Divisjon for matproduksjon og samfunn
Fremtidssatsning - Raffinering av husdyrgjødsel
Slutt: des 2025
Start: feb 2023
I områder med mye husdyr oppstår det miljøproblemer i forbindelse med lagring og spredning av gjødsel, og oppsamling av næringsstoffer i jord. Disse problemene må løses raskt. Vi trenger derfor mer kunnskap om miljømessig og økonomisk bærekraftige systemer for gjødselraffinering og -bruk.
Prosjektmedarbeidere
Annbjørg Kristoffersen Erin Byers Eva Brod Jian Liu Synnøve Rivedal Åsmund Mikalsen Kvifte| Start- og sluttdato | 08.02.2023 - 31.12.2025 |
| Prosjektleder | Tomas Persson |
| Divisjon | Divisjon for matproduksjon og samfunn |
| Avdeling | Fôr og husdyr |
| Totalt budsjett | 4 200 000 kr |
| Budsjett for NIBIO inneværende år | 1 400 000 kr |
| Finansieringskilde | NIBIOs interne finansieringsordning for Fremtidssatsninger (FS) |
Det finnes et stort potensialet for fraksjonering og raffinering av gjødsel og biorest som konsentrerer plantenæring i mineralske forbindelser, slik som struvitt, for mer effektiv bruk. Disse kan siden eksporteres ut av husdyrtette områder til områder med fosforbehov.
Mål
I dette prosjektet ønsker vi å gjøre følgende:
- Analysere effekter av ulike gjødslingstyper, inkludert restprodukter fra struvittfelling fra gjødsel og granulert struvitt.
- Analysere effekter av ulike gjødslingsmetoder på avling og miljøbelastning i områder med behov av fosforgjødsling.
- Bestemme effekter av bruk av raffinerte restprodukter etter fosforekstraksjon lokalt på fosforomsetting og fosfortap i jord og planter og i sammenheng med nitrogen og karbon.
- Bestemme kostnader for raffinering og bruk av raffinerte gjødselprodukter.
Arbeidspakker
Arbeidet er delt inn i 4 arbeidspakker:
- Fosforgjødsling: Raffinering av gjødsel, fraksjonering av gjødsel, veksthus- og felteksperimenter
- Avrenning og tap av næringsstoffer: Utvaskingseksperimenter med ulike kombinasjoner av organiske og uorganiske gjødselmidler og jordtyper
- Økonomiske analyser: Kostnadsberegninger for gjødselraffinering og næringsresirkulasjon
- Kommunikasjon og resultatspredning
Publikasjoner i prosjektet
Forfattere
Jian Liu Hilmar Tor Sævarsson Marianne Bechmann Tore Krogstad Tomas Persson Anne Falk ØgaardSammendrag
Det er ikke registrert sammendrag
Sammendrag
Med det nye gjødselregelverket står landbruket i husdyrtette regioner overfor utfordringer knyttet til fosforoverskudd, noe som krever nye løsninger for gjødselhåndtering. Denne rapporten presenterer forsøk med gjødselprodukter fra storfegjødsel, hvor maursyre ble tilsatt for å løse partikulært fosfor som fosfat. Etterpå ble storfegjødselen separert med skruepresse i en fosforanriket flytende og en fosforredusert fast fase. Løst fosfat i den flytende fasen kan felles som struvitt, men det ble ikke utført i dette prosjektet. Forsuringen viste seg vellykket ved å øke andelen fosfor som var løselig i H2O og NaHCO3, og å øke fosforandelen i den flytende og redusere fosforandelen i den faste fasen. I et veksthusforsøk med bygg ga ikke-surgjorte produkter fosforopptak på nivå med mineralgjødsel, mens surgjorte produkter hadde lavere opptak på grunn av sinkforurensning. Nitrogeneffekten var generelt lavere enn forventet for alle produktene, sannsynligvis på grunn av metodiske begrensninger i veksthusforsøket. Resultatene viser at metoden for forsuring og separering har potensial til å forbedre utnyttelsen av fosfor i husdyrgjødsel. For at metoden skal bli en praktisk løsning, kreves imidlertid forsøk som viser vellykket felling av fosfat som struvitt, samt vurderinger av behandlingens miljømessige og økonomiske bærekraft. Sinkforurensning må også unngås for å sikre optimal fosforutnyttelse.
Sammendrag
In agricultural areas dominated by subsurface drainage, leaching of phosphorus (P) from soils is a concern for downstream water quality. Still, the role of chemical processes in subsoils and organic soils in influencing dissolved P leaching needs to be clarified for better predicting the P leaching. In ten mineral and organic soils, we examined a wide range of chemical characteristics including various P pools and sorption–desorption properties at different soil depths and related those characteristics to leaching of dissolved P at the drain depth in an indoor lysimeter experiment. Results showed significant correlations between different P pools (R2-adj = 0.61 to 0.98, p < 0.001) and between sorption capacity measurements (R2-adj = 0.60 to 0.95, p < 0.001). Some organic soils followed the same patterns in P sorption capacity and P lability as sandy soils but some did not, suggesting organic soils differ among themselves possibly due to differences in origin and/or management. Flow-weighted mean concentrations of dissolved reactive P and dissolved organic P depended on both the labile P pools (labile inorganic and organic P pools, respectively) in the topsoil and P sorption and desorption characteristics in the subsoils. Mass-weighted whole-profile degree of P saturation based on the ammonium lactate extraction method (DPS-AL) was an excellent indicator of flow-weighted mean concentration of total dissolved P (FWMC-TDP) (R2-adj = 0.93, p < 0.001). Two profiles, one with organic soils overlaying on sand and the other with sandy soils in all layers, had the greatest FWMC-TDP among all profiles (316 and 230 µg/L versus 33–84 µg/L) due to the same reason, i.e., large labile P pools in the topsoils, low P sorption capacity in the subsoils, and high whole-profile DPS-AL. All results point to the need to include subsoil characteristics for assessing the risks of dissolved P leaching from both mineral and organic soils. Also, the study suggests the need to investigate further the roles of the origin and management of organic matter and organic P in influencing P lability and dissolved organic P (DOP) leaching, as well as the bioavailability of DOP in recipient waters.
Sammendrag
Det er ikke registrert sammendrag