Introducere

Amoniacul (NH3) emis de gunoiul de grajd nu este doar o problemă de miros; reprezintă pierderi financiare prin costul crescut al îngrășămintelor și prezintă probleme de mediu și de sănătate umană. Amoniacul din atmosferă este un precursor al mai multor gaze cu efect de seră și formează particule (PM2.5) o posibilă problemă de sănătate. Fermierii din multe națiuni europene și operațiunile de hrănire a animalelor concentrate din Statele Unite trebuie să respecte practicile de atenuare a amoniacului. Peste jumătate din conținutul de azot al gunoiului de grajd poate fi sub formă de amoniac care se pierde ușor din cauza volatilizării în condiții de aer cald. Gestionarea corectă a dietei animalelor, adăpostirea, depozitarea gunoiului de grajd și aplicarea terenurilor vor maximiza retenția de azot pentru utilizarea culturilor, cu o reducere a poluării aerului. Condițiile meteo, precum și compoziția fizică și chimică a gunoiului de grajd trebuie, de asemenea, luate în considerare la alegerea unei practici de atenuare a amoniacului. Unele practici de management sunt mai rentabile decât altele, de exemplu; urmărirea condițiilor de mediu ca indicatori pentru sincronizarea aplicării gunoiului de grajd nu are costuri suplimentare de infrastructură pentru fermier, în timp ce instalarea biofiltrelor în instalațiile de adăpostire și acidificarea gunoiului de grajd pot fi foarte costisitoare.

Cele mai bune practici de management

Diferite specii de animale, adăpostirea, depozitarea gunoiului de grajd și aplicarea terenurilor afectează toate practicile de gestionare pentru atenuarea volatilității amoniacului. Gunoiul de pasăre conține de două ori mai mult amoniac decât gunoiul de lapte. În ordinea celui mai mare conținut de gunoi de grajd de amoniac, cel puțin este: găini, porci, vaci de lapte și vaci de vită. Conținutul mai mare de substanță uscată crește potențialul de volatilitate a amoniacului îngrășământului și până la 90% din conținutul de azot amoniacal al gunoiului de grajd poate fi pierdut în momentul aplicării terenului. Figura 1 prezintă estimările EPA SUA din 2005 privind pierderile medii de amoniac din diferite operațiuni de creștere a animalelor:

lactate

Aceste estimări demonstrează varianța pierderilor de amoniac între diferite specii de animale, tipuri de operațiuni de creștere a animalelor și practici de gestionare. Proba de gunoi de grajd pentru conținutul de nutrienți înainte de aplicarea terenului pentru a furniza substanțe nutritive adecvate pentru creșterea plantelor. În nord-est, probele pot fi trimise la laboratorul analitic al Universității din Maine pentru a fi testate (http://anlab.umesci.maine.edu/soillab_files/forms/Manure.pdf) sau la laboratorul DairyOne (). Pentru a minimiza pierderile totale de azot, gestionați gunoiul de grajd pentru reducerea emisiilor de amoniac, precum și alte forme de azot, cum ar fi azotatul, care poate fi pierdut prin levigare și alți nutrienți (P) în scurgerea de suprafață.

Scăderea aportului de proteine ​​brute de către animale reduce azotul total excretat. Practicarea hrănirii în fază bazată pe stadiul de creștere al animalului poate reduce amoniacul în gunoi de grajd fără a compromite producția de carne sau lapte. Vacile de lapte, în special, au un raport scăzut de azot și proteine ​​din lapte, ceea ce înseamnă că doar aproximativ 14-40% din azotul consumat este transformat în proteine ​​din lapte, iar restul este excretat în fecale și urină.

Locuințe

Pentru sănătatea și siguranța fermierului și a animalelor, concentrațiile de amoniac din instalațiile de adăpostire nu trebuie să depășească niciodată 25 ppm. Nivelurile de amoniac pot fi testate destul de ieftin cu benzi de amoniac (http://www.microessentiallab.com/). Biofiltrele sunt o modalitate de a filtra amoniacul din ventilația aerului folosind un material organic, cum ar fi așchii de lemn. Aceste filtre pot fi costisitoare de instalat și necesită întreținere constantă pentru a asigura funcționarea corectă. Acestea sunt de obicei instalate în operațiuni mai mari de hrănire a animalelor pentru a ajuta la menținerea animalelor (și a fermierilor) de a suferi leziuni pulmonare din cauza PM2,5 pe bază de amoniac și pentru a reduce emisiile atmosferice. Utilizarea materialelor de pardoseală poroase nu este recomandată deoarece acestea prind și eliberează amoniac în unitatea de locuit. Spălarea frecventă a locuințelor și depozitarea gunoiului de grajd cu apă vor reduce volatilitatea, dar utilizează o cantitate mare de apă. Furnizarea de materiale adecvate pentru așternut, cum ar fi ras de pin, paie sau ziare mărunțite și curățarea frecventă a stilourilor, este o modalitate simplă de a reduce volatilizarea amoniacului prin prinderea amoniacului în materia organică și crearea unei forme stabile de azot pentru a fi utilizate de culturile din câmp.

Depozitare

Capacele permeabile și impermeabile sunt două opțiuni pentru conținerea amoniacului în timpul depozitării. Capacele permeabile realizate din paie mărunțită sau alt material organic ușor accesibil la fermă sunt o opțiune bună pentru acoperirea rezervoarelor de gunoi de grajd sau a lagunelor, creând o zonă activă biologic în care amoniacul este descompus de microorganisme. Aceste huse trebuie înlocuite sau completate ocazional din cauza condițiilor meteorologice. Capacele permeabile sunt mai puțin eficiente la controlul emisiilor decât acoperirile impermeabile, dar sunt mai rentabile. Capacele impermeabile din lemn, fibră de sticlă sau ciment vor reduce volatilitatea în timpul depozitării, sunt de lungă durată și sunt capabile să reducă emisiile de amoniac cu 80-95%. Umplerea rezervoarelor mari de depozitare de jos permite formarea unei cruste de gunoi de grajd care va reduce și pierderea de amoniac.

Acidificarea gunoiului de grajd cu aditivi precum acidul fosforic (H3PO4), hidrogen sulfurat (H2S) și acid sulfuric (H2SO4) va reduce potențialul de volatilitate, deoarece microbii care convertesc forme mai complexe de azot în amoniac preferă un pH bazic (> 7). Creșterea acidității solului și a gunoiului de grajd nu este întotdeauna eficientă în reducerea volatilității și are potențialul de a crea și elibera alți poluanți în afară de amoniac. Plantarea unei benzi tampon de copaci sau ierburi înalte în direcția vântului și în jurul facilităților de depozitare și de locuințe poate ajuta la controlul mirosului prin captarea amoniacului înainte de a părăsi ferma.

Aplicarea terenurilor

Conditii de mediu

Condițiile de mediu precum temperatura rece, viteza redusă a vântului și unele precipitații sunt cel mai bun moment pentru aplicarea gunoiului de grajd pe câmpuri. Dacă este posibil, aplicați gunoi de grajd pe culturile în creștere sau acoperiți-le, deoarece sistemul deja stabilit de baldachin și de rădăcină va ajuta la descurajarea levigării nitraților și a scurgerii nutrienților. Timpul recomandat pentru aplicarea gunoiului de grajd pe pășuni este în zilele reci și calme de toamna târziu sau primăvara foarte devreme. Nu aplicați gunoi de grajd pe pământ înghețat cu o pantă, deoarece acest lucru crește foarte mult șansele de scurgere a nutrienților. Unele precipitații pot ajuta la gunoiul de grajd să se infiltreze în sol; cu toate acestea, condițiile saturate vor crește scurgerea și levigarea.

Condițiile solului afectează, de asemenea, volatilitatea amoniacului. Enzimele ureazei găsite în sol și fecale care creează amoniu din uree își încetinesc activitatea sub 10 ° C și sub un pH de 7. Solurile cu o capacitate mare de schimb cationic (CEC) sunt capabile să rețină ionii NH4 încărcați negativ în solurile reci pentru utilizare ulterioară de către plante.

Cele mai bune condiții pentru aplicarea gunoiului de grajd

  1. Incorporarea sau injectarea imediată
  2. CEC ridicat și materie organică a solului
  3. pH-ul solului și gunoiului de grajd sub 7
  4. Vânt mic sau deloc
  5. Temperaturi reci, dar nu sol înghețat
  6. Soluri umede, dar nu saturate
  7. Aplicați la o cultură în creștere

Concluzie

Conservarea azotului de amoniac din gunoi de grajd are beneficii economice și de mediu. Aplicarea gunoiului de grajd pentru a satisface nevoile culturilor de 160 lb N/ac și 80 lb P2O5/ac are o valoare nutritivă de aproximativ 110 USD/acre dacă îngrășământul N costă 0,50 USD/lb și P2O5 costă 0,38 USD/lb. Aceste economii de costuri pot fi maximizate dacă se respectă practicile de atenuare a amoniacului menționate în acest articol.

Resurse

Universitatea de Stat din Iowa. Instrument de evaluare a practicilor de gestionare a aerului. 2006. http://www.agronext.iastate.edu/airquality/

Jokela, W.E. și J.J. Meisinger. Emisiile de amoniac provenite de la gunoiul de grajd aplicat în câmp: management pentru beneficii ecologice și ecologice. În Proc. Conferința Wisconsin privind îngrășămintele, Aglime și Pest Management. 2008. 47: 199-208.

Laboratorul analitic al Universității din Maine. Formular de analiză a gunoiului de grajd: http://anlab.umesci.maine.edu/soillab_files/forms/Manure.pdf

Universitatea din Nebraska. „Noua regulă EPCRA privind emisiile aeriene pentru animale și păsări de curte: informații generale despre hotărâre”. http://water.unl.edu/manure/emissions-rule

Notă: Amoniacul se poate ridica la peste ½ din azotul disponibil în gunoi de grajd.

Notă: Până la 90% din azotul amoniacal din gunoi de grajd poate fi pierdut dacă nu este încorporat în sol în momentul aplicării terenului.

Notă: Cea mai mare parte a volatilizării amoniacului are loc în primele 8-24 ore după aplicare pe teren, de aceea încorporarea ar trebui să aibă loc în câteva ore.

Fișele tehnice din această serie au fost pregătite de Stephen Herbert, Masoud Hashemi, Carrie Chickering-Sears și Sarah Weis în colaborare cu Ken Miller, Jacqui Carlevale, Katie Campbell-Nelson și Zack Zenk.

Această publicație a fost finanțată parțial de Mass. Departamentul de resurse agricole într-o subvenție către Massachusetts Farm Bureau Federation, Inc. prin Liturghie. Departamentul de protecție a mediului, Programul s319, USDA-SARE.