Grøn gødning fremstillet af komøg og kyllingefjer kunne forvandle store landbrug

En række strategier er ved at blive afprøvet i Europa for at vende næringsrigt landbrugsaffald såsom kyllingefjer, komøg og plante stilke til grøn gødning. Fuld af fosfor og nitrogen, genbrugsprodukter kan bidrage til at reducere intensivt landbrugs emissioner og afhængighed af gødningsimport.

Det europæiske landbrug producerer en overflod af fødevarer af høj kvalitet, men også enorme mængder affald fra afgrøder og husdyr, inklusive omkring 1,4 milliarder tons gødning hvert år.

Landbrugsaffald er sprængfyldt med næringsstoffer, men disse er ofte i komplekse organiske molekyler, som tager tid at nedbryde til mineraler for afgrødeplanter at bruge. Gødning er omfangsrig, vanskelig at transportere og genereres normalt langt fra afgrødefelter. Følgelig, landmænd er afhængige af kunstgødning, der ofte importeres til Europa.

Mens EU -markedet for gødning vurderes til mellem 20–25 milliarder euro om året, syntetisk gødning udgør 80 % af produkterne. Kvælstoffet fremstilles ved at tage kemikaliet fra luften og bruge energi fra fossile brændstoffer til at omdanne det til ammoniumsalte, som planterne let forbruger. Fosfor, den anden hovedingrediens i kunstgødning, er lavet af sten udvundet mest i Marokko, men også Kina og USA.

I mellemtiden næringsstoffer spredt på landbrugsjord kan udvaskes i floder og søer, forårsager algeopblomstring og fiskedød, eller fordamper som drivhusgasser.

'Vi har for mange næringsstoffer, der flyder rundt i Europa, forårsager miljøproblemer, sagde professor Erik Meers, en miljøkemiker ved Gent Universitet i Belgien. "Vi har også en stigende mængde kemisk gødning, nitrogen og fosfat, bliver brugt.'

Det anslås, at 13,6 millioner tons kvælstof og 1,8 millioner tons fosfor kommer ind i det europæiske landbrug hvert år gennem gødning, men også de afgrøder, der bruges til dyrefoder.

'Vi genbruger ikke alle de næringsstoffer, som vi kunne genbruge, sagde Dr. Victor Riau Arenas, en videnskabsmand ved Institute of Agrifood Research and Technology i Catalonien, Spanien. Han leder et projekt kaldet Circular Agronomics, der har til formål at øge genanvendelse af næringsstoffer i landbrugets fødekæde og hjælpe med at reducere emissioner. 'Vi sigter mod at omdanne den lineære kæde, vi har i dag, til en cirkulær kæde ved at genbruge næringsstoffer.'

Med ny EU-lovgivning i marts 2019, der gør det nemmere at sælge gødningsprodukter fremstillet af genbrugsmaterialer, Dr. Riau og Prof.

Mikrober

Den første udfordring er at behandle affaldet. Kemisk gødning ankommer til gårdens porte i poser med mineralske næringsstoffer, der er klar til brug. Rå dyre- og planteaffald, imidlertid, skal først nedbrydes af mikrober, før planter kan bruge dem.

'Enorme mængder næringsstoffer findes i affald i organisk form og er ikke effektive til planteproduktion, 'Sagde prof. Meers. 'Derfor har landmænd en tendens til at lide kemisk gødning.'

Prof. Meers leder et forskningsprojekt kaldet Nutri2Cycle, der bruger forskellige tilgange til at tackle begge sider af denne mønt – behandling af landbrugsaffaldet, mens den bruges til at gøre produkter gode nok til at erstatte importeret kunstgødning.

For først at behandle gyllen, Nutri2Cycle hælder det i en stor tank kaldet en biofordøjelsestank, hvor levende mikrober nedbryder det organiske stof. Et flydende fordøjelsestal, som ligner og har konsistensen af ​​kaffegrums, kommer et rør ud, efterlader et solidt kompostlignende materiale med grødens konsistens.

Det næste trin for videnskabsmænd er at destillere den flydende fraktion og behandle den indtil en ren kemisk forbindelse, såsom et ammoniumsalt, er lavet. Dette er blot en af ​​mange processer, som projektet sætter gang i.

Nutri2Cycle-projektet bruger også sensorer til at påføre biogødning i de rigtige mængder. For eksempel, nær-infrarøde sensorer kan kontrollere præcist, hvilke næringsstoffer der kommer ud på en mark, eller et sensorsystem kan vurdere, hvilke pletter af græsarealer, der kræver gødning, og hvilke der ikke gør.

Cirkulær økonomi

Tilgangen er en af ​​24, som Nutri2Cycle-forskere i hele Europa udforsker. De sigter mod at komme med industrielle landdistriktsprocesser for at sætte skub i en cirkulær landbrugsøkonomi. For at lukke sløjfen, andre tilgange omfatter et pilotanlæg i Flandern-regionen i Belgien, der vil give behandlet svinegylle i flydende form til andemad. Denne flydende plante har et højt proteinindhold og vil blive høstet og testet som dyrefoder. Andre foderkilder dyrket af genbrugsnæringsstoffer kan omfatte insekter eller alger.

Et eksperiment som dette kunne igen hjælpe med at erstatte nogle af de millioner af tons sojabønner, der sendes til Europa, hovedsageligt fra USA, det seneste år. Sojabønner er et proteinrigt dyrefoder. Men det indeholder også nitrogen, som er en afgørende bestanddel af protein, og kan genvindes i husdyrgødning. Det samme gælder det importerede fosfor, der bruges i gødning.

"Vi har disse enorme strømme af nitrogen og fosfor, der kommer mod Europa i form af importeret kunstgødning og i form af importeret dyrefoder, sagde Prof. Meers. 'Vi importerer dermed kvælstof og fosfor, som så ender i gødning.'

Andre tilgange, der undersøges af Nutri2Cycle -projektet, omfatter test af genbrug af affald fra mejeriindustrien på afgrøder i Irland. Dette affald kommer fra ostefremstilling og mælkeforarbejdning og har et højt nitrogenindhold, magnesium og fosfor næringsstoffer. De vil også teste prøver fra fjerkrægødning, kartoffelbehandling spildevand og byspildevandsrensning på græsarealer til dyrefoder og på majs.

Gårde, der bruger bioaffald, mangler normalt tilstrækkelig information, ifølge Dr. SM Ashekuzzaman, en miljøkemiker hos Teagasc, en irsk agri-forskningsorganisation, og en videnskabsmand med Nutri2Cycle. Det er svært at sige ud fra bioaffald, hvor meget næringsstoffer der er klar til plantebrug, han siger.

»Der er et videnshul om, hvor meget næringsstoffer der er tilgængelige for planter. Vi vil tilføje denne viden ved hjælp af agronomiske forsøg og derefter bedre rådgive landmænd, ' han sagde.

Præcis fodring

For at hjælpe landbruget med at blive mere effektivt, i Catalonien, Circular Agronomics vil fremover bruge solvarme til at behandle og tørre gødning fra grise med henblik på at producere gødning. De vil også præcisionsfodre malkekøer for at skære ned på gødning og emissioner, mens et pilotanlæg i Tyskland vil blive udviklet til at genvinde nitrogen og fosfor fra fødevareindustriens affald.

Dr. Riau siger, at eftersom husdyr og agerbrug i øjeblikket er ansvarlige for frigivelse af betydelige mængder ammoniak og andre drivhusgasser, behandling af dette affald vil hjælpe med at skære ned på de emissioner, der forårsager klimakrisen.

'Vi vil reducere brugen af ​​kemisk gødning, hvilket vil reducere omkostningerne, men også landbrugets miljøpåvirkning på jordbunden og udvaskning af nitrater til grundvandet, ' han sagde.