Hansen, Sissel; Pommeresche, Reidun and McKinnon, Kirsty (2021) Kompostkvalitet og gassutvikling ved ulik behandling av storfetalle. [Compost quality and gas development by different treatment of solid cattle manure.] NORSØK Rapport, no. 13 vol 6. Norwegian Centre for Organic Agriculture, TINGVOLL.
![[thumbnail of NORSØK Rapport nr 13 2021 Kompostkvalitet og gassutvikling ved ulik behandling av storfetalle.pdf]](/style/images/fileicons/application_pdf.png) |
PDF
- Published Version
- Norwegian/Norsk
6MB |
Summary
Husdyrgjødsel er en viktig ressurs for landbruket og samtidig en mulig forurensnings- og klimagasskilde. Hovedspørsmålet i dette prosjektet var: Er behandling av storfetalle som følger prinsippene til Mikrobiell Karbonisering (MC) bedre egnet til å redusere utslipp av klimagasser, minske karbontap og bedre gjødseleffekt av organisk materiale enn det kompostering ved Controlled Microbial Composting (CMC) er?
MC er en behandlingsmetode hvor kompostmaterialet ligger i ro og legges opp med en indre porøs kjerne og et ytre fastere lag. I MC er det ønskelig med en såkalt mikrobiell karbonisering, hvor anaerobe forhold gir en annen type omdanning enn ved aerob omsetning. Det organiske materialet omdannes dermed ikke så fullstendig og det er antatt at mer av næring og energi (karbonholdige stoffer) blir igjen i kompostmaterialet. CMC er en komposteringsmetode hvor komposten vendes og blandes etter temperatur og CO2-konsentrasjon i lufta inne i ranken. I CMC er det ønskelig med en aerob omsetning av det organiske materialet og et sluttprodukt med stabile humusforbindelser.
I denne rapporten gjengir vi resultat fra en innledende utprøving av disse behandlingene av storfetalle med halm som strø. Det er en ranke uten vending som etterligner MC og en ranke med styrt og hyppig vending med en kompostvender som etterligner CMC. For å kunne sammenligne det prinsipielle i behandlingsmetodene MC og CMC var det viktig å ha samme substrat og samme tilsetninger ved de to metodene. Det var dermed ikke mulig å tilsette flis eller lage et «lokk» av bløtgjødsel som ofte anbefales på MC-ranken. Fordi vi ikke har fulgt de ideelle fordringene til de to behandlingsmetodene helt ut, var våre behandlingsmetoder en modifisert variant av både MC og CMC. For å gjøre det enklere å lese blir de kalt MC og CMC i denne rapporten.
Vi sammenlignet MC- og CMC-behandling av talle fra kviger som gikk på halmstrø på Tingvoll Gard i 2020. Kompostrankene ble satt opp 27. april og komposteringsperioden ble avsluttet 2. november 2020. Vi registrerte temperatur, fuktighet, gasskonsentrasjoner i og over rankene og gjorde visuelle vurderinger i komposteringsperioden. Ved avslutning av utprøvingene beregnet vi massetap, undersøkte modenhet ved karsetest og Solvita-test og utførte dyrkingsforsøk med salat og brokkoli. Vi gjorde noen få registreringer av klimagassutslipp ved starten av komposteringeperioden og under dyrkingsforsøket.
I CMC-ranken var det en aerob omdanning av det organiske materialet, mens det i MC-ranken var en anaerob omdanning. Det kan ha vært mikrobiell karbonisering i MC-ranken, men utover i perioden ble det sannsynligvis for fuktig, slik at ranken ble vannmettet og ikke hadde nok av ulike gasser til å drive den tiltenkte mikrobielle aktiviteten. Det er for få målinger til å kunne si noe om det totale utslippet av klimagasser fra rankene, men det var en tydelig metanproduksjon og utslipp fra MC-ranken, men ikke fra CMC. I begge rankene var det varmere enn 70 °C i starten av behandlingsperioden. Det er usikkert hvordan dette har påvirket biologisk aktivitet i rankene etter varmeperioden og omdanningen av det organiske materialet. I MC-ranken ble det mot slutten av perioden betydelig våtere (85 % vann) enn det som ofte anbefales (50-70 % vann), mens CMC-ranken hadde et gunstigere vanninnhold for biologisk aktivitet. For å få et lavere vanninnhold kunne MC-ranken vært dekket når det regnet mye og mot slutten av behandlingsperioden.
I begge rankene var det betydelig tap av nitrogen (rundt 36 %), men sannsynligvis av ulike årsaker med stort ammoniakktap fra CMC-ranken og utvaskingstap fra MC-ranken. Det var et større tap av karbon i CMC-ranken (60 %) enn i MC-ranken (42 %). Beregningene av både nitrogen og karbontap er usikre i dette forprosjektet.
Kompostmaterialet i CMC-ranken fikk en tilnærmet struktur som forventet etter vending med kompostvender og bruk av kompostduk. Materialet i MC-ranken har vi mindre erfaringer med, men så fuktig og grøtaktig som det ble, er det vanskelig å handtere videre med maskiner eller bruke som del av et dyrkingsmedium. Dårlig spiring i spiretester eller hemmet vekst av karse og dårlig vekst i dyrkingsforsøk tyder på at det er veksthemming i materialet fra begge rankene. Det trengs flere undersøkelser for å finne ut hva dette skyldes. Ville dyrkingsegenskapene ha blitt bedre om rankene hadde ligget et år til og ettermodnet?
God handtering av organisk materiale er viktig for utnytting av tilgjengelig ressurser. Vi anbefaler videre undersøkelser for å oppnå en bedre kompostkvalitet, mindre tap av nitrogen og lave utslipp av klimagasser i forbindelse med kompostering på gårdsnivå.
Summary translation
Livestock manure is both an important resource for agriculture and at the same time a possible source of pollution and greenhouse gases. The main question in this project was: Is the treatment following the principles of Microbial Carbonization (MC) better suited to reducing greenhouse gas emissions, reducing carbon losses and improve fertilizer effect of organic material than composting by Controlled Microbial Composting (CMC)?
MC is a treatment method where the compost material is treated in static pile with no turning or aeration and is laid up with an inner porous core and an outer firmer layer. In MC, it is desirable with a so-called microbial carbonation, where anaerobic conditions give a different type of transformation than in aerobic metabolism. The organic material is not completely converted, and it is assumed that more of the nutrients and energy (carbonaceous substances) remain in the compost material. CMC is a composting method where the compost is turned and mixed according to temperature and CO2 concentration in the air inside the windrow. In CMC it is desirable with an aerobic reaction of the organic material and a product with stable humus compounds.
In this report, we present the results from an initial test of these treatments of manure from heifers on deep straw. There is one static pile that mimics the MC and a windrow with controlled and frequent turning with a compost turner that mimics the CMC.
To be able to compare the principles in the treatment method MC and CMC, it was important to have the same substrate and the same additives in the two methods. It was thus not possible to add wood chips or make a "lid" of cattle slurry on the MC pile, which is often recommended. Because we have not fully followed the ideal requirements of the two treatment methods, our treatment methods were a modified variant of both MC and CMC. To make it easier to read, they are called MC and CMC in this report.
We compared MC and CMC treatment of deep straw from heifers at Tingvoll Gard in 2020. The windrows were set up on 27th April and the trial period ended on 2nd November 2020. We registered temperature, humidity, gas concentrations in and above the windrows and made visual assessments during the composting period. At the end of the trials, we calculated mass loss, examined maturity by germination test and Solvita test and performed cultivation experiments with lettuce and broccoli. We made a few registrations of greenhouse gas emissions at the beginning of the composting period and during the cultivation experiment.
In the CMC windrow there was a clear aerobic transformation of the organic material, while in the MC windrow there was an anaerobic transformation. There may have been microbial carbonation in the MC windrow, but over the period it probably became too wet, so that the windrow became waterlogged, and the microbes did not have access to the desired gases to drive the intended microbial activity. There are too few measurements to be able to say anything about the total emissions of greenhouse gases from the windrows, but there was a clear methane production and emissions from the MC windrow, but not from CMC. In both windrows, it was warmer than 70 °C at the beginning of the treatment period. It is uncertain how this has affected biological activity in the windrows after the heating period and the transformation of the organic material. Towards the end of the period, the MC windrow became significantly wetter (85% water) than is often recommended (50-70% water), while the CMC rank had a more favourable water content for biological activity. To get a lower water content, the MC windrow could have been covered during heavy rain and towards the end of the treatment period.
In both windrows there was a significant loss of nitrogen (around 36%), but likely for different reasons with a large ammonia loss from the CMC windrow and leaching loss from the MC windrow. There was a greater loss of carbon in the CMC rank (60%) than in the MC rank (42%). The calculations of both nitrogen and carbon loss are uncertain in this preliminary project.
The compost material in the CMC windrow got a structure as expected after turning with a compost turner and using a compost cloth. We have less experience with the material in the MC windrow, but as moist and mushy as it became, it is difficult to handle further with machines or use as part of a culture medium. Poor germination in germination tests and poor growth cress tests or in cultivation experiments indicate that there is growth inhibition in the material from both windrows. More research is needed to find out what is the cause for this. Would it have improved the cultivation properties if the windrow had got another year to mature?
Good handling of organic material is important for the utilization of available resources. We recommend further investigations to achieve a better compost quality, less loss of nitrogen and low emissions of greenhouse gases in connection with composting at farm level.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | CH4, CO2, NH3, CMC, MC, fuktighet, husdyrgjødsel, karbondioksid, klimagasser, kompostering, kompostluft, metan, MC, Mikrobiell karbonisering, modenhetstester, karsetest, Solvita, storfegjødsel, talle, temperatur, veksthemming, visuell vurdering, farmyard manure, deep straw, carbon dioxide, cattle manure, compost, cress test, growth inhibition, maturity tests, methane, Microbial Carbonisation, moisture, temperature, Solvita, visual evaluation, CMCvsMC |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI English composted manure http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_8f17e9f1 |
| Subjects: | Animal husbandry > Production systems > Dairy cattle Crop husbandry > Composting and manuring Environmental aspects > Air and water emissions Farming Systems > Farm nutrient management |
| Research affiliation: | Norway > NORSØK - Norwegian Centre for Organic Agriculture |
| ISBN: | 978-82-8202-133-3 |
| Deposited By: | Hansen, Sissel |
| ID Code: | 42724 |
| Deposited On: | 02 Nov 2021 07:06 |
| Last Modified: | 02 Nov 2021 07:06 |
| Document Language: | Norwegian/Norsk |
| Status: | Published |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
Repository Staff Only: item control page
Download Statistics
Download Statistics
