محققان دانشگاه مینه‌سوتا مدت‌هاست که می‌خواستند از میلیون‌ها گالن کود تولیدی در مزارع این ایالت چیزی بسازند.
راجر روان و تیمی از محققان فرآیندی را شناسایی کرده اند که دقیقاً این کار را انجام می دهد. این امر برخی از مواد معدنی مضر را از کود خارج می کند و مواد مفید را حفظ می کند – به گونه ای که به طور بالقوه می تواند به نفع کشاورزان و اقتصاد باشد.
این فرآیند بر اساس میکروب هایی است که مواد آلی را برای تولید کودهای نیتروژن و متان هضم می کنند. همچنین از ریزجلبک‌هایی استفاده می‌کند که مواد مغذی را از کود استخراج می‌کنند و سپس می‌توانند برای تولید خوراک حیوانات و سوخت زیستی استفاده شوند. مرحله آخر شامل استفاده از محلول های معدنی در فاضلاب برای حذف آلاینده ها قبل از انتشار آنها در محیط است.
هدر دادن مواد مغذی با ارزش
مینه سوتا دومین تولید کننده گراز در ایالات متحده است. طبق آمار USDA، تا اول مارس 2023، 8.9 میلیون گراز در مزارع مینه سوتا وجود داشت.
طبق گزارش انجمن تولیدکنندگان گوشت خوک مینه سوتا، بیش از 3000 مزرعه پرورش خوک در این ایالت وجود دارد. روآن، پروفسور و مدیر مرکز زیست پالایی دانشگاه، گفت: در حالی که بسیاری از مزارع در حال استفاده از کود دامی دقیق هستند که میزان ضایعات ورودی به منابع آبی را کاهش می دهد، هنوز خطرات زیست محیطی مرتبط با این عمل وجود دارد.
گزارش 2020 توسط کارگروه ملی محیط زیست نشان داد که در 69 از 72 شهرستان کشاورزی مینه سوتا، نیتروژن حاصل از کود دامی، همراه با نیتروژن در کودها، از دستورالعمل های آژانس کنترل آلودگی مینه سوتا و دانشگاه مینه سوتا فراتر می رود. EWG تخمین می زند که پرورشگاه های مینه سوتا سالانه حدود 49 میلیون تن کود از گاوهای شیری، گاوهای گوشتی، بوقلمون، خوک و مرغ تولید می کنند.
روش های سنتی مدیریت کود دامی شامل استفاده از کود به عنوان کود و استفاده از حوضچه ها یا مخازن برای ذخیره سازی است. به گفته روآن، استفاده بارها از کود باعث از دست دادن مواد مغذی با ارزش می شود و می تواند باعث شود مواد مغذی مانند نیتروژن به آب برود.
جی مور، استراتژیست برند Bioverse Healthy Farms، شرکتی که محصولات ارگانیک را به کشاورزان خوک و لبنیات می فروشد، گفت کشاورزان کود را به عنوان یک کالا می بینند و نمی خواهند هدر برود.
سال هاست که کشاورزان به جای کودهای تجاری از کود دامی مزارع خود یا سایر مزارع استفاده می کنند. او گفت: “کود دامی یک کالای ارزشمند برای کشاورزان در مینه سوتا است.”
مور تخمین زد که انباری حاوی 1000 حیوان می تواند سالانه 300000 تا 350000 گالن کود تولید کند. او قبلاً برای New Fashion Pork کار می کرد، شرکتی که دارای مزارع خوک و پرورشگاه در مینه سوتا، آیووا، وایومینگ، داکوتای جنوبی، ایلینوی، ایندیانا و ویسکانسین است. او تخمین می زند که New Fashion Pork هر سال حدود 60 میلیون گالن کود در زمین می گذارد.
اما از آنجایی که کشاورزان بیشتری از صفر تایل استفاده می کنند – فرآیندی که شامل قرار دادن استراتژیک کود در ردیف ها با استفاده از GPS است – آنها کود بسیار کمتری مصرف می کنند.
مور گفت: “شما در حال اشتراک گذاری با کشاورزان هستید، به همسایگان خود می فروشید، که این یک چیز مثبت است، زیرا از دیدگاه زیست محیطی، شما کمتر استفاده می کنید و محصول بهتری به دست می آورید.” در بهار، شما دقیقاً به مختصات GPS برمی‌گردید و دانه‌های ذرت یا سویا یا هر چیز دیگری که می‌کارید را در جایی که کود می‌کارید قرار می‌دهید.»
کود خوک بیشتر از کربن حاوی نیتروژن است. به همین دلیل، کود باید تحت نوعی تنظیم کربن-نیتروژن قرار گیرد. گاز متان موجود در کود را می توان از کود خارج کرد و این گاز را می توان فشرده کرد تا به گاز طبیعی تجدید پذیر تبدیل شود.
Ruan گفت: “اکنون علاقه زیادی به آن وجود دارد زیرا به عنوان یک سوخت کم کربن دیده می شود.”
برای مثال، کالیفرنیا با ارائه اعتباری در سال 2011 برای شرکت هایی که از سوخت های کم کربن استفاده می کنند، استفاده از سوخت های کم کربن را تشویق می کند.
Ruane گفت بسیاری از مزارع در مینه سوتا در حال حاضر متان را از کود به گاز طبیعی تبدیل کرده و آن را به شرکت‌هایی در کالیفرنیا می‌فروشند. این فرآیند که به عنوان “هضم متان” شناخته می شود، در صنایع لبنی بیشتر از گوشت خوک متداول است، زیرا به دلیل ترکیب کود خوک و این واقعیت که انبارهای خوک اغلب در مناطق وسیعی پخش می شوند، “تغذیه” هاضم را دشوار می کند. .
Ruan گفت که تحقیقات دانشگاهی راه هایی برای آماده سازی مواد مغذی در کود برای تولید جلبک و کمک به رشد گیاهان هیدروپونیک پیدا کرده است که می توانند به عنوان خوراک حیوانات استفاده شوند یا مستقیماً به انسان بروند.
فرآیندی که آنها شناسایی کردند از مواد مغذی زیادی برای ایجاد چیز دیگری با ارزش استفاده می کند.
او گفت: «به این ترتیب شما می توانید همزمان محصولات مختلف را تولید کنید. شما می توانید همه این کودها را بسازید، می توانید متان بسازید، می توانید از فاضلاب باقی مانده برای رشد جلبک استفاده کنید که می تواند به عنوان خوراک استفاده شود. و همچنین می توانید از پساب های مطبوع باقی مانده برای رشد گیاهان هیدروپونیک استفاده کنید.
به گفته وی، یک مزیت جانبی این است که این فرآیند همچنین از انتشار ویروس هایی که گاهی از طریق کود دامی منتقل می شوند، جلوگیری می کند.
کاهش هزینه
روانا در حال تشویق بازار گاز طبیعی تجدیدپذیر است که یکی از محصولات جانبی این فرآیند است. در حال حاضر قیمت بالا است، زیرا فرآیند کار فشرده است. اما با روباتیک و حسگرها، او گفت که می‌توان آن را بهبود بخشید.
روان گفت که این مطالعه برای مقیاس بزرگتر آماده است. محققان باید یک سایت نمایش بزرگتر پیدا کنند تا نشان دهند که کار می کند و همچنین سودآور است. آنها اکنون به دنبال شرکای تجاری و بودجه برای شروع هستند.
روان گفت که فرآیند مشابهی برای کود دامی دیگر نیز امکان پذیر است، اگرچه باید کمی تنظیم شود.
او از طریق کمیسیون منابع شهروندان قانونگذاری مینه سوتا درخواست کمک مالی کرد. این نهاد 214 پیشنهاد دریافت کرد که 183 میلیون دلار درخواست کرد، اگرچه 90 میلیون دلار برای پروژه ها در دسترس است.
Ruane در تابستان امسال ایده بهتری خواهد داشت اگر پیشنهادات او انتخاب شود. این کمیسیون پیشنهادی را برای تخصیص پول از صندوق امانی محیط زیست و منابع طبیعی دولت به قانونگذار ارائه خواهد کرد.
