Testing biostimulant effects of composted marine materials2024-11-08
Denne rapporten sammenstiller to undersøkelser som ble gjennomført i prosjektet «Bærekraftig utnyttelse av marine restråstoff til økt økologisk planteproduksjon i Europa» (MariGreen, 2021-2024). Målet var å oppgradere dårlig utnyttet restråstoff fra blå verdikjeder (villfanget hvitfisk,blåskjell, makroalger) for å bruke det som gjødsel og biostimulanter i økologisk dyrking.
Kompostering av substrater fra tang, fisk og skjell har stått sentralt i prosjektet, og testing av biostimulanteffekter ble gjennomført med kompost-te fra marin kompost. Kompostte er et vannuttrekk fra kompost over flere dager ved romtemperatur, slik at det blir biologisk aktivitet i materialet (fermentering). Vi gjennomførte en undersøkelse av salatspirer dyrket ved underoptimal og optimal temperatur, for å se om tilførsel av kompostte kunne gi en relativ vekstøkning ved lav temperatur. En slik vekstøkning ville tydet på en biostimulanteffekt ved at kompostteen hjalp plantene å overkomme kuldestress. Videre gjennomførte vi en undersøkelse av rotutvikling i solbærstiklinger. Her antok vi at kompostte kunne fremme rotutvikling, som er en annen prosess enn plantevekst drevet av fotosyntese og næringsopptak.
Selv om både makroalger, blåskjell og rester av hvitfisk har gitt positive effekter i gjødslingsforsøk, fant vi ingen biostimulanteffekter av å tilføre fermentert te fra kompost av marine restråstoff, eller selve råstoffene, til salatspirer eller solbærstiklinger. De beste resultatene fant vi med en rankekompost der rester av alger og fisk var blandet med treflis og talle fra storfe der halm var brukt til strø. Denne komposten hadde ligget ute i en haug fra juli til februar, med god varmgang og to vendinger. Selv om ranken var dekket med kompostduk fikk den fuktighet gjennom nedbør, og det lå til rette for mye mer biologisk aktivitet i denne komposten enn i kompost som ble omsatt innendørs i små beholdere. Te fra rankekomposten ga en betydelig vekstøkning av salatspirer, men ikke like god som når samme mengde nitrogen ble tilført i form av flytende mineralgjødsel. Økningen i vekst fra lav til høy temperatur var mindre med kompostte enn med mineralgjødsel. Dette kunne vi vurdert som at kompostteene virket relativt bedre enn mineralgjødsel ved lav temperatur, altså en biostimulanteffekt, men vi antar at resultatet nok heller skyldes at negative egenskaper ved teen, som høyt saltinnhold, virket sterkere ved høyere temperatur. Te fra rankekomposten ga en ganske god rotutvikling av solbærstiklinger, men ikke like god som i en kontroll med bare vann. Til stiklinger blandet vi kompost med 95%, 90% eller 80% vann, og det var en tydelig negativ effekt av å bruke mindre andel vann. Dette skyldes nok et høyt saltinnhold i de marine kompostene. Forsøkene har gitt oss nyttig kunnskap om hvordan man kan legge opp forsøk for å teste biostimulanteffekter. Dette er et nytt forskningsfelt ved NORSØK, som krever mye metodeutvikling.
Practical studies of lignocellulose filter cake from RAS sludge2024-05-16
Avløpsvann og mekanisk filtrert slam fra resirkulerende akvakultursystemer (RAS) inneholder betydelige konsentrasjoner av nitrogen og fosfor og kan utnyttes direkte som gjødsel, f.eks. i hydroponiske systemer. Når dette ikke er mulig, må næringsstoffene fjernes og brukes som gjødsel andre steder, men dette innebærer ofte kostbar transport. For å øke mengden næringsstoffer per kg materiale som skal transporteres, f.eks. til jordbruksarealer, kan slammet filtreres ved hjelp av forskjellige metoder. Kjemiske koagulanter og flokkuleringsmidler brukes ofte til å fjerne (oppkonsentrere) partikler og næringsstoffer. I et gjødselperspektiv kan dette være negativt fordi kjemikaliene gjerne inneholder aluminium som gjør fosforet i slammet mindre tilgjengelig for planter. Denne rapporten beskriver innledende forsøk med fiskeslam tilsatt de naturlige polymerene lignocellulose og cellulose som alternativ til kjemiske flokkulanter og koagulanter, utført ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU) Hirtshals, og videre testing av filterkakene som substrat for kompostering utført ved NORSØK, Tingvoll.
Den optimale sammensetningen av lignocellulose og cellulose som brukes til filtrering av fiskeslam ble bestemt ved å filtrere 1 L slam med 4,85 g TCOD/L (COD= kjemisk oksygenforbruk, «chemical oxygen demand») med kombinasjoner av lignocellulose (20, 25, 30, 35 g/L) og cellulose (0,5, 0,75,
1, 2 g/L). En blanding av 0,75 g cellulose og 35 g lignocellulose per liter ga best filtrering. Denne kombinasjonen ga en filterkake med et tørrstoffinnhold på 24 - 29 %, som inneholdt mesteparten av næringsstoffene i slammet (nitrogen og fosfor, N og P). Vekten av materialet som inneholdt N og P ble redusert med mer enn 80 % ved filtreringen.
To typer filterkaker ble produsert ved DTU Hirtshals med disse naturlige polymerene, med og uten aluminium-basert koaguleringsmiddel. Kakene ble frosset og fraktet til NORSØK, Tingvoll hvor de ble blandet med fiskemel for å lage partier med et C/N-forhold på 55, 30 og 20. Den termofile nedbrytningen og CO2-respirasjonen i de ulike filterkakene (totalt 6 behandlinger) ble undersøkt i Dewar-flasker. Blandingene uten kjemisk koaguleringsmiddel var i gjennomsnitt varmere og slapp ut mer CO2. Blandinger med C/N-forhold på 30 hadde sterkest varmeutvikling, etterfulgt av 20 og 55. Blandinger med C/N forhold på 20 og 30 slapp ut mer CO2 enn de med C/N 55. Det var imidlertid bare blandinger med koagulant (C/N 20 og 30) som nådde det termofile temperaturområdet, dvs. at temperaturen kom opp i over 55 °C. Respirasjonen som ble målt reflekterte temperaturutviklingen i behandlingene.
Bruk av lignocellulose og cellulose som filtreringsmidler kan øke næringsgjenvinningen fra RAS-avløp samtidig som vekten av det oppsamlede slammet reduseres. Dette kan redusere kostnader forbundet med transport. Bruk av slike naturlige polymerer til å filtrere slam fra RAS-anlegg gir videre en biologisk nedbrytbar filterkake, som egner seg til kompostering. Det vil være av interesse å videreføre forsøk i en større skala, og undersøke kompostens egenskaper som jordforbedringsmiddel.
Evaluating the quality of marine composts by using humification and spectroscopy2024-04-24
Bidragsytere:
Joshua Cabell, Erwin Binner, Violeta Alexandra Ion, Marios Maroulis, Ailin Moloşag, Oana Cristina Pârvulescu, Jean Robertson
Denne rapporten oppsummerer presentasjonene og aktivitetene gjort under en workshop arrangert i regi av prosjektet MARIGREEN_TECB (Training, Exchange, and Capacity Building), som var finansiert av den tredje tilleggsutlysningen til ERA-NET Cofund on Blue Bioeconomy (BlueBio)-programmet (tilskuddsnummer 346849).
MARIGREEN_TECB var en utvidelse av MARIGREEN (bærekraftig utnyttelse av MARINe-ressurser for å fremme GREEN planteproduksjon i Europa), et prosjekt finansiert av den første tilleggsutlysningen til ERA-NET BlueBio-programmet (EUs Horizon 2020-tilskuddsavtale 817992). MARIGREEN har som mål å verdigjøre dårlig utnyttede restmaterialer fra blå sektor ved å behandle dem med passende teknologier som ekstraksjon, kompostering og biokullimpregnering etter utvinning, og anvende dem i økologisk landbruk. Prosjektet arbeider med tilgjengelig restmateriale fra fiskefangst, brunalgeindustrien, blåskjellindustrien og økologisk havbruk.
Hovedmålet til MARIGREEN_TECB var å forbedre forståelsen av humifisering under kompostering av marine råvarer og hvordan man kan forbedre kvaliteten på "blå" kompost og for å få kompetanse i FT-IR-analyse og spektratolkning for humusstoffer.
MARIGREEN_TECB var et samarbeid mellom NORSØK og USAMV i Bucuresti. Workshopen ble arrangert av Research Center for Studies of Food Quality and Agricultural Products ved USAMVs campus i Bucuresti og ble holdt fra 23. til 26. oktober 2023. Temaene for workshopen ble valgt fordi de er direkte relevante for MARIGREEN-hovedprosjektet og flere av arbeidspakkene. Imidlertid har de også global relevans. Mens fokuset var på marinbasert kompost, er metodene dekket under workshopen relevante for alle typer komposter, organisk-basert gjødsel og jordforbedringsmidler. Metoder for å forbedre kompostkvaliteten og forbedre humifiseringen kan brukes på kompost laget med alle råvarer. Det samme gjelder for evaluering av kompostkvalitet ved mer tradisjonelle metoder og ved FT-IR-spektroskopi.
Fertilisation effects of marine-derived residual materials on agricultural crops2023-11-17
«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 forskningsmiljø 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 næringsstoff 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 makroalger, 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 fylkeskommune 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.
Hvordan ta i bruk nye gjødselmidler i økologisk kornproduksjon?2023-09-25
The presentation informs about field experiments carried out by NORSØK with new types of fertilisers applicable for organic growing of arable crops (cereals), such as struvite from sewage, and left-over materials from the sea such as fishbones and seaweed.
Blue biomass composting technology2023-07-03
Denne rapporten presenterer metodene og resultatene fra innledende forsøk på kompostering av marine restråstoff i regi av MARIGREEN, et prosjekt finansiert av ERA-NET BlueBio cofund-programmet. Hovedmålet med MARIGREEN er å oppgradere dårlig utnyttet restråstoff fra blå verdikjeder (fisk, skjell, alger) for å bruke dem som gjødsel og biostimulanter i økologisk dyrking. Prosjektet ledes av UPB (Romania) og er i samarbeid med USAMV (Romania), AUTh (Hellas), DTU (Danmark), UCPH (Danmark), NORCE (Norge) og industripartnerne Alumichem AS (Danmark), Norgeskjell AS (Norge), Sigurd Folland AS (Norge), Fjordlaks AS (Norge) og Algea AS (Norge). Kompostforsøkene ble gjort på tre ulike nivå: småskala (2 liter) i såkalte Dewar-flasker; mellomskala (140 liter) med en Jordakompost® isolert komposttrommel; og storskala (ca. 7 m3) med rankekompostering. De første forsøkene i Dewar-flaskene var basert på kjente råvarer som hestemøkk, flis og halm og hadde til hensikt å bli kjent med utstyret og metoden, som kalles for en selvoppvarmings-test. Denne testen brukes som regel til å estimere modenhet og stabilitet i ferdig kompost, men her ønsket vi å se på varmeutvikling i ferskt materiale. Forsøkene med kjente råvarer ble etterfulgt av forsøk med de marine restråstoffene stortare, to typer algefiber fra prosessering av grisetang, oppmalte fiskebein fra hydrolyserte torskehoder, og tørket fiskemel av hvitfisk. Disse materialene har, så vidt vi vet, hittil ikke blitt testet i Dewar-flasker. Som et alternativt strukturmateriale i Dewar-flaskene og i komposttrommelen eksperimenterte vi med ekspanderte leireaggregater (Leca®). Forsøket med hestemøkk bekreftet at Dewar-flaskene kan brukes til å estimere potensialet for varmgang i ferskt materiale. De marine restråstoffene utviklet også varme, i flere tilfeller over 45 °C (som er grensen for å være termofilt) og i noen tilfeller opp til 60 °C, inkludert algefiber alene med Leca®. Blandingen med algefiber og Leca® ble brukt til å lage kompost i komposttrommelen, men på denne skalaen gikk aldri temperaturen over 30 °C. Dette kan skyldes at det var kaldt på rommet i starten (under 5 °C), at trommelen avga for mye varme, at det var for lite lettilgjengelig nitrogen eller karbon, eller at forholdet mellom algefiber og Leca® var feil. På storskalanivå bygde vi en kompostranke med en blanding av algefiber, talle fra storfe, flis fra bartrær, og sediment fra ensilert, oppkvernet restråstoff av hvitfisk, som inneholdt vesentlig fiskebein. Denne blandingen ga varmgang med temperaturer over 60 °C i korte perioder. Det kom mange nyttige erfaringer ut av disse innledende forsøkene, som blir brukt til planlegging av videre forsøk med marine restråstoff. Dewar-flaskene egner seg til å estimere potensialet til kompostbarhet av ferske materialer, men de har sine begrensninger. Dynamikken i en kompostblanding blir annerledes når volumet økes fra 2 liter til flere kubikk. Og flaskene kan ikke brukes til å produsere «ferdig» kompost, som er avhengig av å være kontakt med et mangfold av organismer over lang tid. Forsøkene bekrefter at marine restråstoff egner seg som råvarer i kompost, både i kombinasjon med kjente materialer som hestemøkk og flis, men også alene (med Leca®). Leca®-kulene, som ikke inneholder karbon eller nitrogen, fungerer godt som strukturmaterial.
Fertilisers from aquaculture and other marine waste2023
Summary in the original language of the document Seafood processing generates significant volumes of residues including bones, heads and other non-consumable fish parts, rich in nitrogen, phosphorus and calcium. Some residues are recycled to aquaculture or animal feed, but around 4 000 tP/y in Norway are currently not valorised. Nitrogen, potassium and magnesium can be extracted from brown seaweed (harvested or cultivated), and combined with processed seafood by-products to produce a nutrient-balanced recycled fertiliser, which has shown positive results in agronomic trials. These marine sources represent significant potential for nutrient recycling in coastal countries. Certain seafood processing byproducts are specifically authorised for use as fertilisers in the EU Organic Farming Regulations: fish meal – without limitations, mollusc waste and shellfish chitin from organic aquaculture or sustainable fisheries only, seaweed and seaweed processing by-products with some restrictions.
Effects of Marine Residue-Derived Fertilizers on Strawberry Growth, Nutrient Content, Fruit Yield and Quality2023
Bidragsytere:
Ailin Moloșag, Oana Cristina Pârvulescu, Violeta Alexandra Ion, Adrian Constantin Asănică, Raluca Soane, Andrei Moț, Aurora Dobrin, Mihai Frîncu,
Anne-Kristin Løes,
Joshua Cabell, Athanasios Salifoglou, Marios Maroulis, Sevasti Matsia, Oana Crina Bujor, Diana Egri, Tănase Dobre, Liliana Aurelia Bădulescu, Viorica Lagunosvchi-Luchian
