Gardenportal.pl

Dom i ogród

Dlaczego trzeba stosować mocznik zawierający inhibitor ureazy

Inhibitor ureazy

Od niedawna na mocy obowiązujących przepisów jedyną formą mocznika granulowanego, którą można stosować, jest ta, która zawiera inhibitor ureazy albo powłokę biodegradowalną. Celem takiej zmiany prawnej jest ograniczenie uwalniania się do atmosfery amoniaku, którego następstwem są straty w nawożeniu nawozami azotowymi i postępująca wskutek tego degradacja środowiska naturalnego.

Emisje amoniaku z sektora rolnego wywołują liczne obawy środowiskowe i społeczne oraz stanowią wyzwanie ekonomiczne w uprawach roślin, powodując utratę azotu w nawozach. Emisje amoniaku z rolnictwa pochodzą z gnojowicy (pomieszczenia inwentarskie, przechowywanie i nawożenie pól) oraz nawozów mineralnych na bazie mocznika. Przyczyną molekularną emisji jest enzym ureaza, który katalizuje hydrolizę mocznika do amoniaku i kwasu węglowego. Ureaza występuje w wielu różnych organizmach, w tym w bakteriach, grzybach i roślinach. W rolnictwie za hydrolizę mocznika odpowiedzialne są mikroorganizmy znajdujące się w odchodach zwierząt i glebie. Jedną ze strategii ograniczania emisji amoniaku jest stosowanie inhibitorów ureazy jako dodatków do nawozów syntetycznych na bazie mocznika i gnojowicy w celu zablokowania powstawania amoniaku. Jednak obróbka gnojowicy za pomocą inhibitorów ureazy wiąże się ze zwiększonymi kosztami produkcji zwierzęcej i nie została jeszcze skomercjalizowana. Dlatego ważne jest opracowanie nowatorskich, przyjaznych dla środowiska i opłacalnych technologii ograniczania emisji amoniaku. Ten artykuł opisuje wyzwania związane z ulatnianiem się amoniaku w rolnictwie i przedstawia przegląd procesów hydrolizy mocznika i emisji amoniaku. Opisano różne technologie i strategie redukcji emisji amoniaku, ze szczególnym uwzględnieniem stosowania inhibitorów ureazy. Pokrótce omówione zostaną mechanizmy działania i skuteczność najważniejszych inhibitorów ureazy w odniesieniu do rolnictwa.

Jak inhibitor ureazy pozwala ograniczać emisję amoniaku

W rolnictwie tworzenie amoniaku z mocznika występuje przede wszystkim w budynkach inwentarskich, zbiornikach na gnojowicę oraz przy stosowaniu na polach nawozów nieorganicznych na bazie mocznika. Całkowite antropogeniczne emisje amoniaku wzrosły do 2008 roku. W przeciwieństwie do tego całkowity wkład reaktywnego azotu ze źródeł ludzkich wyniósł około 220 Tg azotu rocznie w 2010 roku, co jest w przybliżeniu równe całkowitemu reaktywnemu azotowi utrwalonemu przez źródła biologiczne.

Inhibitor ureazy ma za zadanie kontrolowanie procesu hydrolizy mocznika. Wcześniejsze badania wykazały, że hydroliza mocznika w gnojowicy zwierzęcej jest zakończona w ciągu około 20 godzin po zmieszaniu moczu i kału, a zatem większość mocznika z moczu jest zwykle przekształcana w amoniak przed zastosowaniem gnojowicy do nawożenia pól. Ponieważ amoniak jest związkiem lotnym, jest emitowany jako gaz z gnojowicy i zanieczyszcza atmosferę oraz otaczające środowisko. Oznacza to, że rolnictwo, a dokładniej hodowla zwierząt i stosowanie nawozów w uprawach są największymi czynnikami przyczyniającymi się do antropogenicznej emisji amoniaku.

Inhibitor ureazy to jedyne sensowne ekonomicznie rozwiązanie

Ze względu na wyzwania środowiskowe i społeczne związane z ulatnianiem się amoniaku, ustalono międzynarodowe cele i przepisy mające na celu ograniczenie emisji antropogenicznego amoniaku.

W 1999 r. państwa członkowskie Unii Europejskiej (UE) oraz kraje Europy Środkowo-Wschodniej, wraz ze Stanami Zjednoczonymi i Kanadą, uzgodniły Protokół z Göteborga, który miał na celu ograniczenie emisji kilku zanieczyszczeń, w tym amoniaku, do 2010 r. Protokół ten stał się podstawą dyrektywy w sprawie krajowych pułapów emisji. Oznacza to, że wiele krajów europejskich, takich jak Dania i Niemcy zobowiązały się do zmniejszenia swoich emisji amoniaku o 24 i 29%, co odpowiada zmniejszeniu rocznej emisji amoniaku z 72 759 ton do 66 540 ton dla Danii oraz z 759 300 ton (emisja w 2015 roku) do 481 500 ton dla Niemiec.

Ogromną rolę w tym procesie spełnia inhibitor ureazy, którego zastosowanie pozwala na wprowadzenie znacznie wydajniejszej kontroli nad procesami hydrolizy mocznika i emisji azotu.