Powiązanie problemów środowiska naturalnego z efektywną produkcją trzody chlewnej

Produkcja zwierzęca jest gałęzią podukcji rolniczej która rozwija się obecnie szczególnie dynamicznie i najczęściej nie jest w zgodzie z wymaganiami ochrony środowiska naturalnego.

Zagadnieniaekologiczne stanowią obecnie główną troskę dla naszego społeczeństwa. Dowody tej troski znajdujemy w licznych programach telewizyjnych, artykułach w pismach specjalistycznych i gazetach codziennych w każdym kraju. Grupy ekologiczne dochodzą coraz częściej do głosu zagrażając procesom legislacyjnym oraz bojkotami. Toczą się obecnie wojny prawne, a federalne i stanowe regulacje prawne stają się coraz bardziej surowe. Szeroki ogół zaczął zdawać sobie sprawę z możliwości zanieczyszczenia środowiska z wszystkich sektorów, w tym przemysłu, rolnictwa, urbanizacji i turystyki. W przeszłości ustanowiono już stosowne uregulowania prawne dotyczące przemysłu, rolnictwa i podstawowych źródeł odpadów. Zakres ich jenak nie jest wystarczający, szczególnie w odniesieniu do masowego chowu zwierząt gospodarskich stanowiącego obecnie realne zagrożenie ekologiczne w wielu krajach, gdzie intensyfikacja produkcji zwierzęcej przeszła wszelkie oczekiwane rozmiary. Często jednak ludzkie emocje stają się bardziej decydujące niż przyczyny, logika, czy fakty naukowe. W wielu przypadkach nieporozumienia mają finał na wokandzie sądowej. Tego typu sprawy są trudne, gdyż przepplatają się tu interesy różnych grup społecznych. Często nie ma możliwości jednoznacznego rozstrygnięcia sporu, nikt nie wygrywa, a zniszczeniu ulegają stosunki sąsiedzkie. Naciski proekologiczne nasilają się wówczas gdy mieszkańcy miast przenoszą się na tereny wiejskie. Hodowcy zwierząt nie są wystarczająco dobrze chronieni prawem i często zagraża im zamknięcie produkcji.

Ostatnio w Europie, Azji i Stanach Zjednoczonych opracowano szereg uregulowań prawnych dotyczących kontroli wydzielanych odorów i posępowania z gnojowicą. Wydane zostały również prawne standardy dla konkretnych ścieków. Dodatkowo, zostały lub są zatwierdzane restrykcje co do dawek azotu, fosforu i miedzi na terenach produkcji roślinnej. W wielu krajach wskaźnik stosowania określonych składników odżywczych musiał być zmniejszony o 30 do 50%. Niektóre kraje ustanowiły prawodawstwo w celu ograniczenia emisji amoniaku z zamkniętych jednostek hodowlanych żywego inwentarza. Na przykład Holandia uchwaliła ustawowo, aby do roku 2000 ilość uwalnianego amoniaku z produkcji zwierzęcej zostało ograniczone o 70%.

Istnieje także prawodawstwo mające na celu ograniczyć liczbę świń hodowanych na jednostce powierzchni danego kraju. Spójrzmy na kilka danych. Przodujący w hodowli świń stan w USA, Iowa, rocznie sprzedaje około 154 szt tuczników z km kw. Region Sampson Co. w Północnej Karolinie, który przoduje w USA w dziedzinie hodowli świń - produkuje 347 świń/km kw., podczas gdy w Holandii średnio hoduje się ponad 540 sztuk/km kw. Tak duża koncentaracja świń stwarza wielkie problemy z gnojowicą. 540 świń o średniej masie 67.5 kg produkuje prawie 7 ton gnojowicy dziennie, ponad 205 ton miesięcznie (30 dni). W 1991 roku, w Holandii gnojowica ta mogła być rozprowadzana po polach tylko między 1 stycznia a 30 sierpnia. Jej zastosowanie limitowano do 29.7 ton na akr ziemi trawiastej, 18.5 ton pod rośliny drobnoziarniste i 37 ton pod zboże (liczba ta zmniejszy się w 1994 roku do 22 ton na akr). Powoduje to, jak widzimy, w takim kraju jak Holandia nadwyżkę gnojowicy. W Holandii utworzono specjalny "bank" gnojowicy, gdzie jest ona suszona, granulowana i sprzedawana jako nawóz organiczny. Jego dostawca musi wnosić opłatę za wszystkie te usługi w wysokości około 3.5 dolara za tonę plus koszty transportu do "banku". Jeśli nie stosuje on tej suszonej gnojowicy, a kupuje nawozy sztuczne, wówczas nakłada się na producenta dodatkową opłatę.

W Stanach Zjednoczonych jest więcej gruntów przeznaczonych dla rolnistwa i hodowli, jednakże i tu w wielu przypadkach istnieją duże zagęszczenia populacji zwierząt, w powiązaniu z niewystarczającym zapleczem ziemi, na której można stosować gnojowicę. Ponadto, niektóre tereny nie mogą być wykorzystane do hodowli zwierzęcej, na skutek możliwości bezpośredniego zanieczyszczenia wód powierzchniowych. Oczywiste jest, iż w przyszłości będzie coraz więcej restrykcji dotyczących jakości powietrza, gleby i wody zarówno ze strony federalnej, jak i stanowej. Czy kolejne regulacje? - Być może dotyczące bezpieczeństwa pracowników, prawa do zakładania farm i sposobów postępowania z gnojowicą.

Stany takie jak Ohio, Michigan, Wisconsin, Północna Karolina i Indiana już teraz rozważają wprowadzenie ściślejszej kontroli stosowania gnojowicy opartej o pomiary poziomu azotu i fosforu. W przypadku, gdy w glebie istnieje wysokie stężenie fosforu, stosowanie gnojowicy jest niedozwolone. W stanie Indiana wprowadza się kary tam, gdzie się to łamie. Na przykład powierzchnia, na której stosuje się gnojowicę, musi być oddalona o 30 m od rowów melioracyjnych lub jakichkolwiek powierzchniowych źródeł wody. W stanie Minnesota zaleca się oddalenie o 15 m od potoku czy rzeki, gdy stosuje się gnojowicę wprowadza się pod powierzchnię gleby (wstrzykiwanie), i o 60 m, jeśli rozprowadzany jest poprzez irygację. Szczególne ograniczenia dotyczące gnojowicy nałożone zostały przez Coastal Zone Management Act (Akt Zarządzania Strefą Brzegową). W ślad pójdą inne stany USA. Pensylwania i Chesapeake Bay już wzmogły nadzór nad stosowaniem gnojowicy.

Kontrola zanieczyszczeń gazowych nie nie jest tak dobrze zorganizowana i udokumentowana jak zanieczyszczenia wód i gleby. Dzieje się tak na skutek trudności w dokładnym pomiarze odorów. Często intensywność zapachu to odczucie sybiektywne. Jednakże Illinois ma ustawodawstwo dotyczące lokalizacji ferm względem terenów przeznaczonych pod zabudowę bydynków aby zapobiec uciążliwym odorom.

Nowy York z kolei, przyjął zasadę, że hodowca nie nie może być wyeliminowany z danego terenu, tylko ze względu uciążliwość odorów.

Przyszłe ustalenia prawne, tj. Farm Bill (Ustawa o Farmach) z 1995 roku i wznowienie Clean Water Act (Akt o Czystej Wodzie) skupią narodową uwagę na problem wpływu zanieczyszczeń pochodzenia rolniczego na jakość wody. Obserwuje się wspólne wysiłki w kontrolowaniu niepunktowych źródeł zanieczyszczeń pochodzących z rolnictwa. Jak wspomniano wcześniej, wiele ludzi obecnie uważa, że nadszedł najwyższy czas, aby wprowadzone zostały regulacje prawne dla poczynań rolniczych w odniesieniu do zapobiegania zanieczyszczeniu wody.

Do czego zmuszać to będzie producentów żywności? Może to oznaczać większe wymagania dla nowo konstruowanych pomieszceń inwetarskich, przebudowy starych oraz opracowania i wprowadzenia nowych technik żywienia zwierząt i postępowania z gnojowicą. Szczególnie dużo uwagi należy poświęcić alternatywnym sposobom postępowania z gnojowicą. Zmiany te będą wymagały lepszego zarządzania, zbierania informacji i prawdopodobnie większych kosztów. Można będzie również liczyć na pewne korzyści przetwarzania gnojowicy. W niektórych przypadkach, aby zapewnić rentowność lokalizacja niektórych ferm powinna być zmieniona. Już teraz zaobserwowano pewne przesunięcia populacji zwierząt wychodzących na przeciw proponowanym ograniczeniom w produkcji zwierzęcej.

Ale nie zniechęcajmy się! Istnieją rozwiązania, które mogą zapewnić opłacalną produkcję wieprzowiny.

Jednym z głównych programów naprawczych jest doskonalenie programów żywieniowych. Wzrasta ostatnio zainteresowanie i prowadzone są prace badawcze dotyczące optymalizacji azotu, fosforu i miedzi w dawce pokarmowej dla świń tak aby ograniczyć poziom tych pierwiastków w odchodach świń.

W Europie, suplementacja dawki pokarmowej syntetycznymi aminokwasami i ograniczenie w ten sposób typowych źródeł białka ograniczy istotnie wydalanie azotu, nawet o 50%. W ostatnich latach niektórzy producenci pasz wprowadzili produkty "o niskiej zawartości azotu, przyjazne dla środowiska naturalnego".

Innym sposobem ograniczenia wydalania azotu jest zmniejszenie ilości paszy potrzebnej do wyprodukowania wieprzowiny. Zmniejszy to nie tylko wydalanie azotu, ale również wszystkich innych niestrawnych składników paszy. Prace badawcze dr Lindemana w VPI wykazały, że różnice mogą zaistnieć różnice w wykorzystaniu paszy pomimo, że w gospodarstwach rejestruje podobne tempo wzrostu zwierząt. Znaczne obniżenie zużycia paszy możliwe jest poprzez wybór materiału hodowlanego charakteryzującego się lepszym wykorzystywaniem paszy.

Dostosowanie dawki do wymagań pokarmowych tuczonych zwierząt, umożliwi wydajniejsze wykorzystanie paszy. Lewis (1989) wykazał, że po wprowadzeniu dwóch rodzajów pasz w zakresie tuczu od 30 do 100 kg wydalanie azotu może być ograniczone o 13% .

Regulując automaty paszowe tak aby straty karmy były mninimalne nie tylko oszczędzamy pieniądze, lecz również zmniejszamy ilość azotu i innych substancji żywieniowych wprowadzanych na pole. Jeśli przyjąć, że w zakresie wzrostu masy ciała od 22.5 do 108 kg wykorzystanie paszy wynosi 3:1, to zmniejszenie ilości pobieranej paszy o 2% pozwoli zaoszczędzić około 5.2 kg paszy na odchowaną sztukę. Jeśli rocznie produkujemy 5000 tuczników to ta 2%-owa redukcja spowoduje to, że w tycm czasie prawie 30 ton mniej paszy wyrzucimy kortenów, lagun a następnie bezpośrednio na pola. Dodatkowo zaoszczędzi to rocznie prawie 5000 dolarów wydawanych zakup paszy.

Fosfor pochodzenia roślinnego jest słabo przyswajany przez świnie i dlatego aby zaspokoić zapotrzebowanie świń na ten pierwiastej jest on dodawany do karmy w postaci nieorganicznej. Słaba przyswajalność przyczynia się do całkowitego wydalania fosforu. Opracowanie pasz z wykorzystaniem przyswajalnej formy fosforu, które uwzględniają część nie przyswajalną jako fosfor fitazy, może zmniejszyć jego wydalanie do środowiska.

Ostatnie badania naukowe sugerują, że poziom fosforu w diecie świń może być obniżony jeśli do paszy dodawana jest fitaza. Powoduje to zmniejszenie wydalanego fosforu o 35 do 50% i nie jest przy tym hamowany wzrost ani wykorzystanie paszy.

Stosowanie gnojowicy polu jest wciąż najpowszechniejszą metodą jego zużytkowania. Większość kosztów przeznaczonych na nawozy sztuczne może być ograniczona o ile zastosuje się właściwe techniki wykorzystywania gnojowicy.

Zakres stosowania gnojowicy powinien być dostosowany do zaleceń nawozowych dla uprawianych roślin i oparty o informacje płynące z badania gleby. Przy opracowywaniu systemy nawożenia należy uwzglądniać realne wydajności roślin i nie stosować gnojowicy w nadmiarze.

Zaleca się również analizę gnojowicy w celu realistycznego określenia stosowanej dawki na ha. Powinno się ponadto analizować serię próbek gnojowicy aby ustalić jej skład. Jeśli nie można skorzystać z analizy laboratoryjnej, szybki polowy zestaw testowy (azotomierz) może posłużyć w celu oszacowania ilości azotu przyswajalnego przez rośliny, znajdującego się w gnojowicy. Zestaw ten może pomóc w ustaleniu poziomu azotu podczas opróżniania zbiornika zgnojowicą. Do analizy należy przeznaczyć jednorodną próbkę i dlatego przed jej pobraniem gnojowicę w zbiorniku należy zmiksować. Do szybkiego testowania zawartości azotu glebowego gdy po wzejściu zboża osiągnie ok. 20 cm wysokości zaleczne są w USA testy oceniające nawożenie azotowe. Dostęne są również testy dla oznaczenia azotu w kankach roślin. Testy te wskazują na konieczność ew. uzupełnienia azotu w glebie.

Bezpośrednie wstrzykiwanie gnojowicy do gleby za pomocą specjalnych maszyn może zaoszczędzić od 20 do 40% wprowadzonego azotu. Ponadto przy tej metodzie nieprzyjemny odór towarzyszący nawożeniu gleby gnojowicą jest zredukowany do minimum.

Gnojowica powinnna być stosowana wówczas, kiedy warunki polowe są optymalne dla zmniejszenia jej zagęszczenia i tak blisko terminu wysiewu jak to tylko możliwe. Jesienne stosowanie jest często wygodniejsze z powodu bardziej pożądanych warunków glebowych i większych możliwości czasowych oraz zasobów siły roboczej. Jednakże aby zachować azot z jesiennego stosowania gnojowicy do przyszłorocznych zbiorów tam, gdzie spodziewane są większe opady lub w regionach o wyższej wilgotności gleb, zaleca się używanie inhibitorów pocesu nitryfikacji

Azot znajduje się w odchodach zwierząt w większości w formie nieorganicznej jako kation amonowy (NH4+) i jest on w glebie nieruchomy. Mikroorganizmy glebowe powodują, że azot jest poddawany procesowi nitryfikacji, w czasie którego jest przekształcany na azotan (NO3-). Azotan nie wiąże się z cząstkami gleby (gliną), i przechodzi przez glebę aż osiągnie wody gruntowe. Jednym z pośrednich sposobów ograniczenia wypłukiwania azotanów do wód gruntowych jest użycie inhibitorów nitryfikacji takich jak N-serve, zwłaszcza przy jesiennym stosowaniu gnojowicy.

Fosfor różni się od azotu tym, że nie jest przesączany przez glebę i nie zanieczyszcza wód gruntowych. Nadmiar fosforu, który nie jest wbudowany w tkanki roślin, przekształca się w rozpuszczalne w wodzie formy fosforanowe i pozostaje w górnych warstwach gleby. Powierzchniowy odpływ może więc przenieść nadmiar fosforanów razem z osadami do cieków wodnych, gdzie przyspiesza wzrost alg i innych roślin wodnych. Rośliny te obumierają, dla swojego rozkładu pobierają tlen rozpuszczony w wodzie stwarzają warrunki nieprzyjazne dla życia fauny danego zbiornika. Niezwykle ważne jest, aby właściwie postępować z glebą, w celu zmniejszenia wypłukiwania z niej fosforu i zanieczyszczania nim środowiska.

Istnieją inne metody postępowania, które mogą ograniczyć problemy zanieczyszczenia i polepszyć środowisko naturalne. W przypadku gnojowicy powinno przewidzieć się odpowiednią kubaturę kortenów dla przechowywania gnojowicy aby w optymalnym okresie wylewaćją na pola.

Urządzenia przechowawcze, bez względu na typ, powinny być tak zaprojektowane i wykonane, aby zapewnić, że części płynne gnojowicy nie będzie przeciekały do wód gruntowych. Szczególnie dużo uwagi powinno poświęciś się obecnie naziemnym lagunom. Laguny powinny być otoczone wałami ziemnymi a w regionach o wysoce przepuszczalnej glebie dno laguny powinno wyścielać się sztucznymi przesłonami.

W przemysłowym chowie zwierząt stosuje się zazwyczaj kilka sposobów przetrzymywania gnojowicy, m. innymi: laguny, zbiorniki betonowe lub metalowe korteny.

Laguny są chyba najpowszechniej stosowanymi w chowie świń systemami przechowywania odchodów. Wszystkie stany w USA posiadają regulacje prawne dotyczące lokalizacji i eksploatacji lagun. Regulacje te zasadniczo usatanawiają odległość w stosunku do najbliższych studni, wód powierzchniowych, potoków, lub rzek. Istnieją również określone normy co do ich pojemności uwzględniające dane o opadach w okresie 25 ostatnich lat, przewidujące 24-godzinne ulewy. W Minnesocie, na przykład, jest to 110 do 120 mm opadu w czasie 24 godzin. Pojemność laguny (wały ochronne) powinny przewidzieć takie ulewy.

Dla przechowywania gnojowicy stosuje się także metalowe zbiorniki nadziemne - korteny. Gnojowica wpompowywana jest zazwyczaj od dołu takiego zbiornika. Lokalizacja i rozmiar takich systemy również wymaga zatwierdzenia stanowego. Jeżeli używa się takiego systemu, należy być pewnym, że poprawnie działa zawór bezpieczeństwa. W przypadku wady mogłoby dojść do wycieku i skażenia otoczenia .

Innym powszechnie stosowanym systemem przechowywania obornika są betonowe zbiorniki. Są to zasadniczo porusztowe zbiorniki o głębokości 1.2 - 2.4 m. Muszą być one szczelne. Aby zapobiec zatkaniu przewodów do opróżniania i zapewnić jednorodność należy przed opróżnieniem zbiornika wzruszyć jego zawartość. Należy przykładać też uwagę do zmniejszenia ryzyka zatrucia ludzi i izwierząt wynikłego z wyzwolenia się gazów w czasie wzruszania zawartości zbiorników. Przed przystąpieniem do tych czynności należy upewnić się, że wentylacja w pomieszczeniu działa poprawnie.

Dwutlenek węgla, metan, amoniak i siarkowodór to najważniejsze gazy generowane podczas rozkładu odchodów zwierzęcych.

Dwutlenek węgla jest nietoksyczny, ale może wypierać tlen i powodować niedotlenienie. Zwykle nie osiąga śmiertelnego stężenia chyba, że przez kilka godzin nie działa wentylacja.

Metan, gaz bez zapachu, może gromadzić się w nieotwieranych, przykrytych zbiornikach i stwarzać ruzyko wybuchu.

Siarkowodór jest najbardziej toksycznym gazem związanym z przechowywaniem obornika, a wytwarza się w wyniku beztlenowego rozkładu odchodów. Siarkowodór ma działanie zarówno drażniące, jak i duszące. Większe stężenia mogą powodować częściową nieprzytomność, a nawet śmierć na skutek paraliżu oddychania - i to zarówno u ludzi, jak i zwierząt.

Amoniak jest czynnikiem drażniącym, który może powodować ciężkie uszkodzenia oczu, krtani i płuc. Jest to najpowszechniejszy gaz toksyczny powstały z odchodów świń. Bardzo rzadko osiąga śmiertelne stężenia (powyżej 3000 ppm).

Niepokój, jeśli chodzi o gazowy amoniak, dotyczy trwałego narażenia układu oddechowego pracowników i żywego inwentarza. Ekspozycja prosiąt na amoniak o stężeniu 50 ppm, o 12% zmniejszenie przyrosty masy ich ciała, a 75 ppm o 50% zmniejszało zdolność oczyszczania się płuc z bakterii (Drummand i wsp. 1978-1980). Obecnie uważa się, że amoniak już w tak małym stężeniu jak 7 ppm może zagrażać zdrowiu osób zatrudnionych zakurzonych pomieszczeniach chlewni.

Dr Kelly Donham przedstawił wyniki 14 badań prowadzonych w czterech różnych krajach. Badaniami objęto 2786 osób zatrudnionych przy obsłudze zwierząt. Stwierzono chroniczne i ostre objawy schorzeń układu oddechowego u tych ludzi. Kaszel, tworzenie się flegmy, charczenie i ucisk klatki piersiowej to na co najczęściej uskarżali się badani.

Modernizacja wetylacji, kanalizacji i zmiana metod postępowania z gnojowicą mogą znacznie poprawić jakość powietrza. , to przebudowa może być kosztowna lub w pewnych przypadkach niemożliwa.

Jako alternatywę, producenci wieprzowiny mogą poprawić jakość powietrza w swoich zabudowaniach za pomocą unikalnego produktu pod nazwą Micro-Aid - wyprodukowanego przez Distributors Processing, Inc. Jest to specyficzny dodatek do paszy, oparty na specjalnie wytworzonym ekstrakcie z rośliny yucca schidegera.

Micro-Aid osłabia działanie ureazy - enzymu odpowiedzialnego za rozpad mocznika do amoniaku. Micro-Aid wpływa na ureazę zarówno przed, jak i po wydaleniu, jeśli doda się go do karmy zwierząt. Opóźnia tworzenie wolnego amoniaku w produktach odchodów i zmniejsza stężenie tego gazu w powietrzu.

Przez ostatnich 25 lat rozliczne uniwersytety stanowe, a także kompanie produkujące żywność przeprowadzały duże ilości dowodów naukowych. Wykazywały one skuteczność Micro-Aid jako sposobu ograniczenia amoniaku w chlewach, jak również ograniczenie ilości szlamu obornika w zbiornikach i dołach.

Aktywny składnik Micro-Aid ma w USA i Kanadzie status GRAS (ogólnie rozpoznany jako bezpieczny). Agencje prawne w obu tych krajach nadały Micro-Aid charakter pomocy w kontrolowaniu zapachu obornika i/lub amoniaku.

Nie ma wątpliwości, że przemysł wieprzowy znajduje się pod silną obserwacją ze strony towarzystw ekologicznych. Musimy więc kontynuować nasze wysiłki w zmniejszaniu zanieczyszczenia powietrza, wody i gleby. Może się to dokonać poprzez usprawnione działania zarządzające i zastosowanie w przemyśle takich produktów jak Micro-Aid. Tylko przez połączenie dostępnych sposobów będziemy mogli powiedzieć: "Tak, staramy się i jesteśmy dobrymi sąsiadami".