Nya hortikulturella substrat från den fasta fraktionen av biogas produktion

Green house production depends or reliable substrates and fertilizers. Peat is the dominating substrate in Sweden and internationally. There is a debate about reducing the peat use since the mining for peat may increase climate gas emissions and disturb sensitive ecosystems. Thus, alternative for peat replacement or for peat mixes is explored. Trials has revealed that the solid part of biogas digestate may be a useful candidate, especially since biogas production is increasing and plays an important role in the bio based society. This residue has physical properties resembling peat and is rich in plant nutrients. The project will study how pre-treatments and maturation affects the quality of the digestate for substrate use concerning nutrient availability and physical properties. Secondly, extensive growth trials with herbs and lettuce will be performed with different ratios of peat and digestate. Finally the used potting substrate will be evaluated as a compost in mushroom production.

Växthusproduktionen är beroende av tillförlitliga substrat och gödselmedel. Torv är det dominerande substratet i Sverige och internationellt. Det pågår diskussioner om begränsad användningen av torv då brytningen kan ge ökning av klimatgaser samt störa viktiga ekosystem. Därför undersöks alternativ att ersätta, eller blanda in i, torvsubstrat. Studier har visat att den fasta delen av restprodukter från biogastillverkning kan vara en lämplig kandidat, speciellt som biogasen är på frammarsch och en viktig del i det biobaserade samhället. Denna restprodukt har fysikaliska egenskaper liknande torven och är även rik på tillgängliga växtnäringsämnen. Projektet avser att studera förbehandling och mognadens betydelse för växtodling i substratet vad gäller näringstillgänglighet och fysikaliska egenskaper. Därefter ska omfattande provodlingar av örter och sallat göras med olika blandningsförhållande torv/biogasrest. Slutligen ska det använda substratet utvärderas som substrat för svampodling.

Rötrest efter biogastillverkning är ofta rik på växtnäring som bör återföras till växtodlingen. För att öka bruket och värdet av rötrest görs försök med den både som gödsel och som substrat i hortikulturell produktion. I lagring med och utan tillförda nitrifikationsbakterier har pH, kväveformer och förluster har studerats. Odlingsförsök visar att 20-30% rötrest i torv ger substrat med goda fysikaliska egenskaper och med näringsinnehåll tillräckligt för korta kulturer. Högt pH och hög ammoniumhalt är ofta begränsande för hur mycket som kan blandas in i torv. Efter bakteriestyrd nitrifikation av fast rötrest sjunker pH och ammonium samtidigt som nitrat bildas. Detta bör vara en bra väg att gå vidare för att ytterligare utnyttja denna resurs. Svampodling med inslag av rötrest i komposten har också studerats. Det visade sig svårt att få bra tillväxt av fruktkroppar på detta substrat. Avvattnad rötrest bedöms vara en god kandidat för att ersätta en del torv i hortikulturell odling.

Den rötrest som uppstår efter biogastillverkning är ofta, beroende på ingående material, rik på växtnäring som bör återföras till växtproduktionen på något sätt. Rötresten används ofta som jordförbättring på åkermark. För att öka användningen och värdet av rötresten görs försök att införa den både som gödsel och, i avvattnad form, som odlingssubstrat i hortikulturell produktion. Tidigare forskning har visat att en viss inblandning av rötresten i torv fungerar väl som både substratkomponent och gödsel. Det som oftast begränsar hur stor inblandning som är möjlig är biomullens innehåll av ammonium och dess höga pH.
Detta projekt avsåg att undersöka möjligheten att blanda den avvattnade rötresten med främst torv men även med andra möjliga substratkomponenter för hortikulturell krukodling. Frågor kring detta rör de fysikaliska egenskaperna som porositet och vattenhållande förmåga, näringstillgängligheten i substratet och naturligtvis i vilka proportioner det går att blanda in. Annat som studerats är: Lagringens betydelse för rötrestens kvalitet som substrat. Hur kan de begränsande faktorerna ammoniumhalt och högt pH åtgärdas? Hur fungerar substratet i korta respektive långa kulturer? Kan rötrest vara ett bra alternativ som kompost i svampproduktion?
I projektet har flera grödor testats, främst basilika, som modellgröda, men även dill, koriander, sallat, spenat, minipaprika och tomat. De svampar som främst provats är ostronskivling och shiitake.
Erfarenheter från försöken tyder på att 20-30% inblandning av avvattnad rötrest ger ett substrat med fysikaliska egenskaper väldigt lika de i ren torv. Näringsinnehållet i dessa blandningar räcker i flera fall till en kortare kultur. Det syns inte heller några negativa effekter på tillväxten i denna inblandningsgrad. Det krävs dock att pH justeras till ett värde lämpligt för grödan. Just ett lämpligt pH kan vara svårt att få till om inblandningen blir större. Rötresten har ett högt pH, ofta en bit över 8, och i blandning med torv kan de bli aningen högt om för mycket blandas in. Det visar sig också svårt av denna anledning att blanda in rötresten i andra substrat som inte har torvens naturligt låga pH.
För att komma tillrätta med högt pH och hög ammoniumkoncentration har vi gjort försök med naturlig bakteriestyrd nitrifikation. Det har visat sig vara ett effektivt sätt att minska dessa båda faktorer och samtidigt öka nitrathalten som inte uppvisar samma toxicitet som ammoniumkvävet. Vid lagring utan dessa bakterier försvinner också mycket ammonium men även totalkvävet minskar vilket alltså betyder kväveförluster. Men när lagringen skedde med bakterieymp och viss torvinblandning minskade pH och ammonium samtidigt som nitrathalten ökade utan kväveförluster. Vid odling av minipaprika i detta substrat visade sig att en inblandning av 50% rötrest i kalkad torv gav bäst odlingsresultat jämfört med rötrest lagrad utan nitrifikation.
Inblandning av rötrest i andra substrat än torv har gett lite olika resultat. En blandning av rötrest, torv och grönkompost i lika delar, visade sig vara ett bra substrat till basilika där ingen ytterligare gödsling behövdes och där bevattningen kunde utföras som i ett vanligt torvbaserat substrat. Inblandning i pimpsten lyckades inte lika bra, dock kunde man se att rötrest som nitrifierats under lagringen gav något bättre resultat än med icke nitrifierad rötrest.
Svampodling med kompost baserad på bland annat rötrest visade sig vara svårt. Av de testade svamparna klarade sig ostronskivlingen bäst, men alltid sämre än en traditionell svampkompost.
Generellt kan man säga att rötresten är en lovande kandidat som substratkomponent i krukodling. Den ger bra fysikaliska egenskaper samtidigt som näring tillförs. Avvattning av rötrest följt av nitrifikation är ett lovande sätt att öka användbarheten av rötrester i hortikulturell produktion samtidigt som torvanvändandet och mineralgödsling kan reduceras. Dock är detta ett första steg och mer bör göras för att optimera lagringen och undersöka om och hur eventuell övergödsling, förslagsvis med flytande rötrest, kan komplettera gödslingen från den avvattnade rötresten.