Martina MAROLT
OBTOK HRANIL NA ŽIVINOREJSKI KMETIJI NA DOLENJSKEM
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
Ljubljana, 2021
Martina MAROLT
OBTOK HRANIL NA ŽIVINOREJSKI KMETIJI NA DOLENJSKEM
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
CIRCULATION OF NUTRIENTS ON AN ANIMAL HUSBANDRY FARM IN THE DOLENJSKA REGION
B. SC. THESIS
Professional Study Programmes
Ljubljana, 2021
(Dalaj Lama)
Diplomsko delo je zaključek Visokošolskega strokovnega študija Kmetijstvo – agronomija in hortikultura – 1. stopnja. Delo je bilo opravljeno na Katedri za pedologijo in varstvo okolja.
Študijska komisija Oddelka za agronomijo je za mentorja diplomskega dela imenovala doc.
dr. Andreja Lavrenčiča, za somentorja pa doc. dr. Roka Miheliča.
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednik: dr. Zalika ČREPINŠEK
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo Član: doc. dr. Andrej LAVRENČIČ
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za zootehniko Član: doc. dr. Rok MIHELIČ
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo Član: doc. dr. Jure ČOP
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo
Datum zagovora:
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA
ŠD Dv1
DK UDK 631.14:636:631.8(043.2)
KG živinorejska kmetija, obtok NPK hranil, analiza pridelkov, kolobar, presežek hranil AV MAROLT Martina
SA LAVRENČIČ, Andrej (mentor), MIHELIČ, Rok (somentor) KZ SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za agronomijo, Visokošolski strokovni študijski program prve stopnje Kmetijstvo - agronomija in
hortikultura LI 2021
IN OBTOK HRANIL NA ŽIVINOREJSKI KMETIJI NA DOLENJSKEM TD Diplomsko delo (Visokošolski strokovni študij – 1. stopnja)
OP XI, 39, [9] str., 19 pregl., 5 sl., 3 pril., 35 vir.
IJ sl JI sl/en
AI Namen diplomskega dela je ugotoviti bilanco hranil na vratih kmetije z izračuni, natančnimi evidencami, analizami in programom Hoftor Bilanz na kmetiji Marolt, kjer se ukvarjajo z intenzivno govedorejo. Pri zbiranju podatkov smo upoštevali vnos oz. iznos hranil na kmetijo in iz nje. Naša predpostavka je bila, da vnos in iznos hranil na kmetijskem gospodarstvu nista uravnotežena. To smo predpostavili zaradi različne intenzivnosti rabe kmetijskih zemljišč, ki so pod okriljem vzorčne kmetije.
Predpostavili smo tudi, da glavni iznos s kmetije predstavlja prodaja mleka.
Spremljanje vnosa in iznosa hranil je bistvenega pomena za tehnološke spremembe v smeri izboljšanja izkoristka hranil in s tem splošnega izboljšanja trajnosti kmetije.
Analiza s pomočjo modelnega izračuna je pokazala, da so preučevana hranila na nivoju kmetije v dopustnem presežku. Vnos preko energijske in beljakovinske močne krme, rudninskih dodatkov in mineralnih gnojil je večji kot iznos s prodajo mleka, govedi in krme. Največji presežek opazimo pri dušiku (88 kg/ha). Stopnja izkoriščenosti dušika znaša samo 30 %. Delež dušika, ki ga prispevajo metuljnice, je zgolj 10 % N. Bilančna presežka P2O5 in K2Osta v primerjavi z N bolj uravnotežena 24 in 26 kg/ha; Za ravnovesje bilance hranil na kmetiji je potrebno zmanjšanje oziroma večja racionalizacija uporabe mineralnih gnojil, predvsem tistih, ki vsebujejo kalij pri dušiku pa je potrebno proučiti možnosti zmanjšanja izgub od hleva do kmetijskih zemljišč ter po možnosti povečati delež prispevka N z metuljnicami.
KEY WORDS DOCUMENTATION ND Dv1
DC UDC 631.14:636:631.8(043.2)
CX livestock farm, NPK nutrient circulation, crop analysis, crop rotation, nutrient surplus
AU MAROLT Martina
AA LAVRENČIČ. Andrej (supervisor), MIHELIČ, Rok (co-advisor) PP SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Agronomy, Professional Study Programme in Agriculture - Agronomy and Horticulture PY 2021
TY CIRCULATION OF NUTRIENTS ON AN ANIMAL HUSBANDRY FARM IN THE DOLENJSKA REGION
DT B. Sc. Thesis (Professional Study Programmes) NO XI, 39, [9] p., 19 tab., 5 fig., 3 ann., 35 ref.
LA sl Al sl/en
AB The purpose of the diploma work is to determine the nutrient balance on the doorstep using calculations, accurate records, analysis and the Hoftor Bilanz program on the farm Marolt, where they have intensive cattle breeding. In collecting data, we considered the input or removal of nutrients to and from the farm. We assumed that nutrient intake and removal were not balanced on the farm due to the varying intensity of use of the agricultural land under the aegis of the sample farm. We also assumed that the main output of the farm was milk sales. Monitoring of nutrient inputs and outputs is essential for technological changes to improve nutrient utilization and thus improve the overall sustainability of the farm. Analysis using a model calculation showed that the nutrients studied are in permissible surplus at the farm level. Intake through energy and protein rich feeds, mineral supplements and mineral fertilizers is higher than the output through sales of milk, livestock and feeds.The highest surplus is observed in nitrogen, 88 kg/ha. The nitrogen utilization rate is only 30%. The proportion of nitrogen contributed by legumes is only 10%.
The surpluses of P 2 O 5 and K 2 O are more balanced compared to N, 24 and 26 kg / ha, respectively; the utilization rate of phosphorus is 40% and potassium, like N, is only 30%. The balance of nutrients on the farm requires a reduction or greater rationalization of the use of mineral fertilizers, especially those containing potassium;
for nitrogen use improvement, it is necessary to study the possibilities of reducing losses from barn to fields and possibly increase the proportion of N contribution with legumes.
KAZALO VSEBINE
Str.
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA III
KEY WORDS DOCUMENTATION IV
KAZALO VSEBINE V KAZALO PREGLEDNIC VI KAZALO SLIK VII
KAZALO PRILOG VIII
OKRAJŠAVE IN SIMBOLI X
1 UVOD ... 1
1.1 NAMEN DIPLOMSKEGA DELA ... 1
2 PREGLED OBJAV ... 2
2.1 OSKRBLJENOST KMETIJSKIH TAL S HRANILI ... 2
2.1.1 Hranila ... 2
2.1.2 Opis glavnih rastlinskih hranil ... 3
2.2 ORGANSKA GNOJILA ... 5
2.3 SIMBIOTSKA VEZAVA DUŠIKA ... 5
2.4 BILANCA HRANIL NA KMETIJI ... 6
3 MATERIAL IN METODE DELA ... 8
3.1 OPIS IZBRANE KMETIJE ... 8
3.1.1 Stalež živine na izbrani kmetiji ... 9
3.1.2 Skladiščne kapacitete živinskih gnojil ... 10
3.1.3 Njivski kolobar ... 10
3.1.4 Klimatološki podatki... 10
3.1.5 Analiza tal ... 11
3.2 RAZDELITEV OBDELOVALNIH POVRŠIN ZA POTREBE RAZISKAVE IN GNOJILNEGA NAČRTA ... 12
3.2.1 Izračun simbiotske vezave dušika iz zraka ... 14
3.2.2 Ocena zastopanosti metuljnic v travni ruši na trajnih travnikih ... 14
3.3 PROGRAM ZA RAČUNANJE BILANCE HRANIL »NA VRATIH KMETIJE« ... 15
4 REZULTATI ... 16
4.1 BILANCA HRANIL NA KMETIJI ... 16
4.1.1 Vnos hranil s krmili ... 16
4.1.2 Simbiotska vezava dušika iz zraka ... 17
4.1.3 Vnos hranil z mineralnimi gnojili ... 18
4.2 IZNOS HRANIL S KMETIJE ... 18
4.3 BILANČNI SALDO HRANIL MED VNOSOM NA KMETIJO IN IZNOSOM S KMETIJE ... 19
4.3.1 Analiza posameznih hranil ... 20
4.4 REZULTATI ANALIZE TAL SREDNJE INTENZIVNE RABE ZEMLJIŠČ .... 23
4.5 REZULTATI ANALIZE HRANIL V GNOJU, GNOJNICI IN GNOJEVKI, KORUZNI SILAŽI, TRAVNI SILAŽI IN MRVI ... 24
4.5.1 Hranila v živinskih gnojilih na vzorčni kmetiji ... 24
4.5.2 Vsebnost hranil v pridelani krmi (rezultati analiz) ... 24
4.6 PRAKSA GNOJENJA NA IZBRANI KMETIJI ... 25
4.6.1 Gnojenje z mineralnimi in organskimi gnojili ... 25
4.6.2 Čas in način razvoza živinskih gnojil ... 27
4.7 SISTEM GNOJENJA IN ODVZEM HRANIL S PRIDELKI NA TRAJNEM TRAVINJU ... 28
4.7.1 Prikaz gnojenja in spravilo pridelka na travnikih intenzivne rabe ... 28
4.7.2 Prikaz gnojenja in spravilo pridelka na travnikih srednje intenzivne rabe ... 29
4.8 SISTEM GNOJENJA IN ODVZEM HRANIL S PRIDELKI NA NJIVI BREZJE ... 30
4.8.1 Gnojilni načrt, strukturiran glede na delež hranilnih snovi v tleh, živinskih gnojilih in krmi ... 31
5 RAZPRAVA ... 33
6 SKLEPI ... 35
7 POVZETEK ... 36
8 VIRI ... 37 ZAHVALA
PRILOGE
KAZALO PREGLEDNIC
Str.
Preglednica 1: Makro in mikro hranila za rastline (Mihelič in sod., 2010) ... 2 Preglednica 2: Delež metuljnic v naravni travni ruši in ocenjena letna vezava dušika v odvisnosti od gnojenja in števila košenj (Mihelič in sod., 2002) ... 6 Preglednica 3: Površina pašnikov, travnikov in njiv glede na intenzivnost pridelovanja krme in letni odmerki dušika na izbrani kmetiji ... 12 Preglednica 4: Vzorčena zemljišča izbrane kmetije in lastnosti vzorčenih enot ... 13 Preglednica 5: Vnos hranil s krmili na izbrano kmetijo (nakup) ... 16 Preglednica 6: Intenzivnostni razredi rabe trajnega travinja in količina apliciranega N/ha 17 Preglednica 7: Letni vnos hranil na kmetijo z mineralnimi gnojili ... 18 Preglednica 8: Letni iznos hranil s kmetije z živalskimi proizvodi in senom v letu 2020 .. 18 Preglednica 9: Bilanca hranil na izbrani kmetiji v letu 2020 ... 19 Preglednica 10: Normativi bilančnega presežka dušika glede na vrsto kmetijske
pridelave/prireje (Oenema in sod. 2015) ... 21 Preglednica 11: Rezultati analize tal ... 23 Preglednica 12: Rezultati analize deleža hranil v živinskih gnojilih na izbrani kmetiji... 24 Preglednica 13: Delež hranil v koruzni in travni silaži ter mrvi, letni pridelek krme in delež sušine v pridelku za 2020 ... 25 Preglednica 14: Prikaz gnojenja na trajnem travinju in njivskih površinah na izbrani kmetiji v letu 2020 ... Napaka! Zaznamek ni definiran.26 Preglednica 15: Časovni razpon razvoza živinskih gnojil ... 27 Preglednica 16: Izračun bilance hranil na travnikih intenzivne rabe na izbrani kmetiji v letu 2020 ... 28 Preglednica 17: Izračun bilance hranil na travnikih srednje intenzivne rabe na izbrani kmetiji v letu 2020 ... 30 Preglednica 18: Bilanca hranil na njivi Brezje ... 30 Preglednica 19: Sestavljen gnojilni načrt za obstoječi kolobar na izbrani kmetiji ... 32
KAZALO SLIK
Str.
Slika 1: Prikaz različnih bilanc hranil na kmetiji (Novljan, 2010) ... 7 Slika 2: Lokacija občine Ribnica v Sloveniji (Občina Ribnica, 2021) ... 8 Slika 3: Plemenske telice na paši ... 9 Slika 4: Klimadiagram (mesečna povprečna temperatura zraka (rdeča krivulja) in višina padavin (stolpci) v referenčnem obdobju 1981–2010 v Kočevju (Nadbath, 2015) ... 11 Slika 5: Atlas okolja, lokacija vzorčenih (od 1 do 4) in drugih (črne elipse) zemljišč izbrane kmetije na pedološki karti 1:20.000 (Atlas okolja, 2021) ... 13
KAZALO PRILOG
Priloga A – Rezultati uradne analize vzorca krme (Kmetijski inštitut Slovenije) Priloga B – Rezultati uradne analize gnoja in gnojnice (Kmetijski inštitut Slovenije) Priloga C – Rezultati uradne analize tal (Oddelek za agronomijo, Pedološki laboratorij)
OKRAJŠAVE IN SIMBOLI
Okrajšava Pomen
ADP adenozin difosfat
AL Amonlaktatna metoda določanja rastlinam dostopnih hranil
ATP adenozin trifosfat
BBCH skala razvojnih faz gojenih rastlin
C org organski ogljik
CaCl2 kalcijev klorid
CaO kalcijev oksid
CO2 ogljikov dioksid
GERK grafična enota rabe kmetijskega gospodarstva GVŽ glave velike živine (500 kg žive mase)
Ha hektar
HCl vodikov klorid
K+ kalijev kation
K2O kalijev oksid
KAN 27 kalcijev amonijev nitrat s 27 % dušika
KZU- kmetijska zemljišča v uporabi
NPK 15-15-15 dušik (N)-fosfor (P2O5)-kalij (K2O) v koncentraciji vsak po 15 % masno
P2O5 fosforjev pentaoksid
pH merilo za koncentracijo oksonijevih ionov v raztopini, in s tem posledično za njeno kislost ali alkalnost
SS suha snov
TDM travno deteljna mešanica
1 UVOD
Kmetijstvo se srečuje z velikimi izzivi, saj je potrebno povečati pridelavo varne in hranljive hrane, ki bo zadostila naraščajočemu povpraševanju, in zagotoviti zanesljivo preskrbo prebivalstva s hrano (Food security …, 2018).
Ob več kot 7 milijardah ljudi na Zemlji se povpraševanje po hrani povečuje, razpoložljivost naravnih virov pa zmanjšuje. Tehnicističen pristop v intenzivnem kmetijstvu ni več model, s katerim bi lahko nadaljevali oziroma povečevali pridelavo hrane, saj se že kažejo negativni vplivi tega modela na okolje (Dolinšek, 2014).
Kadar je na kmetiji dotok hranil večji od odtoka, pride do izgub ali kopičenja hranil na nivoju kmetije. Presežek v bilanci hranil na kmetiji lahko kaže na možnost onesnaževanja s hranili.
Poznavanje rezultata bilance hranil lahko pomaga usmeriti prizadevanje za smotrno upravljanje, da se vpliv hranil na okolje v čim večji meri zmanjša. Ocena ravnovesja hranil na kmetiji lahko rejcem pomaga pri določanju potreb in določitvi upravljavskih praks, ki lahko zmanjšajo vnos hranil ali povečajo izvoz, kot so primer obdelava gnoja, način transporta gnoja in gnojenja, prilagoditev obrokov krme, nakupi zemljišč, prilagoditve velikosti črede … Poznavanje ravnovesja hranil na kmetiji je še posebej koristno za kmetije, ki načrtujejo širitev obsega prireje ali nadgradnje opreme in zgradb (Whole farm …, 2019).
Glede na položaj in razmere se bo v prihodnje potrebno držati načel trajnostnega kmetovanja in gospodarjenja. Za uspešen napredek pa bo potrebnega veliko znanja o naravnih procesih.
1.1 NAMEN DIPLOMSKEGA DELA
Namen diplomskega dela je s pomočjo programa Hoftor Bilanz (»Bilanca na vratih kmetije«) ugotoviti bilančni saldo dušika, fosforja in kalija na celotni kmetiji. V diplomskem delu bomo upoštevali vnos hranil na kmetijo in iznos iz nje. Za izračune bomo uporabili
»standardne« vrednosti iz priročnikov. Z analizami vzorcev tal bomo tudi ugotovili, kakšna je preskrbljenost tal s hranili. Dodatno bomo z analizami pridelane krme, gnoja, gnojnice in mleka ter kupljenih in prodanih proizvodov bolj natančno ugotovili, kakšna je vrednost hranil v snoveh, ki jih kmetija proizvede in bodisi uporablja v notranjem krogu kmetije za vzdrževanje prireje in pridelave (npr. živinska gnojila) bodisi proda (npr. mleko) ter s tem vpliva na bilanco hranil na kmetiji.
Postavili smo naslednje hipotezi:
1. Vnos in iznos hranil, merjeno na nivoju celotne kmetije (»na vratih kmetije«), nista uravnotežena.
2. Glavni iznos hranil iz kmetije predstavlja prodaja mleka.
2 PREGLED OBJAV
2.1 OSKRBLJENOST KMETIJSKIH TAL S HRANILI
Kakovost tal določajo fizikalne, kemijske in biotske lastnosti. Degradirana tla imajo običajno zmanjšano infiltracijo in pronicanje vode ter zmanjšano zračnost, zato v njih korenine slabše rastejo. Omenjene razmere zmanjšajo oskrbo rastlin s potrebnimi hranili, zato je potrebno skrbeti za dobre fizikalne razmere v tleh (Magdoff in Harold, 2021).
Z živinskimi in mineralnimi gnojili, ki predstavljajo osnovni vir hranil za kulturne rastline, moramo gospodariti strokovno in upoštevati zakonske zahteve varovanja narave. Uporaba gnojil mora biti v skladu s potrebami rastlin in talnimi razmerami pri tem se upošteva pričakovani pridelek, tip tal, fizikalne in kemijske lastnosti tal, podnebne razmere, raba zemljišč in druge pridelovalne okoliščine (Zavodnik, 2017).
2.1.1 Hranila
Rastline za rast in razvoj potrebujejo različne anorganske snovi. Od 90 do 99 % sušine v rastlinah predstavljajo ogljik (C), kisik (O2) in vodik (H2), ki jih rastline sprejmejo z vodo (H2O), ogljikovim dioksidom (CO2) in kisikom (O2) (Mihelič in sod., 2010).
Rastlinske vrste za svoj obstoj in življenje potrebujejo vsaj devetnajst elementov. Nujno potrebne elemente imenujemo esencialni elementi, saj rastlina ob deficitu katerega koli esencialnega elementa svojega življenjskega cikla ne more normalno zaključiti. Posamezen element se ne da nadomestiti z drugim, saj so sestavni deli molekul, ki so nujne za obstoj rastline. Šestnajst elementov, ki naj bi bili rastlinam na razpolago v tleh, delimo na dve skupini glede na količino, ki je potrebna rastlinam (Preglednica 1). Skupino makrohranil predstavljajo elementi, ki jih rastline vsebujejo več kot 0,1 % do nekaj odstotkov v sušini.
Drugo skupino zastopajo mikrohrnila, katerih vsebnost v rastlinah je zelo majhna in znaša zgolj od 0,1 do 100 mg/kg sušine (Mihelič in sod., 2010).
Preglednica 1: Makro in mikro hranila za rastline (Mihelič in sod., 2010)
MAKROHRANILA MIKROHRANILA
Dušik (N) Bor (B), Mangan (Mn)
Fosfor (P) Baker (Cu), Cink (Zn)
Kalij (K) Molibden (Mo), Železo (Fe)
Kalcij (Ca) Natrij (Na), Klor (Cl)
Magnezij (Mg) Silicij (Si), Kobalt (Co)
Žveplo (S) Jod (J), Selen (Se)
2.1.2 Opis glavnih rastlinskih hranil
Najpomembnejša hranila, ki so potrebna za rast in razvoj rastlin, so dušik, fosfor in kalij.
Omenjene elemente povezuje dejstvo, da brez njih ne uspe nobena rastlina. Izvor in zaloge navedenih elementov se v veliki meri razlikujejo. Dušik se v atmosferskem zraku nahaja v ogromnih količinah (78 %), medtem ko sledove kalija najdemo v primarnih mineralih in sekundarnih glinenih mineralih. Sledove fosforja pa najdemo v organskih spojinah in fosfatnih soleh. Naravne zaloge v tleh praviloma ne zadoščajo potrebam, ki jih terja sodobna kmetijska pridelava. Večji delež porabe teh dveh mineralov se zato pokriva z izkopavanjem zalog iz rudnin, pri čemer govorimo o relativno omejenih virih. Kalijeve rezerve so velike medtem ko se fosforjeve zaloge po domnevah že bližajo višku izrabe. S nadaljevanjem tolikšne porabe, kot je v današnjem času, lahko pričakujemo izrabo zalog že v nekaj desetletjih ali stoletjih (Černec, 2017).
Dušik
Kljub temu, da je dušika v ozračju v izobilju, je v kmetijstvu mnogokrat omejujoče hranilo.
V tleh je prisoten v različnih kemijskih oblikah. Po grobi razdelitvi ga delimo v organski in anorganski dušik. Približno 95 % vsega dušika v tleh je vezanega v organske kemijske spojine v živalski ali rastlinski biomasi. Mineralni oziroma anorganski dušik predstavlja majhen delež celotnega dušika v zemlji (približno 1 do 2 %). Anorganski dušik v tleh se nahaja v naslednjih oblikah: NO3- (nitrat), NO2- (nitrit), NH4+ (amonij) in NH3 (amonijak).
Amonij in nitrat sta rastlinam dostopna ter za njihovo rast potrebna, medtem ko sta amonijak in nitrit za rastline toksična. Organskih spojin, v katerih je prisoten dušik, je veliko. Lahko so majhne ali velike organske N spojine. Razgradljivost z mikroorganizmi je pri manjših komponentah lažja. Dušik je zelo pomemben v procesih razvoja in rasti rastlin. V primeru premajhnih količin je omejujoč dejavnik za razvoj in rast. Dušik ima med vsemi hranili največji vpliv na količino sintetizirane organske snovi in s tem na kmetijski pridelek (Robačer, 2009).
Preko 99 % celotnega dušika na Zemlji se nahaja v ozračju, kjer je v interni molekularni obliki (N2), ki je rastlinam in živalim nedostopna. Pretvorba poteka preko biološke vezave dušika, kot rezultat sožitja metuljnic in bakterij, ter prek industrijske proizvodnje mineralnega dušika, pretežno po postopku Haber-Bosch (Verbič in sod., 2006).
Rastline dušik vgradijo v aminokisline ter beljakovine, ki so v prehrani živali in ljudi nujno potrebne. Živali za rast in nalaganje v živalske proizvode izkoristijo le manjši odstotek beljakovin iz krme. Neizkoriščen del živali izločijo preko blata in seča v obliki dušikovih spojin. Blato in seč sta po razkroju in mineralizaciji zopet vira dušika za rast in razvoj rastlin.
Pri krogotoku dušika na kmetiji je nujno omeniti tudi izgube, ki se jim nikakor ne moremo izogniti, a jih z določenimi postopki močno zmanjšamo. Do izgub dušika v zrak prihaja predvsem v hlevih, kjer pride do izgub v obliki hlapnega amonijaka. Iz gnojišč in kmetijskih zemljišč se dušik izgublja v obliki amonijaka, molekularnega dušika in didušikovega oksida.
Iz kmetijskih zemljišč, neurejenih hlevov in ne vodotesnih gnojišč se dušik izgublja skupaj z vodo v obliki nitrata (Verbič in sod., 2006).
Fosfor
Vloga fosforja v kmetijstvu je zelo pomembna, saj gre za enega od ključnih elementov sodobnega kmetijstva. Največ fosforja v kmetijstvu porabimo pri gnojenju poljščin.
Fosfor ima veliko pomembnih funkcij pri rasti rastlin, njegova glavna funkcija pa je shranjevanje in prenos energije v rastlini. Adenozin difosfat (ADP) in adenozin trifosfat (ATP) sta visoko energijski fosfatni spojini, ki sodelujeta pri večini procesov, ki se odvijajo v rastlini. Omenjeni procesi so fotosinteza, dihanje, sinteza beljakovin in nukleinskih kislin ter prenos hranil skozi rastlinske celice. Znano je tudi, da je fosfor bistvenega pomena za pridelavo semen, spodbuja večjo rast korenin, pripomore k zgodnejši zrelosti rastlin, spodbuja trdnost stebla, pripomore pri odpornosti proti koreninski gnilobni bolezni in pomaga rastlini pri odpornosti proti zimski zmrzali. Poleg uporabe v rastlinski pridelavi se fosfor uporablja tudi v živinoreji. Uporabljamo ga kot prehransko dopolnilo za živino, s tem pa izboljšamo produktivnost živali (Wood in sod., 1998).
Kljub vsem koristim fosforja v kmetijski pridelavi in prireji je ta element lahko tudi onesnažilo, če zaide iz zemlje v vodotoke. Transportiranje fosforja iz kmetijskih tal lahko spodbudi evtrofikacijo. Gre za obogatitev vode s hranili, ki povzročajo razrast alg, pri tem razvoju pa pride do pomanjkanja kisika v vodi; anoksično stanje povzroči izločanje toksinov in odmrtje večine organizmov (Wood in sod., 1998).
Kalij
Kalij je pomembno hranilo, in se v vsaki živi celici pojavi kot kation (K+). Pri delovanju rastlinske celice ima kalijev ion več nalog. Označujemo ga kot nenadomestljivega pri aktivaciji encimov, ki so temeljnega pomena za presnovne procese, še posebej za sintezo beljakovin in sladkorjev. Sodeluje pri biotičnih funkcijah in sicer pri uravnavanju vsebnosti vode, s čimer ima pomemben vpliv na togost vsake celice. Prisotnost kalija v rastlinah, pomaga, za boljši bran proti negativnim učinkom suše, vremenskim poškodbam ter pri insekticidnih in bolezenskih napadih. Zadostna količina kalija zagotavlja, da so tudi drugi vložki za optimalni ekonomski donos učinkovito uporabljeni in izkoriščeni. Omenjeno velja zlasti za dušik (Johnston, 2003).
2.2 ORGANSKA GNOJILA
Strokovno apliciranje organskih gnojil na obdelovalna kmetijska zemljišča ima poleg zagotavljanja hranil rastlinam tudi druge pozitivne učinke na tla, a strokovnih priporočil kmetijska gospodarstva ne upoštevajo v zadostnem obsegu. Zaradi tega živinska gnojila na kmetijah niso optimalno izkoriščena (slabša učinkovitost gnojenja in slabša ekonomika) (Zadravec, 2020).
Skupino organskih gnojil predstavljajo hlevski gnoj, gnojevka, gnojnica, digestati iz bioplinarn, komposti in rastline za zeleno gnojenje. Omenjeni substrati vsebujejo vsa potrebna mikro in makrohranila, poleg tega pa pozitivno vplivajo na tla in pridelavo.
Organska gnojila vplivajo na izboljšanje strukture tal, boljše toplotne lastnosti tal, izboljšanje zadrževanja vode in hranil ter povečanje populacije mikroorganizmov, ki imajo ključno vlogo za rodovitnost tal. Pravilna uporaba organskih gnojil izboljšuje kondicijo rastlin in povečuje toleranco na različne abiotične strese (Zadravec, 2020).
Živinska gnojila prispevajo polovico vsega dušika, približno 60 % fosforja in skoraj 70 % vsega kalija, ki se uporabljajo za gnojenje kmetijskih rastlin (Verbič in sod., 2017).
V živinskih organskih gnojilih je razmerje in količina hranil odvisna od vsebnosti hranil v krmi, saj gre 75 do 98 % vseh s krmo zaužitih hranil v izločke. Voluminozna krma, še posebej mlada in sveža krma, vsebuje veliko kalija in dušika, zrnje žit pa vsebuje velik odstotek fosforja in malo kalija (Leskošek, 1993).
2.3 SIMBIOTSKA VEZAVA DUŠIKA
Vezava dušika ali z drugo besedo fiksacija dušika je kemijsko gledano redukcija, pri kateri prostoživeče in simbiotske bakterije v tleh dušik iz atmosfere v obliki N2 s pomočjo encimov, imenovanih ureaze, spremenijo v amonijev ion (NH4+) (Gselman, 2012).
V kolikor zunanji dejavniki ne bodo ugodni do simbioze in posledično do vezave dušika ne bo prišlo. Pri tem govorimo o naslednjih zunanjih dejavnikih: neprimeren pH tal, pomanjkanje hranil, temperaturni ekstremi, preveč ali premalo vlažna tla, nezadovoljiva fotosinteza, rastlinske bolezni ipd. (Gselman, 2012).
Koliko dušika bo vezanega na travnikih in pašnikih, je v prvi vrsti odvisno od deleža metuljnic, na katerega ima poglavitni vpliv gnojenje z dušikovimi gnojili in intenzivnost rabe. Na negnojenih travnikih raste od 5 do 10 % metuljnic (Leskošek, 1993). Na travnikih gnojenih izključno s PK gnojili, je delež metuljnic v travni ruši od 22 do 25,5 %. Z uporabo NPK gnojil na travnikih, nekoliko zmanjšamo delež metuljnic, in sicer je zastopanost metuljnic v travni ruši na takih travnikih od 0 do 12,5 % (Mihelič in sod., 2002).
V preglednici 2 so navedeni podatki o vplivu gnojenja s PK in NPK gnojili na zastopanost metuljnic. Poleg omenjenega so navedene še ocenjene vrednosti simbiotske vezave dušika iz zraka (Mihelič in sod., 2002)
Preglednica 2: Delež metuljnic v naravni travni ruši in ocenjena letna vezava dušika v odvisnosti od gnojenja in števila košenj (Mihelič in sod., 2002)
Gnojenje in raba Delež metuljnic v %
(povprečje) Vezava N v kg/ha (povprečje)
Negnojeno 7,5 26,3
PK gnojeno
2-kosni travnik 22 77
3-kosni travnik 25,5 89,3
NPK gnojeno 2-kosni travnik
40 + 0 9 31,5
40 + 40 5,5 19,3
60 + 60 3 10,5
3-kosni travnik
3 x 20 12,5 43,8
3 x 40 4 14
3 x 60 2 7
4-kosni travnik
4 x 40 3 10,5
4 x 60 0,5 1,8
4 x 80 0 0
2.4 BILANCA HRANIL NA KMETIJI
Bilančno stanje na vzorčni kmetiji se lahko računa na več načinov. Pri tem je pomembno, da v izračun vključimo vse vnose in iznose hranil. Če izdelujemo bilanco hranil za posamezni GERK (grafična enota rabe kmetijskega gospodarstva), parcelo ali zemljišče je bilanca zajeta v gnojilnem načrtu (Slika 1, shema 4). Drugi možen izračun bilance je, da v pregled stanja hranil vzamemo vsa kmetijska zemljišča, ki so v obdelovanju (Slika 1, shema 3).
Najbolj obsežen izračun hranilne bilance je, da pregledamo stanje na celotni kmetiji (Slika 1; shema 1). Temu pregledu pravimo bilanca hranil na vratih cele kmetije, v angleščini
»Farm gate balance«, v nemščini pa »Hoftor Bilanz« (Kolbe H., 2008).
Za izračun bilance hranil je zelo pomembna vsebnost hranil v mineralnih in organskih ostankih. Pri izračunu so bistveni podatki, ki predstavljajo sestavo teles živali, krmo in živinske pridelke (meso, mleko, jajca ...). Pri izračunu bilance je potrebno poudariti izgube s plini, izgube z izpiranjem, površinski odtok itd. Omenjeni podatki so navedeni v publikacijah, ki jih najdemo na spletu, oziroma so sestavni del modelov za računanje bilanc hranil (Mihelič in sod., 2010).
Slika 1: Prikaz različnih bilanc hranil na kmetiji (Novljan, 2010)
3 MATERIAL IN METODE DELA 3.1 OPIS IZBRANE KMETIJE
Raziskava je potekala na izbrani kmetiji Marolt, ki leži na jugu Slovenije (Slika 2), na gričevnato hribovitem svetu, skrajno severno v občini Ribnica na Dolenjskem. Kmetija leži 604 m nad morjem, in je sredi neokrnjene narave.
Po proizvodnem tipu jo uvrščamo med govedorejske kmetije. Na kmetiji je že vrsto let (40 let) glavna dejavnost prireja mleka. Danes redijo 65 glav goveje živine (40 molznic) oziroma 50 GVŽ = glave velike živine; (1 GVŽ = 500 kg žive mase), in obdelujejo 40 ha zemljišč.
Izbrano kmetijsko gospodarstvo je eno izmed 69.902 kmetijskih gospodarstev (69.671 družinskih kmetij in 231 kmetijskih podjetij), kolikor jih je po podatkih iz leta 2016 registriranih na ozemlju Slovenije. Po podatkih iz leta 2019 se 30.000 kmetijskih gospodarstev ukvarja z rejo govedi (Belec, 2020). Na povprečnem slovenskem kmetijskem gospodarstvu redijo 6 GVŽ in obdelujejo 6,9 ha kmetijskih zemljišč (SURS, 2016). Glede na povprečno stanje kmetij v Sloveniji je izbrana kmetija s 40 ha kmetijskih zemljišč in 50 GVŽ visoko nad povprečjem.
Slika 2: Lokacija občine Ribnica v Sloveniji (Občina Ribnica, 2021)
3.1.1 Stalež živine na izbrani kmetiji
Na izbrani kmetiji redijo v povprečju 65 glav goveje živine. Ker je kmetija usmerjena izključno v prirejo mleka in izvaja umetno osemenjevanje, so na njen samo ženske živali.
Moške živali kmalu po telitvi prodajo za nadaljnje pitanje.
V letu 2020 je čredo v povprečju sestavljalo 40 govedi, starih več kot dve leti (molznice in plemenske telice tik pred telitvijo), 11 plemenskih telic od 1 do 2 leti starosti, 6 ženskih živali od 6 do 12 mesecev starosti, 5 telic med 3 in 6 mesecev starosti in 3 teleta do vključno treh mesecev starosti, kar skupaj šteje 50 GVŽ.
Čredo krav molznic sestavlja 26 krav rjave pasme, 8 krav črno-bele pasme in 6 krav lisaste pasme. Živine ne dokupujejo in čredo z gospodarskim križanjem in načrtnim osemenjevanjem s semenom od visoko kakovostnih tujih in domačih (slovenskih) bikov obnavljajo sami. Reja krav molznic je vezana. Mlada živina je v prosti reji na betonskih rešetkah. Prvi teden po telitvi teleta preživijo v individualnih boksih na globokem nastilju.
V poletnem času plemenske telice popasejo površine, ki s strojno mehanizacijo niso dostopne (5 ha). Paša poteka v manjših čredinkah (10 čredink), ki so ograjene z elektro ograjo. Pašna sezona traja od maja do konca septembra.
Slika 3: Plemenske telice na paši
3.1.2 Skladiščne kapacitete živinskih gnojil
Živinska gnojila na kmetiji shranjujejo v obliki hlevskega gnoja in gnojevke. Betonirano gnojišče velikosti 510 m3 je namenjeno za skladiščenje gnoja od krav molznic. Gnojnica se s površine gnojišča po kanalih in odtočnih ceveh zliva v gnojno jamo prostornine 550 m3, namenjeno za skladiščenje gnojevke od mlade živine. Kmetija izpolnjuje vse predpise o zadostnih skladiščnih kapacitetah za gnoj in gnojevko, ki jih je Ministrstvo za kmetijstvo določilo v Uredbi o varstvu voda pred onesnaževanjem z nitrati iz kmetijskih virov v prilogi št. 2 (Uredba …, 2009).
V Uredbi o varstvu voda pred onesnaženjem z nitrati iz kmetijskih virov so kot najmanjše potrebe zmogljivosti skladišč za živinska gnojila predpisane naslednje prostornine:
za hlevski gnoj ene krave molznice 7,0 m3 in za gnojnico ene krave molznice 3,9 m3;
na eno mlado govedo (od starosti šest mesecev do enega leta) ministrstvo predpisuje 5,8 m3 za skladišče gnojevke, 3,4 m3 za skladišče hlevskega gnoja in 2,9 m3 za gnojnico (Uredba …, 2009).
Za izbrano kmetijo znašajo potrebne skladiščne kapacitete za stalež molznic 280 m3 za hlevski gnoj in 156 m3 za gnojnico. Za mlado živino so potrebne skladiščne prostornine 150,8 m3 za gnojno jamo in 88,4 m3 za hlevski gnoj.
3.1.3 Njivski kolobar
Kolobar na kmetiji je trileten: koruza za silažo, ozimni ječmen ter nato travno-deteljni mešanici ali čisti posevek detelje. Na del zemljišč, namenjenih pridelku koruzne silaže, sejejo enoletno travno-deteljno mešanico kot prezimni krmni dosevek, ki je namenjen pripravi travne silaže. Te površine v začetku maja kosijo, krmo silirajo, tla preorjejo in posejejo koruzo, namenjeno siliranju.
Zaradi premajhnega deleža ornih površin se pogosto zgodi, da na posameznih njivah kolobar ni izveden v navedenem zaporedju.
3.1.4 Klimatološki podatki
Ribniško polje, kjer je večji del kmetijskih zemljišč izbrane kmetije, leži na jugovzhodu Slovenije, pretežno na ravnem svetu, podnebje je zmerno celinsko z dolgimi zimskimi obdobji in obilico snežnih padavin.
Za merodajno meteorološko postajo smo izbrali postajo Kočevje, ki je sedežu kmetije in zemljišču po zračni razdalji najbližje. Na sliki 4 prikazujemo klimadiagram, na katerem je prikaz povprečnih mesečnih temperatur zraka in višin padavin med leti 1981 in 2010.
Spremenljivki za temperaturo in padavine sta hkrati napisani na diagramu. Skala je zastavljena tako, da 0 °C ustreza 0 mm. Razmerje med temperaturo in padavinami je 1 °C : 6 mm. Omenjeno razmerje ustreza slovenskim podnebnim razmeram, tako da z diagrama razberemo mesec, obdobje ali celo letni čas, kadar je vrjetnost za sušo. Sušo z diagrama razberemo v primeru, ko so padavinski stolpci pod krivuljo temperatur (ARSO, 2021).
Letna povprečna temperatura zraka je 8,8 °C, znano je da letna povprečna temperatura narašča. Referenčno povprečje najtoplejšega meseca je 18,7 °C. Temperaturno povprečje najhladnejšega meseca, meseca januarja, je –1,0 °C
Povprečna letna količina padavin znaša 1.449 mm (Slika 4). Največjo količino padavin beležimo meseca oktobra in v ostalih jesenskih mesecih. Izbrani kmetiji to predstavlja prepreko, saj je zaradi premokrega terena oteženo spravilo koruzne silaže (udiranje tal zaradi težkih strojev). Meseca januarja in februarja pade najmanj padavin. Glede na razporeditev temperatur in padavin je julij edini mesec v letu, ki je podvržen suši (Slika 4).
Slika 4: Klimadiagram (mesečna povprečna temperatura zraka (rdeča krivulja) in višina padavin (stolpci) v referenčnem obdobju 1981–2010 v Kočevju (Nadbath, 2015)
3.1.5 Analiza tal
Na vzorčni kmetiji smo analizirali vzorce tal. Postopek analize je opravil infrastrukturni center za pedologijo na Biotehniški fakulteti. Vzorčenje smo opravili v spomladanskem času, predno so pričeli z gnojenjem. Vzorčili smo s posebno ozko valjasto-koničasto sondo, namenjeno izključno odvzemu vzorcev tal.
Na hektar kmetijskega zemljišča smo enakomerno po površini odvzeli 20 vzorcev za sestavo povprečnega vzorca tal, globina je bila odvisna od namenske rabe zemljišča.
Tri vzorčenja smo opravili na trajnih travnikih (od 0 do 6 cm globine), eno vzorčenje smo opravili na njivi (od 0 do 20 cm globine).
Na vseh štirih vzorcih smo določili teksturo, pH, organsko snov ter rastlinam dostopna fosfor in kalij.
Uporabili smo naslednje analitske metode:
1. Tekstura tal: prstni preizkus strokovne osebe (pedolog).
2. Organska snov: določanje skupnega ogljika s sežigom pri 900 °C na CH(S) analizatorju Elementar VarioMax.
3. Karbonatni ogljik: obdelava vzorcev tal s HCl in meritev emisije CO2 na razklopu karbonatov.
4. Organska snov: skupni C minus karbonatni C = organski ogljik (C org.). Preračunan v organsko snov Corg x 1,724 = organska snov.
5. pH: potencialna kislost v CaCl2; SIST ISO 10390.
6. P2O5: rastlinam dostopni fosfor; ÖNORM L 1087 (modificirana metoda), amonlaktatna ekstrakcija (AL), določanje na atomskem absorpcijskem spektrofotometru.
7. K2O: rastlinam dostopni kalij ÖNORM L 1087 (modificirana metoda), amonlaktatna ekstrakcija (AL), določevanje na atomskem absorpcijskem spektrofotometru.
3.2 RAZDELITEV OBDELOVALNIH POVRŠIN ZA POTREBE RAZISKAVE IN GNOJILNEGA NAČRTA
Na izbrani kmetiji obdelujejo 40 ha zemljišč. Od tega je v ekstenzivni rabi 10 ha zemljišč, mednje uvršamo 1-kosne travnike (5 ha) in pašnike (5 ha). V srednje intenzivni rabi je 10 ha zemljišč (2 do 3-kosni travniki), Intenzivna raba (4-kosni travniki (15 ha) in njive (5 ha)) pa poteka na 20 ha zemljišč.
Ekstenzivna raba zemljišč se izvaja tam, kjer intenzivnejša raba zaradi s stroji nedostopnega terena (pašniki) in oddaljenosti zemljišč ni ekonomsko smiselna. Zemljišča v srednje intenzivni rabi, so zaradi krajših najemnih pogodb in slabše rodnosti tal. V intenzivni rabi so zemljišča, ki so dobro rodna (od 60 do 80 bonitetnih točk, ki so podatek o proizvodni sposobnosti zemljišča), mednje uvrščamo vse njive in polovica trajnih travnikov.
V preglednici 3 so navedeni intenzivnostni razredi rabe zemljišč. Zanje je podan tudi letni odmerek dušika v kg N/ha, ki je odmerjen glede na intenzivnost rabe.
Preglednica 3: Površina pašnikov, travnikov in njiv glede na intenzivnost pridelovanja krme in letni odmerki dušika na izbrani kmetiji
Razdelitev obdelovalnih površin Površina (ha) Odmerek dušika kg N/ha Intenzivna raba
(4-kosni trajni travniki in njive ) 20 170
Srednje intenzivna raba (2- do 3-kosni trajni travniki)
10 126
Ekstenzivna raba
(1-kosni travniki in pašniki) 10 0
Analizo tal smo opravili na štirih parcelah. Vzorce za analizo tal smo odvzeli na treh trajnih travnikih s srednje intenzivno rabo. Ta stopnja intenzivnosti je bila izbrana, ker predstavlja nekakšno povprečje intenzivnosti gnojenja in obdelave površin na kmetiji. En vzorec smo odvzeli na njivski površini, ki predstavlja intenzivno raven.
V preglednici 4 so podatki o parcelah, kjer smo odvzeli vzorce tal, in sicer njivska enota Brezje in travniške enote Snožet, Dolina in Mala snožet. Na sliki 5 so označena mesta vzorčenja tal, črne elipse na sliki pa predstavljajo še druga zemljišča, ki so v rabi izbrane kmetije.
Preglednica 4: Vzorčena zemljišča izbrane kmetije in lastnosti vzorčenih enot Številka
travniške enote
Domače ime
travniške enote Vrsta kmetijske rabe Površina
(ha) Tla (pedološka karta v Atlasu okolja)
1 Brezje Njiva 2,6 Psevdoglej, ravninski, evtričen
2 Snožeti Travnik 7,2 Rjava pokarbonatna tla
3 Dolina Travnik 0,9 Evtrična rjava tla
4 Mala snožet Travnik 0,8 Rjava pokarbonatna tla
Slika 5: Atlas okolja, lokacija vzorčenih (od 1 do 4) in drugih (črne elipse) zemljišč izbrane kmetije na pedološki karti 1:20.000 (Atlas okolja, 2021)
3.2.1 Izračun simbiotske vezave dušika iz zraka
Srednje rodovitna travniška tla, ki so gnojenja s PK gnojili, dajo letni pridelek 6,5 t suhega zelinja/ha. Na takih površinah je običajni delež metuljnic 25 %, kar pomeni, da je v 6,5 t suhega zelinja 1,6 t metuljnic/ha. Ta količina metuljnic letno veže 38 do 74 kg N/ha, kar preračunano pomeni, da vsaka tona suhega pridelka metuljnic letno veže od 24 do 46 kg N.
Za izračun vzamemo srednjo vrednost 35 kg N/t metuljnic. Tak izračun velja za travniška tla, ki so srednje rodovitna in so dobro založena s kalijem in fosforjem, aplikacija dušikovih gnojil pa je izključena. V primeru aplikacije dušikovega gnojila se vezava N zmanjša (Gluhič, 2016).
Travniki na izbrani kmetiji, so bili gnojeni z dušikovimi gnojili, zato smo oceno vezave dušika prek metuljnic preračunavali na podlagi podatkov, navedenih v preglednici 2.
3.2.2 Ocena zastopanosti metuljnic v travni ruši na trajnih travnikih
Glede na odmerke dušika, ki jih letno aplicirajo na trajne travnike, smo dognali delež metuljnic v travni ruši na trajnih travnikih. To smo dognali na podlagi podatkov v
preglednici 2, kjer so zabeleženi deleži metuljnic v naravni travni ruši ter je ocenjena letna vezava dušika v odvisnosti od gnojenja in števila košenj.
Kjer izvajajo intenzivno rabo zemljišč, letno aplicirajo 170 kg N/ha, in sicer v odmerkih 4x43 kg N/ha. Pri tej praksi gnojenja, v naravni travni ruši raste 3 % metuljnic. Isti delež metuljnic je tudi na travnikih srednje intenzivne rabe, kjer dušik aplicirajo v dveh
odmerkih po 60 kg N/ha. Ekstenzivna raba zemljišč z dušikom ni obremenjena, zato je delež metuljnic 7,5 %
S temi podatki smo izračunali, da je delež metuljnic na ravni zemljišč trajnega travinja cele kmetije, v travni ruši zastopan v 4,3 %.
3.3 PROGRAM ZA RAČUNANJE BILANCE HRANIL »NA VRATIH KMETIJE«
Za računanje bilance hranil smo uporabili metodo bilance hranil na vratih kmetije, in sicer program »Hoftor bilanz« (Kolbe, 2008). Za naš poskus je to pomenilo, da smo upoštevali vsa hranila, ki jih na kmetijo vnesemo in s kmetije iznesemo.
Omenjen program je razdeljen na tri glavna področja: iznos hranil s prodajo pridelkov, vnos hranil brez mineralnih gnojil in vnos hranil z mineralnimi gnojili.
Pri računanju bilance hranil pri vnosu hranil z mineralnimi gnojili in vnosu hranil brez mineralnih gnoji smo pri omenjenih rubrikah sledili deklaracijam, ki so jih vsebovala posamezna hranila oz. gnojila (voluminozna krma, vitaminski dodatki, energijska krmila, beljakovinska krmila, mineralna gnojila idr.). Zanimalo nas je, kolikšen je delež beljakovin, kalija in fosforja v odstotkih. Program je zasnovan tako, da poda faktorje, ki preračunajo, kolikšne so dejanske vsebnosti N, P2O5 in K2O v posameznih izdelkih (Kolbe, 2008).
Za izračun vsebnosti hranil v mleku smo upoštevali, da je v 1.000 kg mleka (3,7 % beljakovin) 6 kg N, 2 kg P2O5 in 2 kg K2O. Pri izračunu iznosa hranil s prodajo živine program predpostavi, da 1.000 kg mase (živa teža živali) vsebuje 25 kg N, 14 kg P2O5 in 2,4 kg K2O.
Bilanca hranil je bila preračunana za izbrano kmetijo Marolt s 40 ha kmetijskih zemljišč ter izražena tudi v kg posameznega hranila/ha.
4 REZULTATI
4.1 BILANCA HRANIL NA KMETIJI 4.1.1 Vnos hranil s krmili
Na kmetiji se zaradi intenzivne prireje krav molznic, ki v povprečju letno v standardni laktaciji dajejo 7.769 l mleka, dokupi sorazmerno veliko količino beljakovinskih krmil. Po količini (v tonah) predstavlja največji vnos hranil na kmetijo beljakovinski koncentrat K-20, s 44,39 t. Pomembno vlogo pri vnosu hranil na kmetijo ima tudi dokupljena močna krma v obliki koruznega zrnja in druge močne krme.
V preglednici 5 prikazujemo, da se na kmetijo preko beljakovinske, mineralne in energijske dokupljene krme letno na gospodarstvo vnese 2.020 kg N, 846 kg fosforja in 944 kg kalija.
Preglednica 5: Vnos hranil s krmili na izbrano kmetijo (nakup)
Krmila Deleži in količina hranil glede na kupljeno količino krmil Količina v
(t) Surove
beljakovine (%)
Fosfor ( %)
N (kg)
P2O5
(kg)
K2O (kg) K-20
(krmna mešanica za prirejo mleka)
44,39 20 0,44 1.420 447 533
Suhi pesni rezanci 0,35 / / 6 1 4
Repične tropine 9,13 / / 91 33 3
Mlečni nadomestek (mleko
v prahu) 0,5 22 0,74 18 8 8
Soja 0,79 44 0,61 55 11 18
Mineralna krmila 1,8 / 4 66 165 66
Energijska krma (zrnje za krmo (koruza))
17 / / 289 136 102
Slama 15 / / 75 45 210
Skupaj: 2.020 846 944
4.1.2 Simbiotska vezava dušika iz zraka
Kot smo že omenili, je za simbiotsko vezavo dušika iz zraka zelo pomemben delež metuljnic in način gnojenja, saj je ob uporabi dušikovih gnojil delež vezave dušika iz zraka manjši.
Delež metuljnic in količino simbiotsko vezanega dušika smo določili na podlagi intenzitete gnojenja travinja z dušikom in ocen simbiotske vezave dušika, navedenih v preglednici 2.
Trajne travnike (35 ha) na kmetiji obdelujejo v treh različnih stopnjah intenzivnosti.
Zemljišča trajnih travnikov intenzivne rabe, na katerih se letno izvede štiri košnje, gnojijo skupno s 170 kg N/ha. Dušik je apliciran v štirih odmerkih po 43 kg/ha. Takšnih površin je 15 ha.
Srednje intenzivna raba trajnih travnikov poteka na 10 ha. Opravi se dve do tri košnje, letni odmerek dušika je 126 kg/ha, ki ga na površino aplicirajo v dveh odmerkih po 63 kg.
Eno-kosne travnike in pašnike gnojijo zelo malo oz. nič (iztrebki na paši, ki pa se jih ne upošteva pri izračunu bilance hranil na vratih kmetije).
V letu 2020 so na njivski površini (1 ha) pokosili samo prvo košnjo posevka enoletne deteljno-travne mešanice (Landsberška mešanica), po tem so njivo preorali in posadili koruzo. S pridelkom ene košnje deteljno-travne mešanice (9.000 kg/ha sušine) je program (Kolbe, 2008) izračunal, da je bilo v pridelku vezanega 45 kg dušika.
Po navedenih postopkih smo izračunali, da je bila letna količina simbiotsko vezanega dušika za celo kmetijo 571 kg. Vsi drugi podatki, vezani na simbiotsko vezavo dušika, so v preglednici 6.
Preglednica 6: Intenzivnostni razredi rabe trajnega travinja in količina apliciranega N/ha Intenzivnostni
razredi travinja
Vsa površina (ha)
Delež metuljnic (%)
Količina apliciranega N/leto/ha
Količina simbiotsko vezanega dušika (kg/ha)
Količina simbiotsko vezanega dušika (kg N/
obdelovalne površine posameznega razreda)
Intenzivna obdelava 15 3 175
(4x44)
10,5 157,5
Srednje intenzivna
obdelava 10 3 126
(2x43) 10,5 105
Ekstenzivna obdelava
10 7,5 / 26,3 263
Vezava dušika na trajnih travnikih: 526 kg Njiva – dosevek
deteljno-travne mešanice (1 košnja)
1 100 / / 45
Skupaj: 571 kg
4.1.3 Vnos hranil z mineralnimi gnojili
Na kmetiji uporabljajo tri vrste enostavnih gnojil (KAN, urea, superfosfat) in eno vrsto sestavljenega gnojila (NPK15-15-15). Prevladujoče vneseno hranilo v obliki mineralnega gnojila je dušik (Preglednica 7).
Preglednica 7: Letni vnos hranil na kmetijo z mineralnimi gnojili Mineralna
gnojila Količina
(t) N
(%) P2O5
(%) K2O
(%) N
(kg) P2O5
(kg) K2O
(kg)
KAN 5 27 / / 1.350 / /
Urea 1,2 46 / / 552 / /
Superfosfat 1,1 / 18 / 1.98 /
NPK 3 x15 3,6 15 15 15 540 540 540
Skupaj: 2.442 738 540
4.2 IZNOS HRANIL S KMETIJE
V preglednici 8 so podatki o iznosu hranil z živalskimi proizvodi in pridelki. Največji iznos hranil predstavlja mleko, mnogo manjši delež predstavljata prodaja živine in sena. Na kmetiji je bilo v letu 2020 od vseh krav v mlečno prirejo neprestano vključenih 30 krav molznic, ki so v povprečju dnevno proizvedle 600 do 700 l mleka. Približno 50 l mleka so dnevno porabili za prehrano mladih telet, ostalo pa so oddali v mlekarno (224.000 kg).
V letu 2020 je z izbrane kmetije odšlo 26 telet (do 6 mesecev starosti) in 10 govedi (starosti nad 2 leti). Na podlagi podanega koeficienta za računanje GVŽ (500 kg) smo izračunali, da je v preteklem letu kmetijo zapustilo 14 GVŽ. Ker je GVŽ podan za 500 kg, smo v programu za računanje podali količino 7.000 kg žive mase prodane živine.
Zaradi dobre letine in posledično viška krme je bila v manjši količini prodana tudi mrva (2 t).
Od celotnega iznosa hranil predstavlja iznos hranil v prodanem mleku največji delež iznesenih hranil, in sicer se je z mlekom izneslo naslednje deleže hranil 85 % dušika, 82 % fosforja in 85 % kalija.
Preglednica 8: Letni iznos hranil s kmetije z živalskimi proizvodi in senom v letu 2020 Oblike iznesenih hranil Količina v
(t)
Beljakovine (%)
N (kg)
P2O5 (kg)
K2O (kg)
Mleko v 1.000 kg 224 3,7 1293 515 381
Govedo
(1.000 kg žive teže) 7 / 175 98 17
Seno 2 / 50 14 50
Skupaj: 1.518 627 448
4.3 BILANČNI SALDO HRANIL MED VNOSOM NA KMETIJO IN IZNOSOM S KMETIJE
V preglednici 9 je navedena izračunana bilanca hranil na izbrani kmetiji za leto 2020.
Izračunali smo tudi izkoristek hranil, to je delež hranil, ki zapusti kmetijo glede na skupno količino vnesenih hranil na kmetijo.
Največjo količino vnesenih hranil predstavlja dušik (5.040 kg N). Fosfor (1.587 kg P2O5) in kalij (1.486 kg K2O) sta bila vnesena v znatno manjših količinah.
Bilančni saldo na hektar kmetijskih zemljišč v obdelavi je po izračunih pozitiven, in sicer za dušik 88 kg, fosfor 24 kg P2O5 in za kalij 26 kg K2O.
V primeru, da bi izključili uporabo mineralnih gnojil, bi bila s tako prirejo in pridelavo bilanca hranil še vedno pozitivna za vsa hranila.
Z okoljevarstvenega vidika je nizka stopnja izkoriščenosti dušika (izpiranje NO3- in denitrifikacijske izgube) in fosforja (površinski odtok fosfatov) najbolj sporna, ker onesnažujeta okolico (cvetenje alg v jezerih, rekah in onesnaževanje podtalnice z nitratom).
Preglednica 9: Bilanca hranil na izbrani kmetiji v letu 2020
Razredi vnosa in iznosa hranil N
(kg) P2O5
(kg) K2O
(kg)
Nakup hranil brez mineralnih gnojil 2.027 849 946
Vezava dušika z metuljnicami na njivi (dosevek
detelje) 45 / /
Vezava dušika z metuljnicami na trajnih travnikih 526 / /
Nakup hranil z mineralnimi gnojili 2.442 738 540
Vnos hranil (nakup + vezava N) 5.040 1.587 1.486
Iznos hranil (prodaja) 1.518 627 448
Skupni bilančni saldo 3.522 960 1.038
Saldo na ha kmetijskih zemljišč 88 24 26
Bilančni saldo brez mineralnih gnojil 1.080 222 498
Saldo na ha KZU brez mineralnih gnojil 27 5,5 12
iznos/vnos X 100
(izkoristek hranil na celotni kmetiji; %) 30 % 40 % 30 %
4.3.1 Analiza posameznih hranil
Dušik
Bilanca dušika med njegovim vnosom in iznosom s kmetije je znašala 88 kg/ha. Dušik je bil na kmetiji izkoriščen komaj v 30 %.
Izbrana kmetija se nahaja v delu Slovenije, kjer je humidna klima in je v povprečju 1.449 mm letnih padavin. Prihaja do presežka padavin in s tem do večje možnosti izpiranja nitrata v podtalnico. Ker se na kmetiji uporabljajo za aplikacijo gnojevke cisterno brez inkorporatorjev so izgube dušika zaradi izhlapevanja sorazmerno velike. Če na kmetiji s tako pridelavo in prirejo ne bi dodajali dušikovega hranila v obliki mineralnih gnojil, bi bilanca na obdelovalni hektar kmetijskega zemljišča znašala 27 kg N/ha letno.
V kmetijski praksi imamo vedno določene izgube dušika, ki se jim ne moremo izogniti, če še tako skrbno gospodarimo. Panel ekspertov EU ugotavlja, da je minimalni realni presežek N, pri katerem ob najboljšem gospodarjenju dosegamo odlične izkoristke dušika, do 80 kg N/ha letno pri rastlinski produkciji (Oenema in sod., 2015; preglednica 10). Živina vgradi le del (20 do 40 %) zaužitega N v meso, mleko ali jajca, preostanek pa izloči v gnoj in urin.
Dušik v gnoju in urinu se ponovno uporabi za gnojenje, vendar se mora organsko vezan N v gnoju najprej mineralizirati, da je na voljo rastlinam. Tudi mineralni N v gnoju in gnojevki je občutljiv na izgube zaradi hlapljenja NH3, zlasti med skladiščenjem gnoja in neposredno po površinskem nanosu na tla. N v iztrebkih gnoja in urina na pašnikih je občutljiv na izpiranje in denitrifikacijo. V preglednici 10 navajamo normative za presežke dušika glede na vrsto kmetijske pridelave in prireje (Oenema in sod. 2015).
Predpostavlja se, da se presežki N v povprečju povečajo za 40 kg na GVŽ/ha, in sicer na podlagi predpostavke, da 1 GVŽ (intenzivna reja) izloči od 100 do 140 kg N in da so
„neizogibne“ izgube zaradi hlapljenja NH3 med 10 in 20 kg N/GVŽ, izgube zaradi izpiranja in denitrifikacije v gnoju in urinu med 10 in 20 kg N/GVŽ, 10 do 20 kg organsko vezanega N/GVŽ v izločenem živalskem gnoju pa se kopiči v organski snovi v tleh in postane na voljo pridelku šele po mnogih letih, zato je sproščanje slabo usklajeno s potrebami poljščin (Oenema in sod., 2015).
Preglednica 10: Normativi bilančnega presežka dušika glede na vrsto kmetijske pridelave/prireje (Oenema in sod. 2015)
Interpretacija Presežek dušika (kg/ha letno)
Rastlinska pridelava Mešana rastlinsko- živinorejska kmetija,
1 GVŽ/ha
Mešana rastlinsko- živinorejska kmetija,
2 GVŽ/ha
zelo visok > 120 > 160 > 200
visok 80–120 120–160 160–200
zmeren 50–80 90–120 130–160
majhen 20–50 60–90 100–130
zelo majhen < 20 < 60 < 100
Glede na presežek dušika v letni bilanci izbrane kmetije, smo izračunali maksimalno obremenitev z dušikom (kg/ha) na obdelovalnih zemljiščih po postopku:
Maksimalni dopustni bilančni presežek dušika = 50 kg N/ha + 0,58* (kg N v organskih gnojilih/ha) = 50 kg N/ha + 0,58*(72 kg org. N/ha) = 91,8 kg N/ha
Prvo število v enačbi (50 kg N/ha) je dopustni bilančni presežek, ki je predpostavljen za rastlinsko pridelavo (čisto poljedelsko kmetijo), na kateri ni živinskih gnojil. Pri presežku 50 kg N/ha se predpostavlja, da tak presežek še ne ogroža okolja v večji meri (Mihelič in sod., 2002; Taube in sod. 2020).
Ker je izbrana kmetija govedorejska, se s koeficientom 0,58 pomnoži delež dušika, ki je v organskih gnojilih pridelan na kmetiji. Faktor 0,58 je spodnja meja učinkovitosti dušika v organskih gnojilih v primerjavi z mineralnimi N-gnojili (Taube in sod. 2020). Dopustni letni presežek dušika na živinorejskih kmetijah je tako od 120 kg do 160 kg N/ha, odvisno od intenzitete reje oz. obremenitve površine z GVŽ (Oenema in sod., 2015; Taube in sod., 2020). Iz prakse vemo, da se dušik iz živinskih gnojil praviloma slabše izkorišča kot iz mineralnih gnojil in so posledično izgube N neizogibno večje.
Na kmetiji letno pridelajo 850 t organskih gnojil (podatki o vsebnosti dušika so v prilogi B).
Če količino razdelimo na obdelovalne površine (40 ha), to znese 72 kg N/ha (podatek je v preglednici 12). Maksimalni dopustni bilančni presežek z dušikom na izbrani kmetiji je bil na podlagi zgornje enačbe izračunan, in je 91,8 kg N/ha. Glede na ugotovljeno bilančno stanje dušika na ravni kmetije, 88 kg N/ha (Preglednica 9), bi na kmetiji na hektar kmetijskega zemljišča v skladu s temi pravili lahko dodali še 3,8 kg N/ha. S tem bi prišli do maksimalnega dopustnega presežka dušika. Trenutni presežek dušika torej ni pretiran, je pa blizu zgornje še dopustne meje.
Fosfor
Bilančni presežek fosforja na izbrani kmetiji znaša 24 kg P2O5/ha (Preglednica 9). V kolikor tega hranila ne bi dodali v obliki mineralnega gnojila, bi bil bilančni saldo na ravni kmetije še vedno v pozitivnem stanju +222 kg oziroma 5,5 kg/ha.
Glede na rezultate analize tal v prilogi C presežek ni zaskrbljujoč, saj so tla siromašno založena s tem hranilom in bo v bodoče na površine potrebno dodati večjo količino fosforja.
Večjo pozornost bi bilo potrebno nameniti izkoristku fosforja, saj je na kmetiji izkoriščen le 40-odstotno. Za izkoristek fosforja so pomembne okoljske razmere. Dostopnost fosforja je največja v vlažni in prezračeni zemlji pri pH okrog 6,5. V kolikor je pH nižji od 5,5, se fosfor veže z železom in aluminijem in je tako rastlinam nedosegljiv. Pri višjem pH (nad 7,2) se tvori trikalcijev fosfat, ki je zelo slabo topen, kar zmanjša donosnost fosforja za rastline (onemogočen izkoristek fosforja). Pomembno je, da pri sestavi načrta za gnojenje upoštevamo, koliko fosforja bo rastlinam dejansko na razpolago in ne samo, koliko se ga nahaja v tleh (Bolčič, 2020).
Kalij
Bilančni presežek kalija na izbrani kmetiji znaša 26 kg/ha (Preglednica 9). V primeru, da ne bi uporabili mineralnih gnojil, bi bila bilanca kalija še vedno pozitivna (+12 kg/ha).
Izkoristek kalija je 30 %.
Presežek ni velik, je pa v pozitivnem stanju, kar pa se na dolgi rok ne obnese najbolje.
Kalij je okoljsko nekoliko manj problematičen (v primerjavi z N in P), je pa v primeru odvzema s pridelkom (odvzem preko fizioloških potreb rastlin) lahko problematičen iz stališča zdravja krav molznic. Velike količine K v obroku presušenih krav, ki so pred telitvijo, povzroči alkalno stanje organizma, ki je eden od vzrokov za pojav hipokalcemije po telitvi. Krave, podvržene subklinični hipokalcemiji, imajo povečano verjetnost obolenja za ketozo, dislokacijo siriščnika, za pojav mastitisa, vnetja maternice in zaostale posteljice (Babnik in sod., 2011).
Prevelike količine kalija v tleh prav tako preprečujejo dostop kalcija in magnezija v rastline (Bolčič, 2020).
4.4 REZULTATI ANALIZE TAL SREDNJE INTENZIVNE RABE ZEMLJIŠČ
Za analizo izbrani trajni travniki so v kosni rabi že več kot 20 let, dosejavanje nikoli ni bilo izvedeno, zato so funkcionalne skupine v travni ruši v »naravnem razmerju«, v odvisnosti od razmer okolja in od tehnologije kmetovanja. Predhodno se je na njih izvajala paša.
Tekstura tal trajnih travnikov je srednje težka. Na teh površinah se letno opravijo tri košnje, prva in tretja košnja sta namenjeni travni silaži, otavo posušijo za suh pridelek.
Preglednica 11: Rezultati analize tal
Na preučevani njivi, ki predstavlja več kot polovico njivskih zemljišč (2,6 ha od 5 ha), je pridelovanje poljščin intenzivno. Po teksturi so tla težka. Na njej se vrsti triletni kolobar, pred vzorčenjem tal je bila koruza. Zemljišče se vsako leto orje, brana in v letih, ko se v kolobarju zvrsti posevek detelje, se opravi tudi valjanje posevka.
Rezultati analize tal (Preglednica 11) so pokazali, da je na parcelah kmetije pH od 5,8 do 6,8. Apnjenje je priporočeno za parcelo Dolina, in sicer v odmerku 1,3 t CaO/ha. Stopnja kislosti za ostale vzorčene parcele je optimalna.
Tla vsebujejo od 2,1 do 6,8 mg P2O5/100 g.Stopnja preskrbljenosti z omenjenim hranilom je zelo siromašna in spada v stopnjo A, en vzorec (Mala snožet) v stopnjo B. Za to stopnjo založenosti tal je priporočeno vrniti s pridelki odvzeto hranilo in dodatno še 30 do 50 kg P2O5/ha letno. S tem se okrepi zalogo in vzpostavi boljše rastne razmere.
Stopnja preskrbljenosti s kalijem se giblje od dobre založenosti do čezmerne založenosti (od 22 do 36,9 mg K2O/100 g tal). Za travniške enote 2 in 3 je ob taki stopnji založenosti priporočeno, da se hranilo v obliki gnojil vrača v tolikšni meri, kolikor se ga s pridelki odvzame. Na travniških enotah 1 in 4 je delež kalija v prekomerni količini. Za omenjen delež je priporočeno na površino vrniti le polovico s pridelki odvzetega hranila.
Glede na rezultate presežka bilance kalija na nivoju »vrata kmetije« in glede na dobro do prekomerno založenost tal s kalijem bi priporočali, da se na kmetiji izrazito zmanjša oz. v celoti opusti uporaba mineralnih gnojil, ki vsebujejo kalij. Kljub prenehanju uporabe kalija z mineralnimi gnojili bi bilančni saldo še vedno izkazoval presežek 12 kg K2O/ha v povprečju vseh zemljišč izbrane kmetije.
Št.
travniške enote
Domače ime travniške
enote
pH v CaCl
2
P2O5
mg/10 0 g tal
Stopnja preskrb.
P2O5
K2O mg/100 g
tal
Stopnja preskrb.
K2O
Organska snov (%)
1 Brezje 6,6 5 A 32,6 D 12,8
2 Snožeti 6,5 2,1 A 22 C 11,7
3 Dolina 5,8 4,1 A 26,1 C 10,7
4 Mala snožet 6,8 8,6 B 36,9 D 15,3
