Projecte H2020 Circular Agronomics: cicles eficients del carboni, el nitrogen i el fòsfor al sistema agroalimentari europeu i processos relacionats ascendents i descendents per mitigar les emissions
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2018 -2023
- Pressupost assignat 6.999.795,5 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte Circular Agronomics
Dins dels WP2 i WP3, s'han desenvolupat cinc tecnologies innovadores per produir bioproductes i recuperar nutrients i carboni de diferents residus agroalimentaris (aigua), minimitzant alhora les emissions de GEH i amoníac (assecat solar, microfiltració i fertirrigació, desgasificació al buit, recuperació de k-evita). Algunes han arribat a alts TRL (fins a 7) i ja estan a punt per a la seva explotació. S'ha lliurat un fulletó d'explotació i una aproximació a altres emplaçaments. S'han obtingut fins a 6 bioproductes que compleixen el nou Reglament Europeu de Fertilitzants o els requisits d'aplicació d'estruvita. Hem pogut recuperar més del 83% de P en forma d'estruvita de les aigües residuals de soja i fins al 62% de N del digestat de fems, que roman al fertilitzant de forma més estable. Les emissions d'amoníac s'han reduït amb fertirrigació en un 86% en comparació amb el negoci habitual, i durant l'emmagatzematge de fems en un 23% quan s'utilitzen fems procedents de l'alimentació de precisió davant de la convencional, mentre que el pas d'acidificació durant el procés d'assecat solar va permetre reduir les emissions d'a
Per tancar els cicles, els productes generats a WP2 i WP3 s'han provat en diversos assaigs agronòmics/hortícoles dins de WP1, i s'han implementat diferents estratègies per reduir l'excedent de nutrients i augmentar l'ús de nutrients i les reserves de C (estratègies de fertilització, espècies genotípiques, inhibidors). Alguns dels principals resultats són: En els assaigs de fertilització a llarg termini després de set anys d'aplicació de fertilitzants orgànics, les reserves de SOC són >20% més altes en els primers 10 cm del terra en comparació del fertilitzant mineral. La desgasificació al buit del digestat limita les pèrdues de N a un petit cost per al rendiment. Bon potencial per al digestat microfiltrat i el digestat acidificat sec per reemplaçar el fertilitzant mineral alhora que es redueixen les emissions d'amoníac.
En sistemes agrícoles mixtos, el purí de llet provinent de l'alimentació de precisió no és un fertilitzant tan eficient com el de l'alimentació convencional, però el contingut proteic del cultiu és més gran. Amb limitacions de fòsfor, la combinació de raigràs i festuca permet un augment considerable del rendiment en comparació dels seus respectius monocultius, mentre que l'estruvita com a fertilitzant de P (i N) manté el rendiment del cultiu alhora que mitiga considerablement les emissions d'òxid nitrós.
Aplicant diferents estratègies innovadores, és possible reduir l'excedent de nutrients fins a un 20% i augmentar l'eficiència dels nutrients i les reserves de carboni a terra, tant directament (estratègies de fertilització, espècies genotípiques, inhibidors de la nitrificació, etc.) com indirectament (reduint/recuperant N i P de l'alimentació). Es pot aconseguir una reducció de les emissions de GEI i amoníac de més del 15% aplicant estratègies com l'alimentació, l'acidificació o la fertirrigació, alhora que es promou l'ús de fertilitzants de base biològica que s'han produït eficientment mitjançant les 5 tecnologies innovadores desenvolupades (l'assecat solar (TRL7) (TRL8), la desgasificació al buit (TRL6), la recuperació d'estruvita (TRL6) i el tractament amb membranes (TRL6)).
Els fertilitzants assecats amb energia solar i la fertilització amb digestat microfiltrat són les tecnologies més prometedores des del punt de vista ambiental, amb el menor impacte, mentre que els sistemes d'alimentació de precisió són la tecnologia més rendible, amb un ingrés net agrícola un 21% superior al del sistema convencional.
Des d'una perspectiva social, els pagesos amb actituds ecocèntriques són més propensos a adoptar tecnologies que han demostrat un benefici econòmic potencial. Si els agricultors adopten aquestes pràctiques agrícoles circulars i més sostenibles, els consumidors estaran disposats a pagar un preu més alt per aquests productes alimentaris produïts de manera sostenible.
L'agronomia circular (AC) proporciona una síntesi exhaustiva de solucions pràctiques per millorar el cicle actual del carboni (C), el nitrogen (N) i el fòsfor (P) als agroecosistemes europeus i els processos ascendents i descendents relacionats dins de la cadena de valor de la producció alimentària. Les solucions proposades constituirien un pas més per fer de l'agricultura una part integral d'una economia circular en augmentar l'eficiència dels recursos i, alhora, abordar els desafiaments ambientals associats, com ara les emissions de gasos d'efecte hivernacle i amoníac, així com l'eutrofització dels cossos d'aigua.
Al llarg de 7 paquets de treball i 6 estudis de cas, que representen ubicacions amb diferents condicions biogeogràfiques i desafiaments ambientals típics del sector agrícola europeu, l'objectiu de l'AC és contribuir al desenvolupament cap a economies sostenibles, resilients i inclusives que formin part de societats circulars i de zero residus.
El consorci internacional i multiactor involucrat té com a objectiu (i) augmentar la comprensió dels fluxos de C, N, P i el potencial relacionat per reduir els impactes ambientals a nivell agrícola i regional en diferents condicions biogeogràfiques; (ii) Tancar els cicles de l'agricultura, des de la ramaderia fins a l'agricultura, i incrementar la reutilització de residus i aigües residuals de la indústria alimentària per millorar la fertilitat del sòl i augmentar l'eficiència en l'ús de nutrients; (iii) Destacar el rendiment de diferents prototips de sistemes agroecològics i augmentar la sostenibilitat de la producció alimentària a la UE; i (iv) Contribuir a la millora de les polítiques agrícoles europees mitjançant recomanacions basades en l'evidència, dirigides pels agricultors i rellevants per als consumidors, per a la cadena agroalimentària. L´avaluació transversal social, econòmica i ambiental garanteix la sostenibilitat general de la solució investigada.
En AC, s'ha utilitzat un enfocament innovador (imatges hiperespectrals) per a l'avaluació amb una resolució ultraalta (~60 μm per píxel) de diverses propietats químiques del sòl en estat inalterat, sense barreja, cosa que permet una anàlisi més sensible dels canvis al perfil del sòl. Això ha millorat considerablement la comprensió de les esmenes del sòl en relació amb el segrest de carboni. AC ha desenvolupat un enfocament nou que combina l'aplicació de fertilitzant orgànic després de la sembra (de blat de moro, entre fileres) amb inhibidors de la nitrificació. Aquesta combinació ha permès un ajustament rendible de la disponibilitat de nutrients i la demanda de la planta. El digestat microfiltrat per fertirrigació (MDF) s'ha provat com un prototip prometedor per a l'ús directe de digestat líquid per fertirrigació amb línies de reg per degoteig, cosa que augmenta l'eficiència en l'ús de nutrients, redueix les emissions i minimitza el consum d'aigua. El MDF té menys demanda energètica i un menor cost que la filtració per membrana. S'ha desenvolupat un nou sistema d'assecatge solar per produir fertilitzants de base biològica.
A la ramaderia lletera intensiva, la CA ha promogut l'ús de sistemes d'alimentació de precisió en vaques lleteres per ajustar els nutrients a les seves necessitats i, per tant, reduir l'excreció de nitrogen als fems i les emissions de gasos d'efecte hivernacle (GEI) en millorar-ne l'eficiència alimentària.
A més, com a part de l'enfocament de recerca de la CA, s'ha investigat l'aïllament de bacteriòfags potencials per controlar la quantitat de bacteris productors d'amoníac al rumen de les vaques lleteres. A les explotacions lleteres extensives, la CA se centra en la fisiologia de les vaques i compara diferents estratègies d'alimentació a través de la cambra de respiració, cosa que ha permès combinar no només l'alimentació amb els cicles de nutrients, sinó també amb els gasos i emissions de GEH, estudiant el flux complet de nutrients. El sèrum s'ha separat mitjançant innovadores membranes nanofibroses electrofilades, en comparació amb tecnologies recents (ultrafiltració, osmosi inversa), amb un tractament addicional del concentrat (polit, assecat) per a la indústria alimentària de sèrum dolç i àcid. Els productes de sèrum àcid ja no es desaprofitaran, sinó que es reutilitzaran a la ramaderia i l'agricultura. Hem desenvolupat una nova tecnologia de recuperació de nitrogen, que es pot integrar a les plantes de biogàs existents mitjançant el tractament de flux lateral. La desgasificació al buit pot processar fases mixtes (sòlids i líquids; no requereix filtració ni altres pretractaments excessius), no requereix calor addicional i, per tant, és més econòmica que l'stripping. S'ha desenvolupat un tractament nou mitjançant enzims comercials per estimular l'alliberament de fosfat de l'àcid fític. El procés és flexible i sʻadapta al tractament de residus i aigües residuals de la planta de processament de soja.
El projecte té un impacte directe a nivell polític/legal, ambiental, social, tecnològic i econòmic. CA ha contribuït al desenvolupament d'una formulació de polítiques conjunta i eficaç en proporcionar recomanacions polítiques clares i basades en l'evidència que ajudaran els responsables polítics a identificar barreres polítiques per tancar els cicles de nutrients. A més, el projecte ha proporcionat noves aportacions als debats de millora de la PAC, ja que la nostra investigació d'avantguarda ha promogut idees noves en la formulació de polítiques, per exemple, sobre la percepció de l'important paper del carboni a l'agricultura, així com sobre els debats de risc vs. possibilitats relacionades amb lús de residus dorigen biològic. CA ha desenvolupat solucions tècniques assequibles que s'ajusten a les estructures actuals de l'agricultura europea i han minimitzat la pressió econòmica sobre els productors dins del sector agrícola europeu perquè els costos de producció d'aliments es mantinguin estables. L'anàlisi social dins del WP4 ha portat al desenvolupament de mesures no tècniques, com accions polítiques, cap a una major suficiència en l'agricultura, el consum d'aliments i la gestió de residus.
- INSTITUT DE RECERCA I TECNOLOGIA AGROALIMENTARIES (IRTA - CERCA)
Projectes relacionats
