Växthusgasförluster i olika stallsystem för olika djurslag Knut-Håkan Jeppsson Biosystem och teknologi (BT)
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)
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
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)
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
CH 4 från gödselgång efter applicering av 2 mm kogödsel (Pereira et al., 2011) aa
Från mjölkkostall: (flytgödsel) 80-240 kg CH 4 /djur, år 75-90% från kon 10-25 % från gödseln Från slaktgrisstall: (flytgödsel) 2-14 kg CH 4 /plats, år 10-50 % från grisen 50-90 % från gödseln (Schiefler & Buscher, 2011, Jeppsson, 2011, Monteny et al., 2006; Ngwabie et al., 2011)
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)
N 2 O från gödselgång efter applicering av 2 mm kogödsel (Pereira et al., 2011) aa
Mätningar på stallnivå vid BT Kontinuerligt 12 mätpunkter CH 4 N 2 O CO 2 NH 3 Infraröd fotoakustisk metod Brüel & Kjær, (Lumasense)
Mätningar i mjölkkostall spaltgolv Dec 2006 - Mar 2007 Maj 2007 (1 vecka) 164 195 mjölkkor 31 33 kg mjölk/ko,dag Fullfoder (gräs/majsensilage, halm, HP-massa, spannmål, protein)
Mätningar i mjölkkostall helt golv Feb 2007 - Maj 2007 108 mjölkkor 31,5 kg mjölk/ko,dag Mixat grovfoder (gräs/majsensilage, halm) Kraftfoder (spannmål, protein)
Metangas från mjölkkostall CH 4, g/ko, timme CH 4, g/ko, timme Dygnsvariation Djurens aktivitet
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 1379 0,34 0,02 74 23 286 96 Januari 2273 0,36 0,03 77 34 312 144 Februari 3051 0,34 0,02 73 29 283 120 Mars 3404 0,29 0,04 67 29 276 120 Maj kl 17-09 444 0,34 0,04 35 13 223 96 kl 11-15 105 0,39 0,03 4 3 - - 1) 500 kg levande vikt; 2) antal registreringar; 3) standardavvikelse NH 3 -emission: 30 g/ko och dag
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 1751 0,27 0,04 39 17 262 62 1) 500 kg levande vikt; 2) antal registreringar; 3) standardavvikelse NH 3 -emission: 24 g/ko och dag
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) 262-290 ~0 24-30 Djupströbädd 530-1330 2.5 18.0 38.3 Glidande ströbädd 780 0.09 0.14 7.3 9.4 Källa: Amon m.fl., 1997; Snell m.fl., 2003; Mosquera m.fl., 2005; Zhang, 2005
Mätningar i slaktgrisstall 3 omgångar 50 54 grisar 27 106 kg 2.18 2.76 kg foder per dag (torrfoder) 0.71 0.95 kg tillväxt per dag
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)
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)
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 1058 0,37,02 6,2 4,6 0,01,03 7,9 7,0 sep-nov 1456 0,39,07 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
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
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)
Global warming potential (CO 2 eq) CO 2 eq, kg per animal place and year 0 100 200 300 400 500 600 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)).
Kväveförluster från rastgårdar Ekologiskt slaktgrisstall, Odarslöv, BT Rastgård av betong (kontroll) (Olsson et al., 2012) Rastgård med böklåda - torv - kutterspån Lantbrukets Byggnadsteknik (LBT)
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
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
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)
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
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)
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
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)