PODosłonami.pl

Hazera 2 ManistellaHazera 2 Manistella

Carbomat – maty z węgla brunatnego, obniżenie kosztów produkcji ogrodniczej oraz niwelowanie negatywnego wpływu produkcji ogrodniczej na środowisko naturalne

Obecnie trendem w światowym ogrodnictwie jest poszukiwanie nowych, biodegradowalnych organicznych podłoży, które będą stanowić alternatywę dla wełny kamiennej (wełny mineralnej) i nie będą nadmiernym obciążeniem dla środowiska. Czy podłoże z węgla brunatnego może stać się taką alternatywą? Okazuje się, że tak!

Czytaj dalej...
Carbohort – produkcja pomidorów odmian malinowych, Polska

Carbohort – produkcja pomidorów odmian malinowych, Polska (fot. Carbohort)

Czym jest węgiel brunatny, jak powstaje i jakie ma właściwości fizyczne i chemiczne?

Węgiel brunatny powstaje z torfu w obecności wysokiej temperatury, odpowiedniej wilgotności i ciśnienia. Zawiera wiele substancji organicznych i jest bardzo bogatym źródłem kwasów huminowych i fulwowych, a także kwasów tłuszczowych i aminokwasów. Węgiel brunatny ma dobre właściwości fizyczne ze względu na silnie skondensowaną materię organiczną, jest dostatecznie porowaty, dobrze chłonie wodę i utrzymuje trwałą, jednorodną strukturę, a ponadto jest dobrym absorbentem składników mineralnych niezbędnych do funkcjonowania roślin. Węgiel brunatny jest zrównoważonym materiałem organicznym, który może być stosowany w rolnictwie i uprawach szklarniowych. Obecnie zainteresowanie wytwarzaniem energii z węgla maleje na rzecz odnawialnych źródeł energii, podczas gdy w tym samym czasie obserwuje się wzrost zainteresowania różnorodnym wykorzystaniem węgla brunatnego w uprawach rolniczych i ogrodniczych. Jednak nie każdy rodzaj węgla się do tego nadaje. Odpowiedni jest jedynie węgiel pochodzący z płytkich pokładów, charakteryzujący się niższym stopniem uwęglenia oraz wyższym stopniem utlenienia, który łatwo podlega biodegradacji. Suchy węgiel brunatny w powietrzu zawiera 10-20% popiołu oraz od 80 do 90% substancji organicznej. W ramach tej substancji, frakcje humusowe stanowią 30-40%, a ich ekstrakcja odbywa się za pomocą kwasów mineralnych i amoniaku. Pozostałą część stanowią ligniny, woski, bituminy oraz inne związki chemiczne. W zależności od stopnia rozdrobnienia i wielkości cząstek węgla, zmieniają się również jego parametry fizyczne (właściwości powietrzno-wodne).

Sposób przygotowania mat Carbomat, możliwości uprawowe i zmiany właściwości fizycznych podczas uprawy

Podłoże Carbomat składa się z granulatu węgla brunatnego, który jest starannie przygotowany i kalibrowany, aby zapewnić stabilne właściwości fizyczne podczas upraw. Maty z węgla brunatnego różnią się od mat wykonanych z wełny kamiennej, zarówno pod względem materiału, jak i procesu ich przygotowania do produkcji. Na początku należy umieścić maty na płaskiej powierzchni, takiej jak posadzka czy rynna, a następnie wyciąć otwory przeznaczone dla roślin. Kolejnym krokiem jest zalanie maty czystą wodą do pełnej pojemności wodnej (około 8 dm3). Tak przygotowane maty pozostawiamy na około 72 h (nie mniej). Po tym czasie wykonujemy otwory drenażowe i możemy rozpocząć proces sadzenia. Strategia nawodnieniowa powinna opierać się na danych generowanych przez system kontroli klimatu i wag startowych (jeśli mamy takie możliwości) oraz obserwacji roślin. W pierwszym roku należy zwrócić szczególna uwagę na częstość podawania pożywki i przelew. Dobierając strategie nawadniania w pierwszym roku produkcji należy stosować krótsze interwały czasowe pomiędzy cyklami, wykorzystując jednocześnie mniejsze objętości pożywki przypadające na każdy cykl. W kolejnych latach produkcji możemy wdrożyć podobną strategię, jeśli zajdzie taka potrzeba. Przelew, który należy uzyskiwać podczas produkcji na podłożu z węgla brunatnego w ciągu doby, nie odbiega od wskazanych objętości wód drenażowych pozyskiwanych na innych rodzajach podłoża. To podłoże ma właściwość „wybaczania błędów” – w przypadku awarii systemów nawodnieniowych mamy do dyspozycji ponad 40% więcej czasu na naprawę i przywrócenie systemu nawadniania, bez negatywnego wpływu na rośliny – inaczej, niż w przypadku wełny mineralnej.  Należy również pamiętać, że jest to podłoże organiczne, które charakteryzuje się minimalnym kompleksem sorpcyjnym. Warto również zwrócić uwagę na ciężar tego podłoża po jego całkowitym nasączeniu wodą.

Podłoża organiczne takie jak włókno kokosowe, torf, włókno konopne lub łupiny orzechów czy nawet wełna kamienna (podłoże inertne, mineralne) zmieniają swoje właściwości fizyczne podczas uprawy. Zmiany te mogą być na tyle znaczące, że uprawa w tym samym podłożu przez okres dłuższy niż 24 miesiące staje się nie tylko niemożliwa, ale również ekonomicznie nieuzasadniona.

Przeprowadzone badania zmian właściwości fizycznych mat Carbomat zarówno nowych, jak i po uprawie wskazują, że właściwości fizyczne maty z węgla brunatnego nie ulegają tak drastycznym zmianom, jak ma to miejsce np. w przypadku mat z wełny kamiennej.

Parametry charakteryzujące maty uprawowe z wełny kamiennej użyte w eksperymencie, tj. gęstość objętościowa, porowatość całkowita, pojemność wodna i powietrzna (po grawitacyjnym odpływie wody i przy potencjale −10 cm H2O) mieściły się w zakresie optymalnym dla tego podłoża. Nowa wełna kamienna przed uprawą charakteryzowała się niską gęstością objętościową, wysoką porowatością całkowitą, dużą pojemnością wodną i powietrzną przy potencjale −10 cm H2O. Straciła ona jednak swoje dobre właściwości w trakcie uprawy, a po uprawie zaobserwowano znaczne pogorszenie właściwości fizycznych w porównaniu z nową wełną kamienną. Wzrost gęstości objętościowej maty z wełny kamiennej zaobserwowano po 2 cyklach uprawy w porównaniu z nową matą. Niemniej jednak nie wpłynęło to na ogólną porowatość wełny, lecz przyczyniło się do znacznego obniżenia zawartości powietrza i zwiększenia zawartości wody przy potencjale −10 cm H2O. Pogorszenie właściwości powietrzno-wodnych w macie po dwóch cyklach uprawy mogło być również spowodowane osiadaniem podłoża. W przypadku mat z węgla brunatnego Carbomat, właściwości fizyczne oznaczone po dwóch cyklach uprawy uległy niewielkim zmianom. Zmiany te nie były tak niekorzystne w przypadku pojemności powietrznej i wodnej podłoża, jak w przypadku wełny mineralnej – również po dwóch cyklach uprawy. Zaobserwowano, że po dwóch cyklach uprawy  ogórka, spadek porowatości podłożona z węgla brunatnego był w większym stopniu związany ze spadkiem zawartości powietrza, natomiast w mniejszy stopniu z zawartością wody przy potencjale −10 cm H2O. W związku z tym nie zaobserwowano takich zmian właściwości powietrzno-wodnych, jak w innych podłożach organicznych tego typu.

Kalkulacja zakupu i wykorzystania mat Carbomat oraz wełny kamiennej

Aby uprościć kalkulację załóżmy, że jedna mata zajmuję 1 m2, Zatem na 1 ha szklarni będziemy potrzebować 10 000 mat. Zazwyczaj jest to mniejsza liczba, która sięga (w zależności od uprawy, architektury szklarni itp.) od 6250 do 7000 sztuk na powierzchni 1 ha. Cena jednej maty z wełny kamiennej wynosi 11 zł netto, natomiast maty Carbomat kosztują 15 zł netto. Uprawa z wykorzystaniem wełny kamiennej może trwać maksymalnie 2 lata. Po tym czasie fizyczne parametry maty ulegają tak drastycznym zmianom, że kontynuowanie uprawy staje się nieuzasadnione ekonomicznie. W przypadku mat z węgla brunatnego zaleca się ich używanie przez okres od 5 do 6 lat. Jak pokazuje poniższa, uproszczona kalkulacja całkowity koszt zakupu oraz użytkowania maty z wełny kamiennej wynosi 110 000 zł. Decydując się na uprawę w tej samej macie przez dwa lata kwota, jaką musimy przeznaczyć na jej zakup, to 55 000 zł rocznie. W przypadku maty z węgla brunatnego Carbomat kwota zakupu podłoża, która rozkłada się na okres 6 lat, to nieco ponad 25 tysięcy złotych netto. Z pewnością przynosi to dużą oszczędność dla gospodarstwa produkcyjnego.

Często pada pytanie, „czy istnieje ryzyko nagromadzenia się chorób systemu korzeniowego w czasie produkcji”. Dotychczas nie doświadczyłem podobnych problemów w przypadku produkcji hydroponicznej ogórka, pomidora ani truskawki. Użycie do dezynfekcji nadtlenku wodoru lub kwasu podchlorawego jest wystarczające, aby zniwelować lub zlikwidować problem chorób systemu korzeniowego. Dobrym przykładem jest pięcioletnia produkcja pomidora wielkoowocowego na tej samej macie w gospodarstwie Pana Mieczysława z miejscowości Nowa Sól. Pan Mieczysław prowadzi gospodarstwo razem z synami. Po pięciu latach produkcji postanowił wymienić podłoże na nowe, choć tak naprawdę można było je wykorzystywać jeszcze przez kolejny rok. W tym podłożu nie ma ryzyka z nadmiernym osiadaniem podłoża, jak to ma miejsce w przypadku wełny kamiennej, ani tak szybkiego procesu mineralizacji, jak to ma miejsce w przypadku mat z włókien kokosowych lub torfu.

Mata Carbomat po 5 latach użytkowania (fot. Carbohort)

Mata Carbomat po 5 latach użytkowania (fot. Carbohort)

Zmiany w zawartości składników pokarmowych w macie z węgla brunatnego i możliwość ich utylizacji

Maty z węgla brunatnego Carbomat posiadają również makro- i mikroelementy, które są dostępne dla systemu korzeniowego już w czasie produkcji. To jednak nie wszystko – poza pierwiastkami, maty te zawierają również kwasy fulwowe, humusowe, huminy, woski i bituminy, które działają również jako biostymulatory i wpływają na poprawę wzrostu i rozwoju roślin. Maty z węgla brunatnego wpływają również na jakość pozbiorczą owoców, przedłużając ich shelf-life oraz podwyższając parametr Brix (zawartość cukru), co czyni je lepszymi w odbiorze przez ostatecznego konsumenta. Najważniejszą kwestią dla producenta jest to, że na przestrzeni lat nie odnotowano spadku uzyskiwanych plonów podczas użytkowania maty Carbomat. Każdy kolejnym rok użytkowania maty wpływa na zwiększenie uwalniania wszystkich wymienionych skłądników zawartych w granulkach węgla. Dodatkowym atutem stosowania tego podłoża w uprawie truskawek w pojemnikach jest lepsze przezimowanie roślin.

Utylizacja mat po procesie produkcji w przypadku wełny kamiennej stanowi istotny problem i ma negatywny wpływ na środowisko. Dodatkowo sama produkcja mat z wełny kamiennej emituje do środowiska około 167 kg CO2 na każdy 1 m3, nie wliczając transportu i utylizacji tej maty. Produkcja mat z węgla brunatnego, wraz z ich transportem do klienta oraz procesem utylizacji, generuje o ponad 30% mniejszy ślad węglowy, osiągając niemal 110 kg CO2 (Obliczenie śladu węglowego mat z węgla brunatnego wykonano na podstawie metodyki LCA (Ocena cyklu życia LCA – Life Cycle Assessment)). Dodatkowo, proponowane przeze mnie kaskadowe wykorzystanie mat z węgla brunatnego umożliwia ich powtórne wykorzystanie po zakończeniu całego procesu produkcyjnego, niezależnie od tego, czy trwa on 3 lata czy 6 lat. W rezultacie mogą one służyć jako organiczny nawóz w produkcji konwencjonalnej. Wystarczy usunąć folie z mat, aby wykorzystać je jako organiczny nawóz do dalszej uprawy roślin w polu lub miejskich terenach zielonych. Dzięki temu dostarczamy silnie skoncentrowaną materię organiczną, szereg związków poprawiających strukturę gleby oraz wspieramy życie biologiczne. Dodatkowo, maty te wzbogacają glebę w makro- i mikroelementy, co zostało wcześniej opisane. Niewątpliwie jest to jeden ze sposobów na ograniczenie negatywnego oddziaływania produkcji ogrodniczej na środowisko naturalne.

Potrzebujesz więcej informacji?

Zadzwoń: 506 383 715

Dr inż. Radosław Łaźny - doradca uprawowy

Autor: dr Radosław Łaźny – doradca uprawowy

 

 

 

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Produkcja rozsady warzyw w Bogucicach – ciągły rozwój

Rodzinna firma Rozsadnik wywodzi się z gospodarstwa szklarniowego, w którym wcześniej produkowano pomidory. Około 15 lat temu właściciele – Marek i Izabela Wąsiewiczowie – zdecydowali się przejście na profesjonalną produkcję rozsady warzyw szklarniowych i [...]

HortiNet_wyszukiwarka
HortiAdNetHortiAdNet