Ny undersøgelse af ammoniaktab fra kvægstalde

Nye målemetoder giver mere præcise tal for udledning af ammoniak fra kvægstalde.

18.12.2017 | Claus Bo Andreasen

De nye undersøgelser er udført med nyudviklet og særdeles nøjagtigt måleudstyr, som har kunnet detektere selv mikroskopiske mængder ammoniak. Foto: Aarhus Universitet

Luftforurening har en lang række negative konsekvenser både for menneskers sundhed og for natur og miljø. En af de store udfordringer i Danmark er ammoniak (NH3) og andre kvælstofforbindelser; Miljøstyrelsen vurderer bl.a. at mere end halvdelen af de danske naturområder via atmosfæren modtager mere kvælstof, end de kan tåle.

Landbruget står for langt størstedelen af ammoniakemissionen (udledningen) til atmosfæren. Ammoniakken stammer især fra stalde, gødningslagre og udbringning af husdyrgødning.

Sengebåsestalde til malkekøer har traditionelt været indrettet med spaltegulv i gangarealerne med underliggende gyllekanaler for opsamling af gyllen. I disse stalde sker fordampningen af ammoniak primært fra gyllekanalerne samt fra spaltegulvet.

I forsøget på at reducere ammoniakemissionen er der udviklet nye typer af gulve til sengebåsestaldene, hvor bidraget af ammoniak fra gyllekanalerne fjernes eller nedsættes. Til disse hører forskellige typer af betongulve med gødningsskraber og fald mod ajledræn i gangarealerne. Hollandske forsøg har således indikeret, at opbygning af gulvet med henblik på kontinuerlig dræning af urinen samt hyppig fjernelse af den faste gødning kan reducere ammoniakemissionen med helt op til 50 % sammenlignet med stalde med spaltegulv. Disse undersøgelser har dannet grundlag for en skønnet dansk ammoniakemissionsværdi for stalde indrettet med fast drænet gulv med skraber og ajleafløb.

Miljøstyrelsen har foretaget en vurdering af mulige ammoniakreducerende tiltag i kvægstalde med henblik på fastsættelse af de såkaldte BAT-krav (Best Available Technology) og blandt andet på baggrund af den skønnede lave ammoniakemission fra stalde med fast drænet gulv fastlagt emissionsgrænseværdier for kvægstalde.

Der er imidlertid kun foretaget sporadiske ammoniakmålinger i kvægstalde i Danmark. I praksis har det været vanskeligt at måle ammoniakemission fra åbne staldsystemer, og det har givet usikkerhed om hvilke gulvtyper og teknologier, der egentligt er de bedste til at reducere ammoniakfordampningen. I tillæg hertil har en nyere hollandsk feltundersøgelse af ammoniakemissionen fra hollandske sengebåsestalde med spaltegulv indikeret, at den ammoniakemission, der beregnes for denne staldtype ikke er retvisende.

Det råder en helt ny undersøgelse nu bod på. Forskere fra Teknologisk institut, SEGES og Aarhus Universitet har med nyudviklet, avanceret udstyr undersøgt ammoniakfordampningen i otte kvægstalde; fire stalde med spaltegulv og fire stalde med fast, drænet gulv.

To forskellige gulvtyper

I stalde med spaltegulv løber gyllen gennem spalterne og ned i en underliggende gyllekanal. Gyllen pumpes dagligt rundt i gyllekanalerne for at holde den opblandet. Gyllekanalerne har typisk en kapacitet på op til et par måneders gylleproduktion i stalden. Når gyllekanalerne når en vis højde pumpes den ud i en gylletank.

I stalde med fast, drænet gulv er gulvet konstrueret således, at urinen løbende drænes ud af stalden til en gylletank, hvorfra der kun sker en begrænset fordampning. Alternativt er gulvet konstrueret med et begrænset lysningsareal til en underliggende gyllekanal således, at der er minimal luftskifte i gyllekanalen, hvorved ammoniakfordampningen fra gyllekanalen minimeres. Den faste del af gyllen skrabes typisk ned i en gyllekanal for enden af stalden og føres ud i gyllelageret. Gulvet skrabes automatisk 12 gange i døgnet, og ideen er her, at urinen, som indeholder hovedparten af urinstoffet, som kilde til ammoniak, hurtigst muligt fjernes fra stalden og til ekstern opbevaring, så fordampningen minimeres.

Hollandske undersøgelser fra begyndelsen af 90’erne har således vist, at der i forhold til spaltegulv er helt op til 50 procent mindre ammoniakfordampning fra stalde med fast drænet gulv. Det har de danske undersøgelser imidlertid ikke kunnet bekræfte.

Forskelle mellem forsøgsstalde og praktiske forhold

De danske målinger viser, at der kun er mindre forskelle mellem ammoniakemissionen fra de to systemer. Målingerne i spaltestalden viste således et gennemsnitligt tab på 1,2 kg ammoniak-kvælstof årligt per kvadratmeter. Det tilsvarende tab fra stalde med fast drænet gulv var på 1,0 kg, og altså langt fra den reduktion på 50 procent, som de ældre hollandske undersøgelser viste. Standard ammoniakemissionsværdierne for sengebåsestalde med henholdsvis spaltegulv og fast drænet gulv er 1,34 og 0,67 kg ammoniak-kvælstof årligt per kvadratmeter.

Seniorrådgiver Peter Kai fra Institut for Ingeniørvidenskab har i samarbejde med Anders Peter Adamsen (tidligere AU, nu SEGES) ledet undersøgelserne, og han giver en mulig forklaring på den manglende forskel:

- De hollandske undersøgelser er udført i forsøgsstalde under meget kontrollerede – næsten laboratorielignende - forhold, mens vores undersøgelse er gennemført i almindelige produktionsstalde og under almindeligt forekommende driftsforhold, forklarer Peter Kai.

- Når gulvet i forsøgsstalden skrabes, så kan man forvente, at gulvet efterfølgende er fri for gødning, og at der ikke sker yderligere fordampning herfra. Under praktiske forhold er situationen en helt anden: Skrabeudstyret bliver slidt, gulve kan være ujævne eller have lunker, og man får ikke den forventede effekt.

Peter Kai peger endvidere på, at de hollandske undersøgelser er foretaget på specifikke gulvtyper. Den danske definition af fast drænet gulv har tilladt flere forskellige typer af fast gulv. I projektet har der kun været ressourcer til at undersøge tre typer, mens en rapport udarbejdet af SEGES beskriver 12 forskellige typer af forventede lavemissionsgulve, hvoraf de ni er omfattet af definitionen på fast drænet gulv.

Andre forhold kan spille ind

Undersøgelserne er udført med nyudviklet og særdeles nøjagtigt måleudstyr, som har kunnet detektere selv mikroskopiske mængder ammoniak. Og i modsætning til tidligere får forskerne nu langt flere måledata.

- Udvikling i måleudstyret giver nye og bedre mulighed for at udvikle gulv- og staldtyper, som reducerer ammoniakemissionen, forklarer Peter Kai. Forskerne får bedre muligheder for at detektere mere præcist, hvor fordampning af ammoniak forekommer, og dermed hvor staldsystemet først og fremmest skal forbedres.

Peter Kai peger på at andre forhold også kan spille ind på ammoniakemissionens størrelse. Det kan for eksempel være proteinindholdet i foderrationen.

Dyre undersøgelser

Det er dog ikke gratis at måle ammoniak under praktiske forhold. I nærværende projekt har forskerne skulle udvikle målemetoderne, og det har givet store ekstraomkostninger. Alt i alt har det kostet ca. syv mio. kr. at gennemføre målingerne i de otte stalde. Projektet er finansieret via tilskud fra Mælkeafgiftsfonden, Miljøstyrelsen og Landbrugsstyrelsen.

Mælkeafgiftsfonden har efterfølgende bevilget penge til at AU og SEGES gennemfører en undersøgelse, der blandt andet skal dokumentere effekterne af gylleforsuring i kvægstalde på ammoniak- og metanemissionerne. Men der er ikke umiddelbart bevillinger til at gennemføre undersøgelser i flere stalde med forskellige gulvtyper og gødningssystemer, og det er en skam, siger Peter Kai:

- Projektets målinger viser, at ammoniaktabet fra den mest anvendte gulvtype i kvægstalde er lavere end forventet. Hvis det også forholder sig på samme måde i andre staldtyper, så kan dansk landbrug måske hurtigere opfylde kravene om reduktion af ammoniakudledningen.


Yderligere oplysninger

Seniorrådgiver Peter Kai, Institut for Ingeniørvidenskab ved Aarhus Universitet. Tlf. 9350 8622, e-mail: Peter.Kai@eng.au.dk

Undersøgelsen er offentliggjort i en DCA-rapport, som frit kan downloades her:

Peter Kai, Anders P. S. Adamsen, Morten L. Jensen, Pernille Kasper, Anders Feilberg, 2017: Ammonia emission from Danish cubicle barns for dairy cows - Effect of floor type and manure scraping. DCA report no. 110, 2017

DCA, Kvæg, Natur, miljø og klima