CS225905B1

CS225905B1 - Způsob biologické rekultivace složiět popílku

Info

Publication number: CS225905B1
Application number: CS784561A
Authority: CS
Inventors: Vlasta Ing Csc Petrikova; Milan Ing Csc Skarda; Jan Ing Maloch
Original assignee: Vlasta Ing Csc Petrikova; Milan Ing Csc Skarda; Jan Ing Maloch
Priority date: 1978-07-07
Filing date: 1978-07-07
Publication date: 1984-03-19

Abstract

Způsob biologické rekultivace složiětě popílku o pH 4 až 10 vyznačující se tím, že se vrstva popílku prosytí kejdou prasat a nebo skotu a nebo drůbeže, popřípadě i fekáliemi o obsahu dusíku od 0,01 do 1,5%; fosforu otj 0,005 do 0,8%; draslíku od 0,01 do 1,2% a sušiny od 0,5 do 18% hmotnostních v dávce od 20 do 4.000 tun na 1 ha, popřípadě se doplní o minerální živiny průmyslovými hnojivý na obsah dusíku v rozsahu od 0,1 do 1,5%; fosforu od 20 do 500 mg a draslíku od 50 do 1.000 mg na 1 kg popílku, popřípadě se v kyselém popílku o pH do 5 upraví pH vápnem nad hodnotu 5 v dávce 5 až 2 t CaO na 1 ha a buďto přímo ve vzniklém substrátu a nebo po jeho povezení zeminou ve vrstvě výhodně od 5 do 30 cm vysokou, popřípadě až 50 cm se okamžitě pěstují kulturní plodiny.

Description

Vynález řeší způsob biologické rekultivace složiět popílků (elektráren, tepláren i j. průmyslových podniků) hnojením kejdou prasat, skotu nebo drůbeže, která je zdrojem živin, vody a biologického oživení popílků.

Dosavadní způsob biologické rekultivace složiět popílků spočívá v jejich povážení úrodnou ornicí zpravidla ve výšce 50 cm, která zde funguje jako očkovací materiál. Hnojení je zajišťováno převážně průmyslovými hnojivý, takže oživování popílků je zdlouhavé a proto ae zde na začátku rekultivace musí pěstovat průkopnické rostliny, teprve později je možné zařadit do rekultivačniho osevníhu postupu rostliny kulturní. Způsob biologické rekultivace dle vynálezu odstraňuje nedostatky dosud užívaných metod tímto způsobem»

Kejda, (fekálie nebo kaly) s obsahem N celk. 0,005 až 1,5%, P 0,005 až 0,8% a K 0,01 až 1,2% sušiny od 0,5 do 18% hmotnostních se plošně aplikují běžnou zemědělskou mechanizací nebo kejdovodem, ev. zavlažovači soupravou na povrch popílkové skládky v dávce od 20 do 4 000 t.ha^-l. Vznikne tak substrát o obsahu N v rozsahu od 0,05 do 1,5%, P od 20 do 500 mg na 1 kg a K od 50 do 1000 mg na 1 kg popílku. Použije-li se kejda s nižším obsahem živin, posune se dávka k horní hranici, nebo se dohnojí běžnými průmyslovými hnojivý. Jedné-li se o popílek kyselý, (4-5 pH) doplní se i vápno, v dávce 0,5 - 2,0 t CaO na 1 ha na přijatelné pH minimálně na 5 a více v závislosti na nárocích převažujícího druhu následně pěstovaných plodin. Vysoká dávka kejdy se použije také v případě zvlášt velikého přebytku kejdy, kdy ne ní možný jiný způsob jejího využití a kdy by mohlo dojít průsakem půdou, příp. přeplněním skladovacích nádrží ke znečištění okolního prostředí, především dusičnany.

Výhodně se podle vynálezu přidávají současně s kejdou nebo samostatně do substrátu kanalizační kaly v dávoe od 50 do 6 000 t na 1 ha s obsahem N od 0,005 do 1%, P od 0,002 da 0,5 %, K od 0,005 do 1 % hmot., s obsahem Zn do 10 000 ppm, Cu do 3 000 ppm, Ni do 500 ppm, Cr do 1000 ppm, Pb do 1000 ppm, Cd do 25 ppm, Hg do 25 ppm, Mo do 2000 ppm a buďto přímo ve vzniklém substrátu, nebo po jeho povážce zeminou do 50 cm se ihned pěstují kulturní plodiny

Významným přínosem vynálezu oproti dosavadnímu stavu techniky je, že v případě zvlášt velkého přebytku kejdy v důsledku ekologické rovnováhy, kdy není možný jiný způsob jejího využití a kdy by mohlo dojít průsakem půdou, případně přeplněním skladovacích nádrží znečištění okolního prostředí, především dusičnany. Vysoká filtrační schopnost popílku umožňuje použití řádově vyšších dávek kejdy (např. 2000 t na 1 ha) oproti dávkám na poli (např. 200 t na 1 ha), aniž dochází k průsaku kejdy a tím ke znečištění okolí.

Další postup záleží na účelu hnojení složiětěí 1/ pro omezení prašnosti není nezbytné kejdu zapravovat vláčením ale je vhodné ponechat škraloup vzniklý plošným kejdováním neporušený, nebot již sám o sobě do značné míry chráná povrch slošiště proti prašnosti. Bezprostředně po vyhnojení následuje setí, organizačně výhodné (rychlé) je setí letecké. Základní složkou jednoduché směsi osiva jsou rychlé vzcházející plodiny, např. hořčice, řepka (nejlépe Akéla) příp. s příměsí jetelotravního osiva je-li třeba vytvořit dlouhodobější vegetační kryt (1 rok a více). Ve směsi může být jakékoliv běžné osivo, předností jsou osiva levné. Z travin je vhodné použít kostřavu rákosovitou, nebo i jinou plodinu, která snese případné podmáčení, což může nastat při provozu složiště, kdy je třeba zvýšit hladinu vody, takže zaplaví po>ílkovou pláž s porostem.

225 905

Při krátkodobém odstavení složiště z provozu (do 1/2 roku) a jeho ošetření proti prašnosti se nepředpokládá sklizeň zasetých plodin, pouze v případě dlouhodobějšího odstavení složiřtě z provozu (od 1 1/2 až 2 let) lze podle místních podmínek porost využít i ke sklizni. Po opětném zapojení složiště do provozu se proto porost zpravidla zaplaví novou vrstvou popílku.

2/ Pro konečnou rekultivaci složiště trvale vyřazeného z provozu lze kejdu aplikovat rovněž přímo na povrchovou vrstvu popílku, nebo až po jeho povezení vrstvou zeminy. S ohledem na všeobecný nedostatek orniee a ha omezenou přepravní kapacitu včetně nedostatku pohonných hmot je účelné povážku ornioe omezit, což lze uskutečnit pouze za použití kejdy.

a/ přímé hnojení složiště popílku kejdou se použije v případě naprostého nedostatku jakékoliv zeminy na jeho překrytí. Je-li tento nedostatek trvalého rázu, založí se zde okamžitě trvalý jetelotravní porost a povrch složiště se nebude orat nebo jinak narušovat. Případ tohoto způsobu rekultivace je ojedinělý, ale snadno proveditelný. Složiště je dokonale chráněno proti prašnosti a od druhého až třetího roku od jeho založení se porost využívá ke sklizni. V prvých letech (od 3 až 4 roků) se porost hnojí každoročně, nejlépe na jaře, zvýšenými dávkami kejdy) od 100 až 1000 tun na hektar), nebo se kombinuje hnojení kejdou s průmyslovými hnojivý, avšak tak, že musí být minimálně 20% Jí celk, dodáno formou kejdy. V následujících letech se porost hnojí dle běžných zásad. Jetelotravní porost nebo vojtěška se založí přímo v popílku také v případě momentálního dočasného nedostatku orniee, která bude na popílek navezena dodatečně. b/Hnojení kejdou za současného povezení popílku zeminou se uskuteční buď před, nebo po převrstvení zeminou, anebo dvakrát (před i po povážce), dle organizačních možností. Při použití kejdy dle vynálezu ae efektivně využívá vedle ornioe i méně kvalitní zemina /z výkopů, pokud je bez kamení, důlních výsypek a pod.), Čímž se dále ornioe šetří (zvláště v tomto případě se hnojí kejdou dvakrát - před a po povezení složiště zeminou). Výhodné jsou zvláště zeminy z důlníoh výsypek, které mají zpravidla vhodné agrochemické vlastnosti ale jsou těžké, jílevité s obsahem až 95 % jílovitých čýstic. Toto jinak nevhodné zrnitostní složení není v kombinaci s popílkem na závadu, naopak oba materiály se po smíchání dobře doplní, protože popílek je složen převážně z prachových částic, (cca 50-60% částic v kategorii od 0,01 do 0,05 mm v průměru) takže vznikne středně těžká zemina. Vrstva zeminy se volí od 5 do 30 cm, kejda se však efektivně využije i při povážce zeminy do 50 cm (rychlejší biologické oživení než při použití minerálních živin). Tato vysoká vrstva zeminy je však za současného použití kejdy z ekonomického hlediska téměř luxusní. Při použití nižší vrstvy se zemina prooře až do popílku, čímž se popílek dostane do profilu budoucí orniee. Čím nižší je vrstva zeminy, tím více popílku je v ornici a tím vyšší se volí dávka kejdy k následnému hnojení takto zaoranému povrchu složiště.

225 905

Při nízké vrstvě zeminy je vhodné použít· zeminu těžkou - jílovitou. Po vyhnojení se zorané složiětě připraví k setí prvé plodiny: volí se buďto plodina na zelené hnojení (nejlépe hořčice nebo ozimná směska podle ročního období zahájení rekultivace), nebo obilovina, nejlépe žito, s následnou zaorávkou slámy. Další plodiny se zařazují do osevního postupu podle běžných zásad zemědělské praxe, přednostně však takové, které vyžadují vysokou Intenzitu hnojení, včetně častého zařazování meziplodin.

Příklady provedení:

Příklad 1

Výsledky modelového pokusu s hnojením popílku kejdou prasat a skotu s přihnojením P, K. Hnojení kejdou zvyšuje okamžitě obsah základních živin v popílku, za současného výrazného zvýšení výnosů. Po doplnění minerálních živin se obsah P, K dále zvýšil, což se odrazilo v dalším zvýšení výnosů nadzemní hmoty kukuřice, zvláště po hnojení kejdou prasat. Doplnění K do kejdy Skotu není v tomto případě nezbytné, nebot se zvýšil obsah K až na luxusní obsah, ale ve zvýšené tvorbě výnosů se příznivě neprojevil. Yiz tab. 1

Příklad 2

Obohacování popílku základními živinami soustavným hnojením kejdou. Každoroční hnojení kejdou v modelovém pokuse /na 4 kg popílku vždy 5 g čistého N obsaženého v kejdě - dle předem provedené analýzy zvýšilo výrazně za 3 roky obsah základních živin v popílku za současné vysoké tvorby výnosů kukuřice, viz tab. 2.

Příklad 3

Hnojení kejdou za účelem omezení prašnosti složiětě (při dočasném přerušení provozu složiětě/. Hnojení kejdou zvyšuje okamžitě obsah NPK v popílku i při použití relativně nízkých dávek (150-200 t.ha^-^·) a vytváří tak příznivé pédmínky pro vegetaci hořčice (+ řepky Akély + kostřava rákosovitá). Rychle zapojený porost spolehlivě chrání povrch složiětě proti prašnosti.-tab.3.

Příklad 4

Přímé hnojení složiětě popílku kejdou. Kejda se osvědčila i přímo v terénu složiětě, kde opakované každoroční hnojení povrchu složiětě zvyšuje zásobeuost hlavních živin a vytváří tak podmínky pro zdárnou vegetaci kulturních plodin a poměrně vysokou tvorbu výnosů od sa⁴-. mého začátku biologické rekultivace - tab. 4.

225 905

Tab. 1 Popílek hnojený kejdou s doplněním minerálních živin - P, K.

varianty hnojení	agrochemická oharakt.	výnosy v g z 1	kukuřioe nádoby
		na 4kg popílku dodáno g		mg.kg'	1	%	zelená	suchá
	č. popis	N	P	K	pH			— N	hmota	hmota
		v kejdě	minerálně		P	K
1	nehnojená kon.	-	-	-	4,7	22	238	0,16	109,3	13,7
2	kejda prasat	5,0	-	-	5,0	53	404	0,29	338,6	41,8
3	_ w _	5,0	2,19	-	5,1	100	195	0,22	586,6	82,3
4	“ -	5,0	2,19	4,18	5.3	136	700	0,24	582,0	84,3
5	ke jda Skotu	5,0	2,19	-	6,3	166	1036	0,27	485,3	62,7
6	«. ^w —	5,0	2,19	4,18	5,9	152	2070	0,23	367,3	43,3
použitá kejda				pH	P	i K
	-prasat	-	-	-	6,9	0,027	0,079	0,165	-	-
	-sketu	-	-	-	7,0	0,035	0,172	0,213	-	-

Tabulka 2

popílek	pH	mg. kg·¹	% N celk.	průměrný výnos szché hmoty v g z 1 nádoby
P	K
před založením pokusu	4,6	28	82	0,15	4,0
po tříletém hnojení kejdou prasat	5,1	92	283	0,32	74,7
skotu	5,7	59	899	0,29	71,7
drůbeže	6,1	106	242	0,28	70,8

Tabulka 3

popílek	ke jda·. t.ha¹	pH	% N.celk	mg. P	•kg¹ K	počet rostlin 2 na 1 m	výnos zelené hmoty v t.ha^-1
před pohnojením - po pohnojení kejdou	5,2	0,04	10	49		“·
- prasat	200	6,0	0,13	37	290	384	10,4
-skotu	150	6,0	0,09	24	724	⁵⁶⁹	87,9

225 905

Příklad 5

Snížení vrstvy zeminy na povezení povrchu složiětě při konečné rekultivaci a využití důlních výeypek místo ornice.

Příměs popílku do těžké půdy má všeobecně známé příznivé účinky z hlediska zlepšení jejich mechanického složení a tím snažšího obdělávání. Dávka 800 t popílku na 1 ha nezhoršuje ani agrochemickou charakteristiku těchto půd, naopak ji zlepšuje, zvi. v 1. roce po zapravení popílku (tab.5). Hnojení kejdou takto ošetřených půd zlepšuje tedy přímo výživu rostlin, což se odrazilo ve zvýšené tvorbě výnosů v těchto pokusných variantách (tab.6). Pokud není dostatek ornice, lze ji nahradit důlními výsypkamis směs 1 díl popílku a 3 dílů výsypkových zemin po pohnojení kejdou vytváří prakticky stejné podmínky pro tvorbu výnosů, jako zemina z hnojené kulturní ornice (tab. 6). Kejda zajistí biologické oživení důlních výsypek i popílku a nahradí tak ornici ve funkci očkovacích (oživujících)látek.

Při povezení složiětě popílku 20 cm ornice a při orbě do hloubky 25 cm se prioře do profilu ornice vrstva 5 cm popílku. 2a předpokladu váhy 4.000 t ornice (do hloubky 20 cm) na 1 ha, váží vrstva 5 cm popílku cca 500 t (zhruba poloviční hmotnost oproti zemině), což je nižší dávka než ta, která byla použita v uvedeném pokuse (800 t.ha“¹) a kde se popílek projevil příznivě. Spodní vrstva popílku neovlivňuje nepříznivě růst rostlin a tvorbu výnosu, nebot se dobré dari rostlinám v samotném popílku bez zeminy, jak je zřejmé z příkladu 4 a proto je snížení vrstvy zeminy na povezení složiětě plně realizovatelné a vysoce efektivní.

Tabulka 4 Výsledky polních pokusů, na složiěti popílku v Prunéřově.

agrochemická charakteristika	dávky kejdy
základní materiál	pH	P	% Κ N	celk.	průměrné dávky za 1 rok v přepočtu na kg M.ha“¹ od do
kejda prasat	6,7	0,10	0,20	0,51	500 - 1222.
kejda skotu	7,°	0,08	0,17	0,31	318 - 856
kejda drůbeže	6,7	0,20	0,28	0,71	598 - 1397
popílek před zel.pokusu	5,8	mg.kg^-1	%	výnosy v OJ.ha^-1průměr
	21	111	0,18	za 1 rok po 3 letech vegetace

hon - orná půda	5,3	25	97	0,16	0,9
nehnojená -jetelotráva	5,4	24	99	0,15	5,2
kontrola -vojtěška	5,4	17	116	0,16	4,3
-r w $ 7 každoroč. hon-orná půda	5,4	45	190	0,20	33,1
5,7	55	151	0,20	39,4
to (prům. Kj. -vojtěška S P.S.D)	5,6	57	179	0,20	38,4

225 905 pěstované plodinyι orné půdař hořčice, slunečnice s kukuřicí, oves na zrno jetelotréva» hořčice, ozimé směska+ podsev jetelotrávy vojtěěka» hořčice, oz. směska+ podsev vojtěěky

Kj.P - prasat Kj.S - skotu Kj.D - drůbeže

Tabulka 5. Agrochemické charakteristika materiálů použitých před založením modelového pokusu popis substrátu mg.kg^ %

	pH	P	K Mg '	N	humus
kontrolní ornioe		7,5	48	212	205	0,18	3,08
ornice + popílek l.rok po zapravení/800 t.ha^-1/	7,2	ně	302	223	0,19	4,28
kontrolní ornioe		7,3	17	219	. 162	0,24	3,43
órnice+popílek 10.rok zapravení	po	7,4	30	190	185	0,19	3,71
směs 3 dílů popílku a dílu důl.výsypek	1	5,9	22	120	262	0,15	11,6⁺
směs 3 dílů popílku a lů,důlních výsypek	3 dí-	6,2	21	200	514	0,10	5,20

⁺ hodnota popílku stanovená z popílku neodpovídá humusu stanovenému v půdě, jedná se o veěkeré uhlíkaté složky v popílku obsažené.

Tabulka 6. Výnosy suché hmoty kukuřice v g z 1 nádoby

popis substrátu	nehnojené kontrola	+ kejda prasat 5g dusíku /4 kg
l.rok	2.rok	průměr	1. rok	2. rok	průměr
kontrolní ornioe	46,6	18,6	33,6	125,0	63,6	94,3
ornioe + popílek l.rok po zapravení	79,9	17,2	48,5	164,9	141,0	152,9
kontrolní ornice	44,3	19,0	31,6	106,9	85,3	97,1
ornice + popílek 10. rok po zapravení ,	49,9	20,8	35,3	99,9	103,6	101,7
směs 3 dílů popílku a 1 dílu důl.výsypek	17,3	5,6	11,4	50,6	82,9	'66,7
směs 1 dílu popílku a 3 dílů důl.výsypek	20,0	5,6	12,8	95,6	97,9	96,7

Využívání kejdy (fekélií, popřípadě kalů) mé tyto výhody»

a) významné urychlení rekultivačních procesů za současné možnosti okamžitého pěstování kulturních plodin na rekultivovaném složiěti popílku, ihned od zahájení rekultivace

b) ušetření ornioe na povážku povrchu složiětě a tím výrazné ušetření nákladů-finančních, -pohonných hmot

-přepravní kapacity

-průmyslových hnojiv, které se téměř zcela mohou nahradit kejdou

225 905

c) zefektivnění využívání kejdy /důležitého organického hnojivá/, která v důsledku častého nadbytku nemůže být vždy beze zbytku využívána k účelnému hnojení zemědělských půd a bývá tak zdrojem znečištování okolního prostředí (přehnojováná polí, kontaminace vody dusičnany a pod.

d) omezení sekunderní prašnosti popílkových složiět, které se oproti dosud používanému hydroosevu” zlevní nejméně 2x.

a) významné zlepšení životního prostředí v okolí složiět popílků i provozů živočišné výroby.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob biologické rekultivace složiětě popílku o pH 4 až 10 hnojením organickými hnojivý vyznačující se tím, že se vrstva popílku prosytí kejdou prasat a/nebo skotu a/nebo drůbeže, popřípadě i kanalizačními kaly a/nebo fekáliemi, o obsahu dusíku od 0,005 de 1,5 %, f

fosforu od 0,005 do 0,8 %, draslíku od 0,01 do 1,2 % sušiny od 0,5 do 18 % hmotnostních v dávce od 20 do 4 000 t/ha, popřípadě se doplní o minerální živiny průmyslovými hnojivý na obsah dusíku 0,1 až 1,5%, fosforu od 20 do 500 mg a draslíku od 50 do 1 000 mg na 1 kg popílku, přičemž pokud je pH popílku menší než 5, přidá se 0,5 až 2 t CaO na 1 ha, načež se budto přímo ve vzniklém substrátu nebo po jeho povezení zeminou ve vrstvě od 5 do 50 cm, s výhodou do 30 cm, se ihned pěstují kulturní plodiny.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že buďto společně s kejdou a/nebo s fekáliemi, nebo samostatně se do substrátu přidají kanalizační kaly v dávce od 50 do 6 000 t na ha s obsahem dusíku od 0,005 do 1 %, fosforu od 0,002 do 0,5 %, draslíku od 0,005 do 1 % hmot. a s obsahem zinku do 10^ ppm, mědi do 3 000 ppm, niklu do 500 ppm, chrómu do 10^ ppm, olova do 10^ ppm, kadmia do 25 ppm, rtuti do 25 ppm, kobaltu do 50 ppm a molybdenu do 2 000 ppm a buďto přímo ve vzniklém substrátu, nebo po jeho povážce zeminou do 50 cm se ihned pěstují kulturní plodiny.