ELS CULTIUS CAPTADORS A CATALUNYA I EL SEU ÚS EN PLANTES DE BIOGÀS

Transcripción

1 LIFE12 ENV/ES/ Extracció de nutrients dels sòls ELS CULTIUS CAPTADORS A CATALUNYA I EL SEU ÚS EN PLANTES DE BIOGÀS A. Bonmatí, V. Riau, L. Burgos (GIRO Unitat Mixta IRTA-UPC) F. Camps (Fundació Mas Badia) Cloenda del projecte Life+ FUTUR AGRARI. Gestió del nitrogen al sector agrari. Vic, 31 de gener de 2018 Experimentació 1. Quantificar l eficiència dels cultius captadors de nitrogen, darrera el cultiu de blat de moro, fertilitzat amb productes orgànics, en l assimilació de N, P, Cu i Zn. 2. Quantificar la producció de biomassa dels cultius captadors en condicions de camp. 3. Valor d aquesta biomassa com a co-substrat en la producció de biogàs. 1

2 Fertilització Explotació ramadera Cultiu principal Purins Digestor anaerobi Fracció Líquida Cultiu captador Digestat Separador Sòlid-líquid Ensitjat Fracció sòlida Compostatge Estación Experimental MAS BADIA (La Tallada d'empordà, Girona) Torre Marimon IRTA (Caldes de Montbui, Barcelona) Planta de biogás APERGAS (Vilademuls, Girona) 2

3 Tractaments de l assaig Civada negra Raigràs italià Colza farratgera Producció cultius captadors Tract Tipus de fertilització del blat de moro Cultiu captador T/Ha MS T/Ha MS T/Ha MS FD Civ Fertilització digerit Civada 3,4 6,6 6,4 FD Rai Fertilització digerit Raigràs 4,9 7,4 7,1 FD Col Fertilització digerit Colza farratgera 4,2 8,7 8,5 FD Res Fertilització digerit no 2,1 5,3 1,4 FND Fertilització no digerit Civada (*) 3,7 7,7 7,6 FQ Fertilització química Civada (*) 3,1 6,4 7,9 3

4 Extracció de Nitrogen (N) Tract Tipus de fertilització del blat de moro FD Civ Fertilització digerit 77,8 136,7 52,1 FD Rai Fertilització digerit 89,9 188,5 68,0 FD Col Fertilització digerit 141,3 232,6 88,4 FD Res Fertilització digerit 45,9 133,0 24,3 FND Fertilització no digerit 81,5 146,8 69,4 FQ Fertilització química 68,2 151,9 89,9 Extracció de Fósfor (P) Tract Tipus de fertilització del blat de moro FD Civ Fertilització digerit 7,6 11,2 14,1 FD Rai Fertilització digerit 10,3 17,7 13,5 FD Col Fertilització digerit 13,6 20,3 22,9 FD Res Fertilització digerit 5,7 14,9 4,3 FND Fertilització no digerit 9,2 10,8 15,2 FQ Fertilització química 5,9 10,2 14,3 4

5 Extracció de Coure (Cu) Tract Tipus de fertilització del blat de moro FD Civ Fertilització digerit 37,9 72,3 25,6 FD Rai Fertilització digerit 44,0 44,3 14,2 FD Col Fertilització digerit 21,2 40,6 17,0 FD Res Fertilització digerit 14,8 32,0 10,1 FND Fertilització no digerit 33,2 54,0 30,4 FQ Fertilització química 34,2 82,9 47,5 Extracció de Zenc (Zn) Tract Tipus de fertilització del blat de moro FD Civ Fertilització digerit 186,2 256,3 108,6 FD Rai Fertilització digerit 141,7 206,8 92,1 FD Col Fertilització digerit 152,8 243,5 102,0 FD Res Fertilització digerit 80,2 138,5 46,2 FND Fertilització no digerit 103,4 215,9 129,3 FQ Fertilització química 112,1 203,9 150,4 5

6 Proba pilot de co-digestió amb cultius captadors 2016 ENSITJAT 6

7 Ensitjat Catch crop RB (t MS/ha) ph ST (MS) (g kg -1 ) SV (g kg -1 ) NDF (% DM) ADF (%DM) ADL (%DM) Raigràs 2,69 6, Raigràs ensitjat - 4, Colza Farratgera 3,14 5, Colza F. ensitjat - 3, Civada negre 3,03 6, Civada N. ensitjat - 3, ASSAIGS DE BIODEGRADABILITAT Cumulative methane yield (m 3 CH 4 /t waste ) Ryegrass Oilseed rape Black oat days Ensiled ryegrass Ensiled oilseed rape Ensiled Black oat Anaerobic biodegradability (%) % 16% 3% Ryegrass Oilseed Rape Black Oat Fresh Ensiled 7

8 ASSAIGS DE BIODEGRADABILITAT % 44% m 3 CH 4 /ha % 0 Ryegrass Oilseed Rape Black Oat Fresh Ensiled Proves en continu Reactor continu (CSTR) Volum: 6 litres TRH: 40 dies Cultiu captador: 10% w/w Temperatura: mesofílica (37 ºC) 123 8

9 Proves en continu Assajos DA en continu: R1- Purí / R2 Purí + Raigràs (10%) Methane production (m 3 CH 4 m -3 d -1 ) 0,60 cow manure cow manure + ryegrass 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, days Purí m 3 CH 4 /t residu 8,8 ± 2,6 Purí + Raigràs m 3 CH 4 /t residu 12,6 ± 1,0 Increment % 43 Proves en continu Assajos DA en continu: R1- Purí / R2 Purí + Colza (10%) Methane production (m 3 CH 4 m -3 d -1 ) 0,50 cow manure cow manure + oilseed rape 0,40 0,30 0,20 0,10 0, days Purí m 3 CH 4 /t residu 8,1 ± 2,0 Purí + Colza m 3 CH 4 /t residu 10,9 ± 3,0 Increment % 35 9

10 Proves en continu Assajos DA en continu: R1- Purí / R2 Purí + Civada (10%) Methane production (m 3 CH 4 m -3 d -1 ) 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 - cow manure cow manure + black oat Purí m 3 CH 4 /t residu 8,7 ± 1,2 Purí + Civada m 3 CH 4 /t residu 12,9 ± 2,8 Increment % 48 days 42% RENDIMENT PLANTAINTRODUCCIÓ ACTUAL DE CULTIUS CAPTADORS Capacitat de tractament Capacitat de tractament t/a t/a Producció de metà Producció de metà m 3 /a m 3 /a Producció d'energia Producció 3,3 d'energia mill KWh/a 4,7 mill KWh/a Consum d'energia Consum0,2 d'energia mill KWh/a 0,2 mill KWh/a 10

11 Conclusions Els cultius captadors es presenten com una alternativa econòmica i eficaç per reduir el lixiviat de nutrients després d'una fertilització orgànica del cultiu principal El ensitjat incrementa la biodegradabilitat anaeròbia del residu i la producció de metà per hectàrea entre un 31-44%. S'obtenen increments en la producció de biogàs entre el 35-48% utilitzant cultius captadors com a co-substrats. Els cultius captadors es presenten com una bona alternativa als cosubstrats habitualment emprats en la digestió anaeròbia de dejeccions ramaderes, cal però comprovar la seva viabilitat econòmica i ambiental (ACV). 11