Producția animală, cum ar fi producția de porci, provoacă o poluare gravă a apei prin scurgerea mineralelor în sol, precum și prin eliminarea deșeurilor direct în cursurile de apă. Aceasta este una dintre problemele de sustenabilitate pe care zootehnia suină trebuie să le rezolve, după cum reiese din studiul ”A Review of piggery manure management: generally, across western”, semnat de un colectiv de cercetători de la Universitatea Wageningen, condus de Ricks Chabo, și publicat recent de PigProgress.

Saturația solului

În fermele de suine există o acumulare de nutrienți a gunoiului de grajd în exces, față de absorbția culturilor și acești nutrienți în cele din urmă saturează solurile. Nutrienții se pierd în cele din urmă în timpul saturației în apele subterane sau de suprafață (Martinez et al. 2019). Nutrienții, care sunt de obicei considerați ca fiind foarte importanți în agricultură, sunt fosforul și azotul, deoarece au un potențial imens de a provoca poluarea apei (EEC, 1999).

O altă problemă cu nutrienții gunoiului de grajd implică potasiul, în care orice aplicare de gunoi de grajd bazată pe absorbția de fosfor de către plante va duce de obicei la aplicarea acestei substanțe (Beline și colab. 2014). Referindu-ne la ape și râuri, multe specii de pești sunt predispuse la toxicitatea amoniacului liber ca urmare a unui efect mai mare asupra sistemelor de apă. De exemplu, somonul este foarte sensibil la amoniac, deoarece poate fi afectat doar de doar 5 mg/l de amoniac (Martinez et al. 2019).

Există o acumulare de macronutrienți, cum ar fi azotul, fosforul și potasiul, precum și metalele grele precum cupru și zinc, ca urmare a aplicărilor repetate de gunoi de grajd pe sol, peste cerințele culturii. Această situație are un efect asupra sănătății animalelor prin pășunat și hrănirea culturilor (Lopez Alonso et al. 2020).

Interacțiunea elementelor

Interacțiunea dintre fracțiunile sol, apă și aer are un efect major asupra solurilor supraîncărcate de nutrienți. Poluarea aerului este rezultatul unor procese complicate, cum ar fi nitrificarea/denitrificarea și descompunerea și transformarea materiei organice din sol, în timp ce poluarea apei are loc în principal prin levigarea nutrienților aplicați în exces față de absorbția plantelor (Martinez et al. 2019).

Solurile au o influență semnificativă asupra reținerii, transformării și eliberării de compuși gazoși sau solubili. De exemplu, în situația metanului, solurile pot acționa ca un rezervor prin procese de oxidare. Referindu-se la poluarea aerului, oluarea aerului Pain (2019) a raportat că producția de animale, în special întreprinderile de porci, are o contribuție mai mare la poluarea atmosferică în comparație cu întreprinderile de păsări.

Unele lucrări de cercetare ale (Hartung și Phillips 2014), au indicat că peste o sută de compuși gazoși din aer găsiți în adăposturile animalelor sunt eliberați în atmosferă prin sistemele de ventilație. Substanțele mirositoare din acele gaze și în special amoniacul au reprezentat probleme majore din perspectiva mediului.

Majoritatea gazelor provenite din creșterea animalelor apar ca rezultat al fecalelor și urinei proaspăt depuse prin activitățile microbilor.

Emisiile de amoniac

Volatilizarea amoniacului (NH3) este una dintre căile majore de pierdere a azotului (N) din sistemele agricole. De obicei, se formează în sol prin degradarea biologică a compușilor organici și din amoniu (NH4) producând îngrășăminte sintetice și organice (Beusen et al., 2018).

Gunoiul de grajd de la animalele de fermă este principala sursă de amoniac, iar emisiile acestora dăunează mediului prin acidificarea solului și eutrofizarea lui. Pierderea de amoniac în atmosferă are loc din depozitarea gunoiului de grajd și aplicarea gunoiului de grajd pe pământ.

Emisiile de amoniac de aproximativ 50% din natura producției porcine provin din adăpost și depozitarea dejecțiilor, în timp ce celelalte 50% sunt emise din aplicarea pe sol (Martinez et al., 2019). Emisiile sunt influențate de câțiva factori importanți, cum ar fi concentrația de azot amoniac în suspensie, suprafața emitentă, pH-ul șlamului, viteza aerului peste șlam și temperatura șlamului (Van der Peet-Schwering și colab. 1999).

Amoniacul reprezintă un risc pentru sănătatea animalelor și a omului în adăposturile animalelor, datorită faptului că expunerea pe termen lung la NH3,  combinată cu praful, poate provoca boli pulmonare severe (Seedorf și Hartung, 1999). Mai mult, performanța animalelor este scăzută de concentrația mare de amoniac.

În prezent, utilizarea anuală globală a îngrășămintelor sintetice cu azot este de aproximativ 80 Tg (Tg = teragram; 1 Tg=1012 g). Ca urmare, o cantitate și mai mare de gunoi de grajd animal cu N este produsă în sistemele de producție zootehnică. Aceasta, în condițiile în care s-a afirmat că utilizarea îngrășământului cu azot și producția de deșeuri animale sunt de așteptat să crească în următoarele decenii.

Praful și alte particule

Praful este în general considerat un contaminant care poate afecta atât sistemul respirator al fermierului, cât și al animalelor, chiar dacă nu a fost raportat ca o problemă majoră de mediu în interiorul caselor de animale (Copeland, 2016; Anderson et al. 2013).

Deși s-a raportat că adăposturile pentru păsări au cea mai mare concentrație de praf în aer, bacterii, ciuperci și endotoxine, valori ridicate se găsesc și în adăposturile de porci.

Majoritatea efectelor adverse asupra sănătății, cum ar fi bolile infecțioase și neinfecțioase, au apărut ca urmare a expunerii la componentele bio-aerosoli găsite în adăposturile pentru animale. Cel alergic reacțiile sistemului respirator care pot deveni cronice, pot fi induse de endotoxine deoarece sunt foarte dăunătoare.

Practici pentru manipularea gunoiului de grajd în fermele de porci

Manipularea eficientă a gunoiului de grajd, inclusiv colectarea, depozitarea, tratarea și aplicarea gunoiului de grajd, cu pierderi minime de nutrienți, are implicații importante pentru productivitatea fermei și pentru mediu. Care sunt cele mai bune practici pentru manipularea gunoiului de grajd de porc?

1-Elaborați un plan de management al gunoiului de grajd

Un plan de management al gunoiului de grajd include informații despre panta câmpului și tipul de sol. De asemenea, conține informații despre culturi și rotație pentru fiecare câmp și cerințele de nutrienți ai culturilor. De asemenea, furnizează detalii despre animale, tipurile și cantitățile de gunoi de grajd așteptate în fiecare an, colectarea gunoiului de grajd, transportul, depozitarea și utilizarea corespunzătoare.

Aceste informații ajută fermierul să dezvolte un plan pe termen lung pentru a spori valoarea gunoiului de grajd de porc. Planul ajută, de asemenea, la reducerea costurilor programelor de culturi și la îmbunătățirea protecției mediului.

2-Organizați informațiile despre câmp, culturi și gunoi de grajd

Obțineți hărți topografice pentru informații despre panta suprafeței, hărți de cercetare a solului pentru tipurile de sol și hărți cu plante. După aceea, conturați fiecare câmp care poate primi gunoi de grajd cu dimensiunea și forma sa pe toate hărțile și începeți să înregistrați datele câmpului.

Aplicați un sistem de evidență a producției agricole pentru a înregistra informații cu privire la datele de plantare și recoltare ale fiecărui câmp, rezultatele testelor de sol, ratele de aplicare a gunoiului de grajd și a îngrășămintelor, planurile de culturi, rotațiile și cerințele de nutrienți ai culturilor.

Deoarece multe dintre informații, inclusiv descrierile câmpurilor, datele de depozitare a gunoiului de grajd, culturile și rotațiile nu se vor schimba în fiecare an, nu este necesar să faceți toată munca în fiecare an, ci doar o revizuire anuală a planului.

3-Aplicați sisteme adecvate de depozitare și tratare

Tipul de sistem de depozitare a gunoiului de grajd afectează producerea și eliberarea mirosului. Sistemele care depozitează mai mult gunoi de grajd diluat produc mai puțin miros. Dacă protejați sistemele de vânt, acestea eliberează mai puțin miros.

În plus, tratarea anaerobă completă a gunoiului de grajd folosind digestoare anaerobe sau lagune proiectate corespunzător este eficientă în eliminarea și controlul mirosului. Folosirea de huse impermeabile rigide sau flexibile poate reduce mirosurile cu 80-95%.

Este important să colectați și să eliberați biogazul generat de gunoiul de grajd depozitat de sub capac. La fel, colectați și îndepărtați precipitațiile de pe capac. În zonele cu vânt, evitați să lăsați materialul de acoperire liber să clatine în vânt și să se deterioreze. Cu toate acestea, husele impermeabile costă de obicei mai mult și au o durată de viață mai lungă decât capacele permeabile.

4-Urmați instrucțiunile de siguranță

Monitorizați calitatea aerului folosind un monitor de gaz cu hidrogen sulfurat pentru persoanele din apropierea zonei în care pompați gunoiul de grajd. Acordați atenție semnelor expunerii la gaze, cum ar fi iritația ochilor, nasului și gâtului, amețeli și greață. Dacă apare o urgență cu gaz toxic, sunați la serviciile publice.

Înainte de a pompa gunoi de grajd, luați în considerare ventilația adecvată a hambarelor. Puteți face acest lucru prin deschiderea tuturor perdelelor de ventilație și pornirea ventilatoarelor la viteză maximă până la cel puțin 30 de minute după pompare.

Multe unități de manipulare și depozitare a gunoiului de grajd sunt considerate un spațiu restrâns. Nimeni nu trebuie să intre într-o clădire în care gunoiul de grajd este pompat și agitat. Reduceți riscul de incendiu la pomparea gunoiului de grajd prin interzicerea fumatului sau a flăcărilor deschise în apropierea zonei de manipulare.

5-Stabiliți cel mai bun moment pentru aplicarea gunoiului de grajd

Momentul este esențial în aplicarea gunoiului de grajd, pentru a menține nutrienții valoroși mai aproape de recolta reală de pe sol. Aplicarea gunoiului de grajd în perioadele de acoperire cu zăpadă, sol înghețat, condiții saturate și evenimente de ploaie de primăvară crește riscul pierderii de nutrienți.

O parte din azot și fosfor din gunoi de grajd este prezentă în forme solubile. Fracția de azot de amoniu a gunoiului de grajd este protejată de volatilizare atunci când este plasată sub suprafața solului. Câmpurile cu pante mici, câmpurile cu o cultură de acoperire sau o mulțime de reziduuri de cultură și câmpurile aflate la distanță de apă au un risc mai mic de pierdere de nutrienți a gunoiului de grajd.

Este important să prioritizați ordinea aplicării gunoiului de grajd în funcție de riscul de pierdere a nutrienților și să mergeți mai întâi la câmpurile cel mai puțin riscante. Verificați întotdeauna prognoza meteo și evitați situațiile în care vremea viitoare vă poate anula munca de plasare a nutrienților.

Utilizarea gunoiului de grajd în cultivarea culturilor

Adoptarea unor metode de management mai bune, care îmbunătățesc efectiv producția, ar aduce în cele din urmă beneficii pentru exploatațiile animale. Pentru aceasta, este necesar un sistem eficient de depozitare și colectare a deșeurilor înainte de eliminarea terenului (Martinez et al. 2019). De exemplu, fermele europene și nord-americane au implementat deja echipamente și tehnologii care simplifică operațiunile, cum ar fi mixere și separatoare, care reduc problemele de blocaj și facilitează transportul.

Aplicarea gunoiului de grajd de porc pe terenurile de cultură este una dintre cele mai evidente metode de reciclare a nutrienților plantelor. Nutrienții plantelor sunt îndepărtați din sol în produsul recoltat alimentat animalelor și s-a întors în sol ca gunoi de grajd.

Disponibilitatea nutrienților plantelor din gunoiul de grajd de porc depinde de compoziția gunoiului de grajd și de alți factori, cum ar fi practicile de management și caracteristicile solului (Choudhary et al.2016). Gunoiul de porc nu este cu adevărat un deșeu, dar este o resursă valoroasă de nutrienți pentru plante, cu avantajul suplimentar de îmbunătățire a calității solului.

Cu toate acestea, trebuie gestionat corespunzător, deoarece poate produce un impact negativ asupra mediului din cauza naturii complexe a materialului (Bailey și Buckley, 1998). Prin urmare, aplicarea pe teren este, în general, cel mai economic și mai acceptabil mijloc de eliminare a mediului. Dacă gunoiul de grajd de porc este aplicat mai mult decât este necesar, atunci unele dintre componentele sale, cum ar fi azotul, fosforul, sărurile solubile și micronutrienții pot provoca poluarea mediului (Bailey și Buckley, 2008).

Gunoiul de grajd și apele uzate

În trecut, cea mai importantă sursă de nutrienți pentru plante în producția de culturi era gunoiul de grajd, dar, din păcate, semnificația gunoiului de grajd a scăzut din cauza utilizării frecvente a îngrășămintelor chimice (Phuong et al. 2006). Mai mult, s-a raportat că în provinciile vietnameze gunoiul de grajd de porc nu este folosit în mod obișnuit pentru fertilizare, deoarece cultural este considerat a fi fierbinte sau nepotrivit pentru fertilizarea tuturor culturilor (Dan et al. 2004).

Eliminarea gunoiului de grajd cu apă efluentă prin jgheaburi de drenaj cimentate este cel mai popular sistem de gestionare a deșeurilor identificat. Deșeurile intră în gropi de canalizare acoperite secționate unde suferă descompunere aerobă, anaerobă și ulterior evacuate în fermele de cultură (Iregbu et al. 2014). Se spune că eliminarea gunoiului de grajd din apele uzate de producție de porci este una dintre provocările majore de mediu.

De exemplu, deșeurile de la porci din țările vestice sunt tratate prin spălare în lagunele anaerobe de unde apele uzate pot fi aplicate pe câmpurile de cultură (Hunt și Vanotti, 2001).

Producția de biogaz

Deșeurile biologice care includ gunoi de grajd animal produc biogaz care este un material degradabil din industrii, agricultură, silvicultură și gospodării, aruncat în mod normal în gropile de gunoi (Iregbu et al. 2014). Gazele sunt produse de depozitele de deșeuri din deșeuri îngropate supuse digestiei anaerobe.

Aceste gaze sunt recunoscute ca surse de energie regenerabilă, în ciuda faptului că eliminarea gropilor de gunoi este considerată nesustenabilă (Iregbu et al. 2014). Yadava și Hesse (2021) au menționat că gazul de la depozitul de deșeuri conține aproximativ 50% metan care poate fi ars fie direct pentru căldură, fie pentru a produce electricitate pentru uz public.

În alte lucrări de cercetare ale lui Vu și colab. (2017), s-a raportat că în unele țări, biogazul produs este utilizat în principal pentru gătit de uz casnic, încălzirea apei și gătitul hranei pentru porci. Prin urmare, cantitățile adecvate corespunzătoare gunoiului de grajd de la 20-40 de porci care sunt necesare datorită timpului folosit pentru gătirea alimentelor și furajelor este de aproximativ 12-15 ore pe zi (Chinh et al. 2012).

Răspândirea agenților patogeni și a emisiilor de mirosuri nocive pot fi reduse prin fermentarea gunoiului de grajd în digestoarele de biogaz. Cu toate acestea, o parte mai mare a gunoiului de grajd este tratată cu timp de retenție la temperatură scăzută în digestorul de biogaz, cu deversarea ulterioară a nămolului tratat în râuri sau lacuri (Vu et al. 2017).

Însă, gazul de depozit scapă în atmosferă dacă nu este recoltat și acest lucru nu este bine din cauza faptului că metanul este un gaz cu efect de seră cu efect mai mare asupra încălzirii globale decât chiar și dioxidul de carbon (GWPAL, 2017).

Prin urmare, potențialul de încălzire globală va fi redus cu un factor de 23, dacă recoltarea și arderea gazelor de depozitare (metan) sunt efectuate în mod regulat pentru furnizarea de energie pentru căldură și energie.