De la recoltă înapoi în sol: cum funcționează eficient circuitul nutrienților în agricultură

O recoltă bună înseamnă și un export de nutrienți: azotul, fosforul și potasiul ajung în boabe, furaje sau biomasă și pleacă din parcelă odată cu producția. Desigur, o parte rămâne în rădăcini și resturi vegetale, iar culturile intermediare pot captura nutrienții rămași între două culturi, însă gunoiul de bovine, dejecțiile porcine și amestecul de gunoi de pasăre cu așternut completează circuitul. Iar aici bilanțul agronomic se întâlnește cu cel economic: fiecare kilogram de nutrient recuperat și valorificat corect în fermă este un kilogram care nu mai trebuie cumpărat integral din afara sistemului. Într-o perioadă în care prețurile fertilizanților minerali sunt puternic influențate de costul energiei și de piețele internaționale, nutrienții deja existenți în fermă capătă și o valoare de substituție. Pentru fermier, întrebarea utilă devine astfel dublă: cât nutrient devine disponibil, când și cât rămâne în sistem, dar și cât din necesarul culturii poate fi acoperit din resurse proprii înainte de a cumpăra diferența.

Repere agronomice pentru înțelegerea circuitului

• FAO descrie materia organică drept un rezervor dinamic de nutrienți, eliberați prin descompunere: recoltarea scoate nutrienți din parcelă, iar resturile vegetale păstrează o parte din carbonul și elementele acumulate de cultură. Culturile de acoperire pot prelua nitrații rămași în sol și îi pot păstra temporar în biomasă, reducând levigarea.

• Reciclarea nutrienților din fertilizanții organici poate reduce cantitatea de fertilizanți minerali care trebuie cumpărată, fără ca cele două surse să se excludă. Fertilizarea minerală permite completarea precisă și rapidă a necesarului culturii, în timp ce gunoiul de fermă valorifică azotul, fosforul și potasiul deja existenți în sistem și aduce, în plus, materie organică. Pentru fermier, combinarea lor în funcție de analiza solului și necesarul culturii poate însemna un bilanț mai eficient al nutrienților și al costurilor, reducând expunerea la fluctuațiile prețurilor fertilizanților minerali fără a renunța la precizia pe care aceștia o oferă.

• Dejecțiile lichide de porc au, în medie, o proporție mult mai mare de azot anorganic decât gunoiul solid de bovine, iar amestecul de gunoi de pasăre cu așternut este mai uscat și concentrat și poate furniza rapid o parte importantă din azot și fosfor.

• Fertilizarea organică poate produce temporar un miros specific după aplicare, ca urmare a compușilor volatili eliberați de materia biologică. Mirosul este, așadar, un efect cunoscut al acestei lucrări agricole și nu indică, prin simpla sa prezență sau intensitate, poluarea ori aplicarea incorectă. Condițiile meteo, tipul fertilizantului, metoda de distribuire și timpul până la încorporarea în sol pot influența cât de intens și cât timp este perceput, motiv pentru care tehnicile BAT urmăresc reducerea atât a emisiilor, cât și a disconfortului olfactiv.

Recolta închide un sezon, dar deschide bilanțul următorului

După combină, fermierul poate estima ce a părăsit parcela: la porumbul pentru boabe, cocenii și rădăcinile rămân în mare parte pe teren, iar la siloz pleacă aproape întreaga biomasă aeriană. Dacă paiele sunt ridicate, pleacă și nutrienții din ele. FAO (Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură) arată că îndepărtarea continuă a resturilor limitează reciclarea nutrienților. Dacă sunt folosite ca furaj sau așternut, o parte poate reveni ulterior prin gunoi de grajd sau fermă ori compost.

Resturile vegetale nu sunt un fertilizant disponibil imediat. Microorganismele din sol descompun treptat materia organică și transformă o parte dintre nutrienții pe care aceasta îi conține în forme pe care plantele le pot absorbi. Procesul durează, iar cantitatea eliberată depinde de tipul resturilor, raportul dintre carbon și azot, temperatură, umiditate și activitatea biologică a solului. Mai important, resturile nu pot restitui ceea ce a plecat deja din parcelă odată cu recolta. Dacă boabele, furajele sau biomasa sunt valorificate în afara terenului, nutrienții pe care îi conțin trebuie, într-o formă sau alta, înlocuiți pentru ca fertilitatea să poată susține culturile următoare. De altfel, Comisia Europeană estimează că 60–70% dintre solurile UE sunt într-o stare nesănătoasă, inclusiv din cauza eroziunii, compactării și pierderii carbonului organic.

În acest bilanț contează însă și ce cultură urmează. Rotația culturilor schimbă modul în care sunt folosite resursele solului: plante cu sisteme radiculare și necesar nutritiv diferite explorează volume diferite de sol, iar introducerea leguminoaselor poate aduce azot în sistem prin fixare biologică. Alternarea culturilor contribuie, de asemenea, la întreruperea ciclurilor unor boli, dăunători și buruieni și poate ajuta la menținerea structurii și funcționării solului. Cu alte cuvinte, rotația nu înlocuiește fertilizarea, dar poate face ca nutrienții existenți și cei readuși în sol să fie utilizați mai eficient și reduce presiunea de a compensa fiecare recoltă exclusiv prin inputuri din exterior. Aici intră în ecuație fertilizanții organici proveniți din zootehnie. O parte dintre plantele cultivate devin furaje, iar nutrienții continuă să circule prin fermă. Gunoiul de bovine, dejecțiile porcine sau amestecul de gunoi provenit de la puii de carne cu așternut pot întoarce pe teren o parte dintre acești nutrienți, în loc ca întregul necesar al culturii următoare să fie acoperit din fertilizanți cumpărați.

Gunoiul de grajd nu eliberează toți nutrienții în același timp

Pentru fermier, obiectivul nu este să aleagă ideologic între cele două surse, „organic sau mineral”, ci cât din fiecare. Fertilizanții organici au o compoziție mai bogată, dar variabilă și o parte dintre nutrienți devin disponibili treptat. În contrast, îngrășămintele minerale oferă concentrații cunoscute și permit completarea foarte precisă a necesarului unei culturi. Eficiența apare atunci când resursa existentă în fermă este măsurată și valorificată mai întâi, iar fertilizarea minerală completează ceea ce lipsește.

Calculul începe, prin urmare, cu analiza științifică a solului și continuă cu analiza fertilizantului organic. Dacă știm cât azot, fosfor și potasiu există deja în sol, cât aduce gunoiul de fermă și ce proporție poate deveni disponibilă culturii, doza minerală poate fi stabilită pentru diferența rămasă. Un material considerat cândva doar ceva ce trebuia gestionat devine astfel un input agricol cu valoare măsurabilă.

Gunoiul bovin solid, frecvent amestecat cu așternut, aduce multă materie organică și o proporție mai mare de azot care trebuie mineralizat, iar efectul său nutritiv este mai lent. Dejecțiile porcine sunt adesea lichide și conțin mult azot amoniacal, disponibil rapid. Analizele University of Minnesota Extension (Departamentul Agricol al Universității din Minnesota) indică, în medie, 75–80% azot anorganic în dejecțiile lichide de porc, față de circa 10–15% în gunoiul solid de bovine. Avantajul este disponibilitatea rapidă, dar dezavantajul este riscul mai mare de pierdere a amoniacului dacă rămân la suprafață.  Amestecul de gunoi de pasăre cu așternut estemai uscat și, de regulă,  mai dens în nutrienți, fiind, după cum indică analizele FAO, printre cele mai bogate în nutrienți și cele la care pH-ul poate ajunge în zona neutră–alcalină (6,5–8,5). De exemplu, valoarea centrală pentru azot este de aproximativ 26 kg N/tonă, comparativ cu 5,5 kg/t pentru gunoiul solid de bovine și 7,5 kg/t pentru cel provenit de la scroafe, având și un conținut de fosfor și potasiu ridicat. De remarcat este faptul că necesarul de energie fosilă pentru producerea industrială a fertilizanților anorganici pentru azot (N), fosfor (P) și potasiu (K) este una ridicată, producerea azotului mineral fiind deosebit de intensivă energetic, depinzând de tehnologia utilizată. Prin urmare, din perspectiva economiei circulare, gunoiul de pasăre (dejecții în amestec cu așternutul de paie) nu este doar un „deșeu care trebuie eliminat”, ci un material care conține cantități semnificative de nutrienți cu valoare agronomică și economică.

Fertilizarea organică funcționează cel mai bine atunci când urmărește ritmul culturii

Un nutrient este valoros când devine disponibil în perioada în care planta îl poate prelua. Temperatura, umiditatea, oxigenul și caracteristicile materialului controlează mineralizarea. Culturile intermediare adaugă o verigă utilă: captează azotul rămas după recoltă și îl păstrează temporar în biomasă. EU CAP Network (Rețeaua UE pentru Politica Agricolă Comună) arată că acest mecanism poate reduce pierderile de nitrați și poate contribui la carbonul și structura solului. 

Aplicarea pe teren a gunoiului de grajd sau de fermă nu înseamnă automat recuperare. Pentru ca avantajul agronomic și economic să existe, nutrienții trebuie să rămână în circuit până când pot fi utilizați de plante. Azotul pierdut în atmosferă sub formă de amoniac nu mai fertilizează cultura; azotul levigat sau fosforul transportat prin scurgere nu mai reprezintă nici ele o resursă pentru fermier.

De aceea, BAT, cele mai bune practici și tehnici disponibile, tratează aplicarea dejecțiilor zootehnice ca pe o operațiune agronomică planificată, nu ca pe simpla împrăștiere a unui material pe teren. Se iau în calcul caracteristicile și starea solului, panta, condițiile meteorologice, drenajul, apropierea de apă și necesarul de azot și fosfor al culturii. Doza și momentul aplicării trebuie adaptate acestor condiții, iar pentru materialele și terenurile pentru care tehnica este aplicabilă, încorporarea cât mai rapidă în sol contribuie la reducerea pierderilor de amoniac.

În cazul amestecului de dejecții de pui cu așternut, această gestionare corectă protejează inclusiv valoarea economică a materialului, căci cu cât o proporție mai mare din nutrienții pe care îi conține rămâne disponibilă culturii, cu atât mai mare este partea din necesarul acesteia care poate fi acoperită din resursa deja existentă în sistem.

O lucrare agricolă care se poate și simți

Aplicarea fertilizanților organici are însă și un efect perceptibil în afara parcelei: pentru o perioadă limitată poate apărea mirosul specific materiei biologice. Prezența disconfortului olfactiv în proximitate, pentru o scurtă perioadă de timp, nu înseamnă, prin ea însăși, că fertilizarea este incorectă sau că există poluare. Intensitatea percepută poate varia în funcție de tipul materialului, temperatură, umiditate, vânt, metoda de distribuire și intervalul până la încorporare. Tocmai de aceea, reducerea mirosului nu este separată de eficiența agronomică. În acest punct, interesul fermierului și cel al comunității se întâlnesc: păstrarea azotului în circuit înseamnă mai mult nutrient disponibil pentru cultură, iar gestionarea corectă a aplicării poate reduce în același timp intensitatea și durata disconfortului olfactiv. Pentru a limita disconfortul olfactiv în proximitatea terenurilor fertilizate organic, BAT prevăd inclusiv existența unui plan de management al mirosurilor, cu măsuri, termene, monitorizare, proceduri de răspuns la sesizări și identificarea surselor de emisii. Aplicarea agricolă a gunoiului de grajd și de fermă este, de asemenea, reglementată. La nivel european, Directiva Nitrați stabilește cadrul pentru protecția apelor împotriva poluării cu nitrați proveniți din surse agricole, iar în România acesta este transpus și detaliat prin Programul de acțiune și Codul de bune practici agricole aprobate prin Ordinul nr. 333/165/2021. Acestea stabilesc reguli privind depozitarea dejecțiilor, capacitatea și amplasarea spațiilor de stocare, perioadele în care aplicarea îngrășămintelor este interzisă, distanțele de protecție și condițiile în care fertilizanții organici pot fi aplicați pe terenurile agricole. Prin urmare, faptul că un îngrășământ organic are un miros perceptibil nu stabilește, în sine, existența unui risc pentru sănătate, după cum absența mirosului nu poate fi folosită ca dovadă a absenței oricărui risc. Criteriul relevant este modul în care materialul este gestionat, depozitat și aplicat, nivelul efectiv al emisiilor și respectarea cerințelor legale și a tehnicilor de prevenire și reducere a impactului.

Dar nu doar mirosul se simte în afara parcelei, ci și ceea ce produce un sol fertilizat echilibrat. Atunci când plantele au la dispoziție nutrienții de care au nevoie, la momentul potrivit, fermierul poate susține atât nivelul producției, cât și parametrii de calitate urmăriți pentru recoltă. Iar recolta nu este capătul circuitului: cerealele și plantele proteice devin, între altele, materii prime pentru furaje, iar calitatea și constanța acestora contează mai departe pentru creșterea animalelor și pentru producția de alimente hrănitoare.

Desigur, există și o consecință economică: dacă o parte din necesarul de azot, fosfor și potasiu poate fi acoperită prin nutrienți recuperați din propriul sistem agricol, fermierul este mai puțin dependent de achiziția integrală a acestora de pe o piață volatilă. Asta nu garantează alimente mai ieftine, căci prețul lor depinde de multe alte costuri, dar poate reduce una dintre presiunile care se acumulează de-a lungul lanțului, de la cultura vegetală și furaj până la produsul alimentar.

Întrebări din teren:

a) De ce este gunoiul de grajd util dacă nutrienții se eliberează lent? Tocmai eliberarea în timp este una dintre valorile fertilizanților organici solizi. O parte dintre nutrienți devin disponibili culturii relativ repede, iar alții sunt eliberați treptat, prin descompunerea materiei organice. În plus, materia organică rămasă în sol continuă să contribuie la proprietățile acestuia și după sezonul în care fertilizantul a fost aplicat.

b) Resturile vegetale pot înlocui gunoiul de grajd? Nu, pentru că au roluri complementare. Resturile vegetale reciclează o parte din carbonul și nutrienții culturii care tocmai a crescut pe parcelă, în timp ce dejecțiile zootehnice readuc în teren nutrienți care au continuat circuitul prin furaje și animale. În cazul puilor de carne, există chiar o legătură între cele două: paiele folosite ca așternut se combină cu dejecțiile și pot reveni pe teren împreună cu azot, fosfor, potasiu și materie organică.

c) Care dintre cele trei tipuri de îngrășământ natural, provienit din fermele de ovine, porcine sau pui oferă azot mai repede? În general, dejecțiile porcine lichide au o proporție ridicată de azot mineral, rapid disponibil, iar gunoiul bovin solid eliberează o parte mai mare a azotului treptat. Amestecul de gunoi provenit de la puii de carne cu așternut are însă o combinație deosebit de valoroasă: este relativ uscat și concentrat în nutrienți, poate furniza o parte importantă a azotului într-un interval scurt, aduce cantități relevante de fosfor și potasiu și, prin așternutul vegetal, întoarce în sol și materie organică. De aceea, valoarea sa agronomică nu trebuie judecată doar după viteza de eliberare a azotului, ci după întregul aport de nutrienți și materie organică pe care îl readuce în circuit.

d) Este normal să apară miros după aplicarea fertilizanților organici? Înseamnă că s-au pierdut nutrienți?
Da, un miros specific poate apărea temporar și este un efect cunoscut al aplicării materiei organice de origine zootehnică. Intensitatea cu care este perceput depinde de tipul materialului, temperatură, umiditate, vânt și metoda de aplicare și nu arată, prin ea însăși, nici cât azot s-a pierdut, nici dacă fertilizarea a fost făcută incorect și nici nivelul de poluare. Unele pierderi de azot sub formă de amoniac pot apărea după aplicare, motiv pentru care tehnicile BAT urmăresc limitarea lor prin metode adecvate de distribuire și, acolo unde este posibil, prin încorporarea rapidă în sol. Așadar, mirosul este ceea ce putem percepe imediat; eficiența fertilizării se stabilește însă prin ceea ce contează agronomic: cât nutrient a fost aplicat, cât este păstrat în circuit și cât poate fi valorificat de cultură.

e) Fertilizarea organică poate reduce costurile în agricultură?

Da, atunci când nutrienții sunt analizați, dozați și valorificați corect. Fiecare kilogram de azot, fosfor sau potasiu recuperat din gunoiul de fermă este un kilogram care nu mai trebuie cumpărat integral sub formă de fertilizant mineral. Nu înseamnă renunțarea la fertilizarea minerală, ci folosirea ei pentru a completa precis ceea ce solul și resursele organice nu pot asigura. În cazul gunoiului de pui cu așternut, concentrația relativ ridicată de nutrienți și conținutul mai redus de apă îi sporesc și valoarea economică raportată la cantitatea transportată. Pentru fermă, rezultatul poate fi un cost al fertilizării mai bine echilibrat și o expunere mai mică la fluctuațiile prețurilor fertilizanților minerali. 

Beneficiul nu se oprește însă la costul fertilizării. Materia organică readusă pe teren contribuie la structura solului, la activitatea biologică și la capacitatea acestuia de a reține apa și nutrienții, iar reciclarea resurselor deja existente în agricultură reduce nevoia de inputuri noi și pierderea unor nutrienți valoroși din circuit. Pentru fermier, aceasta poate însemna un sol mai bine întreținut, un cost al fertilizării mai echilibrat și o expunere mai mică la fluctuațiile prețurilor fertilizanților minerali.

Iar efectul ajunge, în cele din urmă, și la consumator. O fertilizare echilibrată contribuie la obținerea unor recolte suficiente și la parametrii de calitate urmăriți, inclusiv pentru cerealele și plantele care devin furaje și, mai departe, alimente. În același timp, folosirea eficientă a nutrienților disponibili în fermă poate tempera una dintre presiunile de cost care se transmit de-a lungul lanțului alimentar. Nu înseamnă automat alimente mai ieftine, dar contribuie la un sistem capabil să producă hrană de calitate folosind mai eficient solul, nutrienții și resursele pe care le are deja la dispoziție.

Surse:

FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS (FAO): https://www.fao.org/4/X6113E/x6113e09.htm 

Ordinul MMAP/MADR nr. 333/165/2021 privind Codul de bune practici agricole și Programul de acțiune pentru protecția apelor împotriva poluării cu nitrați din surse agricole: https://legislatie.just.ro/Public/DetaliiDocumentAfis/245310

Wilson, Melissa (2024), Nitrogen Availability of Different Manure Types: What We Know and What We Are Researching, Minnesota Crop News, University of Minnesota Extension, 23 sept 2024, disponibil la: https://blog-crop-news.extension.umn.edu/2024/09/nitrogen-availability-of-different.html