Transcript Utnyttelse av nitrogen og fosfor fra biorest

Kan produksjon av biogass gi bedre
utnyttelse av nitrogen og fosfor i
husdyrgjødsel og matavfall
Arne Grønlund
Bioforsk Jord og miljø
Nettverksmøte landbruk, 20.6.2011
Miljøeffekter av biogassproduksjon av
husdyrgjødsel
Redusert CH4utslipp fra
gjødsellager
Biodrivstoff
Reduserte
utslipp fra
fossilt C
Biorest:
Mulighet for
bedre utnyttelse
av N og P i
husdyrgjødsel
og matavfall
Viktige forutsetninger for et bærekraftig landbruk
Hva er problemene med nitrogen og fosfor?
Produksjon av N-gjødsel
krever energi (olje/gass)
Drivverdig P-malm er en
begrenset ressurs
N er problem i saltvann
P er problem i ferskvann
Begge er miljøproblem i vann
Begge er livsnødvendige næringsstoffer for planter og dyr
Alle gårdsbruk har behov
for tilførsel av N
Gårdsbruk med husdyr
har ofte overskudd av P
P-balanse på gårder med og uten husdyr
Gårdsbruk uten husdyr
P-underskudd må
kompenseres med
mineralgjødsel
P i planteprukter
(kraftfôr)
Gårdsbruk med husdyr
P-i husdyrgjødsel
Husdyrgjødsel brukes ikke
på hele spredearealet
Mineralgjødsel i tillegg til
husdyrgjødsel
P i husdyrprodukter
(melk, kjøtt)
Nitrogen og fosfor i husdyrgjødsel
N:P-forhold
N i husdyrgjødsel
40-70 % NH4-N,
plantenyttbart
30-60 % organisk N,
ikke plantenyttbart
Av total N: 5:1
Av NH4-N: 2:1
Tap fra
husdyrrom
gjødsellager
Tap fra spredning
20-30 % plantenyttbart i jord
Av plantenyttbart
N i jord: 1:1
Generelle gjødselnormer, kg per dekar
N
P
N:P-forhold
Korn
8,5-12
1,4
7:1
Gras
15-20
1,5
10:1
Fosforbehov i Østfold
Kg P/dekar
PAL
Reduk(median) sjon
Gårdsbruk
uten husdyr
8
Gårdsbruk
med husdyr
9
17 %
34 %
Generell
norm
Korrigert
P-behov
Korn
1,4
1,2
Gras
1,6
1,3
Korn
1,4
0,9
Gras
1,6
1,1
P i husdyrgjødsel i Østfold
(Beregnet på grunnlag av søknad om produksjonstilskudd)
Antall bruk
Mengde P
tonn
Jordbruksareal, dekar
Kg P/
dekar
Alle
2422
350
740 000
0,5
Alle med husdyr
682
350
283 000
1,2
Antall bruk
totalt
Halden
Moss
Sarpsborg
Fredrikstad
Hvaler
Aremark
Marker
Rømskog
Trøgstad
Spydeberg
Askim
Eidsberg
Skiptvedt
Rakkestad
Råde
Rygge
Våler
Hobøl
205
14
292
246
20
74
133
17
176
105
86
234
138
300
113
87
109
73
Jordbruksreal
totalt, dekar
61 824
5 154
77 679
65 476
3 382
19 403
39 844
3 034
64 063
36 088
23 314
73 260
34 239
111 228
32 377
26 129
33 147
30 518
Kg P i husdyrgjødsel
Kg P/dekar
41 522
491
52 921
24 758
3 743
5 899
25 257
415
40 608
8 225
5 800
27 568
21 130
52 106
10 752
5 337
11 491
12 350
0,7
0,1
0,7
0,4
1,1
0,3
0,6
0,1
0,6
0,2
0,2
0,4
0,6
0,5
0,3
0,2
0,3
0,4
Jordbruksreal
Antall bruk på bruk med
med husdyr husdyr, dekar
Halden
Moss
Sarpsborg
Fredrikstad
Hvaler
Aremark
Marker
Rømskog
Trøgstad
Spydeberg
Askim
Eidsberg
Skiptvedt
Rakkestad
Råde
Rygge
Våler
Hobøl
68
3
104
58
16
11
48
3
61
24
16
53
38
105
20
10
28
16
28223
2016
39454
21056
2866
4154
18152
757
32904
11967
4058
21822
15893
47842
7095
5898
10322
8823
Kg P i husdyrgjødsel
Kg P/dekar
41 522
491
52 921
24 758
3 743
5 899
25 257
415
40 608
8 225
5 800
27 568
21 130
52 106
10 752
5 337
11 491
12 350
1,5
0,2
1,3
1,2
1,3
1,4
1,4
0,5
1,2
0,7
1,4
1,3
1,3
1,1
1,5
0,9
1,1
1,4
Fordeling av husdyrgjødsel-P i Østfold
% av bruk P/dekar % av P i
med
husdyrgjødsel
husdyr
% av jordbruksareal
8
>5
18
2
10
>4
23
3
14
>3
31
6
23
>2
42
12
54
>1
74
40
P og N i husdyrgjødsel
• P i husdyrgjødsel i Østfold
– Kan dekke mindre enn halvparten av det totale Pbehovet
– Et gjennomsnittlig har nok P i husdyrgjødsel til å
dekke gårdens behov
– Halvparten av dem har mer P enn gårdens behov
• For mye P i forhold til N i husdyrgjødsel
– Hva kan vi gjøre for å øke N:P-forholdet?
– Kan vi redusere N-tapet?
– Kan vi fjerne P-overskuddet?
Matavfall
• Gir større utbytte i form av biogass
• Næringsstoffer fra storsamfunnet kommer inn i
kretsløpet
• Biorest fra matavfall gir bedre N-virkning enn
husdyrgjødsel:
– Lett nedbrytbare organiske N-forbindelse i
matavfallet omdannes til mineralsk N
– Har ikke de samme tapspostene som
husdyrgjødsel
– Har større N:P-forhold
Kan biogassproduksjon redusere N-tap?
N i husdyrgjødsel
40-70 % NH4-N,
plantenyttbart
30-60 % organisk N,
ikke plantenyttbart
Tap fra
husdyrrom
gjødsellager
Tap fra spredning
Redusere lagringstida
Raskere infiltrasjon
Mulighet til senke pH
20-30 % kan tas
opp av planter
Effekt av pH og syretilsetting
Fordamper lett
• Høy pH: NH4+ +OH- = NH3+H2O
• Lav pH: NH3+H+ = NH4+
• Aktuell syre: Svovelsyre (H2SO4)
– Relativ billig
– Sterk syre – liten tilsetting
– Tilfører svovel som plantenæringsstoff
– Krever varsom behandling
Fjerne P-overskudd
Annet
organisk
avfall
Sendes i retur
Husdyrgjødsel
Biogassanlegg
Biogass:
CH4+CO2
Øke C-innhold i jord
Redusere bruk av
mineralsk P-gjødsel
Biorest: NPKgjødsel
Separeres
Flytende fase,
NPK
Fast fase, 50 % av
total P, lite N og K
Kan brukes som gjødsel/
jordforbedringsmiddel på bruk
uten husdyr
Alternativ bruk av fast fase av biorest
Aktuelt for Østfold?
Fordeler
Ulemper
Enkel og billig
Direkte bruk gjødsel
Kan ikke langtransporteres
Kan langtransporteres
Tørking 200 grader
Kan neppe
langtidslagres
Kan lagres
Biokull 500 grader
Dårligere Ptilgjengelighet?
Oppsummering og konklusjon
• Husdyrgjødsel utnyttes dårlig i Norge:
– Stort tap av N
– Stort overskudd av fosfor
• Biogass av matavfall i kombinasjon med husdyrgjødsel
– Mer biogass
– Mer næringsstoffer
– Mer N i forhold til P
• Bedre utnyttelse av N i husdyrgjødsel:
– Redusere tap fra lager
– Redusere tap fra jorda gjennom raskere infiltrasjon
– Redusere pH og redusere tap som NH3
• Bedre utnyttelse av P i husdyrgjødsel:
– Separere bioresten i fast og flytende fase
– Bare returnere flytende fase tilbake til husdyrbruk
– Bruke fast fase på gårdsbruk uten husdyr
Takk for oppmerksomheten