INNOVATSIOONIVÕRGUSTIK: projektinäide sõnnikumajandusest

Sõnniku analüüsimine on kohustuslik keskkonnasõbraliku majandamise toetuse taotlejatele, kuid sõnniku koostise teadmine on kasulik eelkõige väetamise optimeerimiseks ja keskkonna hoidmiseks. Kas analüüside tellimine on ainus võimalus?

2017-2019 elluviidavas INTERREG projektis Advanced manure standards for sustainable nutrient management and reduced emissions tegeletakse sõnnikuproovide võtmise metoodikate võrdlemisega erinevates Läänemere riikides ja arvutusvahendi modelleerimisega. Projekti tulemusel peaks eri laborite analüüsitulemused saama võrreldavateks ning arvutusmudel olema alternatiiviks proovide keemilisele analüüsimisele. Ühtlustatud arvutusvahendeid luuakse projekti lõpuks 2, nendest farmitasandi vahendit on võimalik juba testida.

Mis mõjutab sõnniku keemilist koostist?

• Vedelsõnniku puhul – hoidla sisu segamise viis, kestus ja segamise ning proovi võtmise vahelise aja pikkus; proovi võtmise sügavus, proovivõtu vahendid, üksikproovide koguarv. Vedelsõnnik segmenteerub seistes ning keskmise proovi jaoks ei tohiks sõnnikut jätta läbi segamata.
• Tahesõnniku puhul – üksikproovide koguarv, proovivõtu vahendid. Muutujaid on vähem, aga et tahesõnnik on heterogeensem, siis on üksikproovide koguarv seda olulisem.
• Võetud proovi käitlemine – pakendamine, säilitustemperatuur ja kiirus laborisse jõudmiseni. Proov peaks olema pakendatud hermeetiliselt takistamaks mikrobiaalsete protsesside jätkumist ja vähendamaks emissioone (lenduvad lämmastikuühendid). Kui temperatuur on kõrgem, siis N kadu suurem (hoia külmakastis).

Kõik sõnnikuhoidlad on millegi poolest erinevad – loomaliik, katte olemasolu ja sõnniku tüüp. Kogu hoidlas oleva sõnniku keemilist koostist iseloomustava keskmise proovi saamine on tehniliselt problemaatiline ja sageli täiesti võimatu. Hoidlas segamisega ja proovi võtmisega kohe segamise järgselt saab keskmisele lähedase tulemuse. Jäiga katte (katuse) puhul on kooriku moodustumine takistatud ning homogeniseerimine peaks olema lihtsam. Ujuvkattematerjalide (põhk vms) puhul tasub kaaluda, kuidas kattematerjal sõnnikuga seguneb keskmise proovi aspektist.

Segamata vedelsõnnikuhoidlas on kuivaine sisaldus kõige suurem pinnakihis, kus on koorik ja põhjas, kus on sade. Päris pinnal on kuivaine sisaldus väiksem sademevee tõttu veidi madalam. Ammooniumlämmastiku sisaldus sügavusest suuresti ei sõltu, sest tegemist on lahustunud ühendiga. Kaaliumi sisaldus samuti eriti ei muutu, vaid põhjakihis on seda veidi rohkem. Kogulämmastiku kogus sõltub peamiselt loomaliigist (veise vedelsõnnikus on seda vähem kui seasõnnikus), lahustumatut lämmastikku on segamata hoidlas enam koorikus, vahetult kooriku all ja põhjakihi sademes. Kõige suurem erinevus kihtide vahel on fosfori puhul, jaotumine on reljeefne, kuna fosfor esineb sõnnikus lahustumatul kujul.

Kuidas proovi võtta?
Kui vedelsõnnikust proovi võtmisel kasutatakse tavalist ämbrit ei ole üksikproovide võtmine eri sügavustel võimalik. Ämbriga saab võtta proovi vaid pinnakihilt ning ebatäpsus on sisse programmeeritud, eriti siis kui hoidla segamise ja proovi võtu vaheline periood kujuneb pikaks. Kvaliteetsema proovi saab spetsiaalset proovivõtu vahendit (prototüüp olemas ka Eestis) või taani teadlaste poolt loodud „toru“ (läbilõige kogu vedelsõnniku kihist) kasutades. Tahesõnniku puhul on peamine töövahend labidas ja tulemus sõltub sellest, kui sügavale proovivõtja tahab ennast sisse uuristada. Täpsema proovi (läbilõike sõnnikukihist) saab silopuuri või spetsiifilise proovivõtu vahendiga.

Keemilise analüüsi tulemusi mõjutab enim labori määramismetoodika, sh proovi ettevalmistus. Määramismetoodika peab olema akrediteeritud sõnniku analüüsimiseks. Mittesobiva metoodika kasutamisel saadud tulemus näitab harilikult tegelikust madalamat üld- ja amooniumlaämmastiku sisaldust. Näiteks söödaanalüüsideks kasutatava metoodika puhul toimub proovide kuivatamine kõrge temperatuuriga, kuid sõnnikuproovi kuumutades ammooniumlämmastik lendub. Projekti raames tehtud võrdlus näitab 20-30% tulemuste erinevust just eri metoodikatest tulenevalt (rohkem N ja vähem P puhul).

Põhikriteeriumid võimalikult täpse sõnnikuanalüüsi tulemuse jaoks:

• Vedelsõnnik peab olema võimalikult ühtlaselt segatud
• Proovid võtta vahetult pärast segamise lõppu, võib ka juba segamise ajal. Homogeniseerimata sõnnikust pole spetsiaalse vahendita mõtet proovi võtta. Ka sõnnikulaoturist proovi võtmine on küsitav, sest laoturisse ei sattu kihid ühtlaselt
• Tahesõnniku puhul, mida rohkem üksikproove, seda täpsem keskmine proov. Proovi võtmiseks sobib hästi ka silopuur või spetsiaalne seade, mis annab sõnnikukihtidest läbilõike.
• Proov tuleb toimetada võimalikult kiiresti laborisse, soojal aastaajal külmakasti kasutades
• Analüüs teostada ainult laboris, kus vastavad metoodikad on akrediteeritud spetsiaalselt sõnniku toitainete sisalduse määramiseks.

Sõnniku sisalduse ARVUTAMINE http://tek.emu.ee/sonnik

Paljudes riikides kasutatakse sõnniku keemilise koostise iseloomustamiseks arvutuslikke meetodeid ja keemilise analüüsiga saadakse vaid kinnitus arvutuslikele väärtustele. Taanis on ametlikult kasutusel arvutuslik meetod, mida Arhusi ülikoolis pidevalt täiendatakse.

Millised sisendandmed on arvutusmudelis vajalikud?

• Toodang, mis on enamasti teada, sõltumata ettevõtte tootmistüübist ja suurusest.
• Söödad ja söötmine – intensiivse tootmisega suurtes ettevõtetes on tavaliselt hästi teada (söödaanalüüsid) ja dokumenteeritud. Andmed puuduvad sageli ekstensiivse tootmistüübiga ettevõtetes, näiteks ei määrata karjamaarohu kogust ja keemilist koostist lihaveiste aastaringse väljaspidamise korral. Samuti ei määrata tavaanalüüsidel söötade kaaliumi sisaldust, kuna üldjuhul on seda söötades piisavalt ning kaaliumi liig ei põhjusta loomadele terviseprobleeme.
• Pidamis- ja sõnnikukäitluse tehnoloogiaga seonduv (allapanu, tehnoloogiline vesi) – sageli on andmekvaliteet problemaatiline, kuna koguseid vahetult ei mõõdeta. Ei mõõdeta seadmete pesemisest sõnnikusse jõudva tehnoloogilise vee hulka ega ka mitte aurumist.
• Kliima ja sademete hulk antud piirkonnas (temperatuur, sademed) on leitavad ilmajaamade andmestikust

Arvutusvahendi (hetkel vaid inglisekeelne) struktuur:
- Arvutusvahend on loodud ühes või mitmes sõnnikuhoidlates säilitatava sõnniku koguse ja keemilise koostise arvutamiseks ühe ettevõtte põhiselt.
- Võimaldab teha arvutusi veise-, sea-, ja linnufarmides (kanad), kõikide vanuse- ja toodangurühmade lõikes
- Arvutused tehakse looma, loomapidamishoone ja sõnnikuhoidla tasemel (sõnniku kogus ja koostis, N-emissioonid, NPK leostumine)
- Kalkulatsioonid on (nii palju kui võimalik) automatiseeritud, tuleb sisestada ainult algandmed, mingeid vahearvutusi tegema ei pea.
- Arvutused lähtuvad massi-bilansi metoodikast (sisendite ja väljundite vahe), algoritmid kalkulatsioonides looma tasemel kasutatavad on testitud Eesti kontekstis
- Üldandmed (loomade arv, toodang) ja söötmise (söötade) andmete sisestamine on võimalik päeva ratsioonide baasil (sobilik intensiivse tootmisega suurtele ettevõtetele) või aastase söötade tarbimise põhjal
- Arvutusvahend sisaldab enamlevinud pidamistehnoloogiate, sõnniku liikide ja sõnnikuhoidla tüüpide andmebaasi koos vastavate emissioonifaktoritega (liik, pindala, katmise viis jms)

Soovitust, kas eelistada keemilist analüüsi või arvutuslikku meetodit, ei ole üheselt võimalik anda. Variatsioone esineb mõlema variandi korral. Taanis on arvutuslik meetod riiklikult aktsepteeritav.

• Keemilise analüüsi täpsus sõltub paljudest, eeskätt tehnilistest (metoodilistest) teguritest
• Arvustuse täpsus sõltub sisendandmete kättesaadavusest (täpsusest)
• Arvutuslik meetod on sobivam ettevõtetele, kus söötade (keemiline analüüs) ja ratsioonide andmed on olemas. Kaudsete võtete (arvutustabelid, söödud siloruloonide loetlemine) kasutamisel on tulemuste variatsioon oluliselt suurem
• Projekti tulemused näitavad, et vedelsõnniku puhul on keemilise analüüsi ja arvutatud tulemuste variatsioon võrreldes tahesõnnikuga väiksem
• Kui sisendandmed on piisavalt täpsed, siis erinevus kalkuleeritud ja keemilisel analüüsil määratud näitajate vahel on väike.
• Arvutusliku meetodi suurim eelis on aeg. Kevadel (sügisel) kui sõnniku laotamiseks on sobivaim aeg, on laborid tavaliselt analüüsidega ülekoormatud ja ooteaeg pikk: tulemused saab siis, kui sõnnik juba laotatud. Arvutuslik meetod (piisava täpsusega sisendandmete olemasolul) võimaldab koostada väetusplaane kiiremini ja täpsemalt.

Projektimeeskond loodab, et veeseaduse järgmise muudatusega saab arvutusvahend aktsepteeritavaks analüüside alternatiiviks.

Lisainfot:
• Rahvusvaheline projekt „Advanced manure standards for sustainable nutrient management adn reduced emissions“ -
• Infopäevad sõnniku toitainete sisaldusest toimusid 4., 9. ja 11. aprillil 2019 
• Infopäevad väetamisest põllumehele toimusid 5., 10. ja 11. aprillil 2019 

• Sõnnikuhoidlate mahu arvutamine - kalkulaator https://sonnik.agri.ee/$/
• Loe veiste ja lammaste karjatamise kalkulaatorist 
• Loe taimetoitainete bilansi kalkulaatorist

• Sõnnikuproovi võtmise juhend PMK veebis
• Proovidest KSM toetuse taotlejale 
• Sõnnikuanalüüside tulemustest (J.Kanger, 2013) 

• Loe trükisest: Sõnnikulaotamise tehnoloogiad 
• Loe uuringu tulemusi: „Sõnnikulaotamise tehnoloogiate võrdlev uuring“