Strategien zur Reduzierung von Ammoniak für den Schweine- und Geflügelsektor

Gefördert vom Landwirtschaftsministerium, Umwelt und ländliche Angelegenheiten (DAERA), Das Agri-Food and Biosciences Institute (AFBI) führt derzeit ein umfangreiches Forschungsprogramm durch und hat diese Artikelserie veröffentlicht, um den Interessengruppen zu helfen, das Problem zu verstehen und Lösungen zur Reduzierung von Emissionen zu finden.

Der Ammoniakgehalt in der Luft ist in NI hoch. Diese hohen Werte können weitreichende negative Umweltauswirkungen auf empfindliche Lebensräume haben, menschliche Gesundheit und Klimawandel. Es wurden internationale Ziele zur Reduzierung der Ammoniakemissionen festgelegt, und Großbritannien muss bis 2030 eine Reduzierung um 16% erreichen, im Vergleich zu 2005.

Dieser Artikel ist der sechste in einer Reihe von Artikeln von AFBI, die sich mit der Ammoniakproblematik befassen. In einem früheren Artikel, Die Auswirkungen einer Reihe von Strategien zur Reduzierung von Ammoniak, die in der gesamten Provinz verabschiedet wurden, konnten die Ammoniakemissionen in NI um 25 % reduzieren. Der Artikel der letzten Woche zeigte, dass die Einführung bewährter Technologien zur Ammoniakreduktion, viele von ihnen mit geringen Kosten, können die Emissionen in typischen Milchviehbetrieben um über 43 % und in typischen Rindfleischbetrieben um 34 – 42 % reduzieren.

Im Rahmen desselben Forschungsprogramms AFBI, in Zusammenarbeit mit Rothamsted Research, haben auch Ammoniakemissionen für typische nordirische Schweine- und Geflügelbetriebe unter Verwendung des britischen Bestandsmodells (NARSES) modelliert. Auf diese Basisszenarien wurde eine Reihe bewährter und praktischer Maßnahmen zur Ammoniakreduzierung angewendet, um die Gesamtwirkung auf die Ammoniakemissionen typischer Schweine- und Geflügelbetriebe zu bewerten und die in einzelnen Betrieben erreichbaren Reduzierungen aufzuzeigen.

Schweinesystem-Szenarien

Die beiden hier untersuchten Systeme repräsentieren im Allgemeinen einen Großteil der NI-Schweineproduzenten. Dies sind 1) Sauen und Einstreu (bis 40 kg) und 2) Mastschweine (40 bis 115 kg). Tabelle 1 skizziert die wichtigsten Parameter, die für jedes dieser Systeme als „Basislinie“ angenommen wurden.

Tabelle 1. Modellierte Parameter für die Basislinien-Molchsysteme Strategien zur Reduzierung von Ammoniak

Auf beide Schweinesysteme wurden verschiedene Strategien zur Ammoniakreduzierung angewendet, um „Mitigationsszenarien“ zu erstellen. Diese enthielten:

Eine fünfte Maßnahme, pH-Einstellung der Gülle im Haus (Ansäuerung), wurde auf ein Duplikat von Szenario 2 angewendet.

Ergebnisse

Wie in Abbildung 1 gezeigt, im Sauen- und Wurfszenario (1) wird die Gesamt-Ammoniak-Emission um . reduziert 45% . Der Großteil dieser Reduktionen wird in der Haltung durch die modellierte genetische Verbesserung des Tieres und die häufige Gülleabfuhr in ein überdachtes Freilager erreicht.

Abbildung 1. Vergleiche der jährlichen Gesamtemissionen von landwirtschaftlichen Betrieben zwischen den Baselines des Schweineszenarios und den Abschwächungen
Durch den Umzug in überdachte Güllelager werden im Schweinesektor aufgrund des höheren ammoniakalischen Stickstoffgehalts der Schweinegülle im Vergleich zur Rindergülle proportional höhere Emissionsminderungen erreicht als im Rindersektor, und die Tatsache, dass Schweinegülle nicht so leicht verkrustet wie Rindergülle. Die Krustenbildung schafft eine natürliche Barriere und hilft, einen Teil der Ammoniakemissionen aus der Güllelagerung zu reduzieren. Schließlich, Die Landstreuemissionen werden durch den Wechsel vom Spritzblech zum Schleppschuh um ca. 60 % reduziert.

Im Mastschwein-Szenario (2) ergibt sich eine Gesamt-Ammoniak-Reduktion von 55% wird mit der zusätzlichen Reduzierung gegenüber dem vorherigen Szenario hauptsächlich aufgrund der Reduzierung des Nahrungsrohproteins (CP) auf ein optimales Niveau erreicht. Wenn dieses Szenario (3) um eine pH-Anpassung der betriebsinternen Gülle (Versäuerung) ergänzt wurde, wurde das Gesamtammoniak im landwirtschaftlichen Betrieb um . reduziert 79 %. Dies ist eine sehr signifikante zusätzliche Reduzierung, Die Auswirkungen einer langfristigen Ausbringung von pH-angesäuerter Gülle auf Böden auf die Bodengesundheit bedürfen jedoch weiterer Forschung.

Geflügelsystem-Szenarien

Eine Reihe typischer NI-Geflügelsysteme wurde modelliert, aber die beiden hier gezeigten repräsentieren 1) ein Standard-Broilersystem und 2) ein mehrstufiges Freiland-Layer-System. Tabelle 2 skizziert die wichtigsten Parameter, die in jedem der Systeme als „Basislinie“ verwendet werden.

Tabelle 2. Parameter, die für die Basislinien-Geflügelsysteme modelliert wurden.
Strategien zur Reduzierung von Ammoniak

Auf jedes Geflügelsystem wurden drei Maßnahmen zur Ammoniakreduzierung angewendet. Diese enthielten:

Ergebnisse

Beide Szenarien erreicht a 24% Reduzierung der gesamten Ammoniakemissionen bei Anwendung der Minderungsmaßnahmen (Abbildung 2). Die meisten Einsparungen werden im Wohnungsbau erzielt, aufgrund der modellierten genetischen Verbesserung der Vögel, die optimierte CP-Diät und erhöhte Einstreutrockenmasse. Jedoch, Diese Maßnahmen reduzieren auch die Emissionen bei der Landausbringung, da eine geringere Stickstoffausscheidung zu Gülle mit einem geringeren Ammoniakstickstoffgehalt führt.

Die Emissionen aus der Ausbringung von Gülleflächen machen einen erheblichen Anteil der Gesamtemissionen eines Geflügelsystems aus (wie hier angenommen). Jedoch, in Nordirland, ein großer Teil des Geflügelmist wird außer Haus exportiert, daher sind Emissionen aus der Landausbreitung möglicherweise kein Bestandteil des lokalen Systems. Wenn wir die Land-Spreading-Emissionen aus den Berechnungen weglassen, Ammoniak-Emissionsreduktionen von 35% sind in beiden Szenarien erreichbar.

Ammoniakreduktionen während der Ausbreitung von Geflügelstreu auf Grünland sind von Natur aus schwierig zu erreichen. Die Einarbeitung von Geflügelmist in das Ackerland innerhalb von 24 Stunden nach der Ausbringung führt zu erheblichen Emissionsreduktionen gegenüber der Ausbringung auf Grünland. aber das wurde bei dieser Gelegenheit nicht modelliert.

Eine andere Reduktionsoption wäre, nur bei günstigen Wetterbedingungen zu verbreiten, d.h. kühle Temperaturen, oder Abfall im Haus oder Lager mit Alaun zu behandeln, die in den USA an Popularität gewonnen hat und durch Versauerung Emissionsreduktionen von bis zu 70 % erreichen kann. Jedoch, ähnlich der Ansäuerung von Schweinegülle, Die Auswirkungen einer langfristigen Ausbringung von angesäuertem Dünger auf Böden auf die Bodengesundheit bedürfen weiterer Forschung.

Luftwäscher bieten auch ein erhebliches Emissionsminderungspotenzial (bis zu 90 % Reduzierung der Stallemissionen) sowohl für Schweine- als auch für Geflügelbetriebe. Diese Maßnahme wurde jedoch nicht modelliert, da sie als relativ teure „End-of-Pipe“-Lösung angesehen wird. Wäscher sind in mechanisch belüfteten Unterkünften am effektivsten und in Freilandsystemen nicht so effektiv.

Gesamt, Über die modellierten Schweine- und Geflügelszenarien hinweg sind signifikante Reduzierungen der Ammoniakemissionen erreichbar, unter Verwendung bestehender und bewährter Strategien zur Reduzierung von Ammoniak, die technisch machbar sind und innerhalb eines Zeitrahmens von 5 bis 10 Jahren umgesetzt werden könnten.

Die genetische Verbesserung ist etwas, das sich durch die Auswahl auf Futtereffizienz weiterentwickeln wird. Optimierte Rohproteindiäten sind eine kostengünstige Methode, um die Stickstoffausscheidung und damit die Ammoniakemissionen zu reduzieren. Änderungen im Güllemanagement, wie das Abdecken von Güllelagern, das Trocknen von Einstreu und das Ausbringen von Gülle mit Schleppschuhen erfordern größere Investitionen in die landwirtschaftlichen Betriebe, sind jedoch wichtig, wenn die Emissionen der Sektoren erheblich gesenkt werden sollen.