MOŻLIWOŚĆ ZAGOSPODAROWANIA POMIOTU DROBIOWEGO CZ. II Pierwsza cześć artykułu została opublikowana w wydaniu numer 6/2013 Ogólnopolskiego Informatora Drobiarskiego Produkcja wermikompostu. Kolejnym sposobem zagospodarowania pomiotu drobiowego zarówno czystego, jak i zmieszanego ze ściółką jest produkcja wermikompostu. Jest to kompost uzyskany z wykorzystaniem dżdżownic. Gatunkiem najbardziej przydatnym do tego celu okazała się dżdżownica Eisenia foetida (Kompostowiec różowy). Gatunek ten wyróżnia się bardzo dużą całoroczną aktywnością przy przerabianiu podłoża oraz krótkim okresem rozwoju i największym współczynnikiem rozmnażania. Jeżeli chodzi o ten typ uzyskanego nawozu, to możemy spotkać się również z nazwami zastępczymi: biohumus, kompost koprolitowy, kompost dżdżownicowy. Charakteryzuje się on również korzystniejszymi właściwościami w odniesieniu do kompostu otrzymywanego metodami tradycyjnymi. Zastosowanie doglebowe tego typu kompostu pobudza jej życie biologiczne, a w konsekwencji, nawet toksyczne związki metali ciężkich przekształcane są w trudno przyswajalne przez rośliny połączenia chemiczne. Badania wykazały, że ten rodzaj kompostu ma właściwości detoksykacyjne, a jego stosowanie może mieć szczególnie duże znaczenie dla gleb, które utraciły zdolności samooczyszczania się. W procesie kompostowania z udziałem dżdżownic znacznie wzrasta w uzyskanym nawozie ilość makroelementów, a w szczególności fosforu, potasu, wapnia i magnezu. Kompost koprolitowy znajduje zastosowanie przede wszystkim w ogrodnictwie. Jego użycie przyspiesza kiełkowanie nasion, łagodzi stres roślin przy ich przesadzaniu, skraca okres wegetacji, przeciwdziała szkodom powodowanym przez choroby oraz poprawia jakość plonów (m. in. wybarwienie owoców). Dodatkowym atutem jest fakt, iż nie istnieje zagrożenie przenawożeniem, albowiem związki mineralne i odżywcze skumulowane są w mikroorganizmach oraz uwalnianie wraz z ich stopniowym obumieraniem. Pamiętać jednak trzeba, iż wykorzystanie obornika drobiowego do produkcji wermikompostu ma pewne ograniczenia. Obornik drobiowy charakteryzuje niskie ph (kwaśny odczyn), dlatego też musi być dobrze przygotowany (leżakowanie około 16 miesięcy, wymieszanie ze słomą, a następnie z innym obornikiem, najlepiej bydlęcym). Dopiero po wstępnym przefermentowaniu może być wykorzystany do produkcji wermikompostu. Ważne jest również, w celu utrzymania prawidłowego ph (6,5-7,5) zastosowanie do kompostowanej pryzmy dodatku węglanu wapnia (najczęściej stosowana dawka to 100 g/m 2 ). W 1 m 2 masy kompostowanej o grubości 20 cm żyje średnio 100 000 osobników (w różnych fazach rozwoju osobniczego). Taka populacja dżdżownic potrafi przerobić rocznie około 1000 kg karmy, a produkuje około 500 kg biohumusu. Jak wykazały przeprowadzone przez różnych autorów doświadczenia jedna tona biomasy dżdżownic w ciągu pięciu dni może przekształcić jedną tonę osadu w wermikompost. Za przebieg procesów biochemicznych w wermikompoście odpowiedzialne są przede wszystkim bakterie mezofilne, promieniowce oraz grzyby. Proces mieszania oraz przewietrzania pryzmy następuje w trakcie drążenia korytarzy przez dżdżownice. Opinie badaczy 22
odnośnie jakości sanitarnej wermikompostu są rozbieżne. Czynnikiem eliminującym organizmy patogenne w trakcie procesu tradycyjnego kompostowania jest wysoka temperatura, niewystępująca w trakcie wermikompostowania. Jeżeli w pryzmie temperatura przez dłuższy okres czasu utrzymuje się powyżej 35 C, wówczas dżdżownice giną. Z drugiej jednak strony, jeżeli wermikultura rozwija się w sprzyjających warunkach, wówczas wskutek zachodzących naturalnych procesów biologicznych (drapieżnictwo, konkurencja pokarmowa) zaczynają dominować mikroorganizmy pożyteczne nad patogennymi. W badaniach amerykańskich wykazano, iż proces wermikompostowania redukował liczbę bakterii z grupy Coli, Coli typu kałowego, pałeczki Salmonella oraz jaj pasożytów jelitowych. Co więcej, nie stwierdzono występowania w/w wskaźników mikrobiologicznych w treści przewodu pokarmowego dżdżownic. Wynika z tego, że pozytywne działanie dżdżownic to nie tylko mineralizacja, napowietrzanie i dostarczenie glebie łatwo dostępnych składników pokarmowych gleby, ale także eliminacja z niego szkodliwych drobnoustrojów, zasiedlających pomiot drobiowy. Jednakże, w celu całkowitej eliminacji patogennej mikroflory zaleca się stosowanie obornika nieskażonego, a w przypadku podejrzenia obecności patogennych drobnoustrojów powinno się poddać obornik wstępnej obróbce z wykorzystaniem długo działających wysokich temperatur. Wykorzystanie pomiotu drobiowego jako paszy dla przeżuwaczy W pewnych sytuacjach tradycyjne użytkowanie odchodów ptaków jako nawozu naturalnego jest zabiegiem trudnym i kosztownym. Dotyczy to przede wszystkim ferm zlokalizowanych w dużych odległościach od obszarów użytkowanych rolniczo (produkcja roślinna). Stąd też już w końcu lat 70-tych XX wieku poszukiwano sposobów innego ich zagospodarowania. W tym czasie praktycznego znaczenia nabrało wtórne użytkowanie odchodów zwierzęcych. Rozpoczęto badania (przede wszystkim w USA) nad ich powtórnym użytkowaniem, przede wszystkim na pasze, w szczególności dla bydła opasowego i owiec. Udane próby w tym zakresie rozwiązywały dwa problemy. Z jednej strony zmniejszały ilość odpadów jako masy zanieczyszczającej środowisko, z drugiej zaś zwiększały zasoby paszowe dla bydła opasowego. Wartość żywieniowa odchodów drobiowych jest nie trudna do określenia, zwłaszcza, jeśli traktuje się je jako paszę energetyczną i objętościową. Jednakże hodowcy amerykańscy, którzy stosowali pomiot drobiowy w żywieniu bydła musieli spełnić szereg kryteriów ustanowionych przez American Association of Feed Control. Odnoszą się one do minimalnych zawartości w pomiocie (wraz ze ściółką): suchej masy - 85%, białka - 11% lub 18%, oraz nie więcej, niż: 15% włókna surowego, 4% piór, 20% popiołu. A zatem powinien on być osuszany termicznie w warunkach przemysłowych, aby obniżyć w nim zawartość wody poprzez jej odparowanie. Oprócz wymienionych wyżej kryteriów, obowiązują dodatkowe: nie powinien zawierać obcych materiałów, takich jak: metal, szkło, gwoździe czy innych; musi być wolny od szkodliwych organizmów chorobotwórczych, pozostałości pestycydów, pasożytów lub pozostałości leków; nie może zawierać substancji chemicznych, które mogą być bezpośrednio szkodliwe dla zwierząt i mogą przedostać się do produktów spożywczych dla ludzi lub do pasz dla zwierząt. 24
Zarządzenia dotyczą także konieczności monitorowania składu pobranych prób kurzeńca, który będzie wykorzystany w żywieniu zwierząt przeżuwających. W ten sposób przygotowany i termicznie obrobiony pomiot może stanowić dodatek do pasz stosowanych w żywieniu bydła, w ilościach zależnych od wieku, typu użytkowego i stanu fizjologicznego zwierzęcia. Największym zagrożeniem wynikającym z wykorzystania odchodów drobiowych w żywieniu przeżuwaczy jest zanieczyszczenie mikrobiologiczne. Rozwiązaniem tego problemu może być proces zakiszania pomiotu. Kiszenie odbywa się po wymieszaniu obornika z posiekaną kukurydzą lub innym rodzajem dodatku objętościowego. W procesie tym ph obniża się do około 4,7. Taki niski odczyn powoduje eliminację mikroorganizmów patogennych. Trzeba również pamiętać o wilgotności względnej w zakiszanej pryzmie, która powinna wynosić około 40%. Następnie zakiszaną masę spryskuje się kwasem propionowym lub octowym, co stanowi dodatkowe źródło energii dla bydła. W takich warunkach zakiszana masa będzie rozgrzewała się nawet do 140 C, przy składowaniu przez około 3 tygodnie. Wysoka temperatura i długi okres składowania pozwalają na zabicie i unieszkodliwienie patogennej flory pomiotu, takie jak: Salmonella typhimurium, Escherichia Coli, czy Clostridium botulinum. Innym sposobem przetwarzania pomiotu na paszę jest składowanie w głębokich pryzmach, czyli zakiszanie w warunkach beztlenowych. Pamiętać jednak trzeba, aby wilgotność pomiotu wynosiła co najmniej 20%, co ułatwia układanie pryzm i ich szczelność, a wysokość pryzm wynosiła 2,2 do 3 metrów. Spowoduje to, że temperatura w jej wnętrzu osiągnie temperaturę nawet 160 C. Należy jednak unikać wyższych temperatur, ponieważ zachodząca wtedy reakcja Maillarda może doprowadzić do chemicznego uszkodzenia struktury białek, powodując wiązanie niektórych aminokwasów z cukrami i w konsekwencji czyni je niestrawnym dla bydła. Następnie całe pryzmy pokrywa się polietylenową folią, odcinając dostęp tlenu i układa na niej elementy zapobiegające jej ewentualnemu ześlizgiwaniu. Aby zminimalizować możliwość samozapłonu zaleca się nie używanie łatwopalnych materiałów ani też bliskie ich sąsiedztwo przy pryzmie. Tak zakonserwowany materiał paszowy może być składowany nawet do pięciu lat, bez utraty jakości pokarmowej. Wykorzystanie metod zakiszania odchodów wraz ze śrutą zbóż, sianem czy kukurydzą stanowią doskonałą alternatywę pasz konwencjonalnych głównie w żywieniu bydła opasowego, gdyż stanowią również dobre źródło energii, białka i minerałów. Wartość tej paszy zależy od wielu czynników. Nie bez wpływu jest tu jakość ściółki, którą mogą stanowić: rozdrobniona słoma zbóż, wióry i trociny drzewne, łuszczyny ryżowe itp. Ściółka nie jest tu jednak najważniejsza, albowiem w paszy dla przeżuwaczy, w tym wypadku opasów, spełnia rolę wypełniacza. Głównie o jakości uzyskanej paszy stanowią zawarte w niej pierze, resztki mieszanki drobiarskiej i ilość ptasich odchodów, jak również zawartość wody. Optymalna wilgotność paszy powinna utrzymywać się w granicach 20-25%. Zachowanie omówionych parametrów powoduje, że może być ona porównywana pod względem strawności do pasz zbożowych i średniej jakości sianem z lucerny. Uważa się również, że jest też tanim źródłem białka. Z badań wynika, że średni poziom surowego białka wynosi średnio 25%, z tym że 40% tego białka zawarta jest w formie związków azotowych niebiałkowego pochodzenia. Stąd też, paszą tego typu należy żywić opasy o wadze ponad 140 kg. Zwierzęta żywione paszą składającą się w 80% z odchodów brojlerów i w 20% z ziarna zbóż (np. kukurydza lub sorgo) otrzymują wystarczające ilości składników mineralnych - makroelementów (wapnia, fosforu, potasu i magnezu) oraz mikroelementów 26
(miedź, żelazo). Ze względu jednak na deficyt witamin, do paszy może być dodawana witamina A, w ilości odpowiedniej dla danej rasy bydła i adekwatnie do masy ciała. Doświadczenia potwierdziły również, że odchody drobiu przed użyciem ich na pasze dla opasów mogą być przechowywane przez 5 lat, nie tracąc na wartości jako wyjściowy surowiec paszowy. Aby zapobiec utracie wymaganej wilgotności i utlenieniu, należy pryzmę przykryć folią plastikową. Dostępność pomiotu jest bardzo duża, łatwość jego przetworzenia na paszę nie powinna nastręczać większych problemów, a tani koszt jego nabycia pozwalają sądzić, iż ta budząca wiele kontrowersji procedura pozwoli zaoszczędzić rolnikom na zakupie pasz dla zwierząt przeżuwających (przede wszystkim bydła i owiec), pozwoli rozwiązać wiele problemów ochrony środowiska i ekologicznego aspektu utylizacji pomiotu. Jednakże trzeba mieć świadomość, że w Polsce wtórne przekształcenie odchodów w celach żywieniowych jest niedopuszczalne poprzez obowiązujące przepisy sanitarno - weterynaryjne. Wykorzystanie pomiotu drobiowego w produkcji podłoża pod uprawę pieczarek Firmy zajmujące się produkcją podłoża do uprawy pieczarek, jako surowca wyjściowego, wykorzystują odpady z produkcji roślinnej, przemysłowej i zwierzęcej. Podłoże do uprawy pieczarek stanowi mieszanina zdrowej, czystej, pszennej lub żytniej słomy oraz obornika drobiowego lub końskiego. Wymieszane składniki zostają nawilżone wodą z dodatkiem gipsu. Następnie poddawane są procesowi gorącej fermentacji w pryzmie lub w specjalnych bunkrach. Proces fermentacji trwa około dwóch tygodni, podczas którego temperatura może wzrastać do ponad 70 C. Po tym okresie wykonywany jest zabieg pasteryzacji, który odbywa się w kontrolowanych warunkach w temperaturze 56-50 C, przez 7-10 dni, w celu wyeliminowania patogennych mikroorganizmów oraz szkodników owadzich. Takie podłoże stanowi gotowy produkt określany jako kompost zielony lub podłoże do uprawy pieczarek Fazy I. W gotowe podłoże zostaje wsiana grzybnia pieczarki i po opanowaniu przez nią kostki kompostu nakłada się okrywę, którą stanowi mieszanina torfu odkwaszonego kredą nawozową. Zostaje ona sprasowana i opakowana. W ten sposób powstaje produkt określany mianem branżowym jako Faza II. Podłoże Fazy II zostaje wprowadzone na rynek zewnętrzny, na którym odbiorcy prowadzą hodowlę grzybów uprawowych. Podłoże Fazy II może być jednak poddane kolejnemu procesowi produkcji. Proces ten określa się jako przerost w masie lub Faza 2.5. Istotą tego etapu jest uzyskanie całkowitego przerostu kompostu przez wsianą w Fazie II grzybnię. Całkowity okres uprawy trwa od sześciu tygodni do dwóch miesięcy. Produkcja biogazu Od wielu lat zwraca się uwagę na konieczność zmniejszenia ilości składowanych odpadów poprzez wykorzystanie jak największej ich części w charakterze surowców wtórnych. Narastające problemy z odzyskiwaniem i unieszkodliwianiem frakcji organicznej odpadów, zwłaszcza stałych odpadów i półpłynnych, przyczyniają się do coraz większego zainteresowania różnymi technologiami ich przetwarzania. Istnieją dwa podstawowe procesy przetwarzania wysegregowanych bioodpadów: kompostowanie i fermentacja. Fermentacja jest procesem prowadzonym w warunkach beztlenowych, realizowanych w obiektach zwanych biogazowniami. Fermentacja beztlenowa to zespół procesów biochemicznych, w których związki organiczne pochodzenia naturalnego, takie jak węglowodany (celuloza, skrobia, pektyny, hemicelulo- 28
za, cukry), oraz białka, tłuszcze roślinne i zwierzęce rozkładane są do metanu i dwutlenku węgla. Proces ten od dawna wykorzystywany jest w oczyszczalniach ścieków komunalnych, gdyż umożliwia on przetworzenie osadów ściekowych w łatwo odwadniającą się masę. Produktem gazowym otrzymanym w wyniku fermentacji jest biogaz, składający się z metanu w 55-75% i dwutlenku węgla 25-45%. Zawartość metanu w biogazie zawiera się w szerokich granicach od 42% do 85% (60-80% z pomiotu drobiowego). Skład biogazu zależy od procesu technologicznego i zastosowanych substratów. Pomiot drobiowy z racji swojej specyfiki wydaje się być bardzo dobrym substratem do produkcji biogazu. Zwiera bowiem odpowiednią ilość suchej masy, jest bogaty w składniki pokarmowe, niezbędne do prawidłowego procesu fermentacji, a przy niedoborach poszczególnych składników istnieje wiele innych odpadów poprodukcyjnych, z którymi doskonale komponuje się jako substrat biogazu. Procentowy udział metanu w biogazie stanowi o wartości opałowej tego paliwa. Im większy jego udział, tym większa wartość kaloryczna biogazu. Biogaz o zawartości 65% metanu ma wartość kaloryczną 23 MJ/m 3. Biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40%) może być wykorzystany do celów użytkowych, głównie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Typowe przykłady wykorzystania biogazu obejmują: produkcję energii elektrycznej w silnikach iskrowych lub turbinach, produkcję energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych, produkcję energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych, dostarczanie uzdatnionego biometanu do sieci gazowej, wykorzystanie gazu jako paliwa do silników trakcyjnych pojazdów, wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np: w produkcji metanolu. Wykorzystanie biogazu w Polsce jest jednak zjawiskiem marginalnym. Kompostowanie pomiotu drobiowego. Kompostowanie nawozu drobiowego uważa się obecnie za najbardziej efektywny sposób utylizacji nawozu, spełniający wymogi ekologiczne. Dojrzały kompost stanowi optymalne podłoże dla rozwoju roślin uprawnych, pozbawione ryzyka przenawożenia gleby. Biochemiczne przemiany substancji organicznej w procesie kompostowania są podobne jak w glebie. Rozkład powodują mikroorganizmy, w tym bakterie termofilowe, promieniowce i grzyby. W kompoście stwierdza się następujące rodzaje grzybów: Penicilinum ssp., Rhizopus ssp., Aspergillus ssp., Mucor ssp. Bakterie mezofilne namnażają się tylko w niższych temperaturach, w pierwszej fazie procesu. W procesie kompostowania zachodzą dwa Tabela. Parametry odchodów zwierzęcych jako substratów do produkcji biogazu (za Kowalczyk Juśko 2010). Substrat Gnojowica bydlęca Gnojowica trzody chlewnej Zawartość suchej masy (%) Zawartość suchej masy organicznej (% s.m.) Wydajność biogazu m3/t substratu m3/t s.m. organicznej Zawartość CH4 (% obj.) 8-11 75-82 20-30 200-500 60 około 7 75-86 20-35 300-700 60-70 Pomiot kurzy około 32 63-80 70-90 250-450 60 30
SPRZĘT I TECHNOLOGIE równoległe procesy biochemiczne: mineralizacji i humifikacji. Kompostowanie musi zapewnić unieszkodliwienie odpadów, co stanowi ważny wskaźnik oceny technologii kompostowania. Wydzielone w procesie mineralizacji ciepło i związany z tym wzrost temperatury niszczy mikroorganizmy chorobotwórcze. Antybiotyki wytwarzane przez grzyby pleśniowe w drugiej niskotemperaturowej fazie kompostowania przyczyniają się do biologicznej sanitacji kompostu. Podsumowując, aby proces kompostowania przebiegał skutecznie należy zachować podstawowe warunki procesu: temperatura w granicach 50-60 C, wilgotność 40-50%, zapotrzebowanie na tlen około 1 m 3 /kg kompostowej masy, optymalna wartość ph 6,0-7,5, rozdrobnienie cząstek organicznych, które przyspiesza stopień rozkładu poprzez zwiększenie aktywności mikrobiologicznej. W chwili obecnej istnieje duży wybór metod zagospodarowania pomiotu drobiowego. Podstawą do podjęcia decyzji i wyboru którejś z nich stają się nakłady finansowe, które należy ponieść, jak również dostępność areałów gruntów ornych, rozmiar produkcji drobiarskiej i gatunek hodowanego ptactwa, ilość nabywców pomiotu (rolnicy, firmy nawozowe, branża pieczarkarska). Biorąc pod uwagę omówione czynniki związane zarówno z koniecznością ochrony środowiska, jak i aspekty ekonomiczne, najlepszą metodą wydaje się być kompostowanie nawozu drobiowego. dr hab. inż. Tomasz Mituniewicz Katedra Higieny Zwierząt i Środowiska Wydział Bioinżynierii Zwierząt UWM w Olsztynie Otrzymany kompost jest najtańszym, najłatwiej dostępnym oraz odpowiednim dla wszystkich uprawianych roślin nawozem organicznym. Dobrze przygotowany kompost ma odczyn zbliżony do obojętnego (ph 6,5-7,0), nie występują w nim dżdżownice. Masa dojrzałego kompostu jest jednolita, trudno w niej odróżnić szczątki roślin, z których powstała. Dojrzały kompost, który powstał w dobrych warunkach tlenowych, nie zawiera siarczków. Świeży kompost zawiera azot amonowy, a dojrzały kompost zawiera azot azotanowy. Podsumowanie Intensyfikacja produkcji zwierzęcej, w tym drobiarskiej, wiąże się ze wzrostem ilości produktów ubocznych, które muszą zostać zutylizowane. Wynika to przede wszystkim z obowiązujących przepisów prawnych. 31