Teknologiudredning Version 1 Dato: 15.03.2011 Side 1 af 6 Tilsætning af ph-reducerende stoffer til fjerkrægødningsmåtten Resumé Ammoniakfordampning Udenlandske undersøgelser har vist, at tilsætning af ph regulerende midler til fjerkrægødningsmåtten kan reducere ammoniaktabet. Teknologien er endnu ikke undersøgt i Danmark. Pga. væsentligt anderledes produktionsforhold i Danmark vurderes de fundne effekter i de udenlandske forsøg ikke at kunne overføres til danske forhold. Lugt fra stald Dette er ikke undersøgt. Støv Det er ikke undersøgt, hvad der sker med de vandopløselige syreprodukter og om der afgives støv fra strøelsen når væsken tørrer. Emission af miljøfremmede stoffer Energi og ressourceforbrug Dette er ikke undersøgt. Der forventes et øget arbejdsforbrug, når gødningsmåtten skal behandles. Arbejdsmiljø Smitterisiko Dyrevelfærd Der foreligger ingen danske brugsanvisninger for de udenlandske produkter, hvilket er et krav fra arbejdstilsynet. Ved behandling af strøelsen, med produkterne bør der bæres briller, handsker og støvmaske/åndedrætsværn. For Stalosan F påkræves der åndedrætsværn, beskyttelsesbriller og overtræksdragt. Der kun foretaget undersøgelser af Stalosan F i forhold til effekten på parasitter. Effekten er ikke endelig påvist. Det vurderes, at der ved slagtekyllinger er risiko for trædepudesvidninger hos kyllingerne, hvis strøelsen behandles inden kyllingerne indsættes i stalden. For gulvdriftssystemer er det stærkt tvivlsomt, om produktet kan tilføres samtidig med, at der er mennesker og dyr tilstede i stalden. Der er ved anvendelse af aluminiumklorid (AlCl 3 ) observeret svidningsskader på benene hos hønsene. Affald og spildevand Teknikken giver ikke anledning til produktion af affald eller spildevand. Miljøfremmede stoffer Dette er ikke dokumenteret. Virkning på lager og mark Det er ikke dokumenteret. Driftssikkerhed Merinvestering Der er en aftagende virkning af produkterne og der kræves derfor gentagende behandlinger gennem produktionsperioden. Dette er ikke dokumenteret på danske forhold. Der kan forventes en merinvestering i udstyr til behandling af strøelsen herunder udspredning. Miljøstyrelsen Strandgade 29 1401 København K Tlf.: 72 54 40 00 Fax: 33 32 22 28 mst@mst.dk
Driftsomkostninger Denne teknologiudredning er udarbejdet af AgroTech A/S for Miljøstyrelsen. Teknologien fører til øgede driftsomkostninger til indkøb af midler. Dosis og priserne af produkterne kendes ikke. Kort beskrivelse af teknologien Der er gennemført en del forsøg i udlandet med tilsætning af stoffer til strøelsen i slagtekyllingestalde, som kan binde fosforindholdet i gødningen samtidig med, at der via en sideeffekt opnås en ph reducerende effekt i gødningsmåtten. Ammoniakfordampningen øges med stigende ph (Reece et al., 1985) og der vil derfor kunne opnås en reduceret ammoniakfordampning fra gødningsmåtten, hvis gødningsmåttens ph kan sænkes. Der findes en række af midler, som udenlandske undersøgelser har vist potentielt har en ph reducerende effekt, eksempelvis alum, aluminiumklorid, jernsulfat og kaliumpermanganat. Tilførslen sker normalt ved at opblande midlerne i vand, som derefter doseres/spredes ud over strøelsen. I en undersøgelse foretaget af Anderson (1994) der har testet tilsætning af bl.a. Stalosan F fra firmaet Stormøllen til kvæggylle, påviste ammoniakreducerende effekt i op til 6 uger efter behandling. Effekten blev ifølge Anderson (1994) opnået som følge af, at calcium fra produktet Stalosan F udfælder carbonationer i gyllen, hvorved ph-værdien af gyllen sænkes og ammoniakemissionen reduceres. Det er ikke undersøgt, hvilken effekt der kan opnås, ved tilførsel af Stalosan F til gødningsmåtten hos fjerkræ. Tilsigtet effekt Ammoniak og fosfor Den tilsigtede effekt, ved at tilsætte ph reducerende midler til strøelsen i fjerkræstalde er, at nedbringe fordampningen af ammoniak fra gødningsmåtten samt at binde gødningens fosforindhold. Ved behandling med produktet alum, der indeholder aktivstoffet aluminiumsulfat, binder aluminium sig til fosfor (Penn & Zhang, Udat.). Tilsætningen af alum har desuden vist sig at kunne øge gødningens kvælstofindhold, hvilket kan forklares ved, at alum reducerer gødningens ph og derved potentialet for ammoniaktab. Det er ikke undersøgt, hvilken effekt i forhold til ammoniak der kan opnås ved tilførsel af Stalosan F til gødningsmåtten hos fjerkræ. Det vurderes, at effekten er stærkt begrænset, da gødningsmåtten hos fjerkræ er tør, hvorfor det vurderes at virkningen ved tilsætning af Stalosan F vil være begrænset. Tabel 1 viser resultaterne af to amerikanske forsøg udført i et laboratorium, hvor strøelsesmåtten fra en slagtekyllingestald blev behandlet med henholdsvis alum, alum opløst i vand, aluminium klorid, Poultry Litter Treatment og Poultry guard (Choi & Moore 2008). Navnene referer til produkterne der er afprøvet. Der blev tilført mellem 4-22,4 g/100 g gødningsstrøelse af de ph-regulerende midler (Choi & Moore 2008). Tabel 1. Oversigt over reduktion af ammoniakfordampning fra slagtekyllingestrøelse behandlet med forskellige ph regulerende tilsætningsstoffer under laboratorieforhold (Choi & Moore 2008). Reduceret ammoniakfordampning ift. kontrol Dosering Produkt Forsøg 1 Forsøg 2 Koncentration (g/100g gødning) Alum (Al 2 (SO 4 ). 3 14H 2 O (pulver, tørt) 77-96 % 78-96 % 4 g og 8 g Alum opløst i vand (Vandig 77-96 % 78-96 % 8,66 g og 17,3 g opløsning) High acid alum 77-96 % 78-96 % 11,2 g og 22,4 g AlCl 3 48-92 % 4 g Poultry Litter Treatment 76-87 % 4 g Miljøstyrelsen Strandgade 29 1401 København K Tlf.: 72 54 40 00 Fax: 33 32 22 28 mst@mst.dk 2
Poultry Guard + Flyveaske Ingen reduktion 4 g Forsøgene viste, at behandlingerne med forskellige koncentrationer af både tør og vandopløst alum signifikant reducerede ammoniakfordampningen med hhv. 77-96 % og 78-96 %. Poultry Litter Treatment reducerede ammoniakfordampningen med mellem 76 og 87 %, mens aluminiumklorid reducerede ammoniakfordampningen med mellem 48 og 92 % sammenlignet med en kontrol uden tilsætning. Strøelsen behandlet med alum, alum opløst i vand, alum med høj syre, aluminiumklorid, Poultry Litter Treatment havde en lavere ph og et større indhold af kvælstof, mens der var en høj ph i strøelsen behandlet med Poultry guard (ler behandlet med syre). Forsøgene er gennemført i et laboratorium og resultaterne kan ikke direkte overføres til praksis, hvor andre forhold gør sig gældende med hensyn til temperatur og ventilation. Et andet forsøg udført i praksis med produktet Poultry guard og alum viste, at virkningen aftager ca. på dag 29 i en slagtekyllingeproduktion og at ph i strøelsen begynder at stige 14 dage efter tilførslen (McWard & Taylor 2000). Et forsøg udført i tre forskellige slagtekyllingestalde viste, at tilsætning af det ph-regulerende aluminiumklorid til gødningsmåtten (1,150 kg/m 2 gulv), inden indsættelse af slagtekyllinger, reducerede ammoniakkoncentrationen i staldluften med 97,2 %, mens tilsætning af jernsulfat reducerede ammoniakkoncentrationen med 90,77 %. Med jernsulfat steg dødeligheden til 25,5 %, hvor dødeligheden med de andre tilsætningsstoffer lå i intervallet 5,5-7,6 % (Do et al, 2005). I samme forsøg blev der opnået en reduktion i ammoniakkoncentrationen på 86 % 78 % 75 % og 69 % når gødningsmåtten blev tilsat henholdsvis alum, alum og calciumcarbonat (0,287 kg/m 2 ), aluminiumklorid og calciumcarbonat (0,287 kg/m 2 ) samt kaliumpermanganat (0,115 kg/m 2 ) inden indsættelse af slagtekyllinger. Alle behandlingerne blev sammenlignet med en kontrol, hvor strøelsen ikke var behandlet (Do et al, 2005). Et forsøg, hvor produktet Bio-Kat, der er et syreprodukt, blev tilsat strøelsen i en slagtekyllingeproduktion, viste en reducerende effekt på ammoniakkoncentrationen indtil dag 10, hvorefter effekten var aftagende (Shah et al., 2007). I forsøget blev gødningsmåtten genanvendt til flere hold slagtekyllinger, hvor der inden indsætning af nye kyllinger, er gødning i måtten fra de tidligere hold. Strøelsen, som blev behandlet med Bio-Kat, havde ved slutningen af forsøget en højere ammonium-n koncentration sammenlignet med strøelsen, som ikke blev behandlet med Bio-Kat. ph-værdien i strøelsen behandlet med Bio-Kat var ikke signifikant forskellig fra ph-værdien i den ubehandlede strøelse. For at opnå en virkning af produktet er der behov for tilførsel af vand, da produktet ikke virker i tør strøelse. Dette er problematisk, da det vil øge opfugtningen af strøelsen og dermed øge ammoniakemissionen. Der er stor variation i de opnåede forsøgsresultater og det skal understreges, at det er ammoniakkoncentrationerne, der er målt og ikke total ammoniakemissionen for Shah et al. (2007) og Do et al. (2005). I Danmark fjernes gødningsmåtten efter hvert hold kyllinger, hvilket gør, at de resultater, der er opnået i udlandet, ikke umiddelbart kan overføres til danske forhold. Resultaterne, der er opnået i de udenlandske undersøgelser med tilsætning af ph reducerende midler, vurderes ikke at kunne opnås i danske stalde af følgende to grunde. Første grund er, at der i Danmark er større fokus på trædepudesvidninger på hønsene end i udlandet. I tilfælde med trædepudesvidninger straffes landmanden i afregningsprisen, hvorfor der i Danmark er et langt større incitament til at undgå fugtig strøelse end i udlandet. Svidningerne fremkommer, som et resultat af fugtig strøelse og derfor er det en central del af den daglige management, at strøelsen holdes tør i stalden. De resultater, der er opnået i udlandet er derfor opnået ved en betydelig højere fugtighed i strøelsen, end under danske forhold og disse resultater kan derfor ikke umiddelbart overføres til danske produktionsforhold. Den anden grund til, at resultaterne der opnås med tilsætning af ph reducerende midler vurderes at give en reduceret effekt, sammenlignet med danske forhold, er, at strøelsesmåtten i danske fjerkræstalde er tyndere (1-3 cm) end i udenlandske stalde (22-30,5 cm). I danske stalde anvendes strøelsesmåtten kun til ét hold dyr, hvor den i udlandet kan anvendes til flere hold dyr. Det betyder, at det i Miljøstyrelsen Strandgade 29 1401 København K Tlf.: 72 54 40 00 Fax: 33 32 22 28 mst@mst.dk 3
udlandet er langt svære at opretholde en tør strøelse som i Danmark, hvorfor det vurderes, at der under danske produktionsforhold kun vil kunne opnås en marginal effekt ved at reducere ph-værdien af strøelsen, så en større andel af ammoniakindholdet holdes på ammoniumform. En yderligere grund til at tilsætning af ph reducerende midler ikke vurderes at medføre lavere ammoniakemission er, at doseringen normalt sker via opblanding i vand, som spredes ud over strøelsen. Dette medfører en opfugtning af strøelsen, som fremmer omdannelsen af urinsyre til ammonium, hvilket fremmer potentialet for ammoniaktab. Lugt Der er ikke fundet litteratur, hvor det er undersøgt om lugtemissionen reduceres eller forøges, når strøelsen behandles med et produkt, hvor ph sænkes. Støv Der er ikke dokumenteret ændrede effekter mht. støv i stalde med dosering af ph-reducerende midler. Utilsigtede effekter Det er ikke undersøgt om tilsætning af kemiske tilsætningsstoffer til gødningen, påvirker fødevarekvaliteten specielt med henblik på æg, da æggene ikke rengøres inden de leveres til forbrugerne. Tilsætning af metaller som aluminium, jern og kalium til gødningsmåtten vurderes ikke at have betydning for udbringning af gødning på marker (Slambekendtgørelsen, 2006). Tilsætning af meget store doseringer af midlet alum kan dog betyde for høje koncentrationer af tungmetallet aluminium i gødningen (Lefcourt & Meisinger, 2001) Smitterisiko Stalosan F er undersøgt med hensyn til bekæmpelse af parasitterne Ascaridia galli, Heterakis gallinarum og Capillaria obsignata og det er fundet at Stalosan F sandsynligvis har en positiv effekt på bekæmpelsen, men skal bekræftes af en mere omfattende undersøgelse (Schou og Permin, 2003). Dyrevelfærd Ved behandling af strøelsen med alum, forventes det at syreeffekten aftager efter to til fire uger afhængig af, hvor ofte behandlingen gentages (Penn & Zhang, Udat.). Forsøget er udført i USA, hvor gødningsmåtten ikke fjernes efter hver rotation, og gødningsmåtten forventes derfor at have en forholdsvis høj ph, inden den behandles med et syreprodukt. Det vurderes, at slagtekyllingestalde i Danmark, hvor behandlingen vil blive foretaget på strøelsen inden produktionsstart, vil syren afhængig af koncentration, virke stærkere og dermed er der risiko for trædepudesvidninger 1. I forsøgene udført med tilsætning af syreprodukter til sænkning af ph udfases effekten i løbet af nogle uger. Det vil ikke være hensigtsmæssigt at behandle strøelsen midt i en produktionsperiode, da der er tale om en syrebehandling og hvor bl.a. øjnene på dyrene ikke kan beskyttes. Det vurderes, at tilsætning af produkter til gødningsmåtter, som de beskrevne i denne udredning, øger risikoen for trædepudesvidninger, hvilket har betydning for dyrevelfærden. Teknologier der påvirker fugtindholdet i gødningsmåtter bør derfor frarådes. Der er endvidere observeret skader på benene hos hønerne, hvor behandlinger med aluminiumklorid (AlCl 3 ) er foretaget (Choi & Moore, 2008). Det kan ikke endeligt dokumenteres, at skaderne skyldes AlCl 3, men observationen vurderes at være vigtig i forbindelse med at hønerne udsættes for en direkte påvirkning. 1 Trædepudesvidning: I tilfælde hvor gødningsmåtten/strøelsen bliver fugtig er der betydelig risiko for svidning af fødderne på kyllingerne. Miljøstyrelsen Strandgade 29 1401 København K Tlf.: 72 54 40 00 Fax: 33 32 22 28 mst@mst.dk 4
Tilsætning af produkter til gødningsmåtter som de beskrevne i denne udredning øger risikoen for trædepudesvidninger 2 der har betydning for dyrevelfærden. Teknologier der påvirker fugtindholdet i gødningsmåtter bør derfor frarådes. De danske produktionsforhold med tørre gødningsmåtter indenfor alle produktionsanlæg gør endvidere, at effekten af ph-reducerende stoffer vil være stærkt begrænsede. Arbejdsmiljø Der foreligger ingen danske brugsanvisninger på produkterne, hvilket er et krav fra arbejdstilsynet. Det er stærkt tvivlsomt om produktet kan tilføres samtidig med, at der er mennesker og dyr tilstede i stalden. Under behandling af strøelsen med alum bør der bæres briller, handsker og en luftmaske for at undgå inhalering af støv fra alum samt hudirritationer fra syren (Penn & Zhang, Udat.). Syreprodukter i vandig opløsning, som alum, vil have negativ indflydelse på inventaret i stalden, det det medfører korrosion (Penn & Zhang, Udat.). Generelt vil syrebaserede tilsætningsstoffer opløst i vand ikke være egnede til at blive spredt ud med et højtrykskølingsanlæg før indsættelse af dyr og heller ikke løbende i produktionsperioden, da dyrenes øjne ikke kan beskyttes og inventar vil korrodere. For Stalosan F skal der anvendes maske med partikelfilter P2, overtræksdragt med hætte og beskyttelsesbriller. Alle nye kemiske stoffer samt bestanddele af kemiske produkter, der ikke er optaget i EINECS (den europæiske fortegnelse over markedsførte kemiske stoffer), skal anmeldes til Miljøstyrelsen før markedsføring. Når Miljøstyrelsen har modtaget anmeldelsen, må der tidligst sælges eller importere et nyt kemisk stof efter en vis venteperiode. Dvs. før produktet kan markedsføres i DK, skal produktet anmeldes og registreres. Alle formalier skal være i orden dvs. også sikkerhedsdatabladet og faremærkning før en eventuel markedsføring kan træde i kraft. Energi og ressourceforbrug Der forventes at være et ekstra arbejdsforbrug ved anvendelse af teknikken. Udbredelse af teknikken Der er udelukkende fundet udenlandsk litteratur, og produkterne anvendes ikke i de danske fjerkræstalde. Helhedsvurdering af teknikken Slagtekyllinger Forsøg med ph ændring i gødningen før lagring er alle gennemført i udlandet, og der er ikke fundet dansk litteratur, som behandler området. De udenlandske resultater kan ikke uden videre overføres til danske forhold, da gødningsmåtten i Danmark er mere tør end i udlandet og fjernes efter hvert hold slagtekyllinger. Teknikken bør frarådes, indtil problemstillingerne omkring håndtering og dosering af produkterne, arbejdsmiljø og dyrevelfærd er afklaret. Desuden bør der foreligge undersøgelser, som kan dokumentere, hvilken effekt produkterne har under danske og europæiske produktionsforhold. Gulvdrift og etagesystem (volieresystem) I gulvdrift- og etagesystemer (voliere) ligner produktionsforholdene i Danmark tilnærmelsesvis forholdene i udlandet, da gødningsmåtten for høner er omkring 56 uger før den fjernes. I de undersøgelser der er beskrevet fra USA er de ph reducerende tilsætningsstoffer tilsat inden slagtekyllingerne indsættes i stalden. Produktionstiden for høns er længere end for slagtekyl- 2 Trædepudesvidning: I tilfælde hvor gødningsmåtten/strøelsen bliver fugtig er der betydelig risiko for svidning af fødderne på kyllingerne. Miljøstyrelsen Strandgade 29 1401 København K Tlf.: 72 54 40 00 Fax: 33 32 22 28 mst@mst.dk 5
linger (ca. 1 år) og det vurderes, at det ikke er muligt at tilsætte syren i stalden under produktionsperioden så dyrevelfærdsforhold og arbejdsmiljø er i orden. Berigede burægssystemer Det er ikke muligt at anvende teknikken i berigede burægsstalde, da gødningen fra burene falder direkte ned på et bånd, hvorefter det føres ud til et lager. Det er ikke muligt, at håndtere produkterne samt behandle gødningen, når gødningen transporteres fra burene og til lager. Etableringsomkostninger Der kan forventes en etableringsomkostning i udstyr til behandling af strøelsen. Driftsøkonomi Produktet skal løbende indkøbes. Dosis af produkterne er ukendt og det samme gør sig gældende for priserne på produkterne. Der forventes et ekstra arbejdsforbrug ved behandling af strøelsen med produkterne. Litteratur Choi, I. H. and Moore, P. A. (2008): Effects of liquid aluminum chloride additions to poultry litter on broiler performance, ammonia emissions, soluble phosphorus, total volatile fatty acids and nitrogen contents of litter. Poultry Science, Vol. 87:1955-1963. Do, J. C., Choi, I. H. and Nahm, K. H. (2005): Effects of chemically amended litter on broiler performances, atmospheric ammonia concentration, and phosphorus solubility in litter. Poultry Science. Vol. 84: 679-686. Lefcourt, A.M. og Meisinger, J.J. (2001) Effect of adding alum or Zeolite to dairy Slurry on ammonia aolatilization and chemical composition. J.Dairy Sci. 84: 1814-1821 McWard, G. W. and Taylor, D. R. (2000): Acidified clay litter amendment. Journal of Applied Poultry Research. Vol. 9: 518-529. Penn & Zhang (udat.): Alum-Treated Poultry Litter as a Fertilizer Source Oaklahoma State University Reece, F. N., Lott, B. D. and Bates, B. J. (1985): The performance of a computerized system for control of broiler-house environment. Poultry Science. Vol. 64: 261-265. Shah, W.B., Baird, C.L. and Rice, J.M. (2007): Effect of a metabolic Stimulant on Ammonia Volatilization from Broiler Litter Poultry Science Association USA. Slambekendtgørelsen (2006) Bekendtgørelse nr. 1650 af 13/12 2006 om anvendelse af affald til jordbrugsformål. Miljøstyrelsen Strandgade 29 1401 København K Tlf.: 72 54 40 00 Fax: 33 32 22 28 mst@mst.dk 6