Leidt het beluchten van mest tot ammoniakreductie?

Jaco Kastelein, één van de 10 pilotbedrijven in de Proeftuin Veenweiden, oriënteert zich in zijn jacht op ammoniakreductie op het mixen van drijfmest middels een beluchtingssysteem. Zelf heeft hij het systeem nog niet aangeschaft, maar hij is er dusdanig van gecharmeerd dat hij het naadje van de kous wil weten.

Hoe werkt het beluchten?

Het beluchtingssysteem werkt door de luchtbellen van onderuit in de put door de mest heen te laten borrelen en de mest zo regelmatig te mengen (zie Figuur). Korstvorming zoals die in een mestput zonder lucht mengen ontstaat, wordt zo vermeden.

Mestput

Tegenstrijdige resultaten

Op Dairy Campus in Leeuwarden is onderzocht of het toevoegen van zuurstof de omzettingsprocessen in de mestkelder beïnvloedt. In een verkennend onderzoek hebben de eerste metingen in een mestput met een beluchtingssysteem tot ieders verrassing tot een reductie van ammoniakemissie in de stal geleid (Van Dooren et al., 2015). Om te achterhalen of het inderdaad om een solide reductie van ammoniakemissie gaat en om de rol van mengen met lucht verder te onderzoeken, wordt dit onderzoek in 2017 herhaald. In het experiment wordt het Smart Slurry Aeration System van DSD-stalinrichting toegepast. Recent hebben Calvet et al. (2017) geen reductie van ammoniakemissie gevonden bij het beluchten van mest. In eerder onderzoek was gevonden dat het beluchten van mest ook een reductie geeft van zwavelwaterstof (H2S-gas) (Scully et al., 2007). Kortom, het laatste woord is hier nog niet over gezegd.

Beluchten van de mest

Het systeem van het beluchten van mest is overgenomen vanuit de waterzuivering. Daar wordt deze techniek ingezet om stikstofverbindingen te reduceren tot stikstofgas (N2). Waar voor waterzuiveringsslib duidelijke resultaten zijn bereikt, is dat voor drijfmest nog niet het geval. De uitdaging om de processen in de mestput duidelijk te krijgen is ook groter, want de samenstelling van mest is complex en wisselend, mede afhankelijk van de rantsoensamenstelling en het management. Ook is het droge stof gehalte van de mest hoger.

In de mestput ontstaan er drie zones:

  • Drijflaag: In de bovenste laag komen de lichtere deeltjes zoals stro en plantmateriaal boven drijven en dragen bij aan korstvorming. De drijflaag droogt uit naarmate de mest langer in de put blijft en er vormt zich een korst.
  • Middenlaag: Dit is de anaerobe zone met de vloeibare mest.
  • Onderlaag: Dit is de laag waarin de zwaardere deeltjes en zand zich ophopen.

Mestkorst en urine

Tijdens de opslagperiode in de mestput, raakt de zuurstof in de mest op door microbiële activiteit. De korst functioneert daarbij als barrière voor de zuurstofuitwisseling met de omgeving. De verse urine die door de roosters valt, blijft in eerste instantie op de korst liggen. Of deze urine op de korst de ammoniakemissie vanuit de mestopslag veroorzaakt, wordt op dit moment op Dairy Campus nader onderzocht.

Milieuvoordelen mest beluchten

Door de mest te beluchten, wordt de mest gedeeltelijk aeroob en kan daardoor de processen in de mest beïnvloeden. In de literatuur worden voordelen benoemd zoals :

  • beperking van verliezen van nutriënten uit de mest ;
  • reductie van emissies (broeikasgas) en geurhinder;
  • een stabiel eindproduct en verbeterde opname van de nutriënten door de plant.

De ingewikkelde en veelzijdige processen die tijdens het beluchten plaatsvinden, wordt verder onderzocht op de Dairy Campus. Ook wordt gekeken naar de emissies en hoe deze door diverse factoren worden beïnvloed.

Mestputten met en zonder beluchting

Samen met Jaco Kastelein hebben we op basis van gedetailleerd literatuuronderzoek, gekeken hoe we het beluchten van mest en de daaruit resulterende milieuvoordelen voor de Proeftuin kunnen onderzoeken. In de verkennende fase worden mestmonsters genomen bij een bedrijf dat mestputten met en zonder beluchting heeft. Verder willen we onderzoeken wat de ervaringen zijn van bedrijven die al langere tijd met mestbeluchting werken, om zicht te krijgen op factoren die de processen in de mest beïnvloeden. Hiervoor zoeken we samenwerking met WUR voor een mogelijk studentenproject.

Referenties:

  • Dooren, van H., Bokma, S. en Zonderland J., 2015 Effect van het Aeromix systeem op ammoniakemissie in een melkveestal , Verkennend onderzoek op Dairy Campus, Livestock Research Report 850
  • Scully,. H. , Frost, J., Gilkinson, S.; Lenehan J., 2007 research into hydrogen sulphide gas (H2S) emissions from stored slurry which has undergone Low rate aeration, Report for: Health and Safety Executive for Northern Ireland, Health and Safety Authority, Ireland available online: http://www.ameramslurry.com/pdf/Aeration-Trial-Summary.pdf
  • Calvet, S., J. Hunt, T.H. Misselbrook (2017) Low frequency aeration of pig slurry affects slurry characteristics and emissions of greenhouse gases and ammonia. Bio systems Engineering 159 (2017) 121-132. https://doi.org/10.1016j.biosystemseng.2017.04.011

GVE-regeling speelt ammoniakreductie in de kaart

Pilotboer Jaco Kastelein van Proeftuin Veenweiden anticipeert met zijn jongvee-beleid op de GVE-regeling en realiseert daarmee zo’n 14% ammoniakreductie.

Anticiperen en reduceren

Anticiperend op de GVE-regeling heeft Jaco zijn bedrijf kritisch onder de loep genomen en een zorgvuldige kosten/baten analyse gemaakt. Dat heeft hem doen besluiten om in 2017 op zijn bedrijf 80 melkkoeien en 28 stuks jongvee te houden en daarmee maximaal te produceren. Een opvallende stap, want 28 stuks jongvee is omgerekend 3,5 stuks jongvee per 10 melkkoeien! In 2015 waren dat er nog 5,3 en in 2016 iets minder (5,1). Met dit lagere aantal jongvee wordt op het bedrijf van Jaco wél een reductie bereikt van 91 kg NH3. Dat lijkt misschien niet veel, maar is toch 14% van de beoogde doelstelling in ammoniakreductie!

Jongvee in de wei - Veenweiden

Secuur fokken

Jaco realiseert zich dat hij door deze rigoureuze stap met het jongvee nu secuur te werk moet gaan. In de fokkerij betekent dit een keuze voor een ‘degelijke’ stier. Dat wil zeggen een stier wiens nakomelingen een grote kans van slagen hebben. Als ze eenmaal als kalf zijn uitgekozen om pink te worden, dan moet er wel een grote kans zijn dat ze als vaars en melkkoe goed presteren. Zo’n select clubje jongvee wil je goed en gezond houden, want er hangt veel van ze af. En daarmee werk je niet alleen aan een ammoniakdoelstelling, maar ook aan diergezondheid en –welzijn!

 

Bepaling van het maaimoment

Deelnemers van de Proeftuin Veenweiden bedenken strategieën om de ammoniakuitstoot op hun bedrijf te reduceren. Eén daarvan is het beperken van de hoeveelheid eiwit in het voer van de koe. Vaak is deze hoeveelheid namelijk hoger dan nodig. Het overschot aan eiwit wordt door de koe via urine uitgescheiden en dat zorgt voor emissie van ammoniak.