växthusgasförluster i olika stallsystem för olika...

Swedish University of Agricultural Sciences

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



Åtgärder för att minska NH3-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 oC) • Lagringstid • Gödselmängd • Gödselns kemiska innehåll

– Organiska materialets tillgänglighet – Ämnen som hämmar metangasbildningen



Temperaturens betydelse för CH4-emission från slaktgrisstall

• CH4-emission påverkas av årstid

• Högst CH4-emission under sommardagar med utetemperatur över 25 oC.

(Haeussermann et al., 2006)

aA (Ngwabie et al., 2011)


CH4 från gödselgång efter applicering av 2 mm kogödsel

aA (Pereira et al., 2011)


Från slaktgrisstall: (flytgödsel)

2 - 14 kg CH4/plats, år

10 - 50 % från grisen

50 - 90 % från gödseln

Från mjölkkostall: (flytgödsel)

80 - 240 kg CH4/djur, år

75 - 90% från kon

10 - 25 % 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



(Pereira et al., 2011)

aA

N2O från gödselgång efter applicering av 2 mm kogödsel


Mätningar på stallnivå vid BT

Kontinuerligt

12 mätpunkter

CH4

N2O

CO2

NH3

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

Djurens aktivitet

Dygnsvariation

CH

4, g/

ko, t

imm

e

CH

4, g/

ko, t

imm

e


Mjölkkostall - spaltgolv

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,dag1)

Månad n2) N2O CH4 CH4 medel SD3) 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

Spaltgolv, skrapor under spalt

NH3-emission: 30 g/ko och dag


Mjölkkostall – helt golv

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,dag1)

Månad n2) N2O CH4 CH4 medel SD3) 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

Betonggolv med skraputgödsling

NH3-emission: 24 g/ko och dag


Gödselbäddar för nötkreatur

Källa: Amon m.fl., 1997; Snell m.fl., 2003; Mosquera m.fl., 2005; Zhang, 2005

Emission av metan, lustgas och ammoniak från mjölkkor på djupströbädd och glidande ströbädd

Inhysningssystem CH4- emission

N2O- emission

NH3- 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


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

Tid på dygnet

Lantbrukets Byggnadsteknik (LBT)

CH

4, g/

gris

, tim

me

Dag under året

Dju

rens

akt

ivite

t

CH

4, re

lativ

em

issi

on

Aktivitet

CH4


Lustgas från slaktgrisstall


Dag under året

N2O

, g/g

ris, t

imm

e

N2O

, rel

ativ

em

issi

on

Tid på dygnet

Dju

rens

akt

ivite

t

Aktivitet

N2O


40% spaltgolv, skrapor Slaktgrisstall

Tabell 4. Koncentration och emission av metan och lustgas från slaktgrisstall (Ngwabie et al., 2009b) Koncentration i stallet, ppm Emission, g/gris,dag Omgång n1) N2O CH4 N2O CH4 medel SD medel SD medel SD medel SD2)

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


(Jeppsson, 2011)

Väthusgaser från grisstallar

aA

CH4 N2O kg/plats och år 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


Gödselbäddar för slaktgris

Källa: Philippe m.fl., 2007a; Philippe m.fl., 2007b; Philippe m.fl., 2012

Emission av metan, lustgas och ammoniak från slaktgris- uppfödning i helspaltbox, djupströbädd samt glidande ströbädd

Inhysningssystem CH4- emission

N2O- emission

NH3- 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

Glidande ströbädd ger 10% mer NH3 och 50% mindre CO2eq än djupströbädd (Philippe m.fl., 2012)


Global warming potential (CO2eq) CO2eq, kg per animal place and year

0 100 200 300 400 500 600

Fully slatted, deep pit

Partly slatted, deep pit

Deep litter, straw based

Deep litter, sawdust based

Straw flow

CH4 partN2O part

MIN

MAX

MIN

MIN

MIN

MIN

MAX

MAX

MAX

MAX

Fig.1: Global warming potential expressed as CO2 equivalents (CO2eq) from different housing systems for growing/finishing pigs. (Global warming potential for CH4 and N2O over a 100-year period are, respectively, 25 and 298 times that of CO2 (IPCC, 2007)).


Kväveförluster från rastgårdar Ekologiskt slaktgrisstall, Odarslöv, BT


Rastgård av betong (kontroll)

Rastgård med böklåda - torv - kutterspån

(Olsson et al., 2012)


Resultat

A B

C

Yta NH3 N2O mg/m2,h mg/m2,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

Stall

Ute-yta


Bioscrubber

2 slaktsvinsomgångar Reducerade NH3 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 NH3-emission

• Lågevakuering ger lägre NH3-koncentration i stallet

• Tilluft nära djuren ger bra luftmiljö för djuren men sämre för skötaren


Åtgärder: (från gödsel i stall)

• Flytgödselsystem (lägre N2O) • Frekvent utgödsling • Kylning av gödseln (<10 oC) • Tillsatsmedel (sänka pH)

• Mycket strömedel till djupströbäddar (lägre CH4)

(Monteny et al., 2006)


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

Slutsatser:


Växthusgaser från fjäderfästallar

CH41) N2O

kg/plats och år 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)

växthusgasförluster i olika stallsystem för olika...

Documents