Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej Nr 123

Paweł P. ZAGOŻDŻON

MĄCZKI BAZALTOWE W ZASTOSOWANIACH ROLNICZYCH I POKREWNYCH

Artykuł systematyzuje dostępne informacje dotyczące cech, właściwości i sposobów aplikacji tzw. mączek bazaltowych w zastosowaniach rolniczych. Ukazana została różnorodność i skala wykorzystania materiałów bazytowych na świecie. Zaproponowano rozwinięcie aktywnej promocji mączek bazaltowych i materiałów pokrewnych przez rodzime zakłady górnicze. Wskazano potencjalne możliwości zwiększenia bazy zasobowej mączek bazytowych.

 

1. WSTĘP

Bazalty (termin powszechnie stosowany na określenie szeregu odmian obojętnych i zasadowych skał wylewnych zbliżonych do siebie pod względem cech makroskopowych; zgodnie z nomenklaturą petrograficzną prawidłowe jest określenie „bazaltoidy”) to powszechnie występujące skały wydobywane na dużą skalę i znajdujące różnorodne zastosowanie. Przede wszystkim są one surowcem do produkcji kruszyw łamanych stanowiących składnik betonów i bitumicznych nawierzchni drogowych, a także materiał do budowy nasypów drogowych i kolejowych. Są one też wykorzystywane jako materiał budowlany – kostka brukowa i sporadycznie płyty kamienne oraz do produkcji galanterii ogrodowej. Bazalty znajdują też zastosowanie odmienne, np. jako surowiec dla hutnictwa skaliwnego dostarczającego wyrobów z leizny bazaltowej i wełny mineralnej. Rozdrobnione do frakcji pylastej skały te są natomiast wykorzystywane w różnorodny sposób w rolnictwie i branżach pokrewnych. Ten stosunkowo mało znany i słabo jak dotąd rozpropagowany w naszym kraju kierunek zastosowania bazaltów jest przedmiotem niniejszego, wstępnego opracowania.

Przredstawienie zagadnienia utrudnia niedostatek publikacji naukowych i technicznych, w związku z tym znaczna część danych została uzyskana z kwerendy przeprowadzonej w zasobach internetu. Pojawiające się najczęściej opracowania rolnicze mają w większości charakter popularny, stanowiąc poradniki dla odbiorców mączek bazaltowych. Problem możliwości wykorzystania takiego materiału nie jest natomiast przybliżany w środowisku górniczo–geologicznym.

 

2. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA I WYKORZYSTANIE MĄCZEK BAZALTOWYCH

Problem wyjałowienia intensywnie uprawianych gleb znany był już w starożytności, stosowano wówczas różnorodne zabiegi mające na celu powtórne ich wzbogacenie w składniki mineralne. Fenicjanie wykorzystywali w tym celu rozdrobnione skały o składzie zbliżonym do fonolitów, zaś Rzymianie – mączki wapienne i dolomitowe [10 vide 7].

Wśród szeregu nawozów mineralnych wykorzystywanych obecnie w rolnictwie znajdują się również nawozy uzupełniające takie jak mączki (skały lite rozdrobnione do frakcji pylastej) uzyskiwane m.in. z dolomitów, wapieni i innych skał węglanowych, bentonitu, gipsu, fosforytów, niektórych skał formacji solnych, a także bazaltoidów. Jednak niemal wszystkie substancje tego rodzaju dostarczają glebie zaledwie jednego lub dwóch składników mineralnych. W sposób wyjątkowy wyróżniają się właśnie mączki bazaltowe. Idea ich stosowania wywodzi się z obserwacji że wulkanity zasadowe i obojętne są podłożem dla formowania się doskonałych, żyznych gleb (występujących np. na stokach czynnych i wygasłych stożków wulkanicznych). Dostarczenie zubożonej glebie bazaltu w łatwej do chemicznego rozłożenia pylastej postaci powoduje więc kompleksową „remineralizację” podłoża glebowego, gdyż w związku ze swoim złożonym składem chemicznym skała ta dostarcza zarówno szeregu składników głównych, jak też śladowych (por. np. [7]). Ze względu na stosunkowo niską zawartość tych składników mineralnych mączki bazaltowe często są określane jako „środek poprawiający właściwości gleby” [9]. Wyraźnie podkreślanymi zaletami mączek bazaltowych jest ich nietoksyczność, w tym również dla zwierząt wodnych [14] oraz niemożność przedawkowania. Mączki bazaltowe nie podlegają wymywaniu przez wody gruntowe, nie posiadają też terminu przydatności do stosowania, czy maksymalnego okresu przechowywania. Nawozy tego rodzaju funkcjonują pod nazwami: basalt (lava) powderrock dust (ang.), Ursteinmehl lub Urgesteinmehl (niem.), poudre de roches (fr.). Ich zdecydowana większość produkowana jest na bazie kenozoicznych, bazytowych skał wylewnych, choć niekiedy są również wykorzystywane skały znacznie starsze–diabazy [15], czy „skały wulkaniczne o wieku 420 mln lat” [11].

 

2.1. SKALA WYKORZYSTANIA

Krajowa oferta możliwych do stosowania w rolnictwie i ogrodnictwie produktów na bazie bazaltu oraz stopień rozpropagowania takiej metody nawożenia są bardzo ograniczone. Natomiast w światowych zasobach www można znaleźć szereg witryn przedsiębiorstw (produkcyjno–handlowych, ale też górniczych) oferujących nawozy na bazie wulkanicznych skał bazytowych, jak też liczne witryny promujące ich stosowanie. Jako przykład takiego przedsiębiorstwa górniczego może służyć Rheinische Provinzial Basalt und Lavawerke GmbH&Co., oferujące szeroki asortyment frakcji i rodzajów wyrobów (SimalithEifelgoldPholinEifellava–Granulati in.) [21]. O istniejącym w świecie wysokim popycie na produkty tego rodzaju świadczy fakt, iż produkowany w Niemczech Simalith jest szeroko propagowany nawet przez firmy nowozelandzkie (!) – jak np. Hort–Max Ltd. [14]. Działającym w szeregu krajów europejskich wytwórcą oferującym m.in. mączki bazaltowe dla ogrodnictwa jest DCM [13]. Na terenie Niemiec firma ta oferuje CUXIN Urgesteimehl, zaś w Belgii – lave volcanique. OSMO, belgijski producent organicznych i mineralno–organicznych nawozów naturalnych dla „ogrodnictwa przyjaznego środowisku” oferuje basalt powderlava powder lava grit [19]. Austriackie przedsiębiorstwo Hartsteinwerk Kitzbühel GmbH. przedstawia szczegółowe dane dotyczące oferowanych produktów: BIO–LITDiabas–Edelbrechstein[15]. Na terenie Wielkiej Brytanii szeroko rozpowszechnione są SEER Rockdust (mączka skalna) oraz SEER Rockmix SEER Rocksoil (nawozy kombinowane: mineralno–kompostowe) [11, 20]. Produkcja i dystrybucja pylastych nawozów uzyskiwanych z bazytowych wulkanitów jest też przedmiotem działalności szeregu firm w USA, Kanadzie, Brazylii, Meksyku, Australii i in. Mączki bazaltowe są stosowane na masową skalę w państwach posiadających duże areały gleb bardzo niskiej jakości lub gleb zdegradowanych (np. Australia, Brazylia, kraje Afryki saharyjskiej i Ameryki Środkowej), prowadząc ich kompleksową „remineralizację”.

2.2. SKŁAD CHEMICZNY

Wynikającą ze specyfiki bazytowych skał magmowych korzystną cechą pozyskiwanych z nich mączek skalnych jest urozmaicony skład chemiczny, zarówno odnośnie tlenków głównych, jak i pierwiastków śladowych. Decydująca jest tu duża zawartość tlenków wapnia i magnezu, alkaliów, ale też glinki i krzemionki. Rzadko spotykane w źródłach dane dotyczące zawartości głównych składników chemicznych zestawia tab. 1. Ich udział, jednak w przeliczeniu na pierwiastki, podaje również Hort–Max Ltd.: Si – 24%, Fe – 8.7%, Mn – 0,15%, Ca – 7,5%, Mg – 9,4%, Na – 1,7%, K – 1,0%, P – 0,4% [14]. Wagę tego zróżniocowania podkreśla też Tryburski [9].

 

 

Tabela. 1. Skład chemiczny nawozów wytwarzanych na bazie bazytowych skał wulkanicznych.

Table. 1. Chemical composition of fertilizers based on the basitic rocks.

     

Zawartość [%]

   

Składniki

Urgestein–

BIO–LIT

Simalith [6]

Otylit 1 [8]

mączka

mączka ba-

 

mehl [1]

[15]

   

(wg [9])

zaltowa [23]

SiO2

42,95

46,63

43,9

41,18

48,3

40

Al2O3

11,511

13,41

10,5

13,87

19,2

TiO2

0,40

3,26

2,41

FeO

 

11,5

6,45

Fe2O3

4,592

12,67

 

4,54

8,1

MnO

0,07

0,19

0,2

0,1

CaO

12,18

7,32

9,8

17,86

8,1

8

MgO

6,95

6,46

13,7

10,73

8,3

8,3

Na2O

2,07

3,53

2,3

1,46

2,6

K2O

2,85

0,92

0,6

0,66

1,7

1,7

P2O5

0,472

0,49

0,9

– Al2O– FeO2– P2O2

 

 

Tabela. 2. Pierwiastki śladowe w nawozach wytwarzanych na bazie bazytowych skał wulkanicznych.

Table. 2. Trace elements in fertilizers based on the basitic rocks.

 

Pierwiastki

 

Zawartość [g/Mg]

 
 

Simalith [14]

Simalith [6]

BIO–LIT [15]

B

2,2

5,0

Ba

288,2

Bi

11,2

Ce

167,1

Co

26,4

45,5

Cr

226,0

187,5

Cu

73,0

34,2

La

78,3

Li

58,5

Mo

7,9

2,7

Nb

31,2

Ni

230,0

105,4

Rb

24,2

Sc

32,3

Se

55,0

Sr

439,9

Ta

3,2

V

252,7

Y

33,6

       

Zn

100

101,0

121,6

Zr

292,1

 

Pylaste produkty wytwarzane ze skał bazytowych uważane są za nawozy mikroelementowe, ze względu na duże bogactwo występujących w nich pierwiastków śladowych, z których za najważniejsze uznaje się: Mn, Zn, Cu, Mo, B, Fe i Se (por. tab. 2). W składzie mączek bazaltowych podawana jest też niekiedy zawartość minerałów ilastych (np. 6,7% w produkcie o nazwie Simalith [14]).

 

2.3. SKŁAD ZIARNOWY

Wyroby na bazie bazytowych skał wulkanicznych, przeznaczone do zastosowań rolniczych i pokrewnych, oferowane są w różnorodnych frakcjach. Zdecydowana ich większość to mączki skalne, choć analizy granulometryczne przedstawiane są sporadycznie. O dominacji w ich składzie frakcji pylastej wnioskować można jedynie na podstawie nazwy wyrobu, lub jego ogólnej charakterystyki, jak np. w przypadku: lava/basalt powder [19], mineral rock dust [18], SEER Rockdust [11], Ursteinmehl [21, 13]. Jedynie dla wyrobu o nazwie BIO–LITpodana została zawartość frakcji <0,09 mm na poziomie 95% masy [15]. Mierzejewski [7] podaje, że do opyleń oraz jako nawóz stosunkowo najszybciej działający stosowane są mączki o uziarnieniu w zakresie 1–80 µm. W ramach pracy dyplomowej, realizowanej na Wydziale Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej, zbadano skład ziarnowy odpadowego materiału pylastego oferowanego jako mączka bazaltowa przez Przedsiębiorstwo Surowców Skalnych Bazalt–Gracze Sp. z o.o. [2]. Cztery przeanalizowane próbki posiadały bardzo zbliżone charakterystyki (tab. 3) – wyraźnie dominowała w nich frakcja 0,06–0,1 mm (ok. 75% masy), a ziarna o średnicach 0,1–0,25 mm stanowiły ok. 15%. Zawartość frakcji <0,06 mm kształtowała się na poziomie kilku procent, zaś nadziarno (>0,25 mm) występowało w ilościach śladowych – 0,3%.

Tabela. 3. Skład ziarnowy mączki bazaltowej

z Przedsiębiorstwa Surowców Skalnych Bazalt–Gracze Sp. z o.o. [2]. Table. 3. Grain composition of basaltic powder from Bazalt–Gracze Co [2].

 

Frakcja

Próbka 1

Próbka 2

Próbka 3

Próbka 4

[mm]

[g]

[%]

[g]

[%]

[g]

[%]

[g]

[%]

> 1

0

0

0

0

0

0

0

0

0,5 – 1

0,37

0,1

0,33

0,1

0,26

0,1

0,32

0,1

0,25 – 0,5

0,71

0,2

0,84

0,2

0,67

0,2

0,59

0,2

0,1 – 0,25

76,80

18,7

62,50

14,2

72,64

17,9

76,20

18,1

0,06 – 0,1

317,18

76,8

349,32

79,1

315,72

78,1

315,90

74,7

< 0,06

17,71

4,2

28,27

6,4

14,90

3,7

29,36

6,9

Suma

412,67

100

441,26

100

404,19

100

422,37

100,00

 

Za „mączki grube” uznać można wyroby o średnicach ziaren w zakresie 0–2 mm (Diabas Edelbrechsand [15], najdrobniejsze frakcje Eifellava–Granulat[21]) lub 0–3 mm (lava grit [19], lave volcanique [13] oraz opisywane przez Mierzejewskiego [7] mączki do rozluźniania gleb ciężkich, których średnica ziaren mieści się w granicach 80 µm–2 mm) – są to więc nie sortowane piaski łamane. Omawiając tzw. mączki bazaltowe wspomnieć należy o szeregu innych wyrobów uzyskiwanych z tych samych skał, lecz oferowanych w znacznie grubszych frakcjach np. przez Rheinische Provinzial Basalt und Lavawerke GmbH&Co, są to: Eifellava– Granulat (0–2 do 8–16 mm), Eifellava–Krotzen(8–15 do 50–90 mm) i Basalt Gertenbausteine (15–30 mm) [21].

 

2.4. ZASTOSOWANIE MATERIAŁÓW BAZYTOWYCH W UPRAWIE ZIEMI

Omawiane materiały wykazują cechy umożliwiające ich różnorodne wykorzystanie w rolnictwie, ogrodnictwie, ochronie roślin, czy aranżacji ogrodów. Podstawową rolą tzw. mączek bazaltowych jest wzbogacenie zubożonych gleb w szereg składników mineralnych [7, 8, 9, 14, 21]. Ich aplikacja zalecana jest zarówno przy uprawie zbóż, jak też roślin ozdobnych, winorośli, kwiatów i warzyw (również w ogrodach przydomowych), pielęgnacji trawników oraz drzew dorosłych i szkółek leśnych [8, 14, 21]. Tryburski [9] za najbardziej celowe uważa wykorzystanie mączek bazaltowych przy uprawie warzyw oraz do wzbogacania gleb lekkich. Stosowanie środków tego rodzaju reguluje równowagę mineralną gleby, zwiększa odporność roślin, wpływając pozytywnie na rozwój sieci korzeniowej, pozwala na ograniczenie ilości stosowanych środków grzybobójczych, ułatwia ciągły, równomierny wzrost roślin, zwiększając plony. (m. in.: [8, 14]). Możliwe są różne sposoby ich zastosowania: aplikacja do gleby w postaci pylastej czy jako zawiesina wodna, albo rozpylanie na zielone części roślin i kwiatostany [14]. Charakteryzowany materiał działa stymulująco na rozwój mikroorganizmów tlenowych, hamując jednocześnie rozwój bakterii beztlenowych, co sprzyja kompostowaniu. Jego aplikacja na obornik i gnojowicę powoduje wzbogacenie tych nawozów w mikroelementy oraz wiązanie amoniaku [7, 8], ograniczające jego emisję o ok. 27% [15]. Co więcej stosowanie mączek na gnojowicę lub obornik znacząco ułatwia ich aplikację ze względu na ograniczenie pylenia [9]. Bazytowe pyły skalne wykazują też zaskakujące, czysto mechaniczne działanie owadobójcze – drobne ziarna mineralne, blokując przepływ powietrza w przetchlinkach, uniemożliwiają oddychanie przedstawicielom tej grupie zwierząt. Tzw. mączki bazaltowe o znaczącym udziale ziaren o wyższych (rzędu 1–3 mm) średnicach stosowane są w celu poprawienia struktury i napowietrzenia gleby [7, 8, 19]. Oferowany przez niektóre przedsiębiorstwa (głównie kopalnie bazaltu) materiał o większych frakcjach – rzędu 8–16 mm, 15–30 mm, a nawet 50–90 mm [21] stosowany jest przy aranżacjach ogrodów. Szereg źródeł podaje dość różnorodne zalecane wartości dawek drobnych mączek uzyskiwanych ze skał wulkanicznych dla różnych zastosowań rolniczych i ogrodniczych. Najniższe proponowane ilości nawozu to 100–200 kg/ha [8]. Najczęściej natrafia się jednak na wartości rzędu 1000–2000 kg/ha (np. BIO–LIT[15], mączki o ziarnie 1–80 µm [7]). Szczegółowe zalecenia co do dawkowania pyłu bazaltowego podaje przedsiębiorstwo Hort–Max Ltd. Dla upraw polowych optymalna ma być jednorazowa dawka 1000 kg/ha lub coroczna – 600 kg/ha. Dla upraw szklarniowych podaje się wartość inicjującej dawki jako 2000 kg/ha oraz 600–1500 kg/ha pomiędzy kolejnymi okresami zbiorów. Również dla ogrodów przydomowych proponuje się stosowania preparatu Simalith w ilości 2000 kg/ha. Rozpylanie na liście i kwiatostany ma zaś następować w dawce 30–50 kg/ha. Preparat Cuxin Urgesteinmehl stosowany ma być w ilości 2000–3000 kg/ha [13]. Ekstremalnie wysokie dawki proponowane są na terenie Wielkiej Brytanii: 5000 kg/ha (2000 kg/akr) jako dawka roczna [11, 20] oraz 50000 kg/ha (20000 kg/akr) jako tzw. „dawka dziesięcioletnia”, choć dawka rekomendowana to 10000 kg/ha [11]. Materiał o wyższej średnicy ziarna ma być stosowany w dawkach odpowiednio większych, mączki o ziarnie <1 mm – w ilości 3000–6000 kg/ha [7], Diabas Edelbrechsand (0–2 mm) – 3000–5000 kg/ha [w.hwk], zaś tzw. lava grit (0–3 mm) – 1000–4000 kg/ha [19]. Sporadycznie podawane są zalecane dawki mączek bazaltowych aplikowanych do nawozów organicznych: 2 kg/mkompostu [14], czy 1–10 kg/ mobornika [7, 8]. Zróżnicowane dane przedstawiane są również w odniesieniu do optymalnych okresów aplikacji mączek bazaltowych: od braku wszelkich ograniczeń [11], przez ogólne wskazanie okresu późna jesień–wiosna [14] do szczegółowych zaleceń miesięcznych (luty–maj i wrzesień–listopad dla lava powder lava grit oraz kwiecień–wrzesień dla basalt powder [19]). Pylaste nawozy na bazie bazytowych skał wylewnych mogą być aplikowane w cyklu rocznym, kilkakrotnie w ciągu roku [7, 14] lub w skumulowanych dawkach np. 10–letnich [11]. Producenci proponują swoje wyroby w opakowaniach o bardzo różnym wagomiarze, co umożliwia zarówno odbiór masowy, jak i zakup przez drobnych odbiorców (do nawożenia działek przydomowych i ogrodów, a nawet roślin doniczkowych). Mączki bazaltowe mogą być odbierane luzem, na ciężarówki o ładowności do 30t [11] lub w tzw. big–bagach 500 lub 1000–kilogramowych [11, 21]. Szereg przedsiębiorstw wykorzystuje opakowania o wadze 10–40 kg [13, 14, 19, 20, 21], a w jednym przypadku zaledwie 4-kilogramowe [19].

 

3.MĄCZKI BAZALTOWE NA RYNKU KRAJOWYM – STAN OBECNY I PERSPEKTYWY

W opracowaniu Mierzejewskiego [7] pochodzącym prawdopodobnie z końca lat 90 ubiegłego wieku znajdujemy informacje o możliwości uzyskania odpadowych mączek skalnych lub niesortowanego materiału z hałd z szeregu kamieniołomów bazaltu Dolnego Śląska (Księginki, Bukowa Góra, Leśna, Gronowskie Wzgórza, Wilków, Trupień, Wilcza Góra, Pielgrzymka, Winna Góra, Mikołajowice, Janowiczki, Targowica, Gracze). Obecnie w zasobach internetu znajdują się informacje o kilku zaledwie przedsiębiorstwach (zakłady górnicze i jednostki handlowo–produkcyjne) oferujących mączkę bazaltową lub produkty wytwarzane na jej bazie. Co więcej przeprowadzona kwerenda wykazała, że nawet te dane są nieaktualne. Omawiany materiał znajduje się w ofercie zakładów górniczych Bazalt–Gracze sp. z o.o. [12], ŁKB Księginki S.A. [17] oraz PGP Bazalt w Wilkowie [22], choć w ostatnim z nich uzyskano informację, że mączka bazaltowa jest odbierana nie do zastosowań rolniczych, lecz przemysłowych. Spośród przedsiębiorstw pozagórniczych mączkę bazaltową, a także środek Ekobazal I (mączka bazaltowa i fosforytowa z dodatkiem wapna nawozowego) oferuje jedynie STOMEB PPHU. Wyroby tej firmy, podobnie jak mączka oferowana przez PGP Bazalt w Wilkowie znajdują się w określonym przez Instytut Uprawy i Nawożenia Gleby w Puławach „Wykazie nawozów i środków poprawiających właściwości gleby zakwalifikowanych do stosowania w rolnictwie ekologicznym” [16].

 

Tabela. 4. Graniczne zawartości tlenków głównych w eksploatowanych skałach bazytowych Dolnego Śląska oraz w zakładach oferujących mączki bazaltowe.

Table. 4. Extreme content of main oxides in excavated basitic rocks of Lower Silesia and in basalts from selected quarries offer the basaltic powder.

Składniki

   

Zawartość [%]

   
 

kenozoiczne

gabra (Słupiec,

melafiry (Głu-

amfibolity

PGP Bazalt

PSS Bazalt–

 

bazaltoidy

Nowa Ruda,

szyca, Świerki,

(Rudawy Ja-

(złoże Krze-

Gracze (4

 

Dolnego Śląska

Braszowice;

Rybnica Leśna;

nowickie; 10

niów; 26 ana-

analizy) za [7]

 

(107 analiz)

22 analizy) [3]

35 analiz) [3]

analiz)

liz) [5, 24]

 
 

[4, 24]

   

[3]

   

SiO2

36,72–49,40

39,88–53,12

51,72–59,66

44,32–48,94

41,00–45,75

40,70–41,90

Al2O3

9,22–18,80

12,11–20,85

12,55–18,82

14,09–16,00

11,50–15,35

10,55–13,19

TiO2

1,37–4,28

0,39–1,70

śl. – 1,60

0,66–1,42

1,72–3,04

3,21–3,37

FeO

2,85–14,81

2,02–6,72

0,41 – 5,78

6,96–8,94

3,37–8,11

 

 


"MĄCZKI BAZALTOWE W ZASTOSOWANIACH ROLNICZYCH I POKREWNYCH" - Paweł P. Zagożdżon

Artykuł udostępniony za zgodą autora.

 

kontakt

e-mail: kontakt@nawozbazaltowy.pl

telefon.: 516 948 103 

Odbiór osobisty po wcześniejszym ustaleniu telefonicznym:

ul. A. Mickiewicza 62, Dankowice

KONTO:

mBank 14 1140 2004 0000 3002 7735 6382

Dystrybutor:
GRAFMIND Marcin Łubianka
ul. Wyzwolenia 285
43-300 Bielsko-Biała 
NIP: 937 24 81 957
Początek strony