Za pomocą drewnianych wiórów można wydatnie obniżyć odpływ azotanów z pól uprawnych do zbiorników wodnych. Wystarczy stworzyć bakteriom odpowiednie warunki.

Wiodącym kierunkiem nowej perspektywy Wspólnej Polityki Rolnej jest ochrona środowiska. Zawiera ona wiele nowych regulacji, które w większości mają charakter ograniczeń. Wśród zaostrzonych wymogów znajduje się też poprawa gospodarki azotem i ograniczanie uwalniania jego związków do środowiska. W praktyce dość szybko można podjąć działania ograniczające emisję amoniaku z obiektów inwentarskich, zbiorników na odchody płynne czy stałe oraz podczas ich zagospodarowania na polu. Natomiast o wiele trudniej jest ograniczyć spływ związków azotu z wodami glebowymi do cieków wodnych.

Wychwycić i zneutralizować azotany

Woda spływająca siecią drenarską z pól unosi ze sobą m.in. duże ilości azotanów (NO₃^-). Jest to bardzo ruchliwa forma azotu w glebie, która działa nie tylko jako składnik pokarmowy roślin, ale także wydatnie użyźnia wodę. Tam często wywołuje silny wzrost glonów, co jest niekorzystne dla ekosystemu.

Od 2017 r. Uniwersytet w Rostoku (Niemcy) bada możliwość obniżania zawartości azotanów w wodzie drenarskiej za pomocą bioreaktora umieszczonego w gruncie. Na kilka metrów przed ujściem linii drenarskiej do naturalnego strumienia wykopano kanał o długości 30 m, szerokości 3,75 m i głębokości 2,2 m. Następnie wykop zasypano zrębkami drzewnymi, które wcześniej składowano na pryzmie przez rok w celu postarzenia. W tym materiale rozwinęło się wiele gatunków mikroorganizmów. Do tego bioreaktora skierowano 2 linie drenarskie, które odwadniają ok. 5 ha pola. Zamontowano też urządzenia pomiarowe, które umożliwiają pobieranie prób wody wpływającej do i wypływającej z bioreaktora, a ponadto mierzą intensywność przepływu i temperaturę wody.

Zgodnie z oczekiwaniami naukowców mikroorganizmy (bakterie denitryfikacyjne) zasiedlające bioreaktor przekształcają azotany unoszone z wodą drenarską do bezproblemowego azotu atmosferycznego (N₂). Same zrębki są dla nich źródłem węgla. Po trzech sezonach testów wyniki są bardzo obiecujące. W zależności od przebiegu pogody i intensywności przepływu wód drenarskich, redukcja zawartości azotanów między wejściem i wyjściem z bioreaktora wynosiła od 51 do 90%. Ku zaskoczeniu naukowców, już w drugim sezonie zaobserwowano także zatrzymanie dużej ilości uwstecznionego fosforu. Mobilizacja tego składnika w środowisku beztlenowym w glebie zachodzi rzadko.

Budowa takich bioreaktorów ma sens tylko na obszarach uzbrojonych w sprawną sieć drenarską. Można je sytuować w taki sposób, aby zbytnio nie utrudniały prowadzenia robót polowych. Ważnymi zaletami są:

• wyłączenie z użytkowania stosunkowo małej powierzchni użytku rolnego;
• brak potrzeby konserwacji;
• duża żywotność wsadu (zrębków) – wymaga wymiany co 10-15 lat;
• wraz ze wzrostem stężenia azotanów w wodzie wpływającej do bioreaktora rośnie efektywność ich neutralizacji.

Trudno o alternatywne rozwiązanie

Reaktywne kanały (bioreaktory) w Europie są na razie tylko testowane. Natomiast w zachodniej części Stanów Zjednoczonych cieszą się sporą popularnością w praktyce. W przeciwieństwie do rozwiązań agrotechnicznych, jak np. szybka doglebowa aplikacja nawozów odzwierzęcych czy uprawa roślin zatrzymujących azot, działa zupełnie inaczej. Pozostają bez wpływu na odżywianie uprawianych roślin i wychwytują tę część składników, które normalnie są tracone z gleb.

Budowa reaktywnych kanałów jest szczególnie interesująca w miejscach, w których azot gromadzi się w glebie od dziesięcioleci, albo gdzie nadal można się spodziewać zrzutów azotanów, nawet przy oszczędnym stosowaniu nawozów.

Warto pamiętać, że składniki pokarmowe są zatrzymywane także poprzez spiętrzenie wody drenarskiej na polderach, terenach podmokłych, stawach lub w samym systemie odwadniającym. To zjawisko wykorzystywano już wiele tysięcy lat temu. Przyczyniło się ono m.in. do rozkwitu najstarszej cywilizacji świata w dolinie Nilu.