Växthusgasförluster i olika stallsystem för olika djurslag

Transkript

1 Växthusgasförluster i olika stallsystem för olika djurslag Knut-Håkan Jeppsson Biosystem och teknologi (BT)

2 Biosystem och teknologi (BT) SLU, Alnarp Forskar kring samspelet mellan mark, växter, djur, miljö, klimat och människor i system för hållbar produktion av mat och förnyelsebara råvaror. detaljerade studier av produktionssystem systemanalys ämnesövergripande analyser 5 huvudområden - Agroekologi - Hortikulturell mikrobiologi - Hortikulturell produktionsfysiologi - Teknologi för djur- och växtproduktion - Djurmiljö och byggnadsfunktion Biosystem och teknologi (BT)

3 Åtgärder för att minska NH 3 -emission från djurstallar Lägre kväveinnehåll i gödseln Flytgödselsystem Urindränering och frekvent utgödsling Liten gödselbemängd area Kylning av gödseln Tillsatsmedel (sänka ph) Djupströbäddsystem med gödselgång Mycket strömedel till djupströbäddar Torv till djupströbäddar aa

4 Metangas från gödsel i stall Anaerob nedbrytning av kolhydrater Beror av: ph (optimum ph 7-8) Temperatur (> 10 o C) Lagringstid Gödselmängd Gödselns kemiska innehåll Organiska materialets tillgänglighet Ämnen som hämmar metangasbildningen Biosystem och teknologi (BT)

5 Temperaturens betydelse för CH 4 - emission från slaktgrisstall CH 4 -emission påverkas av årstid Högst CH 4 -emission under sommardagar med utetemperatur över 25 o C. (Haeussermann et al., 2006) (Ngwabie et al., 2011) aa

6 CH 4 från gödselgång efter applicering av 2 mm kogödsel (Pereira et al., 2011) aa

7 Från mjölkkostall: (flytgödsel) kg CH 4 /djur, år 75-90% från kon % från gödseln Från slaktgrisstall: (flytgödsel) 2-14 kg CH 4 /plats, år % från grisen % från gödseln (Schiefler & Buscher, 2011, Jeppsson, 2011, Monteny et al., 2006; Ngwabie et al., 2011)

8 Lustgas från gödsel i stall Bildas vid nitrifikation och denitrifikation Beror av: Syretillgång Temperatur Gödselmängd Gödselarea Gödselns kemiska innehåll Tillgång på ammonium; nitrit/nitrat Organiska materialets tillgänglighet Biosystem och teknologi (BT)

9 N 2 O från gödselgång efter applicering av 2 mm kogödsel (Pereira et al., 2011) aa

10 Mätningar på stallnivå vid BT Kontinuerligt 12 mätpunkter CH 4 N 2 O CO 2 NH 3 Infraröd fotoakustisk metod Brüel & Kjær, (Lumasense)

11 Mätningar i mjölkkostall spaltgolv Dec Mar 2007 Maj 2007 (1 vecka) mjölkkor kg mjölk/ko,dag Fullfoder (gräs/majsensilage, halm, HP-massa, spannmål, protein)

12 Mätningar i mjölkkostall helt golv Feb Maj mjölkkor 31,5 kg mjölk/ko,dag Mixat grovfoder (gräs/majsensilage, halm) Kraftfoder (spannmål, protein)

13 Metangas från mjölkkostall CH 4, g/ko, timme CH 4, g/ko, timme Dygnsvariation Djurens aktivitet

14 Mjölkkostall - spaltgolv Spaltgolv, skrapor under spalt Tabell 2. Koncentration av lustgas och metan samt emission av metan från ett mjölkkostall med spaltgolv (Ngwabie et al., 2009a) Koncentration i stallet, ppm Emission, g/ko,dag 1) Månad n 2) N 2 O CH 4 CH 4 medel SD 3) medel SD medel SD December ,34 0, Januari ,36 0, Februari ,34 0, Mars ,29 0, Maj kl ,34 0, kl ,39 0, ) 500 kg levande vikt; 2) antal registreringar; 3) standardavvikelse NH 3 -emission: 30 g/ko och dag

15 Mjölkkostall helt golv Betonggolv med skraputgödsling Tabell 3. Koncentration av lustgas och metan samt emission av metan från ett mjölkkostall med helt golv (Ngwabie et al., 2009b) Koncentration i stallet, ppm Emission, g/ko,dag 1) Månad n 2) N 2 O CH 4 CH 4 medel SD 3) medel SD medel SD Mars - maj ,27 0, ) 500 kg levande vikt; 2) antal registreringar; 3) standardavvikelse NH 3 -emission: 24 g/ko och dag

16 Gödselbäddar för nötkreatur Emission av metan, lustgas och ammoniak från mjölkkor på djupströbädd och glidande ströbädd Inhysningssystem CH 4 - N 2 O- NH 3 - emission emission emission g/djur och dag g/djur och dag g/djur och dag Flytgödselsystem (LBT s mätningar) ~ Djupströbädd Glidande ströbädd Källa: Amon m.fl., 1997; Snell m.fl., 2003; Mosquera m.fl., 2005; Zhang, 2005

17 Mätningar i slaktgrisstall 3 omgångar grisar kg kg foder per dag (torrfoder) kg tillväxt per dag

18 Metangas från slaktgrisstall CH 4, g/gris, timme Djurens aktivitet Aktivitet CH 4 CH 4, relativ emission Dag under året Tid på dygnet Lantbrukets Byggnadsteknik (LBT)

19 Lustgas från slaktgrisstall N 2 O, g/gris, timme Djurens aktivitet Aktivitet N 2 O N 2 O, relativ emission Dag under året Tid på dygnet Lantbrukets Byggnadsteknik (LBT)

20 Slaktgrisstall 40% spaltgolv, skrapor Tabell 4. Koncentration och emission av metan och lustgas från slaktgrisstall (Ngwabie et al., 2009b) Koncentration i stallet, ppm Emission, g/gris,dag Omgång n 1) N 2 O CH 4 N 2 O CH 4 medel SD medel SD medel SD medel SD 2) apr-jun ,37,02 6,2 4,6 0,01,03 7,9 7,0 sep-nov ,39,07 13,0 8,1 0,32,11 16,3 11,5 maj-aug - 0,38,02 40,0 27 0,15,05 38,9 26,1 1 antal registreringar; 2 standardavvikelse

21 Väthusgaser från grisstallar CH 4 kg/plats och år N 2 O kg/plats och år Slaktgrisstall 1,2 14,2 0,01 1,72 Tillväxtgrisstall 0,3 0,5 0,00 0,46 Sinsuggstall 3,4 21,7 0,17 0,83 Grisningsstall 0,6 8,5 0,09 1,61 (Jeppsson, 2011) aa

22 Gödselbäddar för slaktgris Emission av metan, lustgas och ammoniak från slaktgrisuppfödning i helspaltbox, djupströbädd samt glidande ströbädd Inhysningssystem CH 4 - N 2 O- NH 3 - emission emission emission g/djur och dag g/djur och dag g/djur och dag Helspalt 16,3 0,54 6,2 Djupströbädd 16,0 1,11 13,1 Helspalt 15,2 0,67 4,98 Glidande ströbädd 8,88 0,68 13,31 Djupströbädd 16,5 1,50 12,1 Glidande ströbädd 8,9 0,68 13,3 Källa: Philippe m.fl., 2007a; Philippe m.fl., 2007b; Philippe m.fl., 2012 Glidande ströbädd ger 10% mer NH 3 och 50% mindre CO2 eq än djupströbädd (Philippe m.fl., 2012)

23 Global warming potential (CO 2 eq) CO 2 eq, kg per animal place and year Fully slatted, deep pit MIN MAX Partly slatted, deep pit Deep litter, straw based MIN MIN MAX CH4 part N2O part MAX Deep litter, sawdust based MIN MAX Straw flow MIN MAX Fig.1: Global warming potential expressed as CO 2 equivalents (CO 2 eq) from different housing systems for growing/finishing pigs. (Global warming potential for CH 4 and N 2 O over a 100-year period are, respectively, 25 and 298 times that of CO 2 (IPCC, 2007)).

24 Kväveförluster från rastgårdar Ekologiskt slaktgrisstall, Odarslöv, BT Rastgård av betong (kontroll) (Olsson et al., 2012) Rastgård med böklåda - torv - kutterspån Lantbrukets Byggnadsteknik (LBT)

25 Resultat Stall Uteyta A C B Yta NH 3 N 2 O mg/m 2,h mg/m 2,h Kontroll A 106,8 0,00 B 108,2 0,01 C 120,6 0,01 Böklåda, torv A 16,0 0,08 B 113,6 0,10 C 181,5 0,08 Böklåda, spån A 211,3 0,39 B 153,6 0,30 C 268,3 0,02

26 Bioscrubber 2 slaktsvinsomgångar Reducerade NH 3 med 50% Lustgasemission från bioscrubbern, ca 0,5 g/gris och dag motsvarar ca 50 kg CO2-eq per grisplats och år + Ökad energiförbrukning

27 Klimatsmart slaktgrisstall 2 st parallella stallar, 60 slaktgrisar per stall forskning kring ventilationseffektivitet, energiförbrukning, dagsljussystem, djurmiljö, boxrenhet och yttre miljö (Försöksstallet nedlagt pga SLU s besparingar)

28 Minska luftflödet med 20-40% + tilluft nära grisen Lägre luftflöde ger lägre energiförbrukning för ventilationen och lägre NH 3 -emission Lågevakuering ger lägre NH 3 -koncentration i stallet Tilluft nära djuren ger bra luftmiljö för djuren men sämre för skötaren

29 Åtgärder: (från gödsel i stall) Flytgödselsystem (lägre N 2 O) Frekvent utgödsling Kylning av gödseln (<10 o C) Tillsatsmedel (sänka ph) Mycket strömedel till djupströbäddar (lägre CH 4 ) (Monteny et al., 2006)

30 Slutsatser: Flytgödselsystem med frekvent utgödsling ger låga emissioner av metan- och lustgas Djupströbäddar kan ge höga emissioner av metan- och lustgas Behövs mer forskning med jämförande försök

31

32 Växthusgaser från fjäderfästallar CH 4 1) kg/plats och år N 2 O kg/plats och år Slaktkycklingstall 0,004 0,011 Värphönsstall 0,03 0,67 0,0007 0,0136 1) 100% från gödseln (Groot Koerkamp et al., 2011)