Nowy sposób na lepszy recykling obornika
Rolnictwo intensywne daje możliwość zwiększenia bezpieczeństwa żywnościowego w Europie i na świecie, jednak ciemną stroną tej działalności są problematyczne produkty uboczne, takie jak obornik, który w przypadku niewłaściwego przetwarzania znacząco wpływa na zanieczyszczenie środowiska. Emisja amoniaku z produkcji zwierzęcej jest przyczyną wielu szkodliwych z punktu widzenia ekologii zjawisk, takich jak eutrofizacja, zakwaszenie gleby i powstawanie drobnych cząstek stałych. Mimo to, jak twierdzą autorzy projektu Treat2ReUse (Treatment of Animal Waste to Reduce Gaseous Emissions and Promote Nutrient Reuse), mniej niż 8 % obornika w Europie jest przetwarzane z myślą o zmniejszeniu tych emisji. Wartościowym zastosowaniem świeżego lub przetworzonego obornika może być wykorzystanie go jako źródła energii, na przykład w biogazowniach, przyczyniając się do zmniejszenia uzależnienia od paliw kopalnych. Wprawdzie istnieją chemiczne metody obróbki zapewniające ten efekt, jednak mają one pewne wady: rolnicy ekologiczni nie mogą stosować niezbędnych w tym procesie kwasów przemysłowych, a obornik poddany działaniu kwasu nie może być w dużych ilościach wykorzystywany w biogazowniach. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu Treat2ReUse, realizowanego przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie”, naukowcy stworzyli alternatywne rozwiązanie pochodzenia biologicznego. „Głównym celem projektu było znalezienie metody biologicznego przetwarzania odchodów zwierzęcych w celu zmniejszenia potencjalnie dużych ilości amoniaku i emisji gazów cieplarnianych”, mówi Lars Stoumann Jensen, profesor Wydziału Nauk o Roślinach i Środowisku Uniwersytetu w Kopenhadze oraz koordynator projektu Treat2ReUse.
Znalezienie ekologicznego rozwiązania
Jensen i jego zespół naukowy opracowali i przetestowali nową ekologiczną metodę, która polega na fermentacji mającej na celu biologiczne zakwaszenie obornika za pomocą mikroorganizmów naturalnie w nim zawartych. „Proces mikrobiologicznego kwaszenia obornika może potencjalnie zastąpić zaawansowane technologicznie, wymagające stosowania dużych środków ostrożności praktyki związane z przechowywaniem i wykorzystaniem kwasu siarkowego”, wyjaśnia Iria Regueiro, badaczka ze stopniem doktora uczestnicząca w projekcie Treat2ReUse. Ten rodzaj fermentacji jest wzmocniony poprzez dodanie łatwo rozkładających się źródeł węgla, którym bakterie pożywiają się, aby wytworzyć kwas mlekowy. W warunkach rzeczywistych węgiel ten mógłby pochodzić z powszechnie stosowanych pozostałości rolniczych, takich jak słoma, liście buraków cukrowych i melasa. „Kiedy wartość pH obornika jest niska, amoniak nie ulatnia się do atmosfery, ale pozostaje w oborniku w formie rozpuszczalnej”, dodaje Regueiro. „Ponadto wzrasta wartość nawozowa obornika, ponieważ więcej jonu amonowego, istotnego składnika odżywczego roślin, jest zatrzymywane, a nie tracone w postaci amoniaku, co stanowi dodatkową korzyść wynikającą z tej metody przetwarzania”.
Potwierdzenie skuteczności procesu fermentacji
Po określeniu optymalnych warunków przetwarzania zespół projektu zbadał, czy i jak biologiczne zakwaszenie zmniejszyło emisję amoniaku i gazów cieplarnianych podczas przechowywania nawozu. Na koniec zbadano, jaki wpływ na pobieranie składników odżywczych przez rośliny ma zastosowanie biologicznie zakwaszonego obornika jako nawozu. „Najważniejszym wynikiem jest to, że zakwaszenie obornika w drodze fermentacji działa bardzo skutecznie, gdy dodawany jest cukier lub pozostałości po biorafinacji białka roślinnego”, zauważa Regueiro. Wyniki wykazały, że pH można obniżyć do poziomu poniżej 5, co znacznie ogranicza emisję amoniaku i metanu. Jako kolejny etap badań, zespół chciałby przeprowadzić proces biologicznego przetwarzania w doświadczalnym gospodarstwie rolnym oraz przetestować różne rodzaje pozostałości pod kątem ich potencjału w produkcji biogazu i nawozów. „Jestem dumna z tego, że mogłam pracować nad stworzeniem alternatywnej technologii przetwarzania obornika, która może być korzystna zarówno dla rolników, jak i dla środowiska”, twierdzi Regueiro. „Jak również z tego, że moje badania dowiodły, iż ta technologia naprawdę działa.”
Słowa kluczowe
Treat2ReUse, nawóz, biologiczne zakwaszanie, obornik, przetwarzanie, środowisko, węgiel, emisje
