FFL-JA-Forskningsmidlene for jordbruk og matindustri

Norge har stor import av fôr til fisk og husdyr og vi har sannsynligvis for små landbruksarealer til å ivareta næringsstoffene på en god måte i kjeden fra fôr til produkt og avfall i grønn og blå sektor. MAFIGOLD-prosjektet tar et viktig steg i retning av å resirkulere og lage produkter av avfallet. Prosjektets hovedmål er å utvikle bærekraftige løsninger for å resirkulere næringsstoffer og minke geografiske næringsubalanser innen jordbruk og akvakultur. På den måten kan en redusere negative miljøeffekter fra disse sektorene. Delmåla er: 1) Utvikle og karakterisere gjødseltyper basert på husdyrgjødsel, matavfall og fiskeslam (en blanding av fôrrester og fekalier), 2) Evaluere effekten av produktene vi utvikler på plantevekst og jordegenskaper og 3) Beregne karbonavtrykket fra prosessene og bruken av gjødselen vi utvikler. Prosjektet prioriterer å arbeide med å finne metoder som legger til rette for å ta ut mer av fosfor fra gjødsel, samt lage gjødsel og vekstmedier. Separering av organiske restprodukter i en fast og flytende del med påfølgende felling av løst fosfat i den flytende delen, er en aktuell metode for å konsentrere næringsstoffene til nye typer gjødsel. I prosjektet evaluerer vi prosesser for å separere og felle ut fosfor fra husdyrgjødsel og bruk av de mineralske og organiske fraksjoner som prosessene frembringer. Målet er å lage fosforrike gjødselprodukter som kan transporteres fra regioner med fosforoverskudd til regioner hvor slike produkter kan erstatte mineralgjødsel basert på ikke-fornybare ressurser. Gjennom å senke pH i husdyrgjødsel, løses partikkelbundet fosfor til den flytende fasen. I påfølgende separering kunne vi fjerne en stor del av fosforet som opprinnelig var partikkelbundet. Fastfraksjonen inneholder også lite nitrogen. I neste steg kan en tilsette magnesium og natriumhydroksid til våtfraksjonen, for å felle ut fosfor som mineralet struvitt. Da vil fosfor foreligge som konsentrert gjødsel som er enkel å håndtere og transportere. Dette i motsetning til ubehandla husdyrgjødsel, som er voluminøst, har høyt innhold av vann og er både kostbart og miljømessig uheldig å transportere. Fosfor i fiskeslam er sterkere bundet enn fosfor i husdyrgjødsel, og vi har funnet at pH må senkes betydelig mer enn for husdyrgjødsel for å løse fosforet. pH-senking og separering fjerner mye fosfor, men også en del nitrogen fra den tørre delen av husdyrgjødsla. For å vurdere bruk av denne fraksjonen i jordbruksproduksjon, undersøker vi gjødseleffekten og behovet for korrigerende gjødsling, samt hvordan den kan stimulere frigjøring og opptak av fosfor fra de mindre tilgjengelige fosforreservene i jord. Her undersøker vi i detalj betydningen av ulike fosforfraksjoner og samspillet med mikroorganismer for fosfortilgjengeligheten. Feltforsøk og veksthusforsøk i MAFIGOLD viste at kun en liten andel av nitrogenet i husdyrgjødsel, fiskeslam og matavfall ble tatt opp i bygg. Årsaken er sannsynligvis at det meste av nitrogenet er organisk bundet, og at mineraliseringen går for sakte sammenlignet med plantenes behov. Bygg trenger for eksempel mye tilgjengelige næringsstoffer tidlig i vekstperioden. Effekten av den separerte og fosforfattige tørrfraksjonen blir evaluert videre i flere forsøk. Formålet er å finne ut hvordan ulike forhold mellom karbon og fosfor i den tørre gjødselfraksjonen påvirker avling og jordfunksjoner, blant annet registrert i form av enzymer som styrer fosforomsetningen. Kunnskapen fra disse forsøka skal benyttes til å bedømme effektene i jord av fosforredusert separert husdyrgjødsel. Sesongen 2023 ble det lagt ut demonstrasjonsfelter (bygg og hvete) rettet mot landbruksrådgivere og bønder vest og øst i Norge. Terramarine AS, en av prosjektets industripartnere, har i samarbeid med prosjektet laget 10 gjødselblandinger. Gjødseltypene er basert på hønse- og storfgjødsel, fiskeslam, avløpsslam. Satsing på nye gjødseltyper kan særlig bidra til bedre ressursutnyttelse av næringsstoffene i husdyrgjødsel. Resultatene fra forsøk med gjødseltypene til tomat og salat viste at det var for lite plantetilgjengelig nitrogen og kalium i de testete gjødseltypene. Derfor ble det i 2022 produsert nye gjødseltyper som ble anriket med urea (nitrogengjødsel) og kalium. Gjødseltypene blir sammenliknet med handelsgjødsel til eng (2022-2023). I MAFIGOLD tester vi også ut erstatningsprodukter for torv i vekstmedier. Målgrupper for produkter er småplanteprodusenter og planteskoler, samt til privathager. Forsøk med salat o.a. planter viser at fosfor- og nitrogenfattige tørrfraksjoner av husdyrgjødsel passer godt som erstatning av torv i slike vekstmedier for kulturer av kort varighet. I 2022 og 2023 ble det gjennomført forsøk med bruk av fastfraksjonen av husdyrgjødsel som vekstmedium til planteskoleproduksjon. Bærekraftsanalyser inkludert karbonavtrykk gjennomføres på produksjonskjeder med 1) handelsgjødsel laget av husdyrgjødsel, fiskeslam og matavfall og 2) Utfelling av fosfor (som struvitt) fra husdyrgjødsel.

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.