Løes, Anne-Kristin; Ahuja, Ishita; de Boer, Anne and Rittl, Tatiana (2023) Fertilisation effects of marine-derived residual materials on agricultural crops. NORSØK Report, no. 13 Vol 7. Norwegian Centre for Organic Agriculture (NORSØK), Tingvoll, Norway.
![[thumbnail of NORSØK rapport nr 13 vol 7 2022 Fertilisation effects of marine-derived residual materials.pdf]](/style/images/fileicons/application_pdf.png) |
PDF
- English
6MB |
Summary
This final report from the project “Residual materials from marine industries as fertilisers in organic agriculture” is an example of blue-green collaboration. Such collaboration has been a strategic goal for many Norwegian research and innovation activities since the terms bioeconomy and circular economy came high on the agenda. Significant amounts of residual raw materials from marine industry are still poorly utilized. Traditionally, seaweeds and residues of fish and other sea animals were applied as feed and fertilisers along the coast of Norway, as elsewhere in coastal regions. These valuable materials should still be applied in agriculture, but the application needs to be adapted to a more professional and large-scale production. Organic agriculture aims at being selfsufficient in nutrients and other inputs for the production. A further aim is to recycle nutrients and organic matter not only inside the farm by feeding manure-producing animals, but by recycling nutrients lost from the farm by sales of products, and by runoff and emissions. The RESTOR project (2018-2022) has provided resources for establishing a significant research and developmental work on marine-derived fertilisers at the Norwegian Centre for Organic Agriculture (NORSØK). Marine derived fertilisers, especially from sustainable collection or capture of natural renewable resources, may fit well to the aims of organic agriculture.
The project has tested residual materials rich in bones from industry processing white fish species (cod, saithe, longfish etc.), and residual material from chemical extraction of rockweed. The materials have been tested as fertilisers and soil amendments, with controlled trials indoor and in the field. A general result is a very rapid growth effect of fishbones in the year of application, with a residual effect in subsequent years resembling that of dried poultry manure. The algae fiber has no immediate fertiliser effect but has a significant residual growth effect. Due to the content of cadmium (Cd), algae fiber is a class II soil amendment product. This implies that it may be applied with up to 20 tons of dry matter per hectare over 10 years, according to Norwegian regulation. An amount close to this level was tested in ryegrass in 2020. The tetany ratio, which is an assessment calculated to assess the risk of tetany in ruminants based on the concentrations of potassium (K), magnesium (Mg), and calcium (Ca) in plant material applied as feed, was then well above the critical level. Hence, we recommend that the material should not be applied at a higher rate than 10 tons per hectare over 5 years (half the maximal rate for each application), to avoid excess
uptake of potassium in crop plants. When applied as the single fertiliser material, both fishbones and algae fiber are unbalanced and should be blended with other materials. The project tested a mix where 30% of the nitrogen (N) was derived from algae fiber and 70% from fishbones. This fertiliser gave good yields both in the year of application, and in one or more subsequent growing seasons.
With higher prices on energy, there is increased interest for alternative sources of plant nutrients which may complete existing fossil resources. Most European countries are currently dependent on importing phosphorus (P) and potassium, which is a challenge in a world with increasing levels of conflicts. Significant amounts of nutrients are found in the sea, but we still need both research and
developmental work to establish value chains for marine-derived fertilisers which may complete the currently applied fertilisers in both conventional and certified organic agriculture. We also need adapted regulations for such products. A proposal for new regulation on organic fertilisers in Norway includes strict limits for arsenic (As), which may significantly hamper the utilization of seaweed material in fertilisers and for soil amendment. We need more research to assess such limit values.
The R&D work with marine-derived fertilisers is well established, and continues, both at NORSØK and with other research organizations.
Summary translation
«Blågrønt samarbeid» er et viktig stikkord i norsk bioøkonomi, og Møre og Romsdal er et fylke hvor det ligger godt til rette for å utvikle blågrønt samarbeid. Mye av fisken som fanges til videre foredling landes her, og fylket har også en betydelig landbrukssektor og aktive forsknings-miljø innen landbruk og havbruk. Materiale fra havet, som rester av fisk og andre sjødyr, tang og tare, har fra gammelt av blitt brukt til både fôring av husdyr og gjødsling av jordbruksvekster langs kysten. I økologisk landbruk er det et mål å være mest mulig selvforsynt med innsatsmidler til produksjonen, og å resirkulere nærings-stoff og organisk materiale. Dette gjelder ikke bare via fôr og husdyrgjødsel internt på gården, men gjerne også ved å tilbakeføre næringsstoff som tapes fra gårdene gjennom salg av produkt og gjennom avrenning. I marin industri er det tilgang på restråstoff, både fra villfanget fisk og makro-alger, som per i dag er dårlig utnyttet. Mye næringsrikt materiale går fortsatt tapt ved forbrenning, og mye mer restråstoff fra fisk kunne vært landet hvis det hadde et bruksområde på land. Ved NORSØK har vi arbeidet med marine restråstoff som gjødsel siden 2018. Møre og Romsdal fylkes-kommune bevilget et fireårig prosjekt i 2017, «Restråstoffer fra havet som gjødsel til økologisk landbruk» (RESTOR) som med dette leverer sin sluttrapport.
I prosjektet er restråstoff med høyt innhold av bein fra hvitfisk (torsk, sei, hyse, lange, brosme) og restråstoff av grisetang prøvd ut som gjødsel og jordforbedring i forsøk, både innendørs og ute i felt. Gjennomgående har vi sett at fiskebein har hatt en påfallende rask gjødselvirkning i tilførselsåret, og en ettervirkning på nivå med tørket hønsegjødsel. Algefiber, som er rester av grisetang etter kjemisk ekstraksjon for å produsere flytende gjødsel, har en mer langsom gjødselvirkning, men en positivt og langvarig ettervirkning. Algefiber har et innhold av kadmium som gjør at produktet kommer i klasse II som jordforbedringsmiddel. Det er da tillatt å tilføre dyrka jord inntil 2 tonn tørrstoff per dekar over en periode på 10 år. En slik mengde ble brukt i et forsøk med raigras i 2020. Verdien for et forholdstall mellom kalium, magnesium, og kalsium i plantematerialet, på engelsk «tetany ratio», ble da betydelig høyere enn det som regnes for å gi risiko for graskrampe hos drøvtyggere. Vi anbefaler derfor at den tillatte mengden algefiber bør fordeles på minst to tildelinger i løpet av ti år, for å unngå for kraftig opptak av kalium i plantene.
Både algefiber og fiskebein er ubalanserte gjødselslag når de tilføres aleine, så det er aktuelt å blande disse produktene. I prosjektet brukte vi et blandingsforhold der 30% av nitrogenet ble tilført i form av algefiber, og 70% i form av fiskebein. Denne blandingsgjødsla ga gode avlinger både i tilførselsåret og i ett eller flere år etterpå.
I løpet av prosjektperioden er det blitt økende interesse for alternative gjødselkilder. De fleste land i Europa er i dag avhengig av å importere både fosfor og kalium fra andre verdensdeler, eller land de er i konflikt med. Det er mye næringsstoff tilgjengelig i råstoff fra havet, men det gjenstår mye arbeid med å finne fram til stabile leveranser og hvordan råstoffene best kan kombineres og håndteres for å bli til gjødselprodukt som kan komplettere eller erstatte dagens gjødselprodukt både for konvensjonell og økologisk dyrking. Det er også behov for lover og forskrifter som er tilpasset en slik gjødsel. Utkastet til ny lovgivning om organiske gjødselmidler i Norge foreslår å innføre grenseverdier for arsen i gjødsel og jordforbedringsmidler. De foreslåtte grenseverdiene vil umuliggjøre bruk av tang og tare til jordforbedring. Her trengs det mer kunnskap for å kunne fastsette riktige nivå. Arbeidet med å undersøke hvordan marine restråstoff kan brukes til gjødsel fortsetter, både ved NORSØK og hos andre FoU-organisasjoner.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | fertilisation, potassium, cadmium, seaweed residues, fishbones, marine resources, marine-derived fertilisers, phosphorus, arsenic, RESTORX; Organic-PLUS; Organic-PLUSX |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI English seaweed harvesting http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_ef2c2989 English seaweed industry http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_e42cc1dc English fertilisers -> fertilizers http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_2867 English fish conversion -> fish processing http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_29020 English UNSPECIFIED UNSPECIFIED |
| Subjects: | Crop husbandry > Composting and manuring Soil > Nutrient turnover Soil Farming Systems > Farm nutrient management |
| Research affiliation: | European Union > Horizon 2020 > Organic-PLUS Norway > NIBIO – Norwegian Institute of Bioeconomy Research Norway > NORSØK - Norwegian Centre for Organic Agriculture |
| Horizon Europe or H2020 Grant Agreement Number: | 774340 |
| ISBN: | 978-82-8202-159-3 |
| Related Links: | https://www.norsok.no/en/projects/2017/marine-rest-raw-materials-for-fertilizers-to-organic-agriculture-restor |
| Deposited By: | Løes, Anne-Kristin |
| ID Code: | 45330 |
| Deposited On: | 27 Jan 2023 17:46 |
| Last Modified: | 21 Nov 2023 08:59 |
| Document Language: | English |
| Status: | Published |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
Repository Staff Only: item control page
