RessursRetur – Ny vanndampteknologi omdanner biologisk forurensede jordmasser og planteavfall til nye ressurser

"RessursRetur" er et 4-årig prosjekt som eies av SoilSteam International AS. Samarbeidspartnere er NIBIO, Toten Løkpakkeri AS, Larvik Løk AS, Lindum AS, NMBU, Norsk Landbruksrådgiving og Statens vegvesen. I prosjektet testes ny norsk teknologi der vanndamp under vakuum brukes til å rense jordmasser og planteavfall for ugras, plantesjukdommer og skadedyr (nematoder). Prosjektet skal finne kombinasjoner av varme og tid som sikrer at alle planteskadegjørere blir uskadeliggjort, med lavest mulig energiforbruk.

Dampanlegget vil bidra til at jordmasser og planteavfall som før gikk tapt, kan renses og bli til verdifulle produkter som trygt kan brukes til matproduksjon. Slik muliggjøres en bærekraftig resirkulering av ressursene som før var problemavfall. Anlegget skal være mobilt slik at det skal kunne brukes direkte på utbyggingsområder, gårder eller pakkerier, dermed vil også behovet for transport av planteavfall og store volum av masser reduseres.

Hovedaktiviteter H1 – H5

I Hovedaktivitet H1, «Å kvantifisere effekten av damping av jord på utvalgte uønskede organismer», har vi i 2021 - 2023 utført 16 forsøk med ulike temperaturer og eksponeringsvarigheter (doser). Jord eller kompostblanding var brukt som dekkemateriale. SoilSteam International AS sitt stasjonære dampeforskningsanlegg plassert på Ås var brukt til forsøkene.

I 2021 ble det testet to dampemetoder med:

1. direkte damping av formeringsmateriale til tre skadeorganismer som var nedgravd i jordmasser og 
2. eksponering av skadegjørerens formeringsmateriale for varme etter damping av jordmasser.

Overlevelse av 10 populasjoner fra 7 plantearter med ulike formeringsorganer, 2 sopparter og 1 nematodeart ble studert i disse forsøk.

I 2022 ble det testet direkte damping av formeringsmateriale av 17 populasjoner fra 12 plantearter og 2 nematodearter som var nedgravd i jordmasser av to jordtyper (organisk jord og mineraljord), og 7 populasjoner fra 2 plantearter og 1 soppart dekket med kompostblanding (60 prosent løkavfall, 20 prosent hestemøk og 20 prosent treflis).

I 2023 ble undersøkelser fokusert på videre uttesting av metoden med direkte damping. Formeringsmateriale til 2 nematodearter nedgravd i en organisk jordmasse, 2 plantearter og 1 soppart nedgravd i kompostblanding (løkavfall, hestemøk og treflis blandet på samme måte som året før) ble brukt til forsøkene. For hver jordtype og kompostblanding ble forsøksmaterialet utsatt for temperaturer fra 60 til 99°C og varigheter 3 minutter og 3 minutter + 24 timer. Under forsøkene ble temperaturen i jordmassene og kompostblandinga overvåket ved hjelp av temperatursensorer koblet til en datalogger. Ferdig behandlet formeringsmateriale ble overført til forsøksveksthus (plantemateriale) eller laboratorier (sopp og nematoder) for videre overlevelsesvurderinger (som fra undersøkelser gjennomført i 2023 fortsatt pågår).

I Aktivitet H1.1, «Optimale dampdoser for utvalgte plantearter», har vi i 2021 - 2023 undersøkt damping av plantearter med frøformering (H 1.1.1) og plantearter med vegetative formeringsorganer som jordstengler og underjordiske skuddklumper (H 1.1.2) for termisk bekjempelse av invaderende plantearter (beskrevet i H1).

Totalt 41 populasjoner til 23 plantearter ble inkludert i hele forsøksperioden. Alle forsøkene ble gjentatt to ganger over tid. Foreløpige resultater viser at damp kan effektivt drepe formeringsorganer til uønskede plantearter, men effekten varierer mellom arter.

Metode 1 (direkte damping av formeringsmateriale) virket bedre mot testet plantearter enn metode 2 (eksponering av formeringsmateriale for varme etter damping av jordmasser). Jordtype hadde ingen signifikant effekt på levedyktighet. Den høyeste graden av dødelighet hos de testede planteartene var oppnådd ved bruk av 99°C × 3 minutter eller 60°C × 24 timer. Effekten av behandlingene fra forsøk i 2023 er under evaluering ved å vurdere spiring fra formeringsmateriale i veksthus.

I Aktivitet H1.2, «Effekt av damping på hvilesporer/sklerotier av Sclerotinia spp.», har vi i 2021 – 2023 testet ulike temperaturer og tidsintervaller av damping på sklerotier fra Sclerotinia sclerotiorum (som er årsak til storknolla råtesopp), og Stromatinia cepivora (som er årsak til løkhvitråte i løk). Polyester-poser med sklerotier var nedgravd i kompostblanding og dampet. Forsøket inkluderte seks dampedoser og ubehandla kontroll og ble gjentatt to ganger. I tillegg, har vi testet lavere temperaturdoser (35, 40, 45, 50, 55, 60 °C og kontroll) for tre minutter under vanndampling i et laboratoriet forsøk.

Foreløpig analyse av data viser at temperaturer over 60°C med 3 minutter eksponeringsvarigheter var effektive mot sklerotier av løkhvitråte sammenlignet med ubehandla kontroll. For storknokla råtesopp varierer effekten av behandlingene, men temperaturer 60 °C med 3 minutter + 24 timer eksponeringsvarigheter var effektive. 

I Aktivitet H1.3, «Overlevelse og infeksjonspotensiale til planteparasittære nematoder (Globodera rostochiensisog Meloidogyne hapla)», har vi i 2021 – 2023 gjennomført oppformering av populasjoner og deltatt i dampeforsøk med artene G. rostochiensis, G. pallida og M. hapla.

Første oppformeringer av M. hapla var mislykket, men G. rostochiensis og G. pallida ble brukt i dampforsøkene i 2022 (metodikk beskrevet i H1). Klekkeforsøk og infeksjonsforsøk med G. rostochiensis ble ferdigstilt vinteren 2023.

Resultatene viser at damping med temperaturer over 70°C har negativ effekt på G. rostochiensis og vil påvirke overlevelse betydelig. Infeksjonsforsøket støttet opp under klekkeforsøket, og vist at G. rostochiensis ikke klarer å reprodusere på potet etter behandling med temperaturer over 70 °C. 

I 2022 ble G. pallida også tatt inn i forsøkene. Det ble utført klekkeforsøk og infeksjonsforsøk for G. pallida i 2022 og 2023. Forsøkene fra 2023 ferdigstilles vinteren 2024. 

Høsten 2022 importerte vi en ny ren populasjon M. hapla fra Nederland, og har etter det hatt flere runder med vellykket oppformering av M. hapla på gulrot i vekstrom. Vi kunne derfor ta inn M. hapla i dampeforsøket høsten 2023, og har satt i gang både klekkeforsøk og infeksjonsforsøk som ferdigstilles vinteren 2024. 

I Hovedaktivitet H2, «Effekt av damping og kompostering på overlevelse og infeksjonsevne av løkhvitråte», har vi i 2022 – 2023 utført ett forsøk med åtte behandlingskombinasjoner og fire gjentak. Forsøket hadde 2 gjentak over tid, ett i 2022 og ett i 2023. Utvalgte løksorter var dyrket frem for et smitteforsøk og smittet forsøksmaterialet ble nedgravd under løkavfall før damping.

I dampeforsøket ble forsøksmaterialet utsatt for 60 °C i 3 minutter. Dampet og ubehandlede sklerotier var satt i komposteringsprosess og var tatt ut ved termofilefasen og modningsstadium av kompostering. Kontrollprøver av dampet og udampet sklerotier var satt på kjølerom ved 4 °C. Levedyktighet og infeksjonseve av sklerotier ble testet etter komposteringssprosses var avsluttet. Foreløpige resultater vist at det var ingen levende løkhvitråte etter kompostering.

Syv populasjoner til 2 plantearter var også tatt med i dette forsøket og overlevelsen av disse var testet i veksthus etter damping og modningsstadium av kompostering. Undersøkelser gjennomført i 2023 pågår og blir avsluttet i løpet av første halvåret 2024.

I Hovedaktivitet H3, «Beskrive effekten av damping på jord- og kompostkvalitet, inkludert rekolonisering av jordliv og kompost-organismer», - har NIBIO i 2022 – 2023 forberedt forsøk med damping av jord i samarbeid med Lindum og SoilSteam som har inkludert møter og befaring av dampanlegg. Selve forsøkene avventer innkjøring av dampanlegget som er plassert på Lindum og utvelgelse av masser Lindum ønsker å teste.

Komposteringsdelen av arbeidspakken har omfattet besøk på løkpakkingsanleggene i Larvik og på Toten, diskusjon omkring kompostering som allerede foretas der, materialkvalitet og tilgang på materialer som brukes til samkompostering for å sikre lufttilgang m.m. Det er utarbeidet protokoll for rankekompostering og forsøksplan for måling av overlevelse av løkhvitråte-sklerotier ved bruk av nettposer med temperaturloggere som skal utføres på de to anleggene.

Materialer brukt hos Toten Løk ble fraktet til NIBIO og utprøvd i småskala forsøk med ulike materialer og blandingsforhold der temperatur, oksygen og CO2 ble overvåket, og der kompostert materiale ble vurdert i etterkant mht. ammoniakkutvikling, fukt m.m. Senere ble det igangsatt et mellomskala komposteringsforsøk der hhv. dampbehandlete og ikke dampbehandlete (spiredyktige) enheter av fremmede invaderende planter og skadegjørere i løk ble tilsatt ved oppstart av komposteringen.

Komposteringen var utformet slik at temperaturene i termofil fase skulle nå 60 °C. Dette ble oppnådd og dokumentert med temperaturlogging. Frø og sklerotier ble så dels tatt ut etter termofil fase, mens parallelle behandlinger ble kompostert videre inn i en modningsfase. Spiredyktighet blir testet etter høsting.

I Hovedaktivitet H4, «Design av metodikk for dampanlegget», – har SoilSteam i 2021 – 2023 jobbet med utvikling av fullskala maskiner basert på resultater fra RessursRetur. Prototypemaskinen (S30) som ble langtidstestet i 2022 hadde en kapasitet på 3-5 tonn per time. Det ble forespeilet at de store anleggsaktørene ville ha bruk for en større maskin ute i anlegg og på eventuelle massehåndteringsplasser. Derfor ble det gjennom 2022 og 2023 designet og utviklet en dobbelt så stor maskin, med noen tekniske justeringer. I dag har det blitt produsert 4 slike maskiner med kapasitet på 20-25 tonn per time. To av disse maskinene er allerede solgt og første maskinen er allerede i drift hos Bergknapp.  Den andre kunden vil få levert maskinen i løpet av desember. Den tredje maskinen fungerer som en demonstasjonsmaskin for potensielle kunder i inn og utland. 

Det har det siste året blitt satt i gang et standardiserings arbeid, med å etablere og jobbe frem en ny norsk standard for varmebehandlet jord. Dette er svært viktig arbeid for videreføringer av utviklingen og ikke minst bruken av det resirkulerte produktet. Standardiseringsarbeidet gjøres i tett dialog med bransjeorganisasjoner og ikke minst NIBIO som har en viktig stemme i standardiserings komiteen. I tillegg til dette arbeidet har SoilSteam det siste året deltatt som en aktiv aktør innenfor arbeidet som gjøres rundt bærekraftig massehåndtering, blant annet deltagelse i Bærum Ressursbank, Rogaland Ressursbankforum og Trøndelag R.

I Hovedaktivitet H5.1, «Koordinering», ble i 2021 – 2023 gjennomført et digitalt oppstartmøte den 26. august 2021, to prosjektårsmøter for alle prosjektdeltagere (fysisk og teams) og to styringsgruppemøte (fysisk og teams) den 5. april 2022 og den 19. april 2023.

Videre ble det utført flere møter på hovedaktivitetsnivå for å planlegge og gjennomføre forskningsaktiviteter. SoilSteam International AS sitt stasjonære dampeforskningsanlegg (plassert på Ås) var brukt til forsøkene da storskala maskiner viste seg utilgjengelig for mer omfattende testing, men noen få enkle tester med utvalgte plantearter ble gjennomført av Lindum AS på et større dampeanlegg i 2022 og 2023. Lindum AS har levert jord og Toten Løkpakkeri AS har levert løkavfall/kompostblanding til de gjennomførte forsøkene. Alle partnere har samarbeidet for å nå målene i prosjektperioden 2021 – 2023.

Hovedaktivitet H5.2, «Formidling». Alle prosjektpartnere har deltatt i formidling av resultater. Rapport fra formidlingsaktiviteter på neste side.