Behandling av fast organisk materiale for god gjødselkvalitet og reduserte utslipp av drivhusgasser (CMC versus MC)

Organisk avfall er både en viktig ressurs for landbruket og samtidig en potensiell forurensnings- og klimagasskilde. Hovedspørsmålet i prosjektet er: Er mikrobiell karbonisering (MC) bedre egnet til å redusere utslipp av drivhusgasser, minske karbontap og bedre gjødseleffekt av fast organisk materiale enn det kompostering ved Controlled Microbial Composting (CMC) er?

Ved CMC brukes en kompostvender som vender og blander det organiske materialet i kompostrankene for å styre komposteringsprosessen. Ved MC ligger det organiske materialet i ro og det lages en flat og tettpakket overflate.

Hovedmål: Mer kunnskap om utslipp av drivhusgasser og gjødselkvalitet ved rankekompostering versus mikrobiell karbonisering av organisk materiale

Delmål:

1. Undersøke behandlet storfetalle sin egnethet som dyrkingsmedium og gjødsel
2. Utføre målinger av drivhusgassutslipp gjennom behandlingsprosessen av storfetalle
3. Undersøke massetap og tap av organisk bundet karbon fra storfetalle ved de to behandlingsmåtene
4. Kompetanseheving for senere forskningsprosjekt
5. Dialog med relevante brukergrupper om handtering av organisk materiale

I dette forprosjektet er det undersøkt og sammenliknet to metoder. Den ene metoden var Mikrobiell Karbonisering (MC), en behandlingsmetode hvor kompostmaterialet ligger i ro og legges opp med en indre porøs kjerne og et ytre fastere lag. Den andre var kontrollert mikrobiell kompostering (Controlled Microbial Composting: CMC) der det er ønskelig med en aerob omsetning av det organiske materialet. CMC-komposten vendes jevnlig. Det ble registrert temperatur, fuktighet, gasskonsentrasjoner i og over rankene og gjorde visuelle og sensoriske vurderinger av materialet. Etter om lag 6 måneder ble massetap fra rankene beregnet og det ble utført modenhetsvurderinger med karse- og Solvita-tester. I et dyrkingsforsøk med salat og brokkoli ble kompostmaterialet brukt med og uten ulike innblandinger med sand. Det ble gjort noen få registreringer av klimagassutslipp ved starten av komposteringeperioden og under dyrkingsforsøket. 
 
I CMC-ranken var det en tydelig aerob omdanning av det organiske materialet, mens det i MC-ranken var en anaerob omdanning. Få målinger gjør at det er vanskelig å kunne si noe om det totale utslippet av klimagasser fra rankene, men det var en tydelig metanproduksjon og utslipp fra MC-ranken, men ikke fra CMC. 
 
I begge rankene var det varmere enn 70 °C i starten av behandlingsperioden. Det er usikkert hvordan dette har påvirket biologisk aktivitet i rankene etter varmeperioden og omdanningen av det organiske materialet. I MC-ranken ble det mot slutten av perioden betydelig våtere (85 % vann) enn det som ofte anbefales (50-70 % vann), mens CMC-ranken hadde et gunstigere vanninnhold for biologisk aktivitet. For å få et lavere vanninnhold kunne MC-ranken vært dekket når det regnet mye, og mot slutten av behandlingsperioden.  
 
I begge rankene var det betydelig tap av nitrogen, men sannsynligvis av ulike årsaker med mest ammoniakktap fra CMC-ranken og utvaskingstap fra MC-ranken. Det var et større tap av karbon i CMC-ranken (60 %) enn i MC-ranken (42 %). Beregningene av både nitrogen og karbontap er usikre i dette forprosjektet.  
 
Kompostmaterialet i CMC-ranken fikk en struktur tilnærmet det som var forventet etter vending med kompostvender og bruk av kompostduk. Materialet i MC-ranken ble så fuktig og grøtaktig at den var vanskelig å handtere videre med maskiner eller bruke som en del av et dyrkingsmedium uten tørking. Det kan ha vært mikrobiell karbonisering i MC-ranken, men utover i perioden ble det sannsynligvis ikke nok luftvolum til gassveksling da ranken ble vannmettet. Det kan være en forklaring på at en ikke oppnådde den ønskede omdanningen i MC. Dårlig spiring eller dårlig vekst i karsetester, og dårlig vekst i dyrkingsforsøk ved bruk av kompostmateriale alene eller ved halvblanding med sand tyder på at det er veksthemming i materialet fra begge rankene. Det trengs flere undersøkelser for å finne ut hva dette skyldes. God handtering av organisk materiale er viktig for utnytting av tilgjengelig ressurser. Det er anbefalt videre undersøkelser for å oppnå en bedre kompostkvalitet, mindre tap av nitrogen og lave utslipp av klimagasser i forbindelse med kompostering på gårdsnivå.