ORIGINAL PAPER
The use of digestate for fertilizing corn as an element of sustainable development of rural areas in Ukraine
 
More details
Hide details
1
Ministry of Education and Science of Ukraine, Vinnytsia National Agrarian University, Ukraine
 
These authors had equal contribution to this work
 
 
Submission date: 2025-07-17
 
 
Final revision date: 2025-08-10
 
 
Acceptance date: 2025-08-18
 
 
Publication date: 2025-12-01
 
 
Corresponding author
Roman Lohosha   

Ministry of Education and Science of Ukraine, Vinnytsia National Agrarian University, Sonyachna, 3, 21000, Vinnytsia, Ukraine
 
 
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2026;29(1):125-140
 
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
This study examines the influence of energy-efficient and environmentally sustainable components of sustainable development on the production of bioorganic fertilizer “Effluent”, derived from the anaerobic digestion of pig manure in a biogas facility. The research focuses on its application in corn cultivation technologies to enhance crop yield and quality. The authors considered the technologies of using liquid manure as an organic fertilizer, which is currently the most rational way of directly applying it to the fields after preliminary anaerobic fermentation in biogas plants. This fertilizer has been found to contain a significant amount of macro- and microelements and beneficial microflora. The application of such fertilizers addresses the environmental aspect of livestock waste management, particularly from pig farms, contributes to the energy sector through biogas production, and mitigates economic and social challenges within the agricultural industry. The findings of this study confirm that optimizing plant nutrition through a balanced supply of macro- and microelements can significantly enhance productivity, improve product quality, and contribute to soil fertility. The use of the bio-organic fertilizer “Effluent”, derived from digestate, presents a sustainable solution for the disposal of livestock waste from large industrial complexes, while simultaneously promoting the sustainable development of agriculture and local communities. This approach enables the production of organic plant and vegetable products while simultaneously managing livestock waste, optimizing the use of natural resources, reducing environmental pollution, and contributing to the nation’s food and energy security as well as the sustainable development of rural areas.
CONFLICT OF INTEREST
The Authors have no conflicts of interest to declare.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wykorzystanie digestatu do nawożenia kukurydzy jako element zrównoważonego rozwoju obszarów wiejskich w Ukrainie
digestat, niezależność energetyczna, autonomia energetyczna, produkcja biogazu, odpady pochodzenia zwierzęcego, zmiany klimatyczne, stacje biogazowe
W niniejszym badaniu przeanalizowano wpływ energooszczędnych i ekologicznych elementów zrównoważonego rozwoju na produkcję nawozu bioorganicznego „Effluent”, pochodzącego z beztlenowego rozkładu odchodów świń w biogazowni. Badania skupiają się na jego zastosowaniu w technologiach uprawy kukurydzy w celu zwiększenia plonów i poprawy jakości upraw. Autorzy uwzględnili technologie wykorzystania gnojowicy jako nawozu organicznego, co jest obecnie najbardziej racjonalnym sposobem bezpośredniego stosowania jej na polach po wstępnej fermentacji beztlenowej w biogazowniach. Stwierdzono, że nawóz ten zawiera znaczną ilość makro- i mikroelementów oraz pożyteczną mikroflorę. Stosowanie takich nawozów rozwiązuje problem środowiskowy związany z gospodarką odpadami pochodzącymi z hodowli zwierząt, zwłaszcza z hodowli świń, przyczynia się do rozwoju sektora energetycznego poprzez produkcję biogazu oraz łagodzi wyzwania gospodarcze i społeczne w rolnictwie. Wyniki niniejszego badania potwierdzają, że optymalizacja odżywiania roślin poprzez zrównoważone dostarczanie makro- i mikroelementów może znacznie zwiększyć wydajność, poprawić jakość produktów i przyczynić się do żyzności gleby. Zastosowanie nawozu bioorganicznego „Effluent”, pochodzącego z digestatu, stanowi zrównoważone rozwiązanie w zakresie utylizacji odpadów pochodzących z hodowli zwierząt w dużych kompleksach przemysłowych, jednocześnie promując zrównoważony rozwój rolnictwa i społeczności lokalnych. Podejście to umożliwia produkcję ekologicznych produktów roślinnych i warzywnych, a jednocześnie pozwala zarządzać odpadami pochodzącymi z hodowli zwierząt, optymalizować wykorzystanie zasobów naturalnych, zmniejszać zanieczyszczenie środowiska oraz przyczyniać się do bezpieczeństwa żywnościowego i energetycznego kraju, a także zrównoważonego rozwoju obszarów wiejskich.
REFERENCES (23)
1.
Act on the Promotion of the Use of Renewable Energy Sources (ZSROVE). [Online:] http://www.pisrs.si/Pis.web/pr...# [Accessed: 2025-07-10].
 
2.
Ali et al. 2022 – Ali, S., Yan, Q., Razzaq, A., Khan, I. and Irfan, M. 2022. Modeling factors of biogas technology adoption: a roadmap towards environmental sustainability and green revolution. Environmental Science and Pollution Research 13, pp. 1–23, https://doi.org/10.1007/s11356....
 
3.
Avramenko et al. 2011 – Avramenko, S., Cekhmejstruk, M. and Glubokij, O. 2011. Biological fertility of seedling crops (Bіologіchna urozhajnіst’ prosapnih kul’tur). Agroexpert: praktichnij posіbnik agrarіya 7(36), pp. 22–24 (in Ukrainian).
 
4.
Bao et al. 2019 – Bao, W., Yang, Y., Fu, T. and Xie, G.H. 2019. Estimation of livestock excrement and its biogas production potential in China. Journal of Cleaner Production 229, pp. 1158–1166, https://doi.org/10.1016/j.jcle....
 
5.
Bedana et al. 2022 – Bedana, D., Kamruzzaman, M., Rana, M.J., Mustafi, B.A.A. and Talukder, R.K. 2022. Financial and functionality analysis of a biogas plant in Bangladesh. Heliyon 8(9), https://doi.org/10.1016/j.heli....
 
6.
Chen et al. 2021 – Chen, W.L., Lin, S.C., Huang, C.H., Peng, S.Y. and Ling, Y.S. 2021. Wide-scope screening for pharmaceutically active substances in a leafy vegetable cultivated under biogas slurry irrigation. Science of The Total Environment 750, https://doi.org/10.1016/j.scit....
 
7.
Eswaran et al 2021 – Eswaran, N., Parameswaran, S. and Johnson, T.S. 2021. Biofuels and Sustainability. Methods in Molecular Biology 2290, pp. 317–342, https://doi.org/10.1007/978-1-....
 
8.
Gontaruk et al. 2024 – Gontaruk, Y., Kolomiiets, T., Honcharuk, I. and Tokarchuk, D. 2024. Production and Use of Biogas and Biomethane from Waste for Climate Neutrality and Development of Green Economy. Journal of Ecological Engineering 25(2), pp. 20–32, https://doi.org/10.12911/22998....
 
9.
Hämäläinen et al. 2022 – Hämäläinen, A., Kokko, M., Chatterjee, P., Kinnunen, V. and Rintala, J. 2022. The effects of digestate pyrolysis liquid on the thermophilic anaerobic digestion of sewage sludge – Perspective for a centralized biogas plant using thermal hydrolysis pretreatment. Waste Management 147, pp. 73–82, https://doi.org/10.1016/j.wasm....
 
10.
Honcharuk et al. 2023 – Honcharuk, I., Tokarchuk, D., Gontaruk, Y. and Hreshchuk, H. 2023. Bioenergy recycling of household solid waste as a direction for ensuring sustainable development of rural areas. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 26(1), pp. 23–42, https://doi.org/10.33223/epj/1....
 
11.
Kaletnik et al. 2020 – Kaletnik, G., Honcharuk, I. and Okhota, Y. 2020. The Waste-Free Production Development for the Energy Autonomy Formation of Ukrainian Agricultural Enterprises. Journal of Environmental Management and Tourism XI, 3(43), pp. 513–522.
 
12.
Kaletnik, G. and Lutkovska, S. 2021. Implementation of Public-Private Partnership Models in the Field of Ecological Modernization of the Environmental Safety System. European Journal of Sustainable Development 10(1), pp. 81–89, https://doi.org/10.14207/ejsd.....
 
13.
Kapoor et al. 2019 – Kapoor, R., Ghosh, P., Kumar, M. and Vijay, V.K. 2019. Evaluation of biogas upgrading technologies and future perspectives: a review. Environmental Science and Pollution Research 26(12), pp. 11631–11661, https://doi.org/10.1007/s11356....
 
14.
Liu et al. 2021 – Liu, Q., Zhao, Z., Xue, Z., Li, D., Wen, Z., Ran, Y., Mei, Z. and He, L. 2021. Comprehensive Risk Assessment of Applying Biogas Slurry in Peanut Cultivation. Frontiers in Nutrition 8, https://doi.org/10.3389/fnut.2....
 
15.
Lohosha et al. 2024a – Lohosha, R.V., Palamarchuk, V.D. and Krychkovskyi, V.Yu. 2024. Economic efficiency of using digestate from biogas plants in Ukraine when growing agricultural crops as a way of achieving the goals of the European Green Deal. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 26(2), pp. 161–182, https://doi.org/10.33223/epj/1....
 
16.
Lohosha et al. 2024b – Lohosha, R.V, Moroz, Y.O., Krychkovskyi, V.Yu., Germaniuk, N.V. and Shuberanskyi, V.E. 2024. Market, Fertility, and Perfection of Agriculture: Conceptual Synthesis in a Single Formula of Efficiency. Bulletin of the Transilvania University of Braşov. Series V: Economic Sciences 17(66)1, pp. 27–44, https://doi.org/10.31926/but.e....
 
17.
Lohosha et al. 2024c – Lohosha, R.V., Palamarchuk, V.D., Krychkovskyi, V.Yu. and Belkin, I.V. 2024. An advanced European overview of the bioenergy efficiency of using digestate from biogas plants when growing agricultural crops. Polityka Energetyczna. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 27(1), pp. 5–25, https://doi.org/10.33223/epj/1....
 
18.
Nguyen et al. 2021 – Nguyen, L.N., Kumar, J., Vu, M.T., Mohammed, J.A.H., Pathak, N., Commault, A.S., Sutherland, D., Zdarta, J., Tyagi, V.K. and Nghiem, L.D. 2021. Biomethane production from anaerobic co-digestion at wastewater treatment plants: A critical review on development and innovations in biogas upgrading techniques. Science of the Total Environment 765, https://doi.org/10.1016/j.scit....
 
19.
Palamarchuk et al. 2021 – Palamarchuk, V., Krychkovskyi, V., Honcharuk, I. and Telekalo, N. 2021. The Modeling of the Production Process of High-Starch Corn Hybrids of Different Maturity Groups. European Journal of Sustainable Development 10(1), pp. 584–598, https://doi.org/10.14207/ejsd.....
 
20.
Scarlat et al. 2018 – Scarlat, N., Fahl, F., Dallemand, J.-F., Monforti, F. and Motola, V. 2018. A spatial analysis of biogas potential from manure in Europe. Renewable and Sustainable Energy Reviews 94, pp. 915–930, https://doi.org/10.1016/j.rser....
 
21.
Tokarchuk et al. 2021 – Tokarchuk, D., Pryshliak, N., Shynkovych, A. and Mazur, K. 2021. Strategic Potential of Agricultural Waste as a Feedstock for Biofuels Production in Ukraine. Rural Sustainability Research 46(341), pp. 1–12, https://doi.org/10.2478/plua-2....
 
22.
Ustak, S. and Munoz, J. 2018. Cup-plant potential for biogas production compared to reference maize in relation to the balance needs of nutrients and some microelements for their cultivation. Journal of Environmental Management 15(228), pp. 260–266, https://doi.org/10.1016/j.jenv....
 
23.
Yan et al. 2021 – Yan, L., Liu, C., Zhang, Y., Liu, S. and Zhang, Y. 2021. Effects of C/N ratio variation in swine biogas slurry on soil dissolved organic matter: Content and fluorescence characteristics. Ecotoxicology and Environmental Safety 209, https://doi.org/10.1016/j.ecoe....
 
eISSN:2720-569X
ISSN:1429-6675
Journals System - logo
Scroll to top