Badania nad przetwarzaniem odpadów mleczarskich na bionawozy prowadzą naukowcy z Politechniki Wrocławskiej. Odzyskując azot oraz ważne dla rozwoju roślin składniki, tworzą produkty bogate w aminokwasy, które zwiększają odporność roślin na stres klimatyczny.
Wraz z rozwojem koncepcji zrównoważonego rolnictwa nawozy na bazie biomasy zyskują coraz większą popularność, stanowiąc znakomitą alternatywę dla produktów mineralnych. Działając w sposób zrównoważony, w dłuższej perspektywie poprawiają żyzność gleby, a dzięki naturalnym składnikom wspierają również naturalne procesy glebowe.
Bazą dla bionawozów jest najczęściej materia organiczna (np. obornik lub guano) oraz odpady naturalne, takie jak resztki roślinne, kompost czy słoma. Okazuje się jednak, że do ich produkcji można również wykorzystać odpady z przemysłu mleczarskiego.
Pierwszy taki pomysł
Właśnie nad takim rozwiązaniem pracują naukowcy z Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej. W swoich badaniach współpracują z firmą mleczarską produkującą m.in. mleko odtłuszczone oraz mleko w proszku. W trakcie wytwarzania tych produktów, przed procesem pasteryzacji, powstaje tzw. zrzut — bardzo zagęszczona mieszanina zawierająca m.in. wysoką zawartość białek.
Bywa on wykorzystywany do produkcji pasz dla zwierząt, ale alternatywnie może stanowić źródło azotu, fosforu i innych pierwiastków, które są niezwykle cenne w uprawie roślin. Dlatego postanowiliśmy zagospodarować ten odpad w inny sposób, tworząc innowacyjny nawóz organiczno-mineralny oraz biostymulator. Warto podkreślić, że nikt wcześniej nie próbował wykorzystać go w ten sposób – mówi Rafał Taf ze Szkoły Doktorskiej PWr.
Jak się okazuje, w całym procesie tworzenia nowej formuły bionawozu najbardziej skomplikowany jest pierwszy etap, czyli właściwa charakterystyka składu dostarczanych odpadów. Kluczowe jest dokładne określenie występujących w nich pierwiastków oraz ewentualna identyfikacja metali ciężkich, które – na szczęście – w odpadach mleczarskich nie występują.
Wszystko po to, aby stworzyć taką formułę nawozu, w której pierwiastki byłyby w formach łatwo przyswajalnych dla roślin, a jednocześnie wolną od niepożądanych składników – w tym przypadku np. tłuszczów zawartych w odpadach mleczarskich, które mogłyby negatywnie wpływać na środowisko.
Klasyczna produkcja nawozów opiera się głównie na zastosowaniu procesów typowo chemicznych. My również z nich korzystamy, ale dodatkowo wykorzystujemy procesy enzymatyczne, aby wydobyć z odpadów mlecznych jak najwięcej wolnych aminokwasów i krótkich peptydów. To właśnie one w znaczący sposób wpływają na wzrost roślin – wyjaśnia doktorant.
Co ciekawe, najnowsze badania potwierdzają, że zewnętrzne dostarczanie wolnych aminokwasów pomaga roślinom radzić sobie ze stresem klimatycznym. Ma to duże znaczenie m.in. w sytuacjach występowania ekstremalnych zjawisk, takich jak długotrwała susza, fale upałów czy okresowe zwiększone zasolenie gleby.
Technologia zero waste
Opracowana metoda pozwala na stuprocentowe wykorzystanie powstających odpadów – nic się więc nie marnuje, a gotowy nawóz ma postać granulatu lub ciekłego biostymulatora.
Cały proces jest jednak dość złożony i wymaga zastosowania odpowiedniego lepiszcza (np. bentonitu, lignitu lub leonardytu), umożliwiającego formowanie granulatu. Odpady charakteryzują się także zmiennym składem, dlatego czasem konieczna jest suplementacja nawozu składnikami mineralnymi w celu zwiększenia jego efektywności – wyjaśnia Rafał Taf.
Bionawóz opracowany przez naukowców z Politechniki Wrocławskiej został stworzony z myślą o uprawach zbóż, takich jak pszenica, kukurydza czy jęczmień. Pierwsze testy przeprowadzono już w warunkach laboratoryjnych. Badania podzielono na kilka etapów — od testów kiełkowania, w trakcie których określano m.in. optymalne dawki nawozu dla poszczególnych gatunków roślin, po długookresowe testy wazonowe, polegające na uprawie roślin w pojemnikach w kontrolowanych warunkach. Wkrótce, we współpracy z wrocławskim oddziałem Instytutu Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowego Instytutu Badawczego w Puławach, rozpoczną się badania polowe na pszenicy.
Nasze rozwiązanie ma ogromny potencjał wdrożeniowy zarówno dla branży mleczarskiej, która dzięki temu nie musi ponosić potencjalnych kosztów utylizacji odpadów, jak i dla rolników, ponieważ docelowo produkcja bionawozu może być tańsza niż nawozów chemicznych – podkreśla Rafał Taf.
Badania nad przetwarzaniem odpadów mleczarskich na bionawozy są prowadzone w ramach europejskiego projektu HORIZON Landfeed. Uczestniczą w nim naukowcy z Hiszpanii, Włoch, Francji, Grecji i Polski. Budżet przedsięwzięcia to blisko 8 mln euro.
MK, źródło: PWr
Dwa problemy mogą się pojawić: nieprzyjazna człowiekowi mikroflora na roślinach i w glebie - marchewkę trzeba będzie ugotować, jak to drzewniej bywało, kiedy odchody i organiczne odpady zwiększały przez tysiąclecia żyzność i pojemność sorpcyjną gleb polodowcowej Europy by osiągnąć średnią grubość warstwy organicznej w okolicach 30 centymetrów, a drugi kłopot może wynikać z przedostawania się tych aminokwasów do rzek, w których nieprzyjazne rybom i człowiekowi mikroby - bakterie i glony mogą się nadmiernie pomnożyć.