A lignit őrlemény előnyei
A rendszerváltást követően megváltozott tápanyag-gazdálkodási szemlélet, valamint az állatállomány drasztikus csökkenése felére vetette vissza az istállótrágya-felhasználást. A műtrágya-felhasználás is visszaesett a 60-as évek szintjére. Az egyoldalúvá vált, zömében nitrogénre korlátozódó tápanyagpótlás az utóbbi évtizedben kimerítette talajaink tápanyagtőkéjének nagy részét.
A lignittel kezelt trágya esetén:
• A nitrát kimosódás megszűnik
• Az ÜHG gázok kibocsátása is jelentősen csökken
• A mezőgazdasági területhez közeli vízbázisok eutrofizációja elkerülhető
• Ammónia kipárolgás 30-60%-kal csökken
• Megszűnik az irritáló szaghatás
A lignit ajánlott dózisa az állati trágyák mennyiségének 5-30%-a.
A bevezetni kívánt CO2 adó mértékét csökkenti és a nitrát jelenlét miatti szankciók lehetőségét megszünteti. A nitrát kimosódás megszüntetésével és a hatóanyag evaporáció csökkenésének következtében kevesebb istállótrágya hektáronkénti kijuttatása szükséges a hozamok emelkedése és a beltartalmi érték javulása mellett.
Trágyakezelésre vonatkozó technológia ajánlás
A hígtrágya tároló, amelyben a hígtrágya konzisztenciája fokozatosan változó. Legtöbbször az ürítés hagyományos technológia alkalmazásával történik, amely a szivattyúzást követően valamilyen injektáló vagy ejtőcsöves esetleg csévélő dobos technológiával történik a szántóföldi kijuttatás. Ennek megfelelően a kiszivattyúzott trágyának csak a híg fázisa kerül kijuttatásra.
Ennek eredményeként a trágyatároló alján kialakuló ülepedett frakció és a felületi felúszó réteg vastagsága exponenciálisan növekvő mértéket mutat. A képet kissé árnyalja az a tény, hogy a tárolóba folyamatosan érkezik hígtrágya, ennek megfelelően a termőterületre történő kijuttatás rendszeres és nem csak tarlóra, hanem álló növény kultúrákra is. Ettől függetlenül a szilárd frakció mértéke a tárolókban, ha nem is a legnagyobb ütemben, de intenzíven nő.
A folyamat kialakulását részben elősegíti, hogy a tárolókban sok esetben nincs, vagy nem megfelelő a beépített keverési lehetőség.
A tároló kapacitás folyamatos csökkenésével a keletkezett trágyamennyiséget a tárolók kapacitása már nem képes befogadni.
1-2 kép a tároló tetején kialakult felúszó kéreg
Javaslatunk
Javaslatunk annak a problémának a megoldására fókuszál, hogy a hígtrágya ilyen jellegű tárolását és felhasználását, költséghatékonyabbá, munkaszervezés szempontjából könnyebbé tegyük. Mindezt úgy, hogy nem csak radikálisan csökkentjük a telep trágyaterhelését, hanem megkönnyítjük a területre történő kijuttatást, valamint növeljük a növénytermesztés szempontjából fontos hatóanyagtöbbletet és megőrizzük a kijuttatott hatóanyagokat az abiotikus környezeti és fizikai-kémiai okok miatt bekövetkező hatóanyag veszteségektől.
Továbbiakban a kezeléshez használt lignit és egyéb ásványi kompozitok használatával nagy tömegű plusz szervesanyagot makro- és mikro elemeket viszünk be a talajba, komplex módon struktúrájuk a talajt és teljeskörű javító meliorizációt végzünk.
A bevitt lignit a talajkolloidoknak a viselkedésével azonos módon megköti a vizet a felületükön, valamint adszorpciós képessége révén az üvegházhatású gázok kibocsátását jelentősen mérsékli. Továbbá ez a felületi adszorpció a nitrogén hatóanyag veszteséget 50-60%-kal csökkentik, ezzel nemcsak a gázkibocsátás csökken, hanem fokozott hatóanyag megtartást is eredményez.
A kezelési technológia
Mélyalmos rendszer
A mélyalmos rendszerű istállóban, ahol nagy mennyiségű szalmával történik az almozás. Az almos istállótrágyából az alomanyag felhasználása mellett is keletkezik a beton trágyasílóban csurgalék.
Keverési folyamat
A lignit és egyéb ásványi kompozitokkal történő együttes összekeverés eredményeként jelentősen javul a trágya konzisztenciája, kezelhetősége.
Az összekeverés gépkapacitástól függően homlokrakodóval könnyedén megvalósítható, melyet érdemes több alkalommal megismételni a kellő homogenitás elérése céljából.
A lignittel kevert trágya valamennyi piaci forgalomban lévő, illetve a gazdaságokban széleskörűen használt szervestrágyaszóróval hatékonyan kijuttatható.
Az összekeveréshez felhasználható silóterek és a tömörítés, mint a szilázs készítésnél
Keverés utáni tömörítés
Tárolás
A szakszerű trágyakezelés egyik legfontosabb célja, hogy a tápanyagveszteség minimális legyen, a trágya az érés folyamán pedig megfelelő minőséget érjen el. A tárolás során a nitrogénveszteség mértéke elérheti a 30-60 %-ot. A trágya kezelése során a cél az, hogy ezt a tápanyagveszteséget minél alacsonyabb szintre szorítsuk le. Erre az egyik legjobb megoldás a lignit őrlemény használata.
Gyakorlati megvalósítás
Keverési technológia
A keverési javaslatot technikailag úgy lehet a beton silótérben elvégezni, hogy az egy sor lignit őrleményre egy sor átszivattyúzott hígtrágya, majd újabb kompozit lignit réteg, utána almostrágya és az adagolás ebben a sorrendben folytatódik tovább, majd keverés a silótérben és tömörítés a már korábban leírt módon. A keverés történhet egyszerű tolólapos eszközzel vagy erre kialakított speciális keverővel.
Különböző keverési lehetőségek:
Kijuttatás
A híg és almos istállótrágya, valamint a kompozitok együttes keverékének a szórására használt szervestrágyaszóró pótkocsiknál a trágya befogadására alkalmas kocsiszekrények geometriai kialakításánál a konstruktorok nagy figyelmet fordítanak a különböző trágyaféleségek fizikai tulajdonságaira, konzisztenciájára.
Az istállótrágyák manipulálására a négyszög-téglalap keresztmetszetű láncos vagy letolólapos kocsiszekrények tulajdonságai (pl. raktérfogata) használható ki előnyösen. A nehezen kezelhető, de az almos istállótrágyához hasonló konzisztenciájú, esetleg szalmával kevert baromfitrágya vagy a hígtrágya nagyobb nedvességtartalmú szilárdfázisa esetén a trapéz keresztmetszetű, vagy teknős kialakítású kocsiszekrények fizikai tulajdonságai jelentenek előnyt az üzemeltetés során.
Kijuttatás hagyományos trágyaszóróval
Hatások és előnyök
Termésnövelő hatás
Az almos istállótrágya magas tápanyagtartalma közvetlenül hasznosul a növények számára, de a tartamhatása több évig is eltarthat. Az almos istállótrágya termésnövelő hatása az első évben a legnagyobb, 40-60%, a második évben 30-35%, a harmadik évben 10-12%, a negyedik évre ez a hatás már 5-10%-ra csökken.
Nagyon fontos, hogy az istállótrágyát az adott kultúra tápanyag-hasznosítási igényének és a talaj aktuális tápanyagellátottságának figyelembe vételével valósítsuk meg; a gazdaságos termésszint elérése mellett, környezetkímélő trágyázási irányelvek alapján.
Tápanyag hasznosulás
Az őrölt lignit jelentős kation adszorpciós képességgel és kationcserélő kapacitással rendelkezik, amely hozzájárul a hatóanyag veszteség mérsékléséhez. A felszíni és felszín alatti vízkészlet védelmét szolgálja a lignit, hiszen megköti a szerves vegyületeket, helyben tartja a könnyen oldható nitrogént és foszfor formákat, továbbá csökkenti a kálium kimosódásának mértékét.
Fontos: A kompozit kizárólag természetes ásványi anyagokból áll, amik lehetővé teszik az ökológiai termesztésben történő felhasználást.
Metán és CO2 csökkentés lignittel az állattartásban
A metán körforgása
Metánt számtalan természetes és antropogén biogén forrás bocsát ki a természetben, beleértve a kagylókat, a fitoplanktont, a holtágákat, rizsföldeket, vizes élőhelyeket, termeszeket, ízeltlábúakat, kérődzőket, víztározókat, fákat, vagy szinte bárhol, ahol metanogén archaea él anoxikus környezetben (beleértve a talajt és az emésztőrendszert), vagy nem metanogén baktériumok fordulnak elő oxigénben gazdag környezetben. Létezik továbbá a termogén (fosszilis tüzelőanyagok) és pirogén (tűz) források által kibocsátott metán is.
A metán, akárcsak más szénalapú gázok, különösen a szén-dioxid (CO2), körforgásban van. A fotoszintézis a Calvin-cikluson keresztül a növényekben glükózzá alakítja a légköri és a talajban belélegzett CO2-t. Ez a glükóz számtalan különböző szénvegyületté alakul át, beleértve a fehérjéket, monoterpéneket, fitonutrienseket, zsírokat, a kivált gyökérváladékokat és a kérődzők - köztük a szarvasmarhák - által elfogyasztott cellulózt.
Humán-, állategészségügyi, környezetvédelmi szempontból kulcsfontosságú az állattartás során keletkező, alom-trágya keverékből felszabaduló metán, nitrogén-oxidok, szén-dioxid kibocsátásnak visszaszorítása, megkötése: • hígtrágya típusú rendszerben: műtárgyban szűrőanyagként lehelyezett lignit, • almos rendszerben: a ciklus elején az alom anyaghoz hozzákeverve, • mélyalmos rendszerben: több alkalommal, vékonyabb rétegben kiterített lignit. A lignit szemcseméretét minden esetben az alom anyag típusa alapján választjuk meg.
A PMOH Ciklus (Fotoszintézis - Metanogenezis - Oxidációs Hidroxil)
A szarvasmarhák által elfogyasztott biomassza a bendőbe kerül, ahol a baktériumok, metanogén archaea és protozoa a cellulózt rövid szénláncú zsírsavakká, dihidrogénné és metánná alakítják. A metán a légkörbe "böfög", ahol hidroxilgyökökkel ütközik, és végül CO2-ra és vízgőzre bomlik vissza. A CO2 ezután a fotoszintézis révén ismét glükózzá kötődik, és a ciklus ismétlődik.
Míg a kérődzőkből származó bélrendszeri metán biogén forrás, a szénciklus része. A kérődzők által felböfögött metán a 7-10 évvel korábban felböfögött régi metánt helyettesíti. A kérődzők tehát újra és újra ugyanazt a szenet hasznosítják és újrahasznosítják. És a talajban történő szénmegkötéssel minden egyes ciklus csökkentheti vagy lelassíthatja a körforgásba kerülő szén mennyiségét.
Magyarországi ÜHG kibocsátás 1985 és 2022. év között a következőképen alakult:
Az ország teljes CO2 kibocsátásának 11-14 százaléka származik a mezőgazdaságból, melynek 47%-a a növénytermesztésben keletkezik, elsősorban a szintetikus műtrágyák használata miatt. A mezőgazdasági eredetű ÜHG kibocsátás 2019-ben 8999 kt CO2 egyenérték volt.
A mezőgazdasági eredetű CO2 kibocsátás közel negyede szintetikus műtrágyák felhasználásához kötődik. A termelési módszerek és a kontextus is sokat számít. A kontrollált, körforgásos rendszerben kezelt legelőn tartott szarvasmarhák sokkal kevesebb összes üvegházhatású gázt bocsátanak ki, mint a sok szintetikus nitrogén felhasználásával termesztett takarmányokkal etetett, takarmánytelepen tartott szarvasmarhák.
A lignit szerepe az ÜHG csökkentésben
A lignit állattartó telepi felhasználása extenzív és intenzív szarvasmarha vagy a jellemzően intenzív sertés vagy baromfi tartástechnológiában az ÜHG eliminációjának csökkentése érdekében, nem csak az állattartó telepen, hanem a híg vagy almos trágyával a termőterületre történő kijuttatást követően a talajból képződő ÜHG megkötésben az adszorbens képessége miatt is felbecsülhetetlen szerepe van.
A Lignit hatásai:
• NH3 kipárolgás csökkentése: 44,55%-kal csökkenti
• NO3- kimosódás csökkentése: 57,01%-kal csökkenti
• N2O kibocsátás csökkentése: 52,18%-kal csökkenti
• Műtrágya hasznosulás javítása: 50-70%-os hasznosulás érhető el
A különböző gázok evaporációjának jelentős csökkentésén túl a lignit adszorpciós tulajdonsága révén ezeket az egyébként a növények számára hasznos hatóanyagokat felvehető formában megőrzi, frakcionáltan a termesztésbe vont növényállomány számára biztosítja az egész tenyészidőszak alatt.
Ez által a kijuttatott műtrágya mennyiség radikálisan csökkenthető, hiszen az N hatóanyag a talajban marad, csökken az N formák evaporációja, valamint csökken a kilúgzási veszteség, amely nem csak a növénytermesztés szempontjából káros, hanem a felszín alatti vizekbe kerülve súlyos környezetkárosító hatással bír.
Nemzetközi tapasztalatok
A Melbourne-i Egyetem 2014-ben húsmarha telepen végzett kísérleteinek eredményei:
A lignit alkalmazása jelentősen csökkentette a szarvasmarhatelep NH3 kibocsátását, és növelte a nitrogén visszatartását a trágyában. A lignit kétféle mennyiségét, 3 és 6 kg/m2, teszteltük a kezelt karámokban. Mindkét karámban huszonnégy Black Angus tinót etettek azonos kereskedelmi takarmányadagokkal.
Eredmények:
A takarmányozási időszak alatt az ürített nitrogén 16 és 26%-a a kontrolltelepről NH3 elpárolgása révén veszett el, míg a lignit alkalmazása az NH3 elpárolgását az ürített N mennyiség esetében 12 és 18%-ára csökkentette.
A kontrolltelephez képest a lignit alkalmazása körülbelül 30%-kal csökkentette az NH3 kibocsátását.
A szarvasmarha karámokból származó dinitrogén-oxid-kibocsátás csekély volt, 0,10 és 0,14 g N2O-N fejenként/nap (csupán 0,1% a kiválasztott nitrogén-oxid kibocsátásnak).
Európai uniós szabályozás
Az Európai Unió által elfogadott Európai Zöld Megállapodás (European Green Deal), a klímasemleges és fenntartható gazdaságra való áttérést tűzte ki célul. Az üvegházhatású gázok kibocsátásának 10,3%-ért a mezőgazdaság a felelős, ezért a fenntartható gazdaságra való áttérésben kiemelt jelentősége van a célkitűzéseknek.
Az ammónia (NH3) a nitrogéntartalmú szerves vegyületekből, elsősorban a karbamid és a fehérjék biológiai lebontásakor jön létre. A mezőgazdasági eredetű kibocsátások közvetlenül és közvetve az állati emésztőrendszerből, a trágya tárolásából és a talajból származhatnak.
Az Európai Unió tagállamaira vonatkozó adatok szerint a kibocsátott ammónia 75%-ért az állattartás (trágya) a felelős. Az állatfajokra vonatkozásában a szarvasmarha és a sertés játszik döntő szerepet, mert a kettő együtt 78%-os részarányt tesz ki.
A lignit őrlemény adszorbens tulajdonságai
A lignit őrlemény jelentős adszorbens tulajdonságokkal rendelkezik. Az adszorbens képessége azt jelenti, hogy hatékonyan képes megkötni és visszatartani különböző gázok eliminációját és megszüntetni az irritáló szaghatást, amelyek problémát jelentenek az állattartó telepeken, biogáz üzemek környezetében és a szerves trágyák termőterületre történő elhelyezése során.
Alkalmazási területek:
• Állattenyésztés és trágyakezelés
• Takarmányozás (szilázs adalék, takarmány alapanyag)
• Istállói felhasználás
• Biohulladék adalék, iszapkezelés
• Trágyakomposztálás
• Aquakultúra (vízkezelés halastavakban)
• Széntrágyaként történő alkalmazás
• Tőzeghelyettesítés a palántázásban
• Növényvédelem és nyomelem pótlás
• Földalapú szennyezésmentesítés
• Talaj rekultiváció és biogáz iszap kezelés
A képződő gázok intenzív kipárolgása környezetvédelmi, emissziós bírságokat, szankciókat eredményezhetnek. Célunk a lignit minél szélesebb körű állattartó telepi alkalmazása az eddig leírt ismérvek és tapasztalatok alapján.
Számszerűsített előnyök
Labor körülmények között a lignittel 1:1 arányban kevert karbamid esetén a veszteségek 50%-kal csökkentek, vagyis a hasznosulás 50-70%-os értékre emelhető. Ez számokban annyit jelent, hogy N esetében a felhasználás felére, sőt különleges esetekben közel harmadára is csökkenhet, ami igen jelentős mennyiség.
Figyelembe véve, hogy az összes műtrágya felhasználás körülbelül 70%-a N, akkor a 2019-es adatok alapján számítva 875 kt CO2 kibocsátás csökkenés érhető el. Ezt az értéket tovább növeli a szervesanyag okozta szerkezetjavulás, illetve a kijuttatandó műtrágyamennyiség csökkenése miatti vonóerő és szállítási igény csökkenésből fakadó üzemanyag megtakarítás, mely 10-20%-os értéket is jelenthet a jelenlegi állapotokhoz képest.
További potenciális ÜHG kibocsátás csökkenés érhető el a szerves trágya lignitporral történő kezelése esetén, elsősorban az ammónia kipárolgás csökkentésével. Az ENSZ adatai alapján a magyarországi mezőgazdasági eredetű ÜHG gázok kibocsátásában a szervestrágya tárolás és kezelés során keletkezett ÜHG teszi ki a teljes kibocsátás 15,8%-át.