Jsou odpady z výroby bioplynu opravdu výborným organickým hnojivem?

V běžné praxi převládá názor, že odpad z fermentorů při výrobě bioplynu je výborné organické hnojivo a že anaerobní digesce je do jisté míry zušlechťovací proces z hlediska hnojivé hodnoty organických surovin, užívaných k výrobě bioplynu.

Musíme nejprve vysvětlit, co to organické hnojivo vlastně je. Je to jakákoliv organická hmota jako nositel uhlíku, která je schopna rozkladu v provzdušněném půdním prostředí činností půdních mikroorganismů. Tím dochází k její mineralizaci, což je vlastně pomalé spalování, při které vzniká základní hnojivo – CO2, které rostliny asimilují a jeho uhlík využívají k tvorbě vlastní organické hmoty. Při mineralizaci přecházejí i ostatní živiny, např. dusík, z rostlinám nepřístupné organické formy na přístupnou minerální formu, konkrétně na NH4+ a NO3-.
Část energie, uvolněná při mineralizaci, je transformována do procesu humifikace, který naopak energii spotřebovává. Produktem humifikace jsou vysokomolekulární organické látky, humusové kyseliny a huminy, které mají vynikající schopnost – iontovou výměnu na svém povrchu, takže mohou v půdě zadržovat živiny a tak je chránit např. před vymytím srážkovou vodou. To znamená, že tvorba humusu je na rozdíl od mineralizace proces syntetický, který je opět umožněn enzymy půdních mikroorganismů, a třeba i úplně rozložená organická hmota, např. v kompostu, ještě vůbec nemusí být humusem! Je-li to humus či jen rozložená organická hmota, o tom svědčí velikost iontovýměnné kapacity takové hmoty, nikoli vzhled nebo barva.
V každém případě, při transformaci organické hmoty v půdě cestou mineralizace i humifikace, musí jít o organickou hmotu reaktivní, která je schopna rozkladu, tedy hmotu, která má vyšší obsah sacharidů, tuků, hemicelulóz, pentosanů, rozpustných N-látek, méně reaktivní je už celulóza a prakticky stabilní je lignin. Samozřejmě že stabilní jsou také četné průmyslově vyráběné organické látky, např. polyvinylchlorid, polyethylen, polypropylen, polystyren atd.
Dobře probíhající anaerobní rozklad organické hmoty v perfektně pracujícím fermentoru na výrobu bioplynu probíhá velmi hluboce – vždyť dosahujeme v praxi 40 – 50% rozkladu, špičkový technologický výzkum jde ještě dále. Při tom se rozkládají právě labilní organické látky, tedy cukry, škroby, tuky, pentosany, a zbývá stabilní část – ligninem inkrustovaná celulóza.
Nikoho asi nenapadne rozemlít zbytky polystyrenu, PET lahví, starých bot z PVC a tuto organickou hmotu vydávat za organické hnojivo. Odpad z fermentorů při výrobě bioplynu sice tak stabilní není, ale ty nejcennější, labilní organické látky zůstaly v procesu a zbyl jen stabilní, v půdě špatně se rozkládající odpad. Proto tento odpad není organickým hnojivem, protože se obtížně rozkládá, není schopen dát svůj uhlík jako CO2 rostlinám, ani své rostlinné živiny v organické formě převést na přístupné minerální živiny a ani nehumifikuje, jak se mnozí chybně domnívají, protože je nereaktivní. Syntetické procesy neprobíhají.
To však platí pouze o pevné fázi odpadu z fermentoru. Tento odpad samozřejmě obsahuje také kapalnou fázi. Ta už za hnojivo může být považována, protože obsahuje minerální živiny, hlavně dusík, které se uvolnily v procesu anaerobní digesce ve fermentoru. Bohužel, koncentrace dusíku v kapalné fázi je nízká, o úhradě potřeby rostlin při hnojení dusíkem není možno uvažovat, tento zdroj je velmi slabý. Je srovnatelný s obsahem dusíku v bývalých plynárenských odpadních vodách, které téměř nikdo nechtěl odebírat v době, kdy cena nafty byla pouhé 2 Kč/l. Dnes nás ekonomika nutí používat co nejkoncentrovanější hnojiva, abychom ušetřili na naftě, ceně práce, amortizaci stále dražší zemědělské techniky a také proto, abychom ušetřili pojezdy po polích a nepřispívali k omezení potenciální úrodnosti půdy jejím utužením.
V našich dlouhodobých experimentech jsme dokázali, že směs kejdy prasat a surového kalu z městské čistírny odpadních vod (kterou lze považovat za téměř ideální materiál do fermentoru na výrobu bioplynu) má vysoký obsah cenných labilních organických látek (83 %), které jsou zcela jednoznačně všemi agrochemiky považovány za základní znak kvality půdní organické hmoty. Odpad z fermentoru při výrobě bioplynu z této kvalitní směsi při 39% rozkladu organické hmoty obsahoval těchto labilních organických látek už jen 34 %, a to je už množství pro organické hnojivo zcela nedostatečné.

Podrobnosti o našich pokusných výsledcích nalezne čtenář ve vědeckém časopise Plant, Soil and Environment, 54, 2008 (8): 321-328 a v časopise Farmář č. 9, 2008.

Prof. Ing. Ladislav Kolář, DrSc.,
prof. Ing. Stanislav Kužel, CSc.,
Ing. Jiří Peterka, Ph.D., Ing. Pavel Štindl
Zemědělská fakulta
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
E-mail: kolar@zf.jcu.cz

Zdroj: OF 12/2008