REGIONÁLNÍ AGRÁRNÍ KOMORA královéhradeckého kraje

REGIONÁLNÍ AGRÁRNÍ KOMORA
Královéhradeckého kraje

Probíhá načítání...

04.10.2017

Rybniční sedimenty a nové možnosti recyklace živin a organických látek v malých povodích

Příkladovou studii vypracovali: Jan Potužák1, 3, Jindřich Duras2,3, Lenka Kröpfelová3 , Jana Šulcová3 , Iva Baxová-Chmelová3 , Zdeňka Benedová3, Tomáš Svoboda4 , Ondřej Novotný4 a Jan Pokorný3 1 Povodí Vltavy, s. p., České Budějovice 2 Povodí Vltavy, s. p., Plzeň 3 ENKI, o.p.s., Třeboň 4 Plosab s.r.o., Třeboň

Úvod

Využití rybničních sedimentů pro zúrodnění zemědělských pozemků není v naší krajině novou zá- ležitostí. Bahno z rybníků bylo vždy považováno za velmi kvalitní, na živiny bohaté hnojivo, které bývalo dokonce součástí deputátů pracovníků v rybníkářství. Ještě na počátku 20. století byly sedimenty z rybníků řazeny mezi jakostní zeminy. S bohatnutím společnosti a se zavedením snadno dostupných průmyslových hnojiv se i hospodaření s živinami v rybníkářství připojilo k otevřeným koloběhům, odkud látky odcházejí mimo systém, v němž byly odnepaměti recyklovány. Situaci dále zkomplikovala častá kontaminace sedimentů cizorodými látkami a zároveň také zpřísnění legislativy upravující využívání usazenin. Zájem o tuto surovinu nejen že značně poklesl, ale na rybniční usazeniny začalo být nahlíženo spíše jako na odpad, kterého je nutné se co nejrychleji zbavit. Různé zdroje uvádějí, že více než 50 % orné půdy v České republice je postiženo nějakou formou eroze [1]. Příčiny můžeme hledat zejména v plošném pěstování širokořádkových plodin (zejmé- na pak kukuřice), vlastnostmi pozemků, nevhodnou agrotechnikou atd. Svým dílem přispívá i postupná změna klimatu charakteristická např. výskytem déletrvajících suchých period v kombinaci s intenzivní srážkovou činností ve formě přívalových dešťů. Důsledkem je celkový úbytek organické hmoty (dehumifikace). Zvyšováním skeletovitosti orné půdy logicky dochází i k poklesu její celkové úživnosti [2]. Jistou roli v poklesu organické hmoty v půdě mů- že hrát také postupný pokles stavů hospodářských zvířat, zejména skotu, a v důsledku toho i snížená produkce statkových hnojiv [3]. V posledních letech se objevily prognózy kriticky hodnotící zá- soby fosfátových rud na světě. To přimělo EU zařadit fosfor na seznam dvaceti surovin, u nichž hrozí v budoucnu největší riziko jejich nedostatku [4]. Pravdě- podobně brzy dojde také ke zvý- šení ceny fosforových hnojiv, a tím může dojít i k renesanci zá- jmu o fosfor uložený v rybničních sedimentech a o jejich aplikaci na zemědělské pozemky. Faktem je, že rybniční bahno často obsahuje řádově vyšší koncentrace živin (zvláště pak fosfor) i organických látek (humusu), než běžně nacházíme v zemědělsky obhospodařované půdě [5]. Zájem by tedy měl být i na straně zemědělců. Z pohledu rybářského hospoda- ření je důležité otázku sedimentů také řešit, a to alespoň formou odbahňování oblasti loviště před výlovem. Zabahněné loviště totiž znamená riziko pro zdravotní stav lovených ryb (zabahnění žaber, dušení atd.). Aktuálně neexistují prakticky žádné komplexní studie, které by se věnovaly aplikaci rybničních sedimentů na ornou půdu a zhodnotily zároveň i vliv bahna na vlastnosti a úrodnost půd. Cílem tohoto příspěvku je představit první výsledky získané v rámci řešení projektu TAČR: TA04020123 (2014–2017), který se zabývá možným technologickým postupem recyklace živin z rybničních sedimentů s využitím sacího bagru, integrované stanice pro dávkování flokulantu a geotextilních vaků s následnou lokální aplikací sedimentu v mikropovodí Horusického rybníka. Hlavním řešitelem tohoto projektu je firma ENKI, o.p.s. ve spolupráci s firmou PLOSAB s.r.o. a Rybářstvím Třeboň a.s.

Čerpání sedimentu do geotextilních vaků a vliv na kvalitu vody

Pro realizaci komplexního pokusu zaměřeného na recyklaci živin z rybničních sedimentů byl zvolen rybník Horusický (415 ha) ležící u Veselí nad Lužnicí. Na rybníce Horusický je před výlovem, tedy každým druhým rokem, provádě- no odbahnění loviště s použitím sacího bagru. V blízkosti Horusického rybníka se pro provozní agrotechnický pokus podařilo nalézt vhodné pole (a ochotného země- dělce) ležící nedaleko obce Lhota přibližně 2,5 km vzdušnou čarou od tohoto rybníka. Těžba sedimentu z loviště pro účely projektu proběhla 2. 9. 2015: sediment těžený sacím bagrem byl plastovým potrubím dopravován do homogenizační nádrže. Do této nádrže byl podle předem navrženého scénáře dávkován dolomitický vápenec v práškové formě (pro případnou úpravu pH) a rozmícháván míchadly. Sediment z homogenizační nádrže byl dále čerpán potrubím k odvodnění do geotextilních vaků.Do proudu sedimentu byl v potrubí dávkován flokulant připravovaný ve flokulační stanici. V prů- běhu sání zvodnělého sedimentu do geotextilních vaků byly odebí- rány vzorky, pro zhodnocení efektivity fungování těchto vaků. V průběhu čerpání bylo v odté- kající vodě zjištěno postupné sní- žení zákalu a obsahu nerozpuště- ných látek. V případě celkového organického uhlíku (TOC) a celkového fosforu (TP) byl průměrný pokles koncentrace o 99 %. Zemědělsky důležité kationty byly ve vacích zadržovány rovněž s vysokou účinností: vápník 83 %, hořčík 90% a draslík 83%. Zajímavé je porovnání kvality vody odtékající z geotextilních vaků s kvalitou vody, která byla v daném období zjišťována v Horusickém rybníce. Průměrná koncentrace TP ve vodě vytékající z vaků na konci čerpání (průměr 0,26 mg l -1) byla blízká koncentraci, která se v té době nacházela v Horusickém rybníce (0,25 mg l -1). Prů- měrné koncentrace celkového dusíku (TN) byly ve vodě vytékají- cí z vaků řádově vyšší (29 – 49 mg l -1) než koncentrace TN nacházející se ve vodě epilimnia Horusického rybníka (2,5 mg l-1). Pří- činou byl především velmi vysoký obsah amoniakálního dusíku (N-NH4 ) a zvýšený obsah N vázaného v rozpuštěných organických sloučeninách pocházející z pórové vody v těženém sedimentu.Zjištěné skutečnosti bude možné využít při dalším používání geotextilních vaků: (1) v recipientu musí být dostatek rozpuštěné- ho kyslíku, aby nedošlo k ohro- žení vodních organismů udušením, když bude kyslík spotřebován nitrifikací, (2) teplota vody a hodnota pH v recipientu musí být v takovém rozmezí, aby nedošlo k ohrožení vodních organismů volným toxickým amoniakem (NH3). Tyto podmínky jsou obecně v podzimním období splněny. V době realizovaného pokusu byla ve vodě v Horusickém rybníce zjištěna koncentrace rozpuštěného O2 ve výši 8,2 mg l-1, hodnota pH činila 8,1 a teplota vody byla 19,2°C. Procentuální podíl tvorby volného NH3 byl zhruba 5 %, což při obrovské mí- ře naředění v rybníce nepředstavovalo pro rybí obsádku žádné riziko.

Aplikace sedimentu na zemědělskou půdu

Po 31 dnech uložení sedimentu v odvodňovacích vacích byly vaky rozříznuty a sediment byl pomocí nákladních aut odvezen na pole. V prvním roce testování se na poli pěstovalo triticale. Z prvních výsledků je tedy patrné, že s rybničním sedimentem se na pokusné plochy aplikovalo řá- dově vyšší množství N, P i K, než by byla běžná hnojivá dávka. Porovnáme-li ale obsah živin okamžitě rostlinami využitelných, obraz se obrátí: dodali jsme sice přiměřeně (K), ale velmi má- lo (P), takže bychom na první pohled zhodnotili rybniční sediment jako málo přínosný. Principem ale je, že sloučeniny P i N (kromě aktuálně přítomného N-NH4 ) a částečně i K (fixovaný a organický vázaný K) se stávají využitelný- mi teprve během procesu postupné mineralizace. To znamená, že dodané živiny budou v mimovegetačním období vymývány do povrchových či podzemních vod jen nepatrně a plného uplatnění dojdou, teprve až zvýšená teplota na začátku vegetačního období podpoří mikrobiální rozklad dodaných organických látek. Postupné uvolňování anorganických forem živin v plném vegetačním období tak zásadně omezuje jejich vyplavovaní způsobené např. intenzivní srážkovou činnosti či jarním tá- ním do povrchových vod. Aplikací sedimentu tak byla vlastně půda předzásobena všemi živinami na několik let. To potvrzují i praktické zkušenosti země- dělců, kteří pozorují výraznější zlepšení produkce v několika následujících letech po aplikaci sedimentu. Neoddiskutovatelnou výhodou má rybniční sediment také v tom, že kromě živin se s ním do půdy dostává i významné množství organické hmoty. Ta může mít dále pozitivní vliv na kvalitu půdní organické hmoty, která má jednak významný vliv na koloběh prvků (sorpce/uvolňování živin do půdního roztoku), podporu biologické aktivity (význam např. pro strukturotvornost), optimalizaci fyzikálního stavu půdy (infiltrace a retence vody i požadované provzdušnění), apod.

Závěry

Metoda recyklace živin využí- vající rybničních sedimentů je snahou o propojení zpřetrhaných látkových a energetických toků v naší zemědělské krajině. Je zřejmé, že tento přístup nebude v budoucnu možné aplikovat plošně, ale své uplatnění by mohl najít zejména v malých zemědělsky využívaných povodích. Z několika možných postupů, jak těžený sediment zachytit a odvodnit, byl úspěšně testován postup s využitím speciálních geotextilních vaků, který umož- ňuje aplikovat vytěžený materiál na zemědělskou půdu už po ně- kolika týdnech, takže nároky na skládkování jsou malé a zapracování do půdy může být provedeno ještě týž podzim. Odtěžením sedimentu z loviště se odstraní z rybníka nemalé množ- ství nakumulovaného fosforu (až jednotky tun), který by se jinak během výlovu transportoval níže po toku. Výsledky dále ukazují, že využitelného fosforu a dusíku je ve srovnání s jejich celkový- agrotechnický pokus, jehož vý- sledky budou známy na konci roku 2017. Na konci roku 2017 by mělo proběhnout také ekonomické zhodnocení celého testované- ho postupu.

Tento příspěvek byl v nezkrácené verzi publikován v časopise Vodní hospodářství, ročník 67, 2/2017

Literatura [1] Janeček, M. a kol. Ochrana zemědělské půdy před erozí, metodika, Česká zemědělská univerzita Praha. 2012.113s. ISBN 978-80-87415-42-9 [2] Ministerstvo zemědělství, Vý- zkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. Příručka ochrany proti vodní erozi. Praha: MZe. 2011. 56 s. ISBN 978-80-7084-966-5. [3] Škarpa P. (2013): Organická hnojiva a jejich vliv na bilanci organických látek v půdě. In Ochrana půdy. 1. vyd. Náměšť nad Oslavou: ZERA - Zemědělská a ekologická regionální agentura, o.s., 2013, s. 31--41. ISBN 978-80-87226-27-8. [4] European Commission. Report on critical materials for the EU (2014) [online]. [cit 2014-03-03]. http://ec.europa.eu/enterprise/policies/raw/materials/fields/docs/ crm-report-on critical-raw materials_en.pdf, 2014. [5] Potužák J.; Duras J.; Kröpfelová L. (2016): Fishponds and water quality – Mass balances and opportunity to nutrients and organic matter recycling. Lakes, reservoirs and ponds – impacts, threats, conservation – international conference, Ilawa, Poland, May 31 – Obr. 6: Aplikovaná vrstva sedimentu June 3, 2016, 239 – 244.

Celé periodikum rybníkářství si můžete stáhnout v příloze pod textem.

Zdroj: časopis RYBNÍKÁŘSTVÍ, září 2017

 

Soubory ke stažení

KONTAKT

Regionální agrární komora Královéhradeckého kraje

Nerudova 37/32, 500 02 Hradec Králové
IČ: 70959811, DIČ: CZ70959811
Ředitelka: Ing. Jaroslava Nekvasilová
Mobil: 724 359 868
E-mail:kishk@seznam.cz