Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Jordbruket står idag inför utmaningen att öka produktionen av biogas-substrat utan att öka konkurrensen om jordbruksareal för foder- och livsmedelsproduktion. Fånggrödor odlas idag för att reducera jordbrukets kväveläckage till vattendrag. Genom litteraturstudie, intervjuer samt fältförsök undersöktes potentialen för att använda fånggrödor som biogas-substrat (då som mellangrödor), samt huruvida biogaspotentialen förhöjdes genom en mindre kvävegiva i samband med sådden av mellangrödan. Från tidigare publicerad litteratur kunde ses att endast en del utav det upptagna kvävet i fånggrödan återfanns i markprofilen till nästkommande gröda. De två huvudsakliga källorna till kväveförluster var lustgasavgång samt läckage av lättomsättbart kväve över vintern, med varierande nivåer på kväve-förluster beroende på lokal och gröda. Litteratur och intervjuer visade på möjligheten till att öka kväveutnyttjandet i odling genom att skörda fång-grödans biomassa till rötning, varefter rötrest sprids efter behov till lämplig gröda nästkommande vår. Efter etablering av olika mellangrödor (vitsenap, oljerättika, bovete, honungsört, purrhavre, luddvicker samt råg) efter konservärt (P. sativum) i juli 2013 erhölls praktiska skördenivåer på som lägst 3,1 och som högst 4,7 ton ts/ha vid skörd i november och vid ett skördebortfall på 10 %. En potentiell kvävebortförsel skattades till som lägst ca. 90 och som högst ca.140 kg N/ha. Ett metanutbyte skattades till som lägst ca. 950 och som högst ca.1450 m3 CH4/ha. Det fanns en signifikant skördeökning efter gödsling med 40 kg N per ha, i samband med sådden, i oljerättika och vitsenap vid skörd i november, men inte för de andra mellangrödorna eller vid skörd i september och oktober. Metanutbytet per ha ökade med kvävegödsling, dock ej i proportion till kvävegivans storlek. Utifrån detta resultat drogs slutsatsen att energiproduktion och kvävehushållning kan kombineras genom skörd av mellangrödor. Gödsling av mellangrödor, efter konservärt, för att öka metanutbytet per ha kunde dock inte med säkerhet motiveras i denna studie. För att kunna balansera kvävehushållning med tillräckligt höga skördevolymer för att skörde-momentet skall vara möjligt, konstaterades att vidare studier behövs.

Presently, agriculture faces the challenge of increasing the supplied amount of bioenergy feedstock without decreasing the production of food and fodder. Catch crops are grown in order to decrease the nitrate leaching from arable lands to watercourses. Through extensive search for existing literature, interviews and field trial, the potential for using cover crop biomass for biogas feedstock was evaluated. Existing literature showed that nitrate losses from cover crop biomass take place during winter, mainly as gas emissions of nitrous oxide and nitrate leaching. The amounts of nitrogen lost in field varied with location and cover crop. Literature and interviews presented the possibility of enhancing nitrogen usage in crop production through the harvest of cover crop biomass as biogas feedstock, with the subsequent dispersal of the digestate the following spring. In the field trial, cover crops (S. alba, R. sativus var. oleiformis, F. esculentum, P. tanaceti-folia, A. strigosa, V. villosa ssp. villosa, S. cereale) were sown after harvest of green pea (P. sativum) in july 2013. Biomass yields of 3,1 – 4,6 tonnes dry matter were obtained with harvest in November. The nitrogen uptake was estimated to approx. 90 - 140 kg N/ha, with an estimated methane yield between 950 - 1450m3 CH4/ha. When the cover crops S. alba and R. sativus var. oleiformis were given 40 kg N/ha at the time of sowing, a significant increase in dry matter yield could be observed with harvest in November. This increase was not large enough to be significant either in other crops or with harvest in September and October. Likewise, although the methane yield increased with 40 kg N/ha, the increase could not be said to be proportionate to the extra fertilizer added. It was concluded that energy production and nitrogen management could be successfully combined through the use of cover crops as biogas feedstock. Fertilisation of cover crops after green pea as a means of increasing methane yield/ha could not be motivated by the findings in this study. It was also concluded that, in order to balance nitrogen management with sufficient yields/ha for economic feasibility, further studies are needed.