Manure, fish slurry and digestate; from problem to farmers’ gold.

Norge har store strømmer av næringsstoffer, men de mangler koplinger for bedre resirkulering, i jordbruk, havbruk, annen næringsvirksomhet og privathusholdninger. Vi må lage nye og gode løsninger for handteringen av næringsstoffene, siden vi heller ikke har nok dyrkajord i Norge til å ta unna alt fosforet som bør resirkuleres. Næringsstoffene må ivaretas ut fra ressursperspektiv, hensyn til beredskap og med hensyn til å unngå skader på økosystemer på land og i havet. Hovedmål for MAFIGOLD var å utvikle løsninger for å resirkulere næringsstoffer i organiske avfallsressurser. Måloppnåelse vil bidra til å redusere negative miljøeffekter fra jordbruk og fiskeoppdrett. Delmål 1) Utvikle og karakterisere gjødseltyper basert på husdyrgjødsel, matavfall og fiskeslam, 2) Evaluere effekten av gjødsel og jordforbedringsmidler på plantevekst og jordkvalitet, 3) Beregne karbonavtrykket fra prosessene (blant annet av-vanning, tørking, transport) og bruken av gjødselen vi utvikler. Prosjektet prioriterte spesielt utviklingen av metoder for å hente ut fosfor fra husdyrgjødsel, samt lage gjødseltyper og vekstmedier basert på tørr og våtfraksjoner av husdyrgjødsel og råtnerest. En hovedkonklusjon fra MAFIGOLD, er at resirkulering av næringsstoffer i organiske restråstoffer fra ulike kilder i hovedsak bør skje gjennom å lage attraktive organiske gjødselprodukter. Organisk gjødselen bør imidlertid korrigeres for forbedring av balanse mellom nitrogen og fosfor, ved å øke (anrike) med nitrogen. MAFIGOLD har arbeidet med metoder for av-vanning og karakterisering av de separerte fraksjonene og gir resultater for massestrøm og næringsstoffer i flytende og faste fraksjoner. Gjødseltypene som ble produsert og testet, var baserte på fiskeslam, husdyrgjødsel og biorest fra matavfall/avløpsslam. Analysene viser at råstoffene må holde høy kvalitet, for å tilfredsstille kvalitetskrav til gjødsel og jordforbedringsmidler. Høyt nivå av metaller kan være et problem i flere avfallsfraksjoner. «Hybridgjødsel», med anrikning av de organiske komponentene med mineralsk N og K kan gi attraktive gjødseltyper som kan forsvare transport. I forsøk og demonstrasjonsfelter har de organiske gjødseltypene gitt litt mindre plantetilgjengelige næringsstoffer enn mineralgjødsel, noe som må tas hensyn til ved gjødselplanlegging. Videre arbeid skal optimalisere innholdet av næringsstoffer i gjødseltypene. MAFIGOLD gir også løsning for hvordan en kan benytte tørrfraksjonen av storfegjødsel som erstatning for torv i vekstmedier. Det gir mulighet til å fase ut bruken av torv i vekstmedier og vil gi inntekter i nye bruksområder for avfallsfraksjoner. Vekstmediene har gitt gode resultater i dyrking av grønnsakplanter, blomster og planteskoleproduksjon. Finjusteringene vil gi oppskrifter på vekstmedier som kan testes i storskala og dernest settes i kommersiell produksjon. Karbonavtrykk har blitt beregnet for utvalgte prosesser, inkludert produksjon av struvitt fra husdyrgjødsel og husdyrgjødselbasert biorest gjennom utfelling fra separert husdyrgjødsel. Beregningene (LCA), viser større karbonavtrykk fra prosesstrinn enn fra transport og spredning av gjødsel for alle de analyserte systemene. Viktige konklusjoner fra prosjektet: 1 Organiske avfallsfraksjoner kan omdannes til stabil uorganisk (struvitt) eller organisk handelsgjødsel, 2 Organisk gjødsel kan delvis erstatte mineralgjødsel, 3 Gjødselproduktene kan forbedres gjennom anrikning med nitrogen og kalium. 4 Bruken av gjødsel og jordforbedring må tilpasses jord, plantekultur og klimatiske forhold. 5 Tørrfraksjonen av husdyrgjødsel er et godt råstoff som erstatning for torv i vekstmedier Effekter: MAFIGOLD gir løsninger for bruken av bioresten og utnytter potensialet for resirkulering av næringsstoffene i denne. MAFIGOLD bidrar med kunnskap om sporing av næringsstoffer (makro- og mikronæringsstoffer) i prosessene brukt for bearbeiding av biorest og husdyrgjødsel og gir bøndene kunnskap de trenger for å kunne planlegge gjødsling ved bruk av de nye gjødselproduktene. Utover miljøeffektene, gir MAFIGOLD også grunnlag for flere grønne arbeidsplasser. To vitenskapelige artikler er publiserte (open access) i internasjonale journaler, tre er under utarbeidelse. Det er publisert 4 fagartikler og gitt 30 presentasjoner i prosjektperioden. To bachelor-oppgaver er skrevet på bakgrunn av arbeidet i MAFIGOLD. Det er foreløpig skrevet 10 tekniske delrapporter fra arbeidet MAFIGOLD og disse resultatene vil tas videre til publisering i form av NIBIO-rapporter og artikler til norsk fagpresse.

Norge har store strømmer av avfall, med opphav i jordbruk, fiskeoppdrett, andre næringer og privathusholdninger. I disse næringsstrømmene finnes store mengder næringsstoffer og karbon som bør brukes mer samordnet og med høyere mål for bedre resirkulering enn det vi har i dag. Imidlertid har vi ikke nok dyrkajord til å ta vare på alle næringsstoffene som finnes i ulike restråstoff. I deler av Europa finner vi minst like store problemer som i Norge, knyttet til å ha nok spredeareal for næringsrike avfallsfraksjoner. Resultatene fra MAFIGOLD er forventet å bidra til mer presis bruk av organiske gjødselstoffer, tilpasset plantenes næringsbehov, med store avlinger og god produktkvalitet og reduserte klima- og miljøbelastninger. Disse gevinstene innbefatter ikke minst bruken av næringsstoffer i biorest fra biogassanlegg for energiproduksjon. Resultatene fra MAFIGOLD gir løsninger for hvordan en kan foredle gjødsel og biorest fra biogassanlegg til nyttige og lønnsomme produkter, samtidig som en minker klimagassutslipp og andre negative miljøpåvirkninger fra disse prosessene. Prosjektet viser at organisk gjødsel, hybridgjødsel, som er organisk gjødsel anriket med mineralgjødsel, og mineralgjødsel, slik som struvitt og kalsiumfosfat, kan lages av husdyrgjødsel og biorest. MAFIGOLD gir dermed løsninger som kan gi bedre resirkulering av fosfor, samt nye bruksområder for biorest og bidrar dermed til en helhetlig satsing på biogassproduksjon. Produktene prosjektet har laget oppskrifter på kan transporteres fra steder med overskudd av næring, til steder med behov for næringsstoffer og organisk gjødsel. Resultatene fra MAFIGOLD viser at foredling av husdyrgjødsel og biorest kan gi verdifullt råstoff til erstatning av torv i vekstmedier. Det kan medføre vern av karbonlager i torvmyrer og kan bidra positivt til mål om bevaring av biomangfold. Resultatene fra MAFIGOLD viser også mulighetene for økt verdiskaping og bærekraft i primærnæringene. Lønnsom produksjon av nye produkter kan betale for økte kostnader i handteringen av husdyrgjødsel, fiskeslam og annet avfall. Skal resultatene fra MAFIGOLD realiseres, er det imidlertid nødvendig å opprette nye virksomheter, slik som biogassfabrikker, gjødselfabrikker, med tilhørende infrastruktur og grønne arbeidsplasser. NIBIO har i prosjektperioden blitt med i to EU-prosjekt som viderefører arbeidet i MAFIGOLD. ECONUTRI har som mål å redusere tap av karbon, nitrogen og fosfor, mens Hort2thefuture skal tilpasse og teste bærekraftige produkter basert på organisk avfall, for å redusere ressursbruken i hagebruksproduksjon. MAFIGOLD bidrar dermed til at Norge deltar i det europeiske arbeidet på området, med utvikling og utveksling av kunnskap for gode løsninger til økt og bærekraftig resirkulering av ressurser i restprodukter og avfall.

This project addresses the whole value chain for improved nutrient recirculation in agriculture, with an emphasis on phosphorus. By using biomass more efficiently, soil quality may be improved and emission of greenhouse gasses from Norwegian agriculture decreased. We will firstly develop technical solutions for de-watering, de-salting, drying and logistics for fish sludge, manure and biogas digestate, before processing pellets or granules of fertilizers, as well as, refining methods to transform those organic fractions into fertilizers, soil amendments and growing media. Secondly, we will optimize crop management practices for improved nutrient efficient use of these products. Finally, we will calculate the net greenhouse gas emissions from processing, transport and utilisation chains of those products, applying life cycle assessment (LCA). By these components, we address a more efficient use of renewable biomass from the agricultural and marine sectors as plant fertilizers and soil amendments, new knowledge of fertilization strategies and their soil ecosystem responses, and definition of methods to take advantage of those organic materials, while reducing greenhouse gas emissions. The industrial partners will contribute with their knowledge and commercial interests in these topics, to ensure the sector-based relevance of the project. In total, this project offers advancements in the refinement of organic materials into plant fertilizer, including supply chains, to increase the efficiency of nitrogen and phosphorous recycling, expand sustainability and increase productivity and competitiveness in the agricultural sector in Norway.