Fosfor v kompostu: Zdroje a význam pro udržitelný život

Fosfor je prvek, který je nezbytný pro veškerý život na Zemi. Potřebujeme ho pro život, ale neumíme ho vyrobit a jeho dostupné zásoby na planetě ubývají. Ví se to zhruba od začátku 19. století, kdy se dělaly pokusy s výživou rostlin.

Německý chemik Justus von Liebig zjistil, že pro růst rostlin je logicky limitující právě ten prvek, který je momentálně v nedostatku. Liebig zároveň zjistil, že pro výživu rostlin jsou nejdůležitější tři prvky: dusík (N), fosfor (P) a draslík (K). Proto se dnes hlavní hnojiva označují jako NPK, protože obsahují tyhle tři prvky.

Význam fosforu pro život

Fosfor je hrozně důležitý pro veškeré organismy, rostliny, živočichy i lidi, protože je to univerzální přenašeč energie v podobě adenozintrifosfátu, což je základ našeho metabolismu. A potom je důležitý jako stavební kámen, třeba pro DNA. Její řetězec je také částečně z fosforu.

Nedostupnost fosforu v přírodě

Fosforu je na Zemi relativně hodně, ale obvykle se vyskytuje v nedostupné formě. Především ve formě apatitu, což je fosforečnan vápenatý s příměsí fluóru, chlóru a s molekulami vody. Ale v apatitu je fosfor vázán pevně a je většině organismů nedostupný.

Apatit vzniká typicky ve všech přeměněných horninách, ale i v horninách vulkanických, krystalizací z magmatu. V živém světě se apatit vyskytuje třeba v kostech a zubech. I my máme v zubech krystalky apatitu.

Čtěte také: O výskytu draslíku a fosforu

Získávání fosforu pro hnojiva

Člověk ho uměle vydobýt umí. To se v podstatě děje u hnojiv, kdy se na apatit působí kyselinou sírovou, a ta je schopná fosfor z apatitu dostat do formy využitelné pro organismy. Takhle se vyrábí superfosfát jako základ všech umělých hnojiv.

V přírodě se s apatitem můžou dít dvě věci. Buďto se fosfor uvolňuje pomalým zvětráváním, což trvá staletí až tisíciletí. A pak umí fosfor z apatitu dostat některé mikroorganismy, typicky houby. Některé houby to umí dokonale a to je zřejmě jeden z důvodů, proč má naprostá většina rostlin mykorhizu, tj. symbiózu s houbami.

Historické zdroje fosforu

Dřív se vyráběla hnojiva tak, že se vzala kostní moučka a působilo se na ni kyselinou sírovou, čímž se vyrobil superfosfát. O 19. století, kdy nastal rozkvět evropské populace a zemědělství, ale fosfor byl už tehdy naprosto limitující.

Hnojilo se vším možným: popelem ze dřeva nebo z rašeliny, různým ledkem - chilským, peruánským. Chilský ledek je guáno, trus mořských ptáků, kteří se živí rybami. Před otevřením velkých ložisek s fosfátovými hnojivy byl využíván například rašelinný a dřevěný popel. Rašelina a dřevo se kvůli tomu záměrně spalovaly. Ryby se lovily nejen na jídlo, ale také se jimi přímo hnojilo. Jako hnojivo se využívala masová moučka, kosti, netopýří guáno.

Hodně fosforu obsahuje mletá struska po železářské výrobě z vysokých pecí, ta je důležitá dodnes. A pak jsou tu minerální hnojiva včetně koprolitů, což je fosilizovaný trus mořských ryb a žraloků. Souhrnně řečeno jde o tzv. druhotné zdroje fosforu.

Čtěte také: O fosforu a jeho vzniku

Fosfority jako konečný zdroj

Dnes se k průmyslové těžbě využívají pouze fosfority. V nich je fosfor v mnohem větším množství a především je tam v lépe dostupné formě. Dá se s ním hnojit rovnou, a když se na něj aplikuje kyselina sírová a udělá se superfosfát, tak je výsledek ještě o dost lepší.

Fosfority jsou v podstatě sedimenty biologického původu, vzniklé z mrtvých organismů, které obsahovaly hodně fosforu. To znamená, že jsou to fosilní zdroje. Každý fosilní zdroj je konečný a v poslední době se stává nedostatkovým.

V zásadě jde o sloje mrtvých ryb a žraloků, plus o jejich trus. Jsou to horniny biologického původu, podobně jako ropa nebo vápenec. Fosfority jsou tedy koncentrované zdroje, ale je jich málo.

Ropa je samozřejmě důležitá, ale není nenahraditelná. Energii můžeme vyrobit z lecčeho jiného. Ale fosfor z ničeho nevyrobíme. To je naprosto nenahraditelný zdroj. A proto cennější. U nás v Evropě jich moc není.

Mykorhiza a získávání fosforu

Umí to jedině některé mikroorganismy a potom houby. O mykorhize a jejím významu pro rostliny jsme už mluvili. Některé mykorhizní houby dělají jenom to, že svoje podhoubí vyšlou hodně daleko, a sklidí dobře dostupný fosfor z velké plochy. Těm se říká „sklízeči“ nebo „vyhledávači“ fosforu, scavengers. Rostlině nahrazují velký povrch kořenového vlášení.

Čtěte také: Více o fosforu v ekosystémech

Ještě účinnější jsou ektomykorhizní houby, kterým se říká miners, „těžaři“. Ti umějí vytěžit fosfor přímo z apatitu a poskytnout ho rostlině. I když je to energeticky mnohem náročnější a chtějí za to víc cukru, který jim musí výměnou dodat rostlina. Ale pokud má rostlina dost světla a vláhy, a to, co jí chybí, je především fosfor, tak za něj cukr ráda vymění.

Koloběh fosforu v přírodě

Houba získá fosfor z apatitu, dodá ho rostlině, rostlina si ho zabuduje do biomasy, pak uhyne, a z její biomasy už se fosfor může uvolnit v biologicky aktivní formě. Rozpustné, využitelné. Což je přesně ten hlavní zdroj, který využívají živé organismy. Býložravci žerou rostliny, rozkladači fosfor recyklují do půdního roztoku, který je znovu použitelný pro ty živé.

Jenže tento využitelný fosfor má jednu nepříjemnou vlastnost: hrozně rychle se váže na komplexy s kovy, hlavně se železem a hliníkem. Než se ho v půdním roztoku stihne chopit rostlina, už se zachytil na železo a hliník. A to je tak pevná vazba, že je pak ještě nedostupnější než v apatitu. Z této vazby už ho nezískají ani houby a je tak nenávratně ztracený.

Větrný transport fosforu

Koloběh fosforu většinou vypadá tak, že když máme čerstvou horninu vystavenou vzduchu a počasí, pomalu se v procesu zvětrávání uvolňuje fosfor z apatitu. Aktivně ho uvolňují také houby a další mikroorganismy. Postupně se ale víc a víc fosforu váže na kovové komplexy, a dochází k téměř úplnému vymizení fosforu jak z primárního zdroje - apatitu, tak z půdního roztoku, a skoro všechen je v těch nerozpustných komplexech.

V takovém ekosystému je jediným významnějším přirozeným zdrojem fosforu větrný transport na velké vzdálenosti. Ještě docela nedávno, před 6 000 lety, na Sahaře nebyla poušť, ale byla tam jezera a zelené sezonní savany. Dnes vítr z vyschlých saharských jezer vyfoukává fosfority, které jsou poměrně lehké a přeletí díky pasátům dokonce přes celý Atlantický oceán a potom pohnojí Amazonský prales. Výzkumy v poslední době ukazují, že tohle je pro Amazonský prales hlavní zdroj fosforu.

Fosfor v rybnících a jeho využití

V České republice se fosfor nachází například na dně rybníků. A rybniční bahno je možné za určitých podmínek využít. Pokud není kontaminované dalšími látkami. Ale obecně, ze dna rybníka se dá fosfor získat, protože se neváže do kovové komplexy díky tomu, že se tam nachází v prostředí bez přístupu kyslíku.

Vliv doby ledové na dostupnost fosforu

Zvětrávání apatitu je hrozně pomalý proces. Doba ledová znamená, že planeta je studená, souše jsou suché a panují na nich drsné podmínky. Fouká vítr a celá planeta se plošně hnojí navětralým prachem, který obsahuje apatit. Z velkých nánosů prachu eventuálně vznikají tzv. spraše, na kterých v naší době meziledové vznikají ty nejúrodnější zemědělské půdy, černozemě.

Příchod doby meziledové je pokaždé zlatá doba pro biosféru. Je teplo a na kontinentech mnohem víc prší. Vegetace bují, protože fosforu je dost a všechno je jím přirozeně prohnojené.

Kompost jako zdroj fosforu

Kompost je stabilní a hygienizované pomalu působící organické hnojivo bez vodorozpustných forem dusíku. Má široký poměr živin C : N, mimo základní makroprvky NPK obsahuje Ca, Mg a mikroprvky, stabilní humus, půdní mikroorganismy, zásaditě působící látky (pH 6 - 8). Fosfor, draslík a hořčík jsou schopny pokrývat požadavky vegetace. Obsahy živin závisí na správném vedení kompostovacího procesu a na vstupních surovinách. Výživný účinek kompostů působí několik let.

V průměru obsahuje kompost z biologického odpadu celkem 5-16 kg dusíku v 1 t kompostu. Koncentrace fosforu v kompostu z biologického odpadu se standardně pohybují mezi 2,5 - 13 kg v 1 t kompostu, v sušině je to 0,25 - 2,0 %. Kompost obohacuje půdu o fosfor pomocí přímého dodání do půdy (20-40 % fosforu je okamžitě přístupné pro plodiny).

Organický fosfor v kompostu z rostlinných materiálů je snadno rozložitelný a je uvolňován ve formě orthofosforečnanu, který je snadno přístupný pro plodiny. Organická hmota neposkytuje pouze zdroj fosforu z mineralizace, ale rovněž může snížit kapacitu kyselých zemin fixováním fosforu. Fosfor se v kompostu stane téměř dostupným pro plodiny v průběhu tří vegetačních období po aplikaci kompostu.

Recyklace fosforu

V okamžiku, kdy jsou fosfátová hnojiva drahá, vymýšlejí zemědělci, jak se bez nich obejít. A na řadu přichází recyklace. Recyklace fosfátů je vždycky na principu využívání biomasy ke hnojení. A to nemusí být jen biomasa určená ke kompostování. Biomasu můžeme vytěžit jinde, pálit ji a popelem pak hnojit. Protože fosfor naštěstí nevylítne do vzduchu, ale zůstane v popelu.

Tradiční recyklací fosforu je jakékoli hnojení chlévskou mrvou. Tím, že se na velké hromadě vykydaná mrva nechá částečně rozložit, se uvolní živiny včetně fosforu, a tím potom pohnojím pole. To se odedávna všelijak vylepšovalo.

Udržitelné používání fosforu

Produktivita moderních zemědělských systémů závisí do značné míry na přidávání fosforu do půdy jako hnojiva a do potravy zvířat v krmivech. Většina fosforu pochází z dolů na fosfát, ale pouze jeden takový důl se nachází v EU a většina fosfátů používaných v EU pochází ze severní Afriky a Ruska. V současné době je hodně fosforem plýtváno po celou dobu cyklu výroby potravin, což je často příčinou problémů pro životní prostředí, jako je například znečištění vody.

EU pracuje na zlepšení přístupu na trh pro některé z těchto zdrojů recyklovaného fosforu, zejména prostřednictvím revize nařízení o hnojivech. Další výzkum perspektivních technik a technologií je nezbytný a Evropská inovační platforma pro udržitelné zemědělství spolu s další prací v rámci programu Horizont 2020 pomůže stimulovat tento vývoj v evropských podnicích a výzkumných institucí.

tags: #fosfor #do #kompostu #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Průvodce kompostováním podestýlky
• Aktuální témata v ČR: Odpad a politika
• Test ekologických pracích prostředků
• Složení a využití ekologického lepidla
• Příroda v hnědých tónech