Najnowsza technologia na potrzeby ekologicznego rolnictwa nowej generacji
Jednym z najpilniejszych wyzwań środowiskowych w rolnictwie jest zanieczyszczenie substancjami odżywczymi. Nadmiar azotu i fosforu pochodzących z obornika, gnojowicy i nawozów sztucznych powoduje przenawożenie gleb oraz zanieczyszczenie wody i powietrza, co przyczynia się do utraty różnorodności biologicznej, eutrofizacji i zmian klimatu. Projekt ECONUTRI(odnośnik otworzy się w nowym oknie) próbuje rozwiązać ten problem za pomocą 24 technologii i rozwiązań opartych na przyrodzie, które minimalizują lub nawet eliminują straty azotu i fosforu z gleby. Wyniki są zgodne z celem Europejskiego Zielonego Ładu, jakim jest ograniczenie strat substancji biogennych o 50% do 2030 roku.
Zatrzymanie strat substancji biogennych
W ramach projektu, od momentu jego rozpoczęcia w 2022 r, z powodzeniem opracowano i zwalidowano 10 różnych technologii mających na celu zmniejszenie strat azotu i fosforu z bioodpadów organicznych. „Kluczowym osiągnięciem jest systematyczne uwzględnianie wszystkich krytycznych etapów utraty składników odżywczych w łańcuchu produkcji rolnej i gospodarowania bioodpadami, w tym przechowywania obornika i gnojowicy, fermentacji beztlenowej, oddzielania produktu pofermentacyjnego, procesów kompostowania i stosowania doglebowego” — komentuje Dimitrios Savvas, profesor na Uniwersytecie Rolniczym w Atenach (AUA), który koordynuje projekt. „Dzięki temu zintegrowanemu podejściu pokazujemy, że emisje substancji biogennych można znacznie zmniejszyć, jednocześnie odzyskując, stabilizując i waloryzując składniki odżywcze z odpadów biomasy, przekształcając je w cenne produkty rolnicze”. W odniesieniu do zarządzania biomasą pochodzącą z obór kluczowe wyniki obejmują zakwaszanie gnojowicy zwierzęcej siarką w celu zmniejszenia emisji amoniaku, co daje redukcję od 30 do 35% uzyskaną podczas przechowywania i kompostowania, przy jednoczesnym zwiększeniu retencji azotu. Osiągnięto również wysoką wydajność odzyskiwania składników odżywczych, w szczególności fosforu i amonu, poprzez wytrącanie struwitu z ciekłej frakcji bioproduktu pofermentacyjnego, przy wskaźnikach odzysku do 92% dla fosforanu i 66% dla amonu. Inne osiągnięcia obejmują lepszą stabilizację substancji biogennych podczas kompostowania z wybranymi korzystnymi szczepami drobnoustrojów oraz korektę niezrównoważonego stosunku azotu do fosforu w nawozach pochodzących z bioodpadów, co jest kwestią krytyczną w regionach o dużym zagęszczeniu zwierząt gospodarskich. Aby ograniczyć straty azotanów i fosforu z nawozów, zespół projektu ECONUTRI opracował dziewięć nowych technologii. Należą do nich system wspomagania decyzji (DSS) NUTRISENSE opracowany przez zespół AUA, DSS Veg-Sys opracowany przez Uniwersytet w Almerii oraz Wirtualny Lizymetr opracowany przez uczelnię Wageningen University & Research. Trzy systemy DSS wdrożone przez projekt ECONUTRI mają na celu wspieranie hodowców w stosowaniu opłacalnych ekonomicznie i przyjaznych dla środowiska praktyk nawożenia w uprawach ogrodniczych glebowych i bezglebowych poprzez zarządzanie substancjami biogennymi oparte na danych i czujnikach. Dzięki dynamicznemu dostosowywaniu dawek nawozów do zapotrzebowania upraw, w testach pilotażowych trzy systemy DSS przyczyniły się do znacznego zmniejszenia zużycia wody, azotu i fosforu, które, orientacyjnie, w uprawach ogórków w glebie zarządzanych za pomocą systemu NUTRISENSE DSS osiągnęły odpowiednio 45 i 54%. Co więcej, ten sam DSS poprawił wykorzystanie azotu i fosforu odpowiednio o 16–21% i 5–46% w bezglebowych uprawach ogórków, które miały miejsce w ciągu dwóch kolejnych lat. Ogólnie rzecz biorąc, technologie te wykazały znaczne zmniejszenie zużycia nawozów i wody do nawadniania oraz zwiększenie efektywności wykorzystania wody i substancji biogennych.
Zmniejszanie emisji
Osiem narzędzi i technologii z projektu ECONUTRI koncentruje się na ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych i amoniaku w oborach, systemach przechowywania obornika i na polach. W oborach dla bydła mlecznego biowęgiel i częste czyszczenie podłogi obniżyły emisję amoniaku, a częste usuwanie obornika spod rusztów w chlewniach zmniejszyło emisję metanu. W przypadku przechowywania obornika i kompostowania, obróbka biowęglem, a zwłaszcza nanobiowęglem, wykazała znaczny potencjał w zakresie ograniczania strat azotu. Alternatywne nawozy i dodatki były również testowane na polach uprawnych, w systemach upraw zmiennych i szklarniach, co doprowadziło do wymiernego zmniejszenia emisji amoniaku i podtlenku azotu w zakresie od 20 do 60%. Projekt ECONUTRI (Innovative concepts and technologies for ECOlogically sustainable NUTRIent management in agriculture aiming to prevent, mitigate and eliminate pollution in soils, water and air) koncentruje się obecnie na integracji narzędzi w spójny system zarządzania substancjami biogennymi i zwiększaniu skali technologii do komercyjnego wdrożenia. „Kolejnym krokiem jest udostępnienie tych narzędzi hodowcom” — stwierdza Savvas. Dzięki tym wysiłkom projekt pomoże zmniejszyć zależność od nawozów mineralnych i sprawi, że systemy rolne będą bardziej odporne na niestabilne rynki. Jeśli chcesz, żeby twój projekt został zaprezentowany w rubryce „Projekt miesiąca”, wyślij wiadomość na adres editorial@cordis.europa.eu i opowiedz nam o nim.
