosowanie niektórych kopalin (torf, humodetrynit, bentonit), lub specjalny preparat huminowo- mineralny Humokarbowit. W oborniku podczas jego rozkładu powstają np. hormony wzrostowe, koloidy organiczne i inne związki czynne (enzymy). Przykłady rozwiązań płyt obornikowych Podczas projektowania i budowy płyt obornikowych należy uwzględnić: ilość produkowanego obornika, sposób usuwania obornika z budynku inwentarskiego, sposób wybierania obornika z płyty obornikowej podczas wywożenia go w pole. Ilość produkowanego obornika i sposób jego przechowywania decyduje bezpośrednio o wielkości płyty, natomiast jej lokalizacja i rozwiązanie konstrukcyjne uzależnione jest od sposobu usuwania obornika z płyty i z budynku inwentarskiego. O ile to możliwe miejsce na przechowywanie obornika powinno być osłonięte od wiatru i możliwie jak najdłużej zacienione. Płyta obornikowa może znajdować się na powierzchni terenu lub być zagłębiona. Może mieć ściany boczne ze wszystkich stron lub tylko z niektórych. Niekiedy sam sposób usuwania obornika z budynku (szufla mechaniczna, spychacz ciągnikowy, ładowarka czołowa lub chwytakowa, przenośnik zgarniakowy itp.) narzuca rozwiązanie płyty obornikowej. Podczas budowy płyty obornikowej należy pamiętać o wykonaniu spadków w kierunku studzienki rewizyjnej w celu ułatwienia grawitacyjnego odpływu nadmiaru wód gnojowych. Na płytach o dużej powierzchni same spadki płaszczyzny płyt nie wystarczą i należy wówczas wykonać poziomy kanał, którym wody gnojowe będą odprowadzane do szczelnego zbiornika (studzienki rewizyjnej). Usytuowanie studzienek zbierających nadmiar płynów przy płytach o malej powierzchni ma mniejsze znaczenie. Przy płytach o dużej powierzchni studzienki powinny być sytuowane w środkowej części przy jednym z boków płyty. Usytuowanie studzienek rewizyjnych zależy od tego czy wody gnojowe będą odprowadzane do odrębnego zbiornika, czy do zbiornika wspólnego z gnojówka. Dla obsady wynoszącej do 30 DJP budowa odrębnego zbiornika na wody gnojowe jest niecelowa, natomiast powyżej 30 DJP należy już taka możliwość rozważyć. Decyzja w tej sprawie powinna wynikać z konkretnych warunków lokalizacyjnych. 3 1.2. Gnojowica Nawóz ten jest płynną mieszaniną kału i moczu zwierząt hodowlanych z dodatkiem odpowiednich ilości wody. Powstaje w pomieszczeniach bezściółkowych. W zależności od ilości wody dodanej do kału i moczu w czasie usuwania ich z pomieszczeń inwentarskich, gnojowica może być gęsta (powyżej 8% s.m.) lub rozcieńczona (poniżej 8% s.m.). Woda, także w dużym stopniu decyduje o składzie chemicznym gnojowicy. Gnojowica jest dosyć wartościowym nawozem naturalnym, o wysokiej zawartości składników pokarmowych, występujących w formach łatwo dostępnych dla roślin. W jej składzie chemicznym średnio znajduje się: 0,3 – 0,4 % N; 0,18 – 0,22 % P2O5 oraz 0,4 – 0,42 % K2O. Azot amonowy stanowi 40-60 %, a nawet czasem 70 % azotu ogółem. Ilość azotu azotanowego dochodzi do 6 % i ta forma jest szczególnie niekorzystna przy stosowaniu wysokich dawek gnojowicy, ponieważ może być wypłukana do wód gruntowych i systemem melioracyjnym przedostać się do wód otwartych, powodując eutrofizację. W gnojowicy azot występuje w połączeniach organicznych (białka, aminokwasy, mocznik, kw. hipurowy i moczowy) i mineralnych (amoniak, i azotany, forma amonowa jest szacowana na 40 – 60 %). Znaczna część azotu w gnojowicy występuje w formie amoniaku, co przy stosowaniu wysokich dawek tego nawozu dawać może ogromne straty związków azotu. Straty te są wynikiem ulatniania się amoniaku, procesów denitryfikacyjnych oraz wymywania azotanów do wód gruntowych. Azot z gnojowicy wykorzystywany jest lepiej i szybciej niż z obornika. Ogólne wykorzystanie azotu z gnojowicy waha się w granicach 40 – 80 %. Fosfor i potas są wykorzystywane przez rośliny w takim samym stopniu jak z nawozów mineralnych. Ogólne wykorzystanie fosforu wynosi 65 % P2O5, a potasu 55 – 90 % K2O. Gnojowica jest także bogatym źródłem mikroelementów. Występują one w połączeniach łatwo ulegających rozkładowi, bądź też w postaci jonowej i dlatego rośliny dobrze je pobierają. Nawożenie gnojowicą w porównaniu z obornikiem działa nieco słabiej na plonowanie roślin i na zawartość próchnicy w glebie, większe są też straty azotu na skutek ulatniania się form gazowych, denitryfikacji i wymycia. Negatywne skutki nawożenia gnojowicą ujawniają się wówczas, gdy stosuje się ją w dawkach przekraczających dopuszczalne normy i w terminach wyprzedzających pojawienie się roślin na polu. Gnojowica trzody chlewnej, żywionej paszą z dodatkiem soli miedzi dla zwiększenia przyrostu wagi żywej, może być znacznym źródłem metali ciężkich. Z taką gnojowicą wprowadza się do gleby rocznie nawet do 1 kg Cuha-1. Ilość ta przekracza ponad 10-krotnie pobranie tego mikroelementu. Niebezpieczne jest, ze względu na możliwość zatrucia zwierząt, stosowanie gnojowicy z podwyższoną zawartością miedzi na pastwiskach na wiosną, przed ruszeniem wegetacji lub po wypasach. Z ekologicznego punktu widzenia ważne są pewne właściwości gnojowicy. W gnojowicy zachodzą procesy fermentacji beztlenowej (gnilnej), dlatego tez w budynkach bezściółkowych, w pobliżu zbiorników magazynujących gnojowicę czy oczyszczalni ścieków fermowych powietrze jest skażone uciążliwymi i toksycznymi gazami (głównie amoniakiem, siarkowodorem, związkami karbonylowymi, lotnymi aminami, merkaptanami) często w promieniu kilku kilometrów. W gnojowicy nie zachodzą procesy biotermicznego odkażania typowe dla obornika, m.in. ze względu na niską temperaturę (w zimie ok. 8 – 12 °C, zaś w lecie ok. 15 – 17 °C), toteż czas przeżywalności zarazków, w tym chorobotwórczych (włoskowce różycy, pałeczki duru rzekomego, pałeczki brucelozy, pałeczki gruźlicy, wirus pryszczycy), zwiększa się wydatnie. Ze względu na zbyt niską zawartość suchej masy nie dochodzi do samozagrzewania się gnojowicy. Ze względu na skażenia bakteriologiczne gnojowica powinna być poddawana procesom unieszkodliwiania. Można to robić w sposób mechaniczny, chemiczny, czy biologiczny w specjalnych oczyszczalniach ścieków. Jest to jednak najdroższy sposób utylizacji gnojowicy i nie zawsze skuteczny. Ścieki oczyszczone nie są wolne od drobnoustrojów, w tym chorobotwórczych. Innym sposobem jest dezynfekcja gnojowicy przy równoległej jej homogenizacji. Potrzebne jest jednak zastosowanie dużych ilości dezynfektantów (podchloryn sodu i chloramina, wapno gaszone, Sterinol) aby zmniejszyć florę bakteryjną gnojowicy. Pewnym jednak problemem może być wpływanie tych preparatów na środowisko glebowe i wodne. Dobowa ilość gnojowicy od 1 krowy wynosi przeciętnie 63 dm3, a od bukata 30 dm3, od tuczników i loszek 15 dm3, a w fermie trzody chlewnej o cyklu zamkniętym 13 dm3. 4 1.3. Gnojówka Nawóz ten to przefermentowany mocz zwierząt hodowlanych, przechowywany w specjalnych, szczelnie zamkniętych zbiornikach. Takie postępowanie ma zabezpieczyć gnojówkę przed stratami azotu. Skład chemiczny gnojówki uzależniony jest przede wszystkim od gatunku zwierząt oraz od sposobu i czasu jej przechowywania. Zawartość azotu i potasu w gnojówce dobrze przechowywanej jest wysoka i średnio wynosi: N – 0,4 % i K2O – 0,8 %. W gnojówce źle przechowywanej zawartość tych składników może być bardzo niska i wynosić: N – 0,05 % i ., K2O – 0,06 %. Zawarty w moczu azot (głównie w formie mocznika, może ulegać hydrolizie, powodując ulatnianie się amoniaku) bardzo szybko ulega przemianie na węglan amonowy i z tego tez względu 90 % azotu zawartego w gnojówce ma formę amonową. Przyswajalność przez rośliny związków azotu i potasu zawartych w gnojówce jest zbliżona do przyswajalności siarczanu amonowego i soli potasowej. Przytoczone dane wskazują, że gnojówka jest dość szybko działającym nawozem azotowo-potasowym. Fosfor w gnojówce występuje w minimalnych ilościach. Z tego tez względu przy stosowaniu gnojówki należy uzupełniająco stosować mineralne nawozy fosforowe. 1.3.1. Przykłady rozwiązań zbiorników na gnojówkę i gnojowicę. Zbiorniki na gnojówkę i wody gnojowe mogą być wspólne lub oddzielne w zależności od konkretnych potrzeb (wielkość produkcji) i możliwości usytuowania. Na samą gnojówkę można przeznaczyć więcej niż jeden zbiornik, np. gdy inwentarz znajduje się w kilku budynkach oddalonych od siebie o tyle, że koszty budowy rurociągów byłyby wyższe niż koszt odrębnego zbiornika. Rurociągi odprowadzające gnojówkę do zbiornika muszą być tak budowane lub zabezpieczone, aby znajdująca się w nich gnojówka nie zamarzała. Dla rurociągu łączącego studzienkę przy płycie obornikowej ze zbiornikiem nie ma to znaczenia, gdyż zimą w pierwszej kolejności zamarznie obornik na płycie i nie będzie żadnego odcieku. Kształty podziemnych zbiorników na gnojówkę mogą być różne: okrągłe, prostokątne lub kwadratowe. Wymogiem podstawowym jest bezwzględna szczelność zbiorników. W gospodarstwach o dużej obsadzie zwierząt lub gdzie występuje wysoki poziom wód gruntowych istnieje konieczność budowy zbiornika lub zbiorników naziemnych lub częściowo zagłębionych. Zbiorniki częściowo zagłębione i otwarte są znacznie tańsze niż zbiorniki podziemne i stosowanie ich może być uzasadnione warunkami lokalizacyjnymi i ekonomicznymi. Zbiorniki wyniesione mogą być przeznaczone tylko do magazynowania gnojówki. Do takiego zbiornika gnojówka i ewentualnie wody gnojowe muszą być przepompowywane ze zbiornika przepompowni lub zwykłego podziemnego zbiornika pośredniego. Wielkość zbiornika magazynującego, jego usytuowanie, zagłębienie oraz ewentualne przykrycie, jak i rozwiązania technologiczne zbierania i przepompowywania gnojówki zalezą od konkretnych warunków i muszą być każdorazowo rozwiązywane indywidualnie. Jeżeli krawędź zbiornika magazynującego jest wyniesiona maksimum 1 m ponad poziom terenu, to zbędna jest kompletna przepompownia, a wystarczy tylko pośrednia studzienka z pompą. Gnojówka z budynku inwentarskiego lub woda gnojowa z gnojowni będą spływać do pośredniego zbiornika, a następnie będą przepompowywane górą poprzez krawędź do zbiornika magazynującego. Przewód do tłoczenia gnojówki może być zainstalowany na stale i znajdować się pod ziemią lub może być przenośny na powierzchni. Do przepompowywania gnojówki mogą być używane proste pompy pionowe lub zatapialne. Wybierać zaś ją można wozem asenizacyjnym. Jeżeli zbiornik magazynujący będzie miał ściany wyższe niż 1 m ponad poziom terenu, to istnieje konieczność budowy zbiornika przepompowni zamiast zbiornika pośredniego. Przepompowywanie gnojówki do zbiornika magazynującego z przepompowni odbywa się tak samo jak poprzednio, ale wybieranie musi odbywać się już poprzez zbiornik przepompowni. W tym celu zbiornik magazynujący musi być połączony ze zbiornikiem przepompowni odpowiednim przewodem z zasuwą podwójną. Zbiorniki na gnojowicę musza być większe niż zbiorniki na gnojówkę. Ilość produkowanej gnojowicy jest prawie czterokrotnie większa niż produkcja gnojówki i wody gnojowej. Zbiorniki na gnojowicę mogę być budowane jako zbiorniki całkowicie podziemne, naziemne lub częściowo zagłębione. Podstawową zaletą zbiorników podziemnych jest, że nie wymagają żadnych ogniw pośrednich i gnojowica może być bezpośrednio z budynku odprowadzana do podziemnego zbiornika zbierającego i magazynującego. Zbiorniki odbierające odchody bezpośrednio z budynków inwentarskich i zarazem magazynujące je, nawet o dużej pojemności mogą być realizowane tylko na terenach o zróżnicowanym poziomie, kiedy budynek inwentarski usytuowany jest wyżej, a zbiorniki niżej. Czasami przepompowywanie gnojowicy do zbiorników magazynujących może odbywać 5 się bezpośrednio z kanałów gnojowicowych, ale nie jest to rozwiązanie godne zalecenia. Gnojowica w kanałach ulega rozwarstwieniu i powinna być mieszana przed wypompowywaniem. Przy normalnych kanałach dostosowanych tylko do usuwania gnojowicy (nie magazynowania) jest to niemożliwe bez dodawania dużych ilości wody. 1.3.2. Lokalizacja zbiornika (lub zbiorników) i obliczenie potrzebnej objętości Zbiornik (zbiorniki) na gnojówkę powinny być umieszczone w bezpośredniej bliskości płyty obornikowej (gnojowej), tak by gnojówka z budynku inwentarskiego i odcieki z płyty spływały do zbiornika. 1. 2. 3. 3 Pojemność zbiornika na gnojówkę powinna być nie mniejsza jak 3m na 1 SD (sztukę dużą – przeliczenie pogłowia zwierząt gospodarskich na sztuki o masie 500 kg), Pojemność zbiornika na gnojowicę powinna być nie mniejsza niż 11 m3 na 1 SD 2 Wymagana powierzchnia płyty obornikowej to 3,5 m na 1 SD (przy pryzmowaniu do wysokości do 2 m) Kodeks Dobrej Praktyki Rolniczej określa, że pojemność płyty obornikowej i zbiorników na gnojówkę musi być tak obliczona, by można gromadzić obornik i gnojówkę przez okres nie krótszy jak pół roku. Uwaga: Budowa płyty i zbiornika na gnojówkę nie obowiązuje gospodarstw, mających obsadę zwierząt poniżej 2 SD lub budynek inwentarski z głęboką ściółką Wymagane przepisami minimalne odległości płyty obornikowej i zbiorników na gnojowicę lub gnojówkę: Płyta obornikowa (i otwarte zbiorniki na gnojówkę lub gnojowicę): od domów* - 30 m, od granicy działki - 4 m, od studni - 15 m, od silosu na kiszonki - 10 m Zbiornik na gnojówkę lub gnojowicę (przykryty): od domów* - 15 m, od granicy działki - 4 m, od studni - 15 m, od silosu na kiszonki - 5 m. * - dotyczy również domów na działkach sąsiadów Wg Ustawy o nawozach i nawożeniu z lipca 2007 r. zabronione jest prowadzenie produkcji zwierzęcej w gospodarstwach niemających odpowiedniej wielkości płyt obornikowych i zbiorników na nawozy płynne. Gnojówka produkowana jest w gospodarstwach utrzymujących zwierzęta na ściółce. Gnojówka to odcieki z budynku inwentarskiego i płyty obornikowej (wraz z deszczówką). Gnojowica powstaje w gospodarstwach utrzymujących zwierzęta bezściołowo. Gnojowica to mieszanina moczu i kału zwierząt wraz z wodą zużywaną do mycia legowisk. Gnojówka jak i gnojowica to naturalne, wysokowartościowe nawozy naturalne. Płynne nawozy naturalne powinny być rozlewane na polach w odpowiednich terminach agrotechnicznych. Łączna, roczna dawka gnojowicy nie powinna być większa niż 45 m3 na hektar (170 kg N) Na słabszych glebach nie należy przekraczać jednorazowej dawki 20 m3 gnojowicy na hektar. Stosowanie gnojówki do nawożenia pól pozwala ograniczyć zakup nawozów mineralnych nawet o 30 %. 1.4. Pomiot ptasi, guano W gospodarstwach specjalistycznych, zajmujących się przemysłowym tuczem drobiu, pozyskuje się duże ilości pomiotu ptasiego. Pomiot ptasi jest cennym i szybko działającym nawozem. Skład chemiczny pomiotu ptasiego jest bardzo zróżnicowany i uzależniony jest głównie od jakości skarmianej paszy. Średnia zawartość składników pokarmowych roślin jest następująca: 1,6 % N; 1,5 % P 2O5; 0,8 % K2O; 2,4% CaO i 0,7 % MgO przy 56% wody. 6 Azot w pomiocie ptasim występuje przeważnie w formie kwasu moczowego, który szybko może się rozłożyć do amoniaku. Dlatego też nieodpowiednio przechowywany pomiot ptasi może stracić w ciągu 1-2 miesięcy do 50 % azotu: Stratom azotu można zapobiec poprzez wysuszenie pomiotu latem lub zamrożenie go w zimie. Innym sposobem zahamowania strat azotu jest wymieszanie 100 kg pomiotu ptasiego z 15-20 kg torfu, 20-30 kg kompostu, 30-50 kg ziemi próchnicznej lub 10-20 kg superfosfatu pojedynczego. Produkcja pomiotu od 1 kury nioski wynosi średnio 0,17 kg na dobę, czyli 62 kg rocznie. W przeliczeniu na sztukę dużą (250- 300 sztuk fizycznych o wadze 1,7-2,0 kg) oznacza to 15,5- 18,6 t pomiotu rocznie. -1 -1 Dawki zalecane to 12 tha przy pomiocie od kur i indyków, 17-20 tha od kaczek i gęsi. 7 ĆWICZENIE 7 – CZĘŚĆ PRAKTYCZNA Mineralizacja substancji organicznej "na sucho" (w trakcie tej metody substancja organiczna na skutek utleniania tlenem atmosferycznym ulega całkowitemu rozkładowi do CO 2 i H2O), zwłaszcza przeprowadzona w temperaturze do 550°C powoduje niewielkie straty fosforu i potasu. W celu otrzymania dokładnych wyników zaleca się mineralizacje substancji organicznej "na mokro". Podczas tego procesu temperatura nie przekracza 338°C. Ponadto oznaczanie niektórych składników w roślinach lub nawozach naturalnych (azot) jest możliwe tylko w wyniku ich mineralizacji w środowisku stężonego kwasu siarkowego na gorąco. Do mineralizacji substancji organicznej "na mokro" stosuje się najczęściej stężone kwasy: siarkowy, azotowy czy chlorowy lub nadchlorowy. Kwasy te w temperaturze wrzenia rozkładają się z wydzieleniem tlenu. Tlen w chwili wydzielenia się ma największą zdolność utleniania. W wysokiej temperaturze utlenia on węgiel substancji organicznej do dwutlenku węgla, a wodór do wody. Powstający w wyniku reakcji rozkładu substancji organicznej amoniak wiąże się z kwasem siarkowym tworząc siarczan amonu w myśl reakcji: H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4 Proces mineralizacji substancji organicznej ze względu na szkodliwe dla zdrowia, ulatniające się tlenki siarki i azotu, a także wydzielający się chlor należy prowadzić pod digestorium. Mineralizacja "na mokro" przy użyciu kw. siarkowego Kwas siarkowy stosuje się do oznaczania azotu ogółem (metodą Kjeldahla) we wszystkich rodzajach materii organicznej (substancja roślinna, gleba, nawozy naturalne). Stężony kwas siarkowy już na zimno ma dużą zdolność odbierania wody z wielu związków organicznych, zwęglając np. węglowodany (proces zesmolenia materii organicznej). Białka pod wpływem kwasu ulęgają hydrolizie rozpadając się na aminokwasy. W temperaturze wrzenia kwasu siarkowego w obecności katalizatorów (mieszanina siarczanu miedzi i siarczanu potasu czy perhydrolu) związki te są mineralizowane do CO2, H2O i NH3. Powstający amoniak jest wiązany przez kwas siarkowy w formie siarczanu amonu, w którym zawartość azotu można oznaczyć metodą destylacji. W ten sposób zmineralizowana materia organiczna może służyć również do oznaczania zawartości: P, K, Ca i Mg. Oznaczanie zawartości azotu ogółem w nawozach naturalnych metodą Kjeldahla Do kolby Kjeldahla (przeznaczonej do spalań), o pojemności 250 cm3 odważyć 5-25 g nawozów naturalnych: obornika -5 g -10 g, gnojowicy -10 g – 20 g, gnojówki 25 g, kompostu 5 g. Do zawartości kolby dodać 20 -30 cm3 stężonego kw. siarkowego, zamieszać i pozostawić do następnego dnia. Następnie zawartość kolby delikatnie ogrzewać na małym ogniu, aby zapobiec gwałtownemu wrzeniu. Gdy zawartość kolby przybierze postać jednorodnej, ciemnej masy, należy zwiększyć płomień. Spalanie prowadzić 3 należy do momentu odbarwienia próby (klarowny roztwór). Po ostudzeniu dodać 10 cm perhydrolu i zawartość kolby dopalić (ok. 10 min). Po ostudzeniu przenieść ilościowo zawartość do kolb miarowych o pojemności 200-250 cm3. Destylacja i oznaczanie azotu ogółem Uwolnienie związanego w siarczanie amonu azotu do wolnego amoniaku następuje w procesie destylacji, przez alkalizację środowiska według reakcji: (NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O Oddestylowany amoniak wiąże się w określonej ilości mianowanego 0,05 M roztworu kwasu siarkowego, którego nadmiar neutralizuje się ekwiwalentną ilością mianowanego 0,1 M NaOH. W toku procesu destylacji należy zwrócić szczególną uwagę na szczelność aparatury oraz na to, czy środowisko jest dostatecznie zalkalizowane. 8 PROCEDURA OZNACZANIA N-ogółem W NAWOZACH NATURALNYCH 3 3 Z kolby miarowej używając cylindra miarowego na 100 cm pobrać 50 cm roztworu (spalonej próby) i przenieść do kolby destylacyjnej. Uzupełnić 150-200 cm3 wody destylowanej (opłukując kilkukrotnie cylinder miarowy) i dodać 3 krople wskaźnika Taschiro. Wstawić na aparat destylacyjny. 3 3 Do odbieralnika – kolby Erlenmajera na 200-250 cm odmierzyć 50 cm 0,05 M H2SO4 + 2 krople wskaźnika Taschiro i podstawić pod aparat tak, aby rurka destylacyjna aparatu była zanurzona w roztworze 3 kwasu. Do kolby destylacyjnej używając przycisku REAGENT 2 wlać ok. 30 cm stężonej 33% NaOH, Zasadę sodową dozować dopóty, dopóki roztwór w kolbie destylacyjnej nie zmieni barwy z różowej na zielonkawą. Rozpocząć destylację naciskając przycisk START, którą prowadzi się przez 5 minut (do czasu, gdy spływający do odbieralników kondensat będzie charakteryzował się odczynem obojętnym). Po zakończeniu destylacji nadmiar kwasu niezwiązany w postaci siarczanu amonu odmiareczkować 0,1 M NaOH do lekko zielonkawej barwy. Obliczyć wynik w oparciu o poniższy wzór. (a-b) f 1,4 % N-ogółem = n 10 gdzie: 3 a – (próba ślepa) ilość ml NaOH zużyta do zmiareczkowania 25 cm 0,05 M H2SO4 b – ilość ml NaOH zużyta do zmiareczkowania próby właściwej f – faktor NaOH (dla celów ćwiczeniowych przyjęto f=1) n – naważka (ilość nawozu wzięta do destylacji; np. 5 g próby 200 cm3 roztworu; z tego do analizy pobrano 50 cm3 tj. 1,25 g) 1,4 – współczynnik uwzględniający ilość N w amoniaku wiązaną przez H2SO4 1 cm3 0,05M H2SO4 wiąże 1,4 mg N 9 ĆWICZENIE 7 WYNIKI: ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................... ............................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................................ ...................................................................................................................................... .......................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................ 10
