Typy i właściwości gnojowicy oraz możliwości jej zagospodarowania

• Autorzy: Smurzyńska A. , Czekała W. , Kupryaniuk K. , Cieślik M. , Kwiatkowska A.

Warianty tytułu

EN

Types and properties of the slurry and the possibility of its management

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwój intensywnej produkcji zwierzęcej przyczynił się do podwyższenia standardów technologicznych w rolnictwie. Rozpowszechniony w fermach przemysłowych bezściółkowy system utrzymania zwierząt odpowiada za powstawanie odchodów zwierzęcych w postaci gnojowicy. Powstające w dużej ilości odchody zwierzęce wymagają właściwego zagospodarowania w celu ochrony środowiska naturalnego. Gnojowica jest bowiem źródłem wielu zagrożeń, wśród których należy wymienić przedostawanie się w nadmiernych ilościach związków biogennych do gleb oraz wód powierzchniowych i gruntowych. Z badań wynika, że gnojowica może również zawierać metale ciężkie, które powodują zanieczyszczenie gleby i wód, ale również stanowią poważne niebezpieczeństwo dla zdrowia zwierząt i ludzi. Naturalne ekosystemy zagrożone są również emisjami gazów odorowych oraz cieplarnianych, które powstają podczas gospodarowania gnojowicą. Celem pracy jest zwrócenie uwagi na wiele właściwości gnojowicy pozwalających wykorzystać ją nie tylko jako nawóz, ale również w procesie kompostowania oraz fermentacji metanowej w biogazowniach. Poddanie gnojowicy tlenowemu procesowi jej utylizacji umożliwia uzyskanie bezpieczniejszego i stabilniejszego źródła nawozu w porównaniu z gnojowicą surową. Ze względu na obecność mikroflory bakteryjnej, duże uwodnienie czy właściwości buforujące gnojowica może być podstawą procesu produkcji biogazu.

EN

The development of intensive animal production has contributed to higher standards of technology in agriculture. Litter-free system of animal production has been widespread in industrials farms and it is responsible for the formation of animal waste in the form of slurry. Huge amount of animal excrements require a proper management in order to protect the environment. In a matter of fact slurry is the source of many threats, such as diffusing excessive amounts of nutrients to the soil and surface water and groundwater. Research shows that slurry may also contain heavy metals that cause soil and groundwater pollution. Another threat is a serious danger of animals and humans health. Natural ecosystems are threatened by the emission of gases and odorous which arise during slurry management. The aim of the study is to show the many properties that allow use manure, not only as a fertilizer, but also in the composting process and anaerobic digestion in biogas plants. The use of manure in aerobic decomposition allows for a stable source of fertilizer compared with raw slurry. Due to the presence of the bacteria, large hydration of slurry and buffer properties may be reason to use it for production of biogas.

Słowa kluczowe

PL

gnojowica; nawóz; kompostownie; fermentacja metanowa

EN

slurry; fertilizer; composting; methane fermentation

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Problemy Inżynierii Rolniczej
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 24, nr 4
• Strony: 117--127
• Opis fizyczny: Bibliogr. 52 poz., tab.

Twórcy

autor

Smurzyńska A.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, ul. Wojska Polskiego 50, 60-637 Poznań, tel. [phone]

autor

Czekała W.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii

autor

Kupryaniuk K.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji

autor

Cieślik M.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu

autor

Kwiatkowska A.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii

Bibliografia

• ADAMOWICZ M. 2000. Rola polityki agrarnej w zrównoważonym rozwoju obszarów wiejskich [The importance of agrarian policy in sustainable development of rural areas]. Roczniki Naukowe SERiA. T. 2. Z. 1 s. 69-72.
• ASAM Z.U.Z., POULSEN T.G., NIZAMIEGO A.S., RAFIQUE R., KIELY G., MMURPHY J.D. 2011. How can we improve biomethane production per unit of feedstock in biogas plants? Applied Energy. Vol. 88. Iss. 6 s. 2013-2018.
• BANACH M., KOWALSKI Z., KWAŚNY J. 2011. Kompost na bazie odpadów z hodowli trzody chlewnej - ocena właściwości nawozowych [Compost based on waste from pig farming - evaluation of fertilizer properties]. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska. T. 13. Nr 3 s. 1-19.
• BERENGUER P., CALA S., SANTIVERI F., BOIXADERA J., LLOVERAS J. 2008. Copper and zinc soil accumulation and plant concentration in irrigated maize fertilized with liquid swine manure. Agronomy Journal. Vol. 100 s. 1056-1061.
• BICUDO J.R., SCHMIDT D.R., GAY S.W., GATES R.S., JACOBSON L.D., HOFF S.J. 2002. Air quality and emissions from livestock and poultry production/waste management systems. Prepared as a White Paper for Nat. Cent. for Manure and Animal Waste Management. North Carolina University ss. 157.
• BOHODZIEWICZ J., KUGLARZ M., MROWIEC B. 2011. Intensyfikacja fermentacji metanowej gnojowicy świńskiej przez wprowadzenie kosubstratu w formie bioodpadów komunalnych [Intensification of pig manure digestion by co-substrate addition in the form of municipal biowaste]. Nauka Przyroda Technologie. T. 5. Z. 4 s. 1-8.
• BOLDRIN A., BARAL K.R., FITAMO T., VAZIFEHKHORAN A.H., JENSEN I.G., KJÆRGAARD I., LYNG K.-A., NGUYEN Q.V., NIELSEN L.S., TRIOLO J.M. 2016. Optimised biogas production from the codigestion of sugar beet with pig slurry: Integrating energy, GHG and economic accounting. Energy. Vol. 112 s. 606-617.
• BURTON C.H. 2006. Manure management – treatment strategies for sustainable agriculture, second edition. Livestock Science. Vol. 102. Iss. 3 s. 256-257.
• CÁCERES R., COROMINA N., MALIŃSKA K., MARTÍNEZ-FARRÉ F.X., LÓPEZ M., SOLIVA M., MARFÀ O. 2016. Nitrification during extended co-composting of extreme mixtures of green waste and solid fraction of cattle slurry to obtain growing media [online]. Waste Management. Vol. 58 s. 118-125. [Dostęp 03.10.2016]. Dostępny w Internecie: http://www.sciencedirect.com.elsevier. han.up.poznan.pl/science/article/pii/S0956053X16304391
• CALLAGHAN F.J., WASTE D.A.J., THAYANITHY K., FORSTER C.F. 2002. Continuous co-digestion of cattle slurry with fruit and vegetable wastes and chicken manure. Biomass Bioenergy. Vol. 22. Iss. 1 s. 71-77.
• CARPENTER S. R., CARACO N.F., CORRELL D.L., HOWARTH R.W., SHARPLEY A.N., SMITH V.H. 1998. Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen. Ecological Applications. No. 8(3) s. 559-568.
• CHEN Y., CHENG J.J., CREAMER K.S. 2008. Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology. No. 99(10) s. 4044-4064.
• CLEMENS J., TRINBORN M., WEILAND P., AMON B. 2006. Mitigation of greenhouse gas emissions by anaerobic digestion of cattle slurry. Agriculture, Ecosystems and Environment. Vol. 112. Iss. 2-3 s. 171-177.
• CORRELL D.L. 1998. The role of phosphorus in the eutrophication of receiving waters: A review. Journal of Environmental Quality. Vol. 27 s. 261-266.
• CZEKAŁA W., PILARSKI K., DACH J., JANCZAK D., SZYMAŃSKA M. 2012. Analiza możliwości zagospodarowania pofermentu z biogazowni [Analysis of management possibilities for digestate from biogas plant]. Technika Rolnicza, Ogrodnicza i Leśna. Nr 4 ss. 13-15.
• CZERWIŃSKA E., KALINOWSKA K. 2014. Warunki prowadzenia procesu fermentacji metanowej w biogazowni [Conditions of conducting of methane fermentation in biogas plant]. Technika Rolnicza, Ogrodnicza i Leśna. Nr 2 s. 12-14.
• CZYŻYK F., STRZELCZYK M. 2008. Zanieczyszczenie środowiska wodnego pod wpływem stosowania gnojowicy na glebie lekkiej i ciężkiej [Pollution of aquatic environment as an affect of slurry application on light and heavy soils]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 8. Z. 1(22) s. 61-68.
• DENG L., LI Y., CHEN Z., LIU G., YANG H. 2014. Separation of swine slurry into different concentration fractions and its influence on biogas fermentation. Applied Energy. Vol. 114 s. 504-511.
• DENG L., CHEN Z., YANG H., ZHU J., LIU Y., DŁUGI Y., ZHENG D. 2012. Biogas fermentation of swine slurry based on the separation of concentrated liquid and low content liquid. Biomass and Bioenergy. Vol. 45 s. 187-194.
• FISCHER T. 2005. Biogas aus Gras Monofermentation von Energiepflanzen [Make biogas out of grass silage – mono fermentation of energy crop] [online]. Krieg & Fischer Ingenieure GmbH. [Dostęp 5.03.2016]. Dostępny w Internecie: http://www.kriegfischer.de/texte/Bremen_050414.pdf
• GABRYSZEWSKA M., ROGULSKA M. 2009. Biogazownie rolnicze [Agricultural biogas plants]. Bariery rozwoju. Przemysł Chemiczny. Nr 3(88) s. 248–251.
• GEORGACAKIS D., TSAVDARIS A., BAKOULI J., SYMEONDIS S. 1996. Composting solid swine manure and lignite mixtures with selected plant residues. Bioresource Technology. Vol. 56 s. 195-200.
• GUS 2014. Ochrona środowiska 2014 [Environment 2014]. Warszawa. ISSN 0867-3217 ss. 593.
• HAO X., CHANG C., JANZEN H.H., HILL B.R., ORMANN T. 2005. Potential nitrogen enrichment of soil and surface water by atmospheric ammonia sorption in intensive livestock production areas. Agriculture, Ecosystems & Environment. Vol. 110. Iss. 3-4 s. 185-194.
• HAYS F.L., BIANCA W. 1975. Interrelationships between animals and environment in highintensity livestock production. Agriculture and Environment. Vol. 2. Iss. 4 s. 311-331.
• HILL D.T., BOLTE J.P. 2000. Methane production from low solid concentration liquid swine waste using conventional anaerobic fermentation. Bioresource Technology. Vol. 74 s. 241-247.
• IMBEAH M. 1998. Composting piggery waste – a review. Bioresource Technology. Vol. 63. Iss. 3 s. 197-203.
• KAFLE G.K., KIM S.H. 2013. Anaerobic treatment of apple waste with swine manure for biogas production: batch and continuous operation, How can we improve biomethane production per unit of feedstock in biogas plants? Applied Energy. Vol. 103 s. 61-72.
• KRAWCZYK W., WALCZAK J. 2010. Potencjał biogenny obornika jako źródło emisji amoniaku I zagrożenia środowiska [Biogenic potential of manure as a source of ammonia emission and environmental threat]. Roczniki Naukowe Zootechniki. T. 37. Z. 2 s. 187-193.
• KUTERA J. 1994. Gospodarka gnojowicą [Management of slurry]. Wrocław. Wydaw. Akademii Rolniczej we Wrocławiu. ISBN 83-85582-35-5 ss. 370.
• LI F., CHENG S., YU H., YANG D. 2016. Waste from livestock and poultry breeding and its potential assessment of biogas energy in rural China. Journal of Cleaner Production. Vol. 126 s. 451-460.
• MALLIN M.A., CAHOON L.B. 2003. Industrialized animal production: a major source of nutrient and microbial pollution to aquatic ecosystems. Population and Environment. Vol. 24. Iss. 5 s. 369-385.
• MANTOVI P., FUMAGALLI L., BERETTA G.P., GUERMANDI M. 2006. Nitrate leaching through the unsaturated zone following pig slurry applications. Journal of Hydrology. Vol. 316. Iss. 1-4 s. 195-212.
• MARSZAŁEK M., BANACH M., KOWALSKI Z. 2011. Utylizacja gnojowicy na drodze fermentacji metanowej i tlenowej - produkcja biogazu i kompostu [Utilization of pig slurry by anaerobic and aerobic digestion - production of biogas and compost]. Chemia - Czasopismo Techniczne. Z. 10. R. 108 s. 143-158.
• MARTENS W., FINK A., PHILLIP W., WEBER W., WINTER D., BÖHM R. 1998. Inactivation of viral and bacterial pathogens in large scale slurry treatment plants. W: Proceedings from RAMIRAN 98 8th Int. Conf. on Management Strategies for Organic Waste Use in Agriculture. Red. J. Martinez, M.N. Maudet. Rennes. Cemagref s. 529-539.
• MARTINEZ J., GUIZIOU F., PEU P., GUEUTIER V. 2003. Influence of treatment techniques for pig slurry on methane emissions during subsequent storage. Biosystems Engineering. Vol. 85. Iss. 3 s. 347-354.
• PALUSZAK Z., LIGOCKA A. 2003. Badania mikrobiologiczne gleby aluwialnej skażonej gnojowicą [Microbiological investigations of alluvial soil fertilized with slurry]. Roczniki Gleboznawcze. T. 54. Nr 1/2 s. 117-124.
• REDDING M.R.A. 2001. Pig effluent - P application can increase the risk of P transport: two case studies. Australian. Journal of Soil Research. Vol. 39 s. 161-174.
• RODHE L. K.K., ASCUE J., WILLÉN A., VEGERFORS PERSSON B., NORDBERG Å. 2015. Greenhouse gas emissions from storage and field application of anaerobically digested and non-digested cattle slurry. Agriculture, Ecosystems & Environment. Vol. 199 s. 358-368.
• ROMANIUK W. 1999. Ekologiczne systemy gospodarki obornikiem i gnojowicą [Ecological management systems manure and slurry]. Warszawa. IBMER. ISBN 83-86264-58-6 ss. 114.
• SCHIPANSKI M.E., BENNETT E.M. 2012. The influence of agricultural trade and livestock production on the global phosphorus cycle. Ecosystems. Vol. 15 s. 256-268.
• SMURZYŃSKA A., DACH J., CZEKAŁA W. 2016a. Technologie redukujące emisje uciążliwych gazów powstających podczas chowu zwierząt gospodarskich [Technologies to reduce emissions of noxious gases resulting from livestock farming]. Inżynieria Ekologiczna. Z. 47 s. 189-198.
• SMURZYŃSKA A., DACH J., DWORECKI Z., CZEKAŁA W. 2016b. Emisje gazowe podczas gospodarki gnojowicą [Gas emissions during slurry management]. Inżynieria i Ochrona Środowiska. Vol. 19. Nr 1 s. 109-125.
• SOROKO M., STRZELCZYK M. 2009. Zawartość azotu mineralnego w wodach gruntowych i powierzchniowych na obszarach nawożonych gnojowicą [The content of mineral nitrogen in ground and surface waters in areas fertilised with manure slurry]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 9. Z. 3(27) s. 179-186.
• SUNG S., LIU T. 2002. Ammonia inhibition on thermophilic aceticlastic methanogens. Water Science Technology. Vol. 10. Iss. 45 s. 113-120.
• SUNG S., LIU T. 2003. Ammonia inhibition on thermophilic anaerobic digestion. Chemosphere. Vol. 53. Iss. 1 s. 43-52.
• WONG J. W. C., SELVAM A. 2009. Reduction of indicator and pathogenic microorganisms in pig manure through fly ash and lime addition during alkaline stabilization. Journal of Hazardous Materials. Vol. 169 s. 882-889.
• XUE B., WANG L. Z., YAN T. 2014. Methane emission inventories for enteric fermentation and manure management of yak, buffalo and dairy and beef cattle in China from 1988 to 2009. Agriculture, Ecosystems & Environment. Vol. 195 s. 202-210.
• ZAMOJSKA-JAROSZEWICZ A., MATUSZEWSKA A., OWCZUK M., WARDZIŃSKA D. 2013. Potencjał metanogenny mieszanek substratów pochodzenia rolniczego [Potential methanogenic mixtures of substrates from agricultural]. Studia Ecologiae et Bioethicae. T. Z. 11(2013) 2 s. 147-159.
• ZBYTEK Z., TALARCZYK W. 2008. Gnojowica a ochrona środowiska naturalnego [Liquid muck and environmental protection]. Technika Rolnicza, Ogrodnicza i Leśna. Nr 4 s. 12-14.
• ZHENG Y., ZHAO J., XU F., LI Y. 2014. Pretreatment of lignocellulosic biomass for enhanced biogas production. Progress in Energy and Combustion Science. Vol. 42 s. 35-53.
• ZIELIŃSKA K.J., STECKA K.M., KUPRYŚ M.P., KAPTUROWSKA A.U., MIECZNIKOWSKI A.H. 2011. Ocena stopnia skażenia bakteriami potencjalnie patogennymi runi łąkowej i gleb nawożonych płynnymi nawozami organicznymi [Evaluation of potentially pathogenic bacteria presence in manure-amended soil and meadow sward]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. Vol. 56(4) s. 212-215.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.