Managementul gunoiului de grajd

Tehnologii de tratare şi manipulare a gunoiului de grajd

Obiectivele sistemelor de tratare şi tehnologii alternative

Sistemele de tratare a bălegarului animalier au apărut în timp în scopul valorificării din punct de vedere agronomic a materialelor organice reziduale şi pentru a evita poluarea celor mai importante resurse de apă: solul, aerul, apa. După cum se ştie materialele organice reziduale de tipul bălegarului animalier conţin pe lângă nutrienţii necesari creşterii şi dezvoltării plantelor de cultură şi elemente potenţial toxice, care se pot acumula în sol în concentraţii care depăşesc limitele de alertă şi care pot fi spălate în apele freatice şi de suprafaţă sau volatilizate în atmosferă, afectând în sens negativ calitatea mediului ambiant.

Mirosurile neplăcute, volatilizarea azotului în formă amoniacală, eliberarea hidrogenului sulfurat, a metanului şi a altor gaze toxice sunt câteva din problemele majore care apar în urma depozitării unor cantităţi uriaşe de materiale organice reziduale de tipul bălegarului animalier. Sistemele de tratare a bălegarului animalier sunt selectate în funcţie de capabilitatea lor de a asigura protecţia solului, apei, aerului, cele mai importante resurse ale mediului ambiant.

Consideraţii privind calitatea apei

Constituenţii bălegarului animalier cum ar fi materia organică, nutrienţii, azotul, fosforul, agenţii patogeni şi metalele grele pot afecta în sens negativ calitatea apelor de suprafaţă, astfel că prin tratare parte din aceştia sunt eliminaţi.

Materia organică

Materia organică reprezintă suportul metabolismului microorganismelor aerobe sau anaerobe. În momentul descărcării bălegarului animalier în corpurile de apă este intensificată creşterea şi dezvoltarea microorganismelor cu un consum ridicat al oxigenului din apă fiind favorizată astfel apariţia condiţiilor anaerobe.

Testele pentru determinarea necesarului de oxigen biochimic şi chimic sunt analize standard ale apelor uzate care măsoară nivelul necesarului de oxigen. Legislaţia americană prevede respectarea unor limite în care trebuie să se încadreze cei doi parametri, care este greu de respectat în cadrul sistemelor de tratare a reziduurilor animaliere. Din acest motiv este interzisă descărcarea reziduurilor animaliere în corpurile de apă, metoda frecvent utilizată pentru eliminarea acestora fiind aplicarea ca îngrăşăminte organice pe terenurile agricole.

Nutrienţii

Nutrienţii cei mai importanţi care se regăsesc în reziduurile animaliere sunt azotul şi fosforul. Este recunoscut faptul că bălegarul animalier conţine cantităţi importante de azot şi fosfor, motiv este recomandată utilizarea în agricultură ca îngrăşământ organic.

În acest scop au fost elaborate legislaţii care recomandă ca azotul şi fosforul din bălegarul animalier să fie aplicat pe terenurile agricole în doze agronomice, astfel încât să fie prevenită acumularea unor cantităţi execesive în sol şi transferarea în corpurile de apă prin scurgeri de suprafaţă sau infiltraţie în apa freatică. Dacă nu există teren suficient pentru aplicarea dozelor agronomice de azot şi fosfor provenit din bălegarul animalier este necesară utilizarea unor tehnologii alternative în cadrul sistemelor de tratare pentru reducerea conţinuturilor acestor elemente în materialul organic rezidual. Efluenţii proveniţi în urma proceselor de tratare biologică, de exemplu, conţin cantităţi ridicate de fosfaţi, amoniac şi azot datorită preluării limitate de către microorganisme a acestor constituenţi, fiind necesară utilizarea unor

tehnologii alternative de diminuare a concentraţiiloer acestor componenţi în materialul organic rezidual.

Azotul

Procesele de nitrificare, adică de conversie a azotului în nitrat constituie o componentă importantă a sistemelor de management al nutrienţilor. Intensificarea proceselor de oxidare azotului din bălegarul animalier poate avea ca efect reducerea pierderii acestuia prin volatilizare.

Azotul poate fi eliminat prin denitrificare, adică transformarea nitratului în azot gazos în condiţii anaerobe. Prin urmare azotul din bălegar poate fi oxidat şi transformat în nitrat utilizând diferite tehnici de aerare, cum ar fi de exemplu, aerarea în sistem lagună, cu ajutorul unui aerator de suprafaţă. Transformarea formei nitrice a azotului în formă gazoasă necesită două condiţii: o sursă de carbon şi un mediu anaerobic.

Sistemul lagună poate fi împărţit: astfel că materialul organic rezidual este aerat, prin urmare azotul este transformat în formă nitrică, apoi, bălegarul este transportat în partea neaerată unde au loc procesele de denitrificare şi transformare a azotului nitric în formă gazoasă. Procesul de aerare a bălegarului trebuie să asigure o cantitate de 1-2 ori mai mare decât necesarul de oxigen biochimic şi de 1,5 ori mai mare decât a necesarului de oxigen chimic.

Fosforul

În general dozele agronomice de aplicare a bălegarului animalier pe terenurile agricole sunt limitate datorită datorită posibilelor acumulări în cantităţi excesive ale fosforului în sol. De aceea sunt necesare procese de tratare a bălegarului animalier prin care concentraţiile de fosfor să fie diminuate pentru a preveni poluarea solului şi a apei în mod special.

Unul din procedele utilizate pentru eliminarea fosfaţilor din apele uzate constă în precipitarea chimică utilizând ioni metalici multivalenţi cum ar fi, fierul, aluminiul sau calciul.

Agenţii patogeni

Bălegarul animalier constituie o sursă importantă de agenţi patogeni pentru om, respectiv animal. Printre aceştia amintim escherichia coli (E. Coli), salmonella, giardia, campylobacter, cyptosporidum parvum (C. parvum), care pot fi transferaţi cu uşurinţă în organismele umane şi animale. Prezenţa agenţilor patogeni în bălegarul animalier după acesta a fost supus proceselor de tratare depinde de durata de expunere la aer sau lumina solară în timpul derulării procedeelor de tratare.

Metalele grele

De regulă, metalele grele sunt prezente în cantităţi ridicate în toate tipurile de materiale organice reziduale de consistenţă solidă sau lichidă. De aceea sunt necesare tehnologii alternative pentru a elimina în mod selectiv aceste elemente dacă acestea se regăsesc în concentraţii care depăşesc limitele de alertă.

Consideraţii privind calitatea aerului

Mirosurile neplăcute şi gazele emanate în timpul stocării şi tratării bălegarului animalier constituie o problemă deosebit de importantă. Degajarea unor gaze periculose poate fi diminuată dacă în timpul procesului de tratare a bălegarului acesta grămada este acoperită. Diminuarea emisiei de gaze nocive în condiţii anaerobe poate fi uterior supusă proceselor de tratare în condiţii aerobe şi obţinerea produşilor finali, cum ar fi nitraţii, sulfaţii şi dioxidul de carbon. Studiile efectuate au evidenţiat faptul că acumularea unor cantităţi crescânde de material organic rezidual în bazinele de stocare determină intensificarea mirosurilor neplăcute. De aceea se recomandă ca structura de depozitare a bălegarului să fie aerată la

partea superioară cu echipamente speciale sau să se utilizeze sisteme speciale de producere a aerului comprimat care este apoi transmis prin difuzie în interiorul grămezii. Trebuie avut în vedere însă, că procesele de aerare a materialului organic rezidual în interiorul structurii de depozitare pot avea efecte secundare în sensul concentraţiilor amoniacale degajate prin volatilizare. De aceea se recomandă o intensitate a aerării care să acopere o dată şi jumătate sau de două ori necesarul de oxigen chimic pentru transformarea azotului amoniacal în azot nitric şi care de asemenea poate redice emisiile de gaze toxice cum ar fi metanul, amoniacul şi hidrogenul sulfurat. Azotul nitric poate fi apoi transformat în condiţii anaerobe în azot gazos ca urmare a acţiunii microorganismelor.

Principii de bază pentru tratarea gunoiului de grajd

Tehnologiile de tratare a bălegarului aninmalier au ca scop principal reducerea pierderilor compuşilor nitrici obţinuţi în urma nitrificării în apele freatice şi a compuşilor amoniacali prin volatilizare în atmosfera mediului ambiant, eliberarea nutrienţilor în forme accesibile în sol şi apoi în plantele de cultură, reducerea concentraţiilor diferitelor elemente potenţial toxice şi nu în ultimul reducerea mirosurilor neplăcute. Vor fi prezentate studii caz realizate în diferite areale.

Eliminarea materialulul în formă solidă din bălegarul animalier

Prima operaţiune realizată după colectarea gunoiului de grajd o constituie separarea fracţiunii solide din materialul organic rezidual. De regulă sunt amenajate două bazine, unul pentru colectarea propriu-zisă a bălegarului animalier şi celălalt pentru drenarea fracţiunii lichide.

Figura 1 prezintă un bazin de colectare a bălegarului animalier.

Figura 1

Bazinul de colectare funcţionează nelimitat, bălegarul animalier este descărcat în permanenţă. Din bazinul de colectare, materialul organic rezidual este transportat apoi, în al doilea bazin, prin curgere gravitaţională sau prin pompare unde se efectuează operaţia de drenare a fracţiunii lichide printr-un sistem special de pompare (figurile 2, 3, 4). De asemenea începe operaţiunea de aerare a materialului colectat. Echipamentele de aerare sunt de diferite tipuri, se pot utiliza aeratoare de suprafaţă sau se pot amplasa sisteme de difuzie a aerului în interiorul bazinului la baza inferioară a acestuia.

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Este importrant ca operaţiunea de aerare a bălegarului animalier colectat să fie eficientă, motiv pentru care se recomandă amplasarea de dispozitve şi la baza inferioară a bazinului pentru ca întregul material să beneficieze de prezenţa condiţiilor aerobe care favorizează intensificarea activităţii microorganismelor sub acţiunea cărora materia organică este descompunsă având loc transformarea azotului în formă nitrică, evitându-se formarea compuşilor amoniacali care se degajează prin volatilizare afectând în sens negativ atmosfera mediului ambiant.

Compostarea

Materialul organic rezidual obţinut în urma procesului de aerare este supus, de regulă procesului de compostare. Compostarea este un proces care se desfăşoară în condiţii aerobe şi care are ca scop stabilizarea materiei organice parte componentă importantă a bălegarului animalier. Este cel mai important proces de reciclare prin care materialul organic rezidual poate fi încorporat în solurile agricole ca îngrăşământ organic punând la dispoziţia plantelor de cultură elementele nutritive în forme accesibile. Compostarea este un proces larg răspândit în toate zonele din lume. Prin compostare bălegarul animalier capătă valoare agronomică, aducând beneficii majore sistemelor agricole. Prin compostare materia organică este descompusă obţinându-se humusul care aplicat în sol are efecte benefice asupra stării fizico-chimice şi biologice a acestuia, îmbunătăţind starea lui de fertilitate, prin crearea un mediu favorabil de creştere şi dezvoltare a plantelor de cultură. Prin compostare volumul bălegarului este redus în proporţie de 25-50%. Prin compostare atât agenţii patogeni şi componenţii organici toxici cât şi dăunătorii sunt distruşi.

Fermentarea aerobă eliberează cantităţi importante de căldură care influenţează rata distrugerii agenţilor patogeni, a componenţilor organici toxici şi a bolilor şi dăunătorilor.

Un factor important îl prezintă conţinutul de apă al materialului organic rezidual supus compostării. Conţinutul de apă optim la care se realizează în condiţii eficiente compostarea este de 40-60 %. Dacă conţinutul de apă al bălegarului nu se încadrează în limitele precizate, se recomandă aerarea grămezii prin întoarcere la intervale periodice. De asemenea se are în

vedere inocularea de microorganisme în timpul compostării pentru a favoriza intensificarea activităţii acestora.

Prin urmare, după ce materialul organic rezidual a fost suficient de aerat, şi a atins valori ale conţinutului de apă de 40-60 %, se trece la efectuarea operaţiunii de compostare. În figura 5 este prezentat bălegarul animalier în forma preliminară începerii procesului de compostare.

Figura 5

În materialul organic rezidual sunt încorporate paie vegetale (figura 6) măcinate cu echipamente speciale (figura 7), produsul obţinut în urma amestecării având aspectul prezentat în figura 8.

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Bălegarul animalier compostat este apoi transportat cu echipamente speciale (tabelul 9) la marginea terenului agricolunde va fi aplicat pe sol (figura 10).

Figura 9

Figura 10

Studiu caz

Pentru o mai bună înţelegere a importanţei tratării bălegarului animalier prin compostare în vederea utilizării ca îngrăşământ organic pe terenurile agricole este prezentat un studiu caz efectuat în Depresiunea Fagaras la S.C. Gusutri Com S.R.L. din localitatea Dragus.

Societatea a fos înfiinţată in anul 1994, la 28 iulie, inregistrata la Registrul Comertului Brasov. Capitalul social de la infiintare in suma de 100.000 lei vechi a fost majorat la 1.000.000 RON. S-a pornit activitatea agricola, in principal, de care se ocupa si in prezent, luandu-se in arenda terenuri agricole, la inceput 10 ha marindu-se la ora actuala la 343.27 ha. Ca baza materiala s-a plecat de la un tractor U 650 cu cateva utilaje aferente. Din productia obtinuta s-a investit in mod constant cumparandu-se alte tractoare cat si utilaje agricole care asigura lucrarile mecanice ale intregii suprafete, fara a apela la serviciile altor terti, avand disponibilpentru efectuarea de prestari servicii. La momentul actual exista in dotare 6 tractoare U650, 2 tractoare U445, 1 TIH 445, 3 combine C 14 de recoltat cereale, 1 tractor John Deer 4240(145 CP), 3 instalatii de irigat, 4 masini de plantat cartofi SAD, 4 pluguri, discuri, grape, remorci, prese de balotat, 2 auto de 5t si 10t , selector pentru cereale, echipamente pentru intretinerea culturilor, un sistem Rekee de separare a pietrelor din sol cu plantarea cartofului in benzi. Pentru intretinerea utilajelor, atat reparare cat si stocare pe perioada de neutilizare avem 3 ateliere mecanice si copertine de adapostire pentru toate utilajele. Atelierele sunt dotate cu aparate de sudura electrice si autogen , masini de gaurit, strung SPA7, freza FUS 23 si altele.

În anul 2007 au fost achiziţionate 35 de juninci gestante si câteva utilaje agricole adica: 2 tractoare New Holland cu incărcătoare frontale, presă de balotat, dispozitiv înfoliat, cositoare, dispozitiv de recoltat siloz, remorcă furajeră, 2 maşini de muls portabile.

În prezent societatea are o suprafaţă de 343 ha teren arabil în arendăa, iar sructura culturilor este următoarea: 100 ha cereale, 120 ha cartofi, 30 ha porumb boabe, 35 porumb siloz, 40 ha graminee cu leguminoase perene şi 13 ha culturi de trifoliene.

Pentru o valorificare a produselor secundare apărute din culturi, pentru a asigura o fertilizare organică corespunzătoare şi a mări eficienţa societăţii, s-a dezvoltat sectorul zootehnic ajungându-se la 140 capete taurine (foto 1).

Foto 1.

Pentru ca gunoiul de grajd să fie mai bine valorificat, cu o mai bună repartizare în timp a lucrărilor şi cu rezultate agronomice corespunzătoare se procesează operaţiunea de compostarea acestuia. Pe baza datelor obţinute s-a constatat, că în toate cazurile calitatea gunoiului fermentat respectiv a compostului este determinată de cantitatea de paie folosită pentru aşternut, de modul de constituire al platformei şi în mod deosebit de tipul de adăpost pentru intreţinerea animalelor. Animalele ţinute în stabulaţie liberă realizează o bună omogenizare a dejecţiilor cu paiele folosite ca aşternut. (Foto 2)

Foto 2.

Paiele au un rol fizic important în structurarea platformei cu gunoi, evitând surparea şi menţinând o buna aeraţie în interiorul acesteia. Pe baza studiilor efectuate, s-a stabilit că pentru o unitate vită mare (UVM) este necesar să se folosească 7-10 kg paie/zi asigurându-se astfel şi carbonul necesar alimentării şi dezvoltării microorganizmelor. În vederea asigurării unei bune evoluţii a fermentării gunoiului de grajd se au în vedere unii indicatori ca:

- temperatura;- culoarea;- mirosul;- consistenta;- structura, etc;

În procesul de manipulare al gunoiului de grajd se asigură o intoarcere periodică a materialului supus compostării respectiv omogenizarea grămezii şi a proceselor de fermentaţie. Acest sistem asigură totodată şi accelerarea compostării având în vedere că în platforma de gunoi există o anumită heterogenitate a fermentaţiei datorită temperaturii neuniforme (fig.1).

Fig.1

Purinul este adunat în fosă şi se aplică în câmp prin vidanjare. Scoaterea gunoiului din grajd se face cu un tractor cu lamă racloare. (Foto 3)

Foto 3.

Se păstrează o perioadă de trei săptămâni în afara grajdului (Foto 4) după care se încarcă cu un tractor TIH 445 şi se transportă pe platforma de gunoi (Foto 5) situată la o distanţă de 40-60 m de grajd. Gunoiul se lasă la fermentat o perioadă de 6 – 8 luni şi se aplică în câmp primăvara (Foto 6) evitându-se perioadele cu ploi frecvente sau cu zăpadă abundentă.

Foto 4.

Foto 5.Mărimea platformei betonate pentru depozitarea gunoiului de grajd care trebuie stocat şi supus fermentării este de 40m x 15m x 2.5 = 1500 m3, ceea ce depăşeşte cu mult volumul de gunoi colectat de la efectivul de 80 capete vaci cu lapte şi 60 capete tineret, exprimat, în UVM rezultând un total actual de 122, iar in perspectivă 160. În medie se consideră că o UVM elimină 30-50 kg dejecţii/zi de stabulaţie (aprox. 7% din greutatea vie). Rezultă că la o UVM se obţin 35 kg/zi, iar pe lună 1 tonă. În condiţiile unei raţii de furajare dominată de fan, aproximativ 30% din cantitatea de dejecţi este reprezentată de urină. Din datele prezentate rezultă că există o capacitate de depozitare de peste 12 luni, perioadă suficientă pentru o bună

fermentare a gunoiului de grajd şi pentru a se incadra în epoca optimă de aplicare pentru toate culturile agricole. Amplasarea platformei la o distanţă de numai 50 de metri faţă de grajdurile în care se află animalele asigură o reducere a timpului şi a efortului de evacuare a gunoiului din grajduri. După compostare (fermentare) are loc o reducere substanţială de până la 50% faţă de cantitatea de gunoi proaspăt introdusă în platformă, asigurând economie de timp pentru încărcare şi un volum redus pentru transport şi aplicare în câmp. De asemenea compostul datorită granulometriei mai fine poate fi raspândit uniform pe o lăţime mai mare, ceea ce limitează numărul de treceri, implicit tasarea terenului şi reduce timpul necesar aplicării.(Foto 6)

Foto 6.

Compostarea este o metodă utilă pentru a valorifica ingrăşămintele din fermă, permiţând o creştere a suprafeţei de depozitare, o eşalonare a răspţndirilor pe câmp în perioadele în care cerinţele pentru forţa de muncă sunt mai reduse. Compostarea necesită ca sistem de construcţie o platformă de stabulaţie liberă cu asigurarea unui aşternut de paie. Se estimează că o vacă de 6000 kg lapte crescută in boxă fără paie produce într-o perioadă de stabulaţie de 6 luni 70-80 kg humus stabil, în timp ce în stabulaţie cu aşternut de paie 8 kg/zi, va produce 6 t gunoi de grajd care va produce 600 kg humus stabil.

Stabulaţia cu aşternut de paie prezintş avantaje pentru confortul animalelor, iar pentru a menţine o calitate corespunzătoare a laptelui sub aspect bacteriologic şi pentru a evita mamitele este necesară o ventilare corespunzătoare a spaţiului cu asigurarea a 6 m faţă de suprafaţa acoperită cu paie/vacă. La stabilirea mărimii capacităţii de stocare a gunoiului şi a dozelor folosite /ha trebuie avute în vedere o serie de aspecte:

- solul, sistemul furajer, tipul construcţiei, dotarea cu echipamente şi utilaje, asolamentul practicat, distanţele şi căile de acces, posibilitatea apariţiei unor riscuri de poluare în cadrul anumitor parcele, (panta, distanţa faţă de apele de suprafaţă, adâncimea apei freatice etc.) precum şi a eventualelor riscuri sanitare.

Terenul pe care îl are în administrare societatea se află pe suprafaţă plană, panta maximă fiind mai mică de 10 % şi aceasta pe porţiuni foarte mici. Gunoiul de grajd este distribuit în

principal pe ternurile cultivate cu cartofi şi pe pajişti, cantitatea folosită fiind în medie de maxim 25 t/ha, ceea ce reprezintă un aport de aproximativ :

25 t x 5.5% N=137 kg /ha ; 25t x 3.5%P2O5 = 87 kg/ha; ; 25t x 8% K2O = 200 kg/ha

Aceste cantităţi se situează sub limita de 170 kg N/ha/an (azot de origine animală) prevazută în Directiva Nitraţi a Comunităţii Europene şi a altor norme C.E. De asemenea, perioada de revenire cu fertilizarea organică pe aceeaşi suprafaţă este de 4 ani la cartof şi 8-10 ani la pajiştile semănate, depăşind durata efectului remanent de 2-3 ani. Ţinând seama de avantajele ferilizării organice, mai ales pe solurile podzolice argilo-iluviale pe care S.C. Gusutri Com S.R.L. Drăguş le are in folosinţă, sectorul zootehnic a fost dezvoltat, efectivul de taurine crescând în ultimul an prin importul a 35 capete juninci gestante din rasa Bălţată Austriacă. În prezent efectivul de animale este alcătuit din 80 de capete vaci şi 60 tineret, în viitorul apropriat urmând să se ajungă la 100 capete vaci cu lapte şi 80 capete tineret taurin. Concomitent au fost luate măsuri de asigurare a mulsului mecanic fiind dată in folosinţă instalaţia de tip Brăduţ cu opt locuri, prevăzută cu sistem de măsurare a laptelui, spălare automată şi tanc de răcire cu capacitate de 1000 l.

Foto 7 Foto 8

Foto 9.

De asemenea a crescut ponderea suprafeţelor destinate bazei furajere în special a pajiştilor semănate cu amestecuri de graminee cu leguminoase perene (40ha) şi a culturilor de trifoliene 13ha).

Foto 10.

Sistema de recoltare a furajelor a fost imbunataţită, recoltarea şi conservarea furajelor realizându-se în principal sub formă de semifan în baloţi înfoliaţi în plastic (Foto11), siloz şi fan. (Foto 12, Foto 13)

Foto 11.

Foto 12.

Foto 13.

Aceste măsuri au avut ca rezultat creşterea producţiei medii de lapte pe primele opt luni a acestui an la 13.5 l/cap/zi faţă de 8.2 l/cap/zi media pe anul anterior.

Reciclarea dejecţiilor animaliere în cadrul fermei prin transformarea şi valorificarea ca ingrăşăminte organice reprezintă soluţa cea mai economică şi cea mai ecologică atât pentru crescătorul de animale cât şi pentru societate. Principalele argumente constau în creşterea fertilităţii solului pe termen mediu, economie de ingrăşăminte chimice, comfort şi sănătatea animalelor, şi nu în ultimul rând protecţia mediului înconjurător etc. Toate acestea demonstrează necesitatea generalizării în practică a sistemelor de fertilizare organică.

Aplicarea gunoiului de grajd şi managementul nutrienţilor

Aplicarea gunoiului de grajd şi implicit managementul nutrienţilor are în vedere câteva aspecte:

aplicarea pe terenuri agricole în condiţiile protecţiei mediului înconjurător;

stabilirea şi respectarea zonelor tampon;

momentul optim de aplicare;

stabilirea dozelor de administrare luând în considerare realizarea echilibrului nutriţional.

Toate aceste aspecte sunt într-o strânsă relaţie de interdependenţă, ele trebuie tratate într-o formă unitară, astfel că vor fi amplu discutate şi detaliate în fazele următoare ale proiectului, în această etapă fiind prezentate câteva reguli generale privind administrarea gnuoiului de grajd pe terenurile agricole.

Aplicarea gunoiului de grajd pe terenurile agricole din câmp

Aplicarea gunoiului de grajd pe terenurile agricole din câmp trebuie efectuată în condiţiile evitării poluării potenţiale a corpurilor de apă din imediata vecinătate. Prin urmare sunt stabilite câteva reguli care trebuie respectate în acest sens:

evitarea aplicării pe teren a dejecţiilor animaliere atunci când acesta este saturat cu apă, îngheţat sau acoperit cu zăpadă;

evitarea aplicării a dejecţiilor animaliere pe terenuri situate la mai puţin de 50 m de corpurile de apă de suprafaţă;

împrăştierea dejecţiilor animaliere înainte de atingerea fazei de maturitate a plantei cultivate pe respectivul teren agricol;

O problemă importantă este cea de a echilibra doza de aplicare a gunoiului de grajd cu cerinţa solului, adică să se respecte capacitatea solului şi plantei cultivate de înmagazinare a nutrienţilor. Doza de aplicare trebuie stabilită în funcţie de concentraţia nutrienţilor din gunoiul de grajd şi mărimea suprafeţei pe care acesta se administrează. De asemenea este recunoscut faptul că necesarul de fosfor pentru recolte este de 3-4 ori mai mic decât cel pentru azot, deşi nivelul lor în bălegarul animalier de porcine şi păsări este echivalent, motiv pentru care la stabilirea dozelor de administrare se va avea în vedere evitarea saturării solului în fosfor.

Ratele de înmagazinare a nutrienţilor proveniţi din bălegarul animalier, în sol şi vegetaţie sunt diferite, fiind influenţate de tipul de sol, condiţiile climatice, momentul aplicării şi planta cultivată. Prin urmare pentru administrarea bălegarului animalier se au în vedere: folosinţa terenului, tipul de sol, clima.

Terenurile supuse riscului scurgerilor de suprafaţă, cum ar fi cele situate pe pante abrupte nu vor fi utilizate pentru administrarea bălegarului animalier.

Aplicarea gunoiului de grajd în grădini

Restricţii legale cu privire la ratele de aplicare a gunoiului de grajd

Fermierii care deţin animale sau lucrează pământul în cadrul zonelor vulnerabile la nitraţi trebuie să se asigure că gunoiul de grajd nu este aplicat în orice parte a terenului în rate mai mari de 170 kg N/ha (210 kn în primii patru ani).

În general, fermierii vor aplica mai întâi gunoiul de grajd pe terenurile din apropierea locului de producţie, adică lângă locuinţă sau în imediata vecinătate a satului. Adesea gunoiul de grajd va fi utilizat în principal sau aproape exclusiv pentru fertilizarea grădinilor de legume din apropiere.

Pentru calcularea situaţiei pentru fiecare gospodărie, comunele au la dispoziţie registrul nutrienţilor în format electronic (vezi anexa), ce permite autorităţilor şi fermierilor să evalueze situaţia individuală şi să utilizeze corect gunoiul de grajd de care dispun.

Datele de introdus se referă la numărul de animale (pe specii) şi suprafaţa de teren agricol şi grădini. Un calcul simplu permite determinarea cantităţii maxime de gunoi de grajd (exprimată în kg N/ha) ce poate fi aplicată în mod legal de către fermier pe terenul său. În ceea ce priveşte cantităţile maxim admise la nivel de comună, fermierii sunt sfătuiţi să monitorizeze cu atenţie aportul de nutrienţi din bălegarul animalier care urmează să fie administrat pe terenurile aflate în proprietate, dacă trebuie respectate limitele prescrise de 100-170 kg N/ha. Aceştia sunt obligaţi să ia măsuri când această valoare depăşeste valoarea de 170 kg N/ha, de exemplu prin aplicarea gunoiului de grajd în zone mai îndepărtate, cedarea unor cantităţi de gunoi de grajd altor fermieri, transportul unei cantităţi de bălegar la platforma realizată la nivel comunal sau prin reducerea cantităţii de gunoi de grajd produs.

Consultanţa cu privire la fertilizare

În multe cazuri, cantitatea de gunoi de grajd disponibilă este mai mare decât rata maximă de aplicare admisă prin legislaţia în vigoare.

Pentru o eficienţă maximă, fermierul trebuie să urmărească planurile de fertilizare calculate de ICPA în funcţie de regiune, tipul de sol şi rotaţia culturilor, disponibile la autorităţile locale. Dacă resursele financiare ale fermierului sunt suficiente, se recomandă utilizarea îngrăşămintelor minerale pentru completarea necesarului de nutrienţi.

În mod ideal, gunoiul de grajd şi îngrăşămintele minerale trebuie aplicate după efectuarea analizelor de sol, dar în cele mai multe cazuri acest lucru nu este posibil datorită costului ridicat al acestora.

Echipamente pentru aplicarea gunoiului de grajd

Selectarea metodei adecvate de aplicare a bălegarului animalier pe terenurile agricole

Pentru selectarea metodei adecvate de aplicare a bălegarului animalier pe terenurile agricole trebuie avute în vedere în principal problemele legate de posibila contaminare a corpurilor de apă şi apariţie a mirosurilor neplăcute. În cele ce urmează vor fi prezentate:

(1) caracteristici ale diferitelor sisteme utilizate pentru aplicarea bălegarului animalier, care influenţează în sens pozitiv utilizarea eficientă a nutrienţilor din acest tip de material organic rezidual, mărindu-i astfel valoarea agronomică;

(2) metode de calibrare a dozelor de aplicare a bălegarului animalier pentru a evita contaminarea solului şi a corpurilor de apă şi de suprafaţă.

Consideraţii privind protecţia mediului înconjurător

Bălegarul animalier, îngrăşământ organic valoros. Principiul fundamental care stă la baza celor mai bune practici de management al bălegarului animalier îl constituie utilizarea eficientă a nutrienţilor de către planta cultivată, în urma aplicării unor astfel de materiale organice reziduale pe terenurile agricole. Echipamentele de împrăştiere trebuie să încorporeze gunoiul de grajd de consistenţă solidă sau lichidă în mod uniform, doza aplicată să asigure necesarul de nutrienţi pentru planta de cultură în condiţiile protecţiei celor mai importante resurse de mediu (sol, apă, atmosferă) şi să ofere o modalitate simplă şi eficientă de calibrare. Utilizarea unui echipament adecvat de împrăştiere a bălegarului animalier şi a unui operator calificat vor conduce la rezultate pozitive în ceea ce priveşte valorificarea eficientă din punct de vedere agronomic a gunoiului de grajd pe terenurile agriole.

Conservarea azotului. Disponibilitatea azotului şi fosforului în bălegarul animalier, de obicei, nu este în concordanţă cu nevoile plantei cultivate. De regulă, conţinutul ridicat de fosfor în sol este un efect al aplicării îndelungate a bălegarului animalier pe terenul agricol. Fracţiunea amoniacală, care, în general, reprezintă aproximativ jumătate din azotul potenţial accesibil este pierdută prin volatilizare atât în timpul stocării bălegarului animalier în spaţii deschise cât şi în timpul împrăştierii la suprafaţa terenului agricol. Un management corespunzător al gunoiului de grajd va avea ca efect conservarea celor mai importanţi nutrienţi şi asigurarea unor cantităţi de azot, fosfor etc. în acord cu cerinţa plantei de cultură, îmbunătăţind astfel valoarea agronomică a unor astfel de materiale organice reziduale.

Inconvenientul mirosurilor neplăcute. Posibila apariţie a mirosurilor neplăcute în urma aplicării bălegarului animalier pe terenurile agricole determină factorii decizionali la nivel local în stabilirea unor restricţii în ceea ce priveşte managementul gunoiului de grajd. Un management optim al nutrienţilor din gunoiul de grajd trebuie să aibă în vedere acest inconvenient, prin luarea unor măsuri cum ar fi: amenajarea unor sisteme de stocare care să evite apariţia mirosurilor neplăcute, aplicarea bălegarului animalier la intervale mai scurte de timp stabilite în acord cu condiţiile specifice locale.

Compactarea solului. În general, echipamentele de împrăştiere a bălegarului animalier au greutate mare, mai mult de 12 tone. Bălegarul animalier este împrăştiat pe terenurile agricole în perioade în care conţinutul de apă al solului este ridicat, de regulă, toamna târziu sau imediat după ieşirea din iarnă. Traficul echipamentelor grele de împrăştiere a gunoiului de grajd pe terenul agricol poatea avea ca efect înrăutăţirea stării fizice a solului prin apariţia compactării.

Momentele aplicării bălegarului animalier. Abilitatea fermierului de a transporta cantităţi imense de gunoi de grajd de la locul stocării la cel al împrăştierii pe terenul agricol reprezintă o problemă importantă. Stabilirea unui program optim de împrăştiere a bălegarului animalier include intervale de timp scurte între două momente de aplicare, distanţe mici de la platforma de stocare la locul în care gunoiul de grajd este distribuit, toate acestea însă vor ţine seama de condiţiile specifice locale la nivelul fermei agrozootehnice.

Sisteme de aplicare a bălegarului animalier de consistenţă solidă

La nivel mondial sistemele de aplicare a gunoiului de grajd pe terenurile agricole sunt diverse. În Statele Unite ale Americii, de exemplu, sunt utilizate sisteme performante pentru împrăştierea îngrăşămintelor organic de consistenţă solidă. Bălegarul animalier care are în componenţă mai mult de 20 % material solid este distribuit utilizând echipamente de tip compartiment, cu descărcare pe o parte sau cu mişcare rotativă.

Echipamentele de tip compartiment au dimensiuni ale compartimentului în care este stocat bălegarul animalier de 3 până la 20 tone. Bălegarul este eliminat pe teren pe la spatele bazinului sau compartimentului de stocare care este poziţionat pe o platformă metalică tractată de un tractor. Mecanismul din interiorul compartimentului de stocare care aruncă bălegarul pe terenul agricol constă într-un sistem de palete rotative, care amestecă materialul organic rezidual printr-o mişcare de rotaţie, eliminându-l prin deschiderea de la spatele compartimentului.

Echipamentele cu descărcare pe o parte au compartimentul de stocare al gunoiului deschis la partea superioară şi utilizează un sistem burghiu sau sfredel, prin care bălegarul umed este antrenat către deschiderea compartimentului. Bălegarul este apoi descărcat cu ajutorul unui sistem de palete rotative. Acest tip de echipament nu este recomandat pentru împrăştierea materialului organic rezidual provenit de la aşternuturile păsărilor.

Echipamentele cu mişcare rotativă sunt similare celor cu descărcare pe o parte şi sunt utilizate în special pentru împrăştierea îngrăşămintelor organice care sunt valorificate comercial.

În ţările europene de regulă, se practică aplicarea gunoiului de grajd de consistenţă solidă destul de restrâns, iar bălegarul animalier de consistenţă semilichidă este încorporat prin injecţie în sol.

În România sistemele de aplicare a gunoiului de grajd pe terenurile agriole nu sunt atât de performante şi diverse. Cel mai utilizat sistem este MIG – maşină agricolă de împrăştiat gunoiul de grajd, în tabelul urmator fiind prezentate cateva caracteristici tehnice ale maşinilor de împrăştiat gunoi de grajd produse în ţara noastră.

Tabelul 1: Caracteristici tehnice ale maşinilor de împrăştiat gunoi de grajd (MIG)Specificaţie Valoarea pentru maşină

MIG 3 MIG 5 MIG 6 MIG 10Putere tractor de acţionare, în

KW33-47 48 45-59 59-74

Capacitatea de încărcare a benei cu gunoi, în tone

3 5 6 10

Lăţimea de lucru, în m 3 3,25 4-5 5Capacitatea de lucru, în ha/zi 1-1.5 1.5-3 4.5 5.5-6

Maşina de împrăştiat gunoi de grajd MIG-3 poate lucra pe pajiştile situate pe pante de până la 0,20 rad (12o). Are o construcţie uşoară şi este formată dintr-un şasiu metalic, prevăzut cu triunghi de tracţiune cu racleţi, un dispozitiv de mărunţire şi împrăştiere a gunoiului şi un mecanism de transmisie. Dispozitivul de mărunţire şi împrăştiere a gunoiului este prevăzut cu trei tobe dispuse orizontal. Mecanismul de transmisie este format dintr-un ax cardanic, roţi dinţate de lanţ cu role şi un mecansim cu excentric şi clichet pentru acţionarea transportului cu racleţi.

Maşina lucrează în agregat cu tractoarele de 33.0- 47,8 KW (45-65 CP). Are o masă de 1100 kg şi un volum al benei de 1,9 m3. Lăţimea de lucru este de 3 m, normele pe care le poate asigura sunt de 7,5 – 60 t/ha, capacitatea de lucru a maşinii fiind de1-1.5 ha/zi.

Maşina de împrăştiat gunoi de grajd MIG-5 este de tip tractat şi este utilizată pentru transportul şi împrăştierea gunoiului de grajd pe terenurile plane sau cu pante de pana la 0.12 rad (70). Este o maşină de capacitate mai mare comparativ cu MIG-3 şi lucrează în agregat cu tractorul U650.

Foto 1: Maşina de împrăştiat gunoi de grajd (MIG)

Acest tip de maşină este formată dintr-un şasiu metalic sprijinit pe 4 roţi cu pneuri pe care este montată bena prevăzută la partea inferioară cu transportor cu racleţi, iar la partea din spate cu un dispozitiv de mărunţire şi împrăştiere a gunoiului de grajd şi mecanismul de transmisie. Bena cu volum de 4 m3 are posibilitatea de supraînălţare. Dispozitivul de mărunţire şi împrăştiere a gunoiului de grajd este format dintr-un ax tubular, prevăzut la capete cu semiaxe, pe care sunt sudate zece palete dispuse elicoidal. Transportorul cu racleţi este alcătuit din două lanţuri cu role şi racleţi din oţel cornier. Mecanismul de transmisie este compus dintr-un ax cardanic, un ax canelat şi un ax longitudinal, care printr-un grup conic transmit mişcarea la dispozitivul de împrăştiere a gunoiului, iar printr-un schimbător de viteze cu roţi de lanţ şi un reductor cu şurub şi roată melcată, la axul cu roti dintate pentru antrenarea transportorului cu racleti. Schimbatorul de viteze este format din patru roti dintate de lant cu role si o cupla glisanta cu maneta, pentru cuplarea pe rand reductorului cu roata melcata, obtinandu-se doua trepte de viteze la transportul cu racleti.

Maşina realizează o lăţime de împrăştiere de 3,25 m şi norme cuprinse între 10 – 100 t/ha. Capacitatea de lucru este cuprinsă intre 1,5 si 3 ha/zi.

Pentru încărcarea îngrăşămintelor din platforma de gunoi se utilizează încărcătorul pivotant IPG-0.5A. Încărcătorul este format din cadrul de fixare la tractor, coloana verticală, săgeata, braţul, suportul cilindrilor organului activ şi suportul organului activ. Cadrul se montează pe carcasa axei din spate a tractorului şi pe sasiu fiind prevăzut cu o platformă pe care se fixează suportul coloanei şi cârligul de remorcare. Suportul coloanei constă dintr-un tub vertical cu nervuri şi două picioare de sprijin pentru poziţia de lucru. Coloana are la partea superioară un suport pentru articulaţia săgeţii, iar mai jos un suport pentru articulaţia tijei cilindrului principal. Coloana se poate roti continuu în ambele sensuri, mişcarea fiind comandată hidraulic prin intermediul unui mecanism. Săgeata, braţul şi suportul cilindrilor organului activ sunt formate din ţevi prevazute cu suporturi de fixare a cilindrilor hidraulici respectivi şi

cu lagăre de articulaţie la capete. Organul activ folosit la încărcarea gunoiului de grajd este format dintr-o cupă cu grătar.

Raza de acţiune a încărcătorului este de 4850 mm, iar sarcina de ridicare 650kg. IPG-5 lucrează în agregat cu U650 si U651. Pentru exploatarea raţională a încărcătorului sunt necesare luarea urmatoarelor măsuri:

- platformele de gunoi trebuie să fie amplasate în locuri mai ridicate care să permită accesul agregatelor, tractor-încărcător sau tractor-remorcă în orice perioadă a anului;

- amplasarea corespunzătoare a agregatului tractor-încărcător faţă de platformele din care se încarcă şi poziţia mijloacelor de transport, astfel încât să se reducă la minimum cursele în gol ale utilajelor;

- utilizarea unui număr corespunzător de mijloace de transport.

Factorii care influenţează dozele de gunoi aplicate sunt:

- adaptarea puterii de tracţiune la greutatea de gunoi în mod real transportat;

- distanţa dintre locul de stocare şi parcela pe care se aplică. Mărirea distanţei creează greutăţi în aplicarea unor cantităţi mai mari;

- tipul de incărcător, capacitatea de încărcare etc.;

- lăţimea şi lungimea răspândită de echipament: cu cele două dimensiuni se măresc, cu atât suprafaţa de teren pe care se aplică este mai mare şi doza aplicată scade;

- o umiditate ridicată a gunoiului de grajd are o greutate mai mare, astfel că doza aplicată este mai ridicată;

Principalele cerinţe agrotehnice în ceea ce priveşte împrăştierea gunoiului de grajd sunt:

- uniformitatea de imprăştiere a gunoiului pe lăţimea de lucru ≥ 75%;

- uniformitatea de împrăştiere pe direcţia deal-vale ≥ 75%;

- coeficientul de stabilitate a debitului aparatului de împrăştiere ≥ 85%;

- gradul de mărunţire a gunoiului distribuit ≥ 90% (sub 5 cm diametru)

Calitatea administrării gunoiului de grajd este asigurată prin reglarea sau calibrarea corespunzătoare a maşinii de împrăştiat, de menţinerea constantă a vitezei de înaintare, jalonarea corectă a suprafeţelor de teren ce trebuie fertilizate, umiditatea moderată a gunoiului, uniformitatea granulometrică a materialului fertilizant (4-5 cm), omogenizarea în timpul încărcării şi aplicării pe teren etc.

Calitatea răspândirii gunoiului de grajd este determinată de:

- precizia dozei aplicate practic pe teren faţă de cea fixată iniţial;

- uniformitatea repartizării gunoiului pe sol, uniformitatea transversală determinată de lăţimea de răspândire şi modul de acoperire a suprafeţei la o rotaţie completă a agregatului (dus-întors) şi uniformitatea longitudinală asigurată de alimentarea constantă cu gunoi în timpul deplasării pe suprafeţele care se fertilizează.

Dejecţiile animaliere considerate în general ca deşeuri ale sectorului zootehnic constituie resurse deosebit de importante pentru fertilizarea terenurilor agricole.

Generalizarea folosirii acestora în mod eficient la nivelul gospodăriilor individuale, fermelor, complexelor etc., impune eforturi ridicate pentru a cunoaşte toate elemenetele tehnice, economice, sociale etc., implicate şi împlicate în evoluţia practicilor agricole.

Indiferent de echipamentul de împrăştiere a bălegarului animalier utilizat, dozele de aplicare ale acestuia sunt reglate sau stabilite prin mărirea, respectiv micşorarea vitezei de transport a echipamentului şi prin închiderea mai mult sau mai puţin a spaţiului prin care gunoiul de grajd este aruncat pe teren.

Problemele care apar prin utilizarea acestor echipmente de împrăştiere a bălegarului animalier de consistenţă solidă rezidă din faptul că nu au capabilitatea sau prezintă o abilitate limitată în ceea ce priveşte calibrarea dozelor de aplicare sau menţinerea uniformităţii distribuirii. De aceea au fost stabilite câteva consideraţii privind echipamentele de aplicare a bălegarului animalier de consistenţă solidă:

Operatorul are obligaţia de a controla în permanenţă doza de aplicare pe terenul agricol, aceasta trebuie menţinută la acelaşi nivel la fiecare moment stabilit pentru distribuirea bălegarului animalier;

În general nu este respectată de către operator uniformitatea aplicării îngrăşământului organic, apărând variaţii pe direcţiile perpendiculară, respectiv paralelă cu cea de transport. Uniformitatea poate fi verificată prin întinderea unor bucăţi de plastic egal dimensionate şi cântărirea bălegarului animalier care ste distribuit pe fiecare dintre acestea (figura 2).

Viteza de transport şi capacitatea remorcii sau a compartimentului de stocare a bălegarului animalier influenţează cantitatea distribuită pe terenul agricol. Se recomandă ca alegerea metodei de împrăştiere a gunoiului de grajd să aibă în vedere ca perioada de timp necesară pentru transportul materialului organic rezidual de la platforma de stocare la câmpul de distribuire să fie cât mai scurt. Pentru ca nutrienţii prezenţi în gunoiul de grajd să nu se piardă sub diferite forme în timpul transportului se recomandă ca operatorul să execute această operaţie într-un timp relativ scurt.

Cantităţi importante de amoniac se pierd prin volatilizare dacă bălegarul animalier nu este încorporat imediat în sol. Cea mai mare parte din azotul amoniacal, care reprezintă 20 – 65 % din azotul accesibil total din bălegarul animalier poate fi pierdut dacă nu este încorporat în sol în intervalul a câteva zile. Încorporarea bălegaruui animalier în aceeaşi zi în care a fost împrăştiat determină pierderi mai mici de azot amoniacal, dar pot apare efecte negative prin intensificarea eroziunii solului.

Figura 2 – Poziţionarea bucăţilor de plastic egal dimensionate poate indica uniformitatea aplicării bălegarului animalier

Sisteme de aplicare a bălegarului animalier de consistenţă semilichidă

Bucăţi de plastic

Platformele cisternă în mod tradiţional erau utilizate pentru împrăştierea bălegarului de consistenţă semilichidă pe terenurile agricole. Aceste echipamente asigurau împrăştierea bălegarului la costuri capitale reltiv mici, dar afectau în sens negativ starea solului prin apariţia diferitelor forme de degradare cum ar fi, compactarea, pierderi importante ale azotului amoniacal, mirosuri neplăcute. În ultima perioadă, la nivel mondial au fost introduse metode mai moderne şi performante din punct de vedere al eficienţei şi costurilor materiale, care oferă posibilitatea încorporării materialului organic rezidual fără riscul contaminării principalelor resurse de mediu.

Capacităţi de stocare „retrase”. Astfel de capacităţi reprezintă parte unică dintr-un sistem de împrăştiere a bălegarului animalier. Localizarea capacităţii de stocare a bălegarului în imediata vecinătate a câmpului pe care va fi distribuit, din punct de vedere practic şi economic, prezintă mai multe avantaje comparativ cu amenajarea unei stocări în bazine poziţionate lângă grajdul de animale. Bălegarul animalier de consistenţă semilichidă este transportat prin pompare în rezervorul sau bazinul aflat lângă câmp, reducând astfel necesarul de forţă de muncă pentru efectuarea operaţiei de transport.

Sistem cu furtun flexibil. Un astfel de sistem conectat la un echipament de injectare în câmp transportă rapid şi eficient bălegarul animalier de consistenţă semilichidă. Sistemul are în componenţă o pompă de presiune medie şi volum ridicat poziţionată lângă rezervorul în care este stocat materialul organic rezidual. Bălegarul este pompat în centrul câmpului printr-o conductă de 15-20 cm lăţime. În acest punct este realizată o conexiune la un furtun de irigare de lungime 200 m şi diametru 10 cm. Materialul organic rezidual este transportat prin pompare la un tractor prevăzut cu echipament de injectare a bălegarului în sol amplsat în faţa plugului.

Sistemele cu furtun flexibil este foarte performant, bălegarul animalier este distribuit în doze de până la aproximativ 4000 l/minut, astfel că un bazin care stochează 1 milion de litri poate fi golit în aproximativ 4 ore.

Cu toate acestea un astfel de sistem se recomandă a fi utilizat în ferme agrozootehnice de capacitate mare datorită costurilor ridicate ale echipamentelor componente.

Pomparea bălegarului animalier de consistenţă semilichidă de la bazinul de stocare la câmpul agricol pe care acesta va fi distribuit a devenit o practică larg utilizată la nivel mondial. Bălegarul animalier care are în componenţă cel mult 8 % material solid este pompat la rezervorul de stocare din vecinătatea câmpului sau direct la echipamentul care realizează încorporarea în sol. Există însă, riscul de fricţiune şi colmatare a conductei.

Pentru pomparea bălegarului animalier care are în componenţă mai mult de 8 % material solid necesită echipamente grele pentru împrăştierea pe terenul agricol. Sunt utilizate pompe industriale pentru a acoperi pierderile prin fricţiunea conductei şi eventualele scurgeri. De asemenea pentru pomparea materialului oranic rezidual sunt utilizate conducte PVC îngropate. Eventualele piederi prin scurgere a bălegarului care conţine mai mult de 8 % material solid sunt periculoase astfel că este ncesară verificarea periodică a conexiunilor între conducte şi componentele întregului sistem.

Împrăştierea bălegarului animalier la suprafaţă. Platformele cisternă sunt echipate cu sisteme de împrăştiere a bălegarului animalier, prin stropire la suprafaţa solului. Prezintă o multitudine de dezavantaje cum ar fi pierderile amoniacale prin volatilizare, apariţia mirosurilor neplăcute, împrăştierea neuniformă:

Pierderi amoniacale. Împrăştierea la suprafaţă a bălegarului animalier are ca rezultat pierderi de 10 până la 25 % din azotul accesibil ca urmare a volatilizării prin amonificare (tabelul 2).

Mirosurile neplăcute. Prin stropire aerosolii produşi transportă mirosuri neplăcute la distanţe considerabile (tabelul 3).

Uniformitatea. Orificiile de stropire nu asigură distribuţia uniformă a nutrienţilor din materialul organic rezidual. Vântul are o influenţă importantă asupra neuniformităţii împrăştierii bălegarului animalier de consistenţă semilichidă.

Tabelul 2: Pierderi ale ayotului în timpul aplicării pe terenurile agricole (% din azotul total pierdut în intervalul a 4 zile de la aplicare)Metoda de aplicare Tipul de bălegar animalier Azot pierdut (%)Împrăştiere la suprafaţă prin stropire

Solid 15 – 30Lichid 10 - 25

Împrăştiere la suprafaţă prin stropire cu încorporare imediată

Solid 1 -5Lichid 1 - 5

Irigare prin aspersiune Lichid 0 -1

Tabelul 3: Rate ale emisiei de mirosuri neplăcute în timpul împrăştierii nămolului de porcineMetoda de aplicare Emisia totală de mirosuri neplăcuteIrigare 1,563Platforme cisternă cu sisteme de stropire la suprafaţă 0,331Injectare la adâncime 172Încorporare superficială (la mică adâncime) 126Unităţi pe litru de nămol de porcine aplicat, măsurate cu un olfactometru

Încorporarea directă a bălegarului animalier de consistenţă semilichidă. Metoda încorporării directe a bălegarului nimalier de consistenţă semilichidă este larg răspândită în ultima perioadă la nivel mondial. Cuţitele prin care se „injectează” bălegarul sunt poziţionate la distanţe de 50 – 65 cm unul faţă de celălalt; acestea taie suprafaţa solului formând şanţuri de 15 – 20 cm adâncime în care este distribuit bălegarul animalier. Problemele care apar prin utilizarea acestei metode sunt legate de consumurile energetice mari şi amestecul neuniform între sol şi materialul organic rezidual.

Cuţitele injectoare acţionează până la 10-15 cm sub suprafaţa solului şi au avantajul că bălegarul animalier poate fi aşezat în benzi mai largi la adâncimi mai mici. Cuţitele, având o lăţime de lucru de maxim 50 cm, prin care se injectează bălegarul în sol realizează un amestec sol-bălegar mai omogen. Prin distribuirea bălegarului la niveluri superficiale în profilul de sol se evită potenţialele scurgeri, în condiţiile unor consumuri energetice mai mici.

Sunt şi alte echipamente utilizate pentru încorporarea superficială a bălegarului animalier de consistenţă semilichidă, de tipul cultivatorului. Aceste sisteme sunt utilizate de regulă atunci când aplicarea bălegarului animalier se realizează înaintea semănatului. Bălegarul este adus în dreptul organului activ de lucrare a solului şi este imediat amestecat cu solul. Astfel de sisteme prezintă mai multe avantaje: perioada de timp pentru executarea operaţiei de împrăştiere este relativ scurtă, consumurile energetice reduse, amestecul sol-bălegar este uniform sau omogen.

Sisteme de irigare. Un sistem de irigaţie amenajat corespunzător aplică în mod uniform apa uzată (bălegar animalier de consistenţă semilichidă cu un conţinut de material solid mai mic de 4 %) fără riscul apariţiei scurgerilor directe de la sit-ul respectiv. Cu toate acestea nu se poate spune că o „amenajare bună” garantează aplicarea eficientă a apei uzate pe terenul agricol. Un management neadecvat poate compromite performanţa unui sistem bine proiectat

şi dimensionat. Pentru ca sistemul să se menţină în condiţii optime de funcţionare, operatorii trebuie să cunosacă cu precizie componentele sistemului, condiţiile de funcţionare ale acestuia şi să respecte procedurile şi programele de udare.

Sistemele de udare prin aspersiune sunt variate. Pentru reducerea costurilor de funcţionare a unor astfel de sisteme se recomandă însă, utilizarea unor volume de apă uzată mai reduse, deci dimensionarea sau proiectarea unor bazine de retenţie de capacitate mai mică. Este de asemenea, posibilă utilizarea aceluiaşi sistem de irigaţie atât pentru apa uzată cât şi pentru apa convenţional curată. Alegerea metodei de irigaţie se face în funcţie de dimensiunile paticulelor materialului solid conţinut în apa uzată, de capitalul şi forţa de muncă accesibilă pentru pomparea apei. Studii efectuate la nivel internaţional au stabilit necesarul de forţă de muncă pentru diferite sisteme de irigaţie utilizate (tabelul 4).

Tabelul 4: Caracteristici de operare a unor sisteme de irgaţie prin aspersiuneTip de sistem Necesar de forţă de

muncă (h/ha/udare)Presiunea de

aspersiune1 (psi)Forma câmpului2

StaţionarăCu mutare manuală 0,6 – 1,0 40 – 60 Orice formăSet de udare prin aspersiune fix 0,1 – 0,5 40 - 90 Orice formăCu deplasareDeplasare liniară 0,1 – 0,3 5 – 80 RectangularăPivot central 0,05 – 0,2 5 - 80 Rectangulară, circulară1 Presiunea la aspersor. Presiunea la intrarea în sistem trebuie să fie mai mare pentru a compensa pierderile prin frecare şi diferenţele de cotă în interiorul câmpului.2 Sunt posibile diferite forme ale câmpului; se are în vedere însă că unele forme limitează suprafaţa udată

Sisteme de irigare cu apă uzată

Sistemele de irigare cu apă uzată sunt de mai multe tipuri: sistem de udare prin aspersiune fix; Pivot central cu mutare liniară; Sistem de udare prin aspersiune cu mutare manuală; Irigaţie prin brazde.

Sistem de udare prin aspersiune fix. Sistemele staţionare de aplicare a apei uzate sunt, de regulă, instalate permanent (liniile laterale sunt alcătuite din conducte PVC şi sunt îngropate). Un avantaj important al acestui tip de sistem este că poate fi adaptat la orice formă de câmp. Pentru a asigura o acoperire uniformă a suprafeţei irigate, se recomandă ca distanţa dintre aspersoare să fie 50 – 65 % din raza de udare a unui aspersor. Suprafaţa udată de un aspersor este de regulă, de 24 x 24 m, aspersorul având un singur orificiu de udare. În figura 2 este prezentată schema de udare pentru un sistem de irigare prin aspersiune fix. Pentru aripa principală şi laterale sunt utilizate conducte PVC clasa 160.

Dimensiunea minimă recomandată pentru orificiul de udare al aspersorului este de 0,6 cm, iar presiunea optimă de operare la aspersor de 3,0 – 3,5 at. În timpul funcţionării aspersoarele execută un cerc complet, executat în acelaşi timp, astfel încât este asigurată uniformitatea udării.

Figura 2: Schema unui sistem permanent de irigaţie a apei uzate

Avantaje: Pretabilă la suprafeţe cu forme neregulate; Nu necesită mutarea echipamentului.

Dezavantaje: Costuri ridicate, Necesită protecţia împotriva traficului animalelor, Dimensiunile mici ale orificiilor de udare determină colmatarea şi eventuala blocare; Nu poate fi mutată în alte câmpuri.

Pivot central cu deplasare liniară. Pivotul central poate fi fix sau poate fi remorcat. Are dezavantajul costului ridicat, aspersoare mici şi suprafaţa udată fixă.

Sistemele cu deplasare liniară sunt asemănătoare pivotului central. În funcţie de tipul de aspersor, presiunea de operare variază în intervalul 2,5 – 6,0 at.

Avantaje: Uniformitate de udare ridicată; Necesar de forţă de muncă scăzut; Adaptabil la mărimea suprafeţei de teren udată.

Dezavantaje: Utilizat pentru ape uzate cu conţinut scăzut de material solid; Nu se pretează la câmpurile cu forme neregulate; Costuri ridicate.

Conductă îngropată

Apă

200 m

Sistem de irigare prin aspersiune cu mutare manuală. Este cel mai puţin costisitor sistem de aplicarea a apei uzate pe terenurile agricole. Deplasarea manuală a aripilor de udare necesită o forţă de muncă considerabilă, cu toate acestea însă este preferat în cazul bazinelor de stocare a apei uzate de capacitate mai mică. Au dezavantajul dimensiunilor mici ale orificiilor de udare, existând riscul colmatării şi a blocării acestora.

Dimensiunile orificiilor variază între 1 şi 2,5 cm, iar orificiile de udare acoperă o suprafaţă de 36x36 m – 42x42 m/aspersor, în funcţie de diametrul orificiilor şi presiunea apei în aspersor.

Avantaje: Investiţie redusă; Consum energetic mic; Adaptabil la forma câmpului.

Dezavantaje: Necesar de forţă de muncă ridicat; Aspersoarele mici se pot colmata şi bloca.

Sistem de irigare prin brazde. Această metodă constituie o alternativă pentru fermele agrozootehnice care produc cantităţi mari de bălegar animalier şi au terenul agricol în vecinătatea bazinului de retenţie a apei uzate. Apa uzată este pompată sau este distribuită pe brazde prin curgere gravitaţională. Sistemul se pretează pe terenuri cu pante de 0,2 – 5,0 %. Utilizarea acestui sistem pe pante mai abrupte determină apariţia posibilelor scurgeri.

Avantajele utilizării unui astfel de sistem constau în costuri relativ scăzute, presiuni de operare mici, dezavantajul major fiind că necesită forţă de muncă ridicată.

Echipamente de aplicare pe terenurile agricole a bălegarului animalier

Pentru a dezvolta un sistem de aplicare a bălegarului animalier prietenos este necesar un managment corespunzător printr-o întreţinere adecvată a echipamentului de lucru. Trebuie conştientizat faptul că un sistem de aplicare a bălegarului animalier pe terenurile agricole constuie un echipament de distribuire a nutrienţilor esenţiali creşterii şi dezvoltării plantelor de cultură şi nu un echipament de eliminare a unor reziduuri toxice care pot contamina mediul înconjurător. Fermierul trebuie să aibă în vedere că gunoiul de grajd are o valoare agronomică ridicată şi poate fi utilizat ca îngrăşământ organic pe terenurile agricole. Selectarea echipamentului sau sistemului adecvat şi a sit-urilor pentru împrăştierea gunoiului de grajd trebuie să se realizeze având în vedere posibilul impact negativ asupra corpurilor de apă şi cel mai important asupra sănătăţii publice. Prevenirea efectelor negative asupra mediului înconjurător determinate de aplicarea pe terenurile agricole a bălegarului animalier, se poate realiza dacă se au în vedere:

dozele de aplicare, momentul aplicării, conţinutul de nutrienţi al efluentului, performanţa sistemului.

Calibrarea echipamentelor de împrăştiere a bălegarului de consistenţă solidă şi semilichidă

Efectele adverse de supraîncărcare a apelor de suprafaţă şi freatice cu nutrienţi în exces pot fi evitate prin aplicarea unor cantităţi de material organic rezidual care să menţină fertilitatea ţi productivitatea solului. Stabilirea sau calibrarea vitezei de transport a bălegarului de la sursă la locul împrăştierii, a timpului de împrăştiere precum şi reglarea cantităţii de bălegar animalier administrate de echipamentul de lucru sunt factori importanţi, care ne sunt furnizează cu precizie informaţii despre doza optimă care trebuie aplicată pe suprafaţa

respectivă. Cunoaşterea cantităţii de bălegar animalier care a fost aplicată, precum şi conţinutul de nutrienţi al acestuia permite administarea lui la doze agronomice.

Necesitatea calibrării

Calibrarea sau dozarea echipamentului de împrăştiere a materialului organic rezidual este necesară pentru: verificarea dozelor de aplicare; înlăturarea sau detectarea eventualelor defecţiuni ale echipamentului; evitarea supraîncărcării solului şi corpurilor de apă cu elemente potenţial toxice; evaluarea uniformităţii aplicării; identificarea „punctelor fierbinţi” în care s-a realizat o împrăştiere deficientă; determinarea posibilelor modificări ale consistenţei bălegarului animalier.

Calibrarea echipamentului de împrăştiere permite fermierului să stabilească doza adecvată de bălegar animalier care să satisfacă necesarul de nutrienţi al plantei de cultură. Prin calibrarea echipamentului de lucru fermierul se asigură că doza de material organic rezidual aplicată pe terenul agricol nu depăşeşte limitele de alertă stabilite prin legislaţia în vigoare.

Prin calibrarea regulată a echipamentului de lucru este evitată apariţia eventualelor defecţiuni în timpul funcţionării. Pentru ca echipamentul de lucru să funcţioneze la parametrii normali se recomandă calibrarea acestuia anuală.

Uniformitatea aplicării este extrem de importantă pentru a satisface nevoia de nutrienţi a plantei de cultură în condiţiile protecţiei mediului înconjurător. Echipamentul de lucru, în timpul operării, trebuie să asigure acoperirea, respectiv distribuirea uniformă a bălegarului animalier pe câmpul agricol. Aşa-zisele „puncte fierbinţi” sau suprafeţe supraîncărcate datorate erorilor operatorului şi a echipamentului de lucru necalibrat sau defect au ca efect apariţia posibilelor scurgeri sau băltiri la suprafaţa solului, acumularea în exces a unor elemente potenţial toxice în sol şi apă. Suprafeţele pe care sunt aplicate doze reduse de material organic rezidual, care nu sunt în conformitate cu cerinţa plantei cultivate vor determina formarea unor recolte mai mici decât cele prognozate. Performanţa sau eficienţa sistemului de împrăştiere se reduce în timp, având ca rezultat scăderea uniformităţii de aplicare sau modificări nedorite ale cantităţii de bălegar animalier împrăştiate pe terenul agricol. În aceste condiţii, pentru a monitoriza eficienţa echipamentului de lucru, sistemele de irigaţie care utilizează apă uzată încărcată cu materiale solide trebuie calibrate la intervale scurte de timp.

Necesitatea calibrării echipamentului de lucru rezidă şi din faptul că bălegarul animalier împrăştiat poate avea consistenţă diferită. Pe măsură ce bazinul de stocare este golit consistenţa materialului organic rezidual creşte, fiind necesară recalibrarea echipamentului de împrăştiere. De asemenea, dacă umiditatea materialului rezidual împrăştiat este mai mare decât a celui distribuit anterior, este necesară recalibrarea echipamentului de lucru pentru stabilirea unor doze optime care să nu depăşească limitele de alertă.

Calibrarea echipamentelor de împrăştiere a bălegarului animalier de consistenţă solidă

Pentru calibrarea echipamentului de împrăştiere a bălegarului animalier de consistenţă solidă (conţine mai mult de 20 % material solid) sunt necesare următoarele materiale:

1. găleată;2. folie de plastic. Pentru uşurinţa în calcul se recomandă dimensiuni ale foliei de 2 x 2

m, 3 x 3 m, 4 x 4 m;3. scală gradată.

Cantitatea de bălegar animalier care este împrăştiată se exprimă în unităţi de masă (t/ha). Calculul care se efectuează parcurge următoarele etape:

1. Se cântăreşte o găleată goală, având capacitatea de 20 l.

2. Se întinde folia de plastic pe o suprafaţă plană.

3. Se umple rezevorul echipamentului cu bălegar la nivelul normal de operare.

4. Se reglează echipamentul la viteza normală de descărcare, iar gunoiul este împrăştiat pe folia de plastic.

5. Gunoiul este descărcat până în momentul în care suprafaţa foliei de plastic este complet acoperită.

6. Se colectează gunoiul împrăştiat în găleţi care au fost în prealabil cântărite goale.

7. Se cântăresc găleţile.

8. Pentru o mai mare precizie operaţia se repetă de circa 3 ori.

9. Se determină cantitatea de medie de bălegar împrăştiată pe folia de plastic, iar prin extrapolare se obţine cantitatea de bălegar împrăştiată, exprimată în tone/ha, atunci când echipamentul împrăştie gunoiul la viteza normală de funcţionare.

În multe situaţii este necesară modificarea dozei de împrăştiere a echipamentului. Aceasta se realizează prin modificarea vitezei cu care este împrăştiat gunoiul de grajd, dar este obligatoriu să se cunoască, capacitatea sau încărcătura echipamentului (în tone), durata de aplicare a întregului material organic rezidual încărcat în echipament (în minute) şi lăţimea medie (în metri) a suprafeţei pe care se distribuie întreaga cantitate de bălegar animalier la o funcţionare normală a sistemului de împrăştiere.

Uniformitatea împrăştierii

Pentru a determina uniformitatea împrăştierii şi acoperirea necesară se aşează tăvi, la distanţe de 5 – 10 cm una faţă de cealaltă pe linia de trecere a echipamentului. Tăvile sau foliile de plastic au dimensiuni de 30 x 30 cm, dar nu trebuie să depăşească 60 x 60 cm. Se efectuează o trecere a echipamentului pe această linie, bălegarul fiind descărcat chiar pe centrul foliilor. Se cântăreşte materialul rezidual descărcat pe fiecare folie sau tavă în parte.

Lăţimea efectivă de împrăştiere se determină prin localizarea punctului aflat de-o parte a centrului de trecere, în care conţinutul de bălegar descărcat reprezintă jumătate din ceea ce s-a acumulat în centrul de trecere. Distanţa între aceste două puncte reprezintă lăţimea efectivă de împrăştiere. Marginile exterioare ale suprafeţei de împrăştiere, dincolo de aceste puncte, vor fi acoperite la trecerea următoare a echipamentului de lucru, asigurând astfel distribuirea uniformă pe întregul câmp. Formele de tipul „vârf plat”, „piramidă” sau „ovală” ale bălegarului animalier descărcat la o trecere asigură împrăştierea uniformă pe terenul agricol. Forme în „M”, „W”, „clopot” nu asigură uniformizarea împrăştierii, în astfel de situaţii echipamentul necesitând o corecţie (figura 3).

Figura 3: Uniformitatea aplicării bălegarului animalier recomandată şi nerecomandată

Calibrarea echipamentelor de împrăştiere a bălegarului animalier de consistenţă semi lichidă

Pentru a aplica bălegarul animalier de consistenţă lichidă în doze adecvate, echipamentul de împrăştiere prevăzut cu cisternă trebuie calibrat. Calibrarea constă în reglarea organelor active şi a vitezei de transport necesare pentru a aplica doza stabilită şi a asigura uniformitatea împrăştierii. Pentru a calibra un astfel de echipament, producătorul trebuie să furnizeze în principal date despre capacitatea acestuia, de regulă exprimată în litri.

Informaţiile necesare pentru calibrarea acestor echipamente se referă la:

1. volumul cisternei, în litri;2. timpul, în minute necesar pentru descărcarea cisternei;3. viteza de descărcare a materialului organic rezidual;4. lăţimea de împrăştiere, în metri;5. lungimea de împrăştiere, în metri.

Calibrarea echipamentelor de împrăştiere a bălegarului animalier de consistenţă semilichidă

1. Pentru uşurinţa măsurătorii, se împrăştie cel puţin o dată cisterna cu apă uzată pe o suprafaţă delimitată, de regulă în formă pătrată sau dreptunghiulară, cu acoperire normală. Se înregistrează timpul necesar, în minute, pentru descărcarea completă a cisternei.

Centru de împrăştiere

Secţiune transversală recomandată prin bălegarul descărcat la o trecere

Centru de împrăştiere Centru de împrăştiere

Secţiune transversală nerecomandată prin bălegarul descărcat la o trecere

2. Se determină viteza de împrăştiere, înregistrând timpul parcurs pe o lungime de maxim 50 m. Utilizând formula clasică, v distanţa / timp se determină acest parametru, m/h.

3. Se măsoară lungimea, respectiv lăţimea acoperită prin împrăştierea materialului organic rezidual.

4. Pentru a măsura lungimea acoperită se poate utiliza metoda cauciucului de roată:

- se însemnează cu vopsea cauciucul.

- se măsoară distanţa parcursă printr-o rotaţie a cauciucului.

- în timpul împrăştierii se înregistrează numărul de rotaţii efectuate pentru golirea cisternei.

- Pentru determinarea lungimii de împrăştiere se înmulţeşte numărul de rotaţii efectuat de cauciuc cu distanţa parcursă la o singură rotaţie.

5. Se determină suprafaţa acoperită în urma aplicării materialului organic rezidual înmulţind

lungimea cu lăţimea împrăştierii.

6. Se determină doza de aplicare în l/h împărţind capacitatea cisternei, respectiv volumul total de apă uzată conţinut în cisternă, la suprafaţa acoperită prin împrăştiere.

7. Se calculează viteza necesară pentru a aplica o anumită doză de apă uzată împărţind volumul cisternei la timpul de descărcare completă a cisternei, la lăţimea de descărcare şi la doza care urmează a fi aplicată pe teren.

Sisteme de irigare prin aspersiune

Un sistem de irigare care nu funcţionează la parametrii de proiectare nu asigură o eficienţă maximă de udare, respectiv dozele aplicate nu sunt în acord cu cerinţa plantei de cultură, iar uniformitatea udării este redusă. Dacă sistemul operează la presiuni mari există riscul potenţial al apariţiei scurgerilor nedorite şi al funcţionării defectuoase a duzelor, de exemplu mărirea deschiderii duzei care are ca efect creşterea ratei de descărcare şi diminuarea suprafeţei udate. Blocarea duzelor sau colmatarea liniilor principale determină creşterea presiunii de pompare, dar scăderea ratei de curgere a apei pe aripile de ploaie. O presiune a apei în sistem mai mică decât cea proiectată determină reducerea razei de udare şi uniformitatea udării. Pentru ca un sistem de irigare să funcţioneze la parametrii optimi, care să asigure o eficienţă a udării maximă, este necesară efectuarea periodică a operaţiilor de recalibrare.

Prin instalarea în linia principală a unui instrument de măsurare a debitul de curgere a apei în sistem, poate fi realizată o estimare reală a volumului total de apă pompată de la bazinul de stocare în cursul unui ciclu de udare, altfel aceasta se poate determina prin calcul. Cunoscând debitul apei în sistem, poate fi determinată adâncimea medie de udare pe un teren agricol în cursul unui ciclu de udare: volumul de apă pompat se împarte la suprafaţa de aplicare.

Pentru irigarea cu apă uzată, care de regulă, are un conţinuturi ridicate de nutrienţi este obligatorie determinarea uniformităţii udării. Se distribuie recipiente de colectare a apei pe întreaga suprafaţă irigată. Recipientele de colectare a apei sunt de diferite tipuri, iar cele mai recomandate sunt cutiile pluviometrice, ele având o scală gradată pe care se poate citi adâncimea de udare. Pot fi utilizate, de asemenea, găleţi de plastic, borcane, orice alt alt recipient cu deschidere uniformă şi secţiune circulară, care însă trebuie poziţionate pe o adâncime de cel puţin 10 cm pentru a preveni stropirea şi evaporaţia excesivă, lichidul

acumulat putând fi cu uşurinţă transferat apoi într-un recipient gradat pentru măsurarea volumului acestuia.

Recipientele de colectare trebuie poziţionate la aceeaşi înălţime faţă de cea a duzei aspersorului. Partea superioară a recipientului nu trebuie să depăşească 90 cm faţă de suprafaţa solului şi să fie poziţionate astfel încât să nu interfereze cu masa vegetativă a plantei de cultură.

În cadrul sistemelor de irigare prin aspersiune, apa este transmisă pe terenul agricol prin conducte sub presiune, iar distribuirea se realizează prin intermediul aspersoarelor care pulverizează apa direct în aer, de unde cade sub formă de picături pe sol.

Clasificarea sistemelor de irigaţie. Sistemele de irigaţie prin aspersiune sunt clasificate în funcţie de mobilitatea diferitelor părţi ale acestora:

fixe; semimobile; mobile.

În sistemele fixe atât staţia de pompare cât şi reţeaua de conducte şi aripile de udare au poziţii fixe pe teren.

În sistemul semimobil staţia de pompare şi reţeaua de conducte sunt fixe, aripile de udare sunt mobile.

Un sistem de irigare prin aspersiune are următoarele părţi principale: staţia de pompare; reţeaua de aducţiune; aripile de ploaie; aspersoarele; piesele anexe.

Staţia de pompare poate fi fixă, situaţie în care se compune din mai multe agregare de pompare, sau mobilă purtând numele de grup monopompă.

Reţeaua de aducţiune se compune din canale deschise sau conducte îngropate.

Aripile de ploaie sau udare se compun din tronsoane de conducte din aliaj de aluminiu cu lungimea de 9 m, tablă de oţel galvanizată sau PVC cu lungimea de 6 m. Toate tipurile sunt prevăzute cu cuplaje rapide, care asigură îmbinarea etanşă în timp scurt.

Aspersoarele sunt dispozitivele care asigură pulverizarea şi distribuirea apei pe terenul irigat.

Indicii de calitate ai aspersoarelor sunt parametri importanţi de estimare a calităţii sau eficienţei udărilor realizate şi se referă la: intensitatea de udare, raza de udare, debitul, coeficientul de pulverizare, coeficientul de uniformitate.

Intensitatea de udare reprezintă caracteristica principală care se are în vedere în momentul alegerii tipului de aspersor. Intensitatea de udare reprezintă cantitatea de apă distribuită de aspersor într-o unitate de timp pe o anumită suprafaţă şi se exprimă în mm/minut sau mm/h. Intensitatea de udare realizată de un aspersor depinde de caracteristicile constructive ale acestuia, presiunea de lucru, diametrul duzei şi condiţiile climatice. Intensitatea ploii realizată de aspersor trebuie să fie mai mică decât viteza de infiltraţie a apei în sol, pentru a evita posibilele băltiri la suprafaţă, neuniformitatea udării şi în mod indirect producţia realizată pe terenul agricol irigat.

În general, viteza de infiltraţie a apei în sol se estimează în funcţie de textura solului sau se determină în teren, se recomandă însă, ca să se realizeze simularea irigaţiei prin aspersiune. Mai mult, viteza de infiltraţie a apei scade cu timpul de la începerea udării, de aceea timpul

necesar pentru determinarea vitezei de infiltraţie trebuie să fie aproximativ egal cu durata de udare pentru realizarea unei norme de udare normale.

a) Intensitatea de aplicare a apei sau intensitatea orară (ih) se calculează cu relaţia:

, în mm/h; (1)

iar intensitatea instantanee (is) cu relaţia:

, în mm (2)

unde:

q – debitul aspersorului în m3/h;d1 – distanţa între aspersoare în m;d2 – distanţa între aripi în m;n – numărul de rotaţii ale aspersorului p oră.

Intensitatea instantanee reprezintă intensitatea realizată la o singură rotaţie a aspersorului.

Au fost stabilite valori ale vitezei de infiltraţie a apei în sol în funcţie de clasa texturală a solului (tabelul 5).

Tabelul 5: Viteza de infiltraţie a apei în solTextura solului Viteza de infiltraţie, în mm/hNisipoasă 20Nisipo-lutoasă 15Luto-nisipoasă 12Lutoasă 10Argiloasă 8

Panta terenului agricol irigat influenţează viteza de infiltraţie a apei în sol (tabelul 6).

Tabelul 6: Procentul reducerii vitezei de infiltraţie a apei în sol cu panta terenuluiPanta Reducere, în %

0,05 – 0,08 200,09 – 0,12 400,13 – 0,20 60> 20 75

Au fost efectuate corelaţii între intensitatea aspersiunii şi factorii de sol şi pantă (tabelul 7).

Tabelul 7: Corelaţii admisibile între intensitatea aspersiunii şi factorii de sol şi pantă

Grupa Intensitatea, în mm/h Condiţii de sol şi pantă1 3 - 6 Soluri grele cu pante sub şi peste 3-4 % şi terasate

Soluri medii cu pante peste 3-4 % şi terasate2 5 – 10 Soluri medii cu pante sub 3-4 %

Soluri uşoare cu pante peste 3-4 %3 8 - 15 Soluri uşoare cu pante sub 3-4 %

Intensitatea de udare depinde de diametrul duzei, presiunea, debitul, raza de udare a aspersorului (tabelele 8).

Pentru debite şi distanţe diferite, pentru calculul intensităţii de udare se foloseşte relaţia 1.

b) uniformitatea apersiunii este exprimată prin coeficientul (Cu) Cristiansen:

, în %, unde:

Σa – suma abaterilor faţă de medie luate în valori absolute;m – media înălţimilor apei măsurate în cutiile pluviometrice;numărul cutiilor pluviometrice utilizate la determinarea intensităţii de udare.

Cu se recomandă să nu fie mai mic de 80 %.

Pentru determinarea uniformităţii de udare este necesară amplasarea recipientelor de colectare a apei care trebuie distribuite într-o reţea „grid”, un caroiaj, care să acopere întreaga suprafaţă efectiv udată şi care depinde de distanţa dintre aspersoare. Se recomandă în cazul sistemului fix de aspersiune, în care aripile de udare nu sunt mutate, ca aspersoarele să fie dispuse într-un caroiaj de formă pătrată. Distanţa dintre aspersoare este egală cu aceea dintre aripile laterale şi de regulă, aceasta reprezintă 50 – 65 % din raza de udare a aspersorului. Pentru o determinare corectă se recomandă amplasarea a cel puţin 4 recipiente pe distanţa corespunzătoare unei raze de udare. Numărul total de recipiente variază în funcţie de caracteristicile sistemului de udare. Suprafaţa pe care este determinată uniformitatea udării nu trebuie să fie mai mică decât suprafaţa udată efectiv de un singur aspersor. Dacă aspersoarele sunt dispuse într-o formă rectangulară, respectiv pătrată, cu acoperire corespunzătoare, cel puţin patru aspersoare sunt incluse în determinarea uniformităţii udării. Se recomandă însă, ca suprafaţa acoperită de recipiente de colectare a apei în vederea determinării uniformităţii de udare să fie cât mai mare, pentru obţinerea unor rezultate cât mai precise.

Tabelul 8: Intensitatea aspersiunii (I), mm/h în funcţie de debitul aspersorului (Q) şi suprafaţa udată (S)

Debit (q) aspersor

18x18S=324

18x24432

24x24576

24x31720

30x30900

30x361080

36x361296

36x421512

42x421764

42x482016

48x482304

1,0 3,38 - - - - - - - - - -1,2 3,71 2,78 - - - - - - - - -1,4 4,32 3,25 - - - - - - - - -1,6 4,94 3,70 2,78 - - - - - - - -1,8 5,56 4,17 3,13 - - - - - - - -2,0 6,18 4,63 3,48 - - - - - - - -2,5 - 5,78 4,30 3,47 - - - - - - -3,0 - 6,95 5,22 4,17 - - - - - - -3,5 - - 6,08 4,87 3,89 - - - - - -4,0 - - 6,95 5,56 4,45 - - - - - -5,0 - - 8,68 6,94 5,56 4,63 - - - - -6,0 - - - 8,33 6,67 5,56 - - - - -7,0 - - - 9,72 7,78 6,48 - - - - -8,0 - - - 11,10 8,90 7,40 6,94 5,95 - - -9,0 - - - 12,50 10,00 8,30 7,72 6,60 5,67 - -10,0 - - - - 11,10 9,27 9,28 7,93 6,81 - -12,0 - - - - 13,25 11,12 10,78 9,25 7,93 6,94 -14,0 - - - - - 12,95 12,35 10,56 9,07 7,94 -16,0 - - - - - - - 11,80 10,22 8,93 7,8018,0 - - - - - - - 13,22 11,33 9,93 8,6820,0 - - - - - - - - 14,17 12,42 10,8525,0 - - - - - - - - - 14,88 13,28

30,0 - - - - - - - - - 17,38 15,1835,0 - - - - - - - - - 19,85 17,3540,0 - - - - - - - - - - -

Pentru debite şi distanţe diferite, pentru calculul intensităţii de udare se foloseşte relaţia 1.

c) uniformitatea apersiunii este exprimată prin coeficientul (Cu) Cristiansen:

, în %, unde:

Σa – suma abaterilor faţă de medie luate în valori absolute;m – media înălţimilor apei măsurate în cutiile pluviometrice;numărul cutiilor pluviometrice utilizate la determinarea intensităţii de udare.

Cu se recomandă să nu fie mai mic de 80 %.

Pentru determinarea uniformităţii de udare este necesară amplasarea recipientelor de colectare a apei care trebuie distribuite într-o reţea „grid”, un caroiaj, care să acopere întreaga suprafaţă efectiv udată şi care depinde de distanţa dintre aspersoare. Se recomandă în cazul sistemului fix de aspersiune, în care aripile de udare nu sunt mutate, ca aspersoarele să fie dispuse într-un caroiaj de formă pătrată. Distanţa dintre aspersoare este egală cu aceea dintre aripile laterale şi de regulă, aceasta reprezintă 50 – 65 % din raza de udare a aspersorului. Pentru o determinare corectă se recomandă amplasarea a cel puţin 4 recipiente pe distanţa corespunzătoare unei raze de udare. Numărul total de recipiente variază în funcţie de caracteristicile sistemului de udare. Suprafaţa pe care este determinată uniformitatea udării nu trebuie să fie mai mică decât suprafaţa udată efectiv de un singur aspersor. Dacă aspersoarele sunt dispuse într-o formă rectangulară, respectiv pătrată, cu acoperire corespunzătoare, cel puţin patru aspersoare sunt incluse în determinarea uniformităţii udării. Se recomandă însă, ca suprafaţa acoperită de recipiente de colectare a apei în vederea determinării uniformităţii de udare să fie cât mai mare, pentru obţinerea unor rezultate cât mai precise.

Uniformitatea udării este influenţată de mai mulţi factori, cum ar fi: viteza vântului (tabelul 9), presiunea la aspersor (tabelul 10), înălţimea tijei aspersorului (tabelul 11).

Tabelul 9: Corelaţia viteză vânt – distanţă între aspersoare

Viteză vânt (m/s) Distanţă între aspersoare (% din diametru)

Calm 65

2,2 sau mai puţin 60

2,2 - 5 50

> 5 22 - 30

Tabelul 10: Corelaţia diametru duză – presiune la aspersor

Φ duză, în mm Presiunea la aspersor, în at

3 – 4,5 2,5 – 3,5

4,5 – 6 3 – 4

6 - 9 3,5 – 4,5

Tabelul 11: Înălţimea minimă a suportului aspersorului la suprafaţa solului

Diametrul tijei, în mm Înălţimea minimă a suportului, în mm

12 75

18 150

25 300

75 900

d) Mărimea picăturilor. Pentru interpretarea mărimii picăturilor în funcţie de tipul de sol şi planta de cultură, est epropus un indice denumit coeficient de pulverizare (Kp):

, în care:

d – diametrul duzei aspersorului, în mm;

H – presiunea la aspersor, în m col. Apă.

d) eficienţa udării prin aspersiune (Eu) se calculează:

, în %, în care:

m – apa căzută pe sol, în %;

Cu – coeficient d uniformitate, în %.

De regulă eficienţa udării este de 70 % în climate aride şi 85 % în climate reci şi umede.

În continuare este prezentat un exemplu de calcul efectuat în urma unui studiu realizat într-o zonă de stepă moderată într-un areal de influenţă al OSPA Bihor, cultura irigată fiind lucerna, suprafaţa ocupată de 900 ha, solul are o textură nisipo-lutoasă, cu o capacitate de absorbţie de 8,5 mm/h, densitate aparentă 1,20 g/cm3, capacitatea de câmp 23,4 %, iar plafonul minim 18,72%. Cantitatea de precipitaţii în luna cu consum maxim (iulie), cu asigurarea de 80 % este de 36 mm=360 m3/ha.

Succesiunea calculelor este următoarea:

1. Determinarea normei de udare

, se rotunjeşte la 700.

2. Determinarea intervalului dintre udări pentru luna cu consum maxim de apă

,

e+t – ritmul de consum zilnic pentru cultura cea mai pretenţioasă, în m3/ha·zi.

3. Alegerea tipului de aspersor. Se alege aspersorul, duza şi presiunea de lucru care realizează o intensitate de aplicare a apei mai mică de 8,5 mm/h. Se precizează schema de udare şi debitul aspersorului. Este utilizat un aspersor ASM1, diametrul duzei de 5 mm, presiunea de lucru (Pasp) 3,5 kgf/cm2, debitul 1,75 m3/h, schema de lucru 12x18, intensitatea de udare 8,1 mm/h.

4. Stabilirea timpului de funcţionare într-o poziţie de udare şi a timpului efectiv de funcţionare zilnică. Timpul de staţionare se alege astfel încât aspersorul să realizeze norma de udare medie calculată. Se mai are în vedere ca să rezulte un număr de mutări ale aripii pe zi (2-4).

Timpul de staţionare într-o poziţie de udare se determină cu relaţia:

Timpul efectiv de funcţionare zilnică (Tfz) este egal cu numărul de cicluri zilnice (Ncz) înmulţit cu timpul de funcţionare într-o poziţie de udare.

, unde:

I – intensitatea aspersorului, în mm/h;tsv – timpul necesar pentru zvântare = 0,5 ore;tm – timpul necesar pentru mutare = 2,3 ore.

5. Suprafaţa deservită de o aripă

Se calculează în funcţie de schema de udare folosită, lungimea aripii, numărul de poziţii pe zi şi numărul de schimburi.

Schema de udare – în dreptunghi, cu distanţa dintre aspersoare pe aripă (d1) egală cu 12 m şi între aripile de udare (d2) de 18 m (12x18).

Lungimea aripii (L) = 294 m.

Lungimea suprafeţei udate = 294 + 6 = 300 m.

Numărul de poziţii pe zi – 2.

Suprafaţa deservită pe zi = 300 x 18 x 2 = 10800 m2 = 1,08 ha.

Suprafaţa deservită de o aripă în intervalul dintre două udări = 1,08 x 13 = 14,04 ha.

6. Determinarea numărului de aripi de udare şi a numărului de aspersoare

Numărul de aripi de udare (Na) se determină prin împărţirea suprafeţei totale ocupate de un tip de plantă de cultură la suprafaţa deservită de o aripă de udare.

Numărul de aspersoare pe aripă

Pe o aripă funcţionează 24 aspersoare deci în total sunt necesare:64 aripi x 24 aspersoare = 1368 bucăţi

7. Calculul intensităţii de aplicare a apei

Pentru ca intensitatea de aplicare a udării să nu depăşească viteza de infiltraţie a apei în sol se consideră că debitul unui aspersor (Qa) este distribuit pe o suprafaţă rectangulară egală cu distanţa dintre aspersoare de-a lungul aripii (d1) şi distanţa dintre aripi (d2).

. Qa – debitul aspersorului, m3/h

Documents

Managementul gunoiului de grajd