Proxecto Circular Agronomics H2020: ciclos eficientes de carbono, nitróxeno e fósforo no sistema agroalimentario europeo e procesos relacionados upstream e downstream para mitigar as emisións
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2018 -2023
- Orzamento asignado 6.999.795,5 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Circular Agronomics
Dentro do WP2 e do WP3, desenvolvéronse cinco tecnoloxías innovadoras para producir bioprodutos e recuperar nutrientes e carbono de diferentes residuos agroalimentarios (auga), mentres se minimizan as emisións de GEI e amoníaco (secado solar, microfiltración e fertirrigación, desgasificación ao baleiro, recuperación de k-estruvita e tratamento de membranas). Algúns deles alcanzaron uns TRL elevados (ata 7) e están listos para a súa explotación. Ofreciuse un folleto operativo e unha visión xeral doutros sitios. Obtivéronse ata seis bioprodutos que cumpren o novo Regulamento Europeo de Fertilizantes ou os requisitos de aplicación de estruvita. Puidemos recuperar máis do 83% do P en forma de estruvita das augas residuais de soia e ata un 62% do N do dixestato de esterco, que permanece no fertilizante nunha forma máis estable. As emisións de amoníaco reducíronse nun 86 % coa fertirrigación en comparación co habitual, e nun 23 % durante o almacenamento do esterco cando se utiliza esterco de alimentación de precisión fronte á alimentación convencional, mentres que o paso de acidificación durante o proceso de secado solar reduciu as emisións de amoníaco ata un 90 %.
Para pechar o ciclo, probáronse os produtos xerados en WP2 e WP3 en varios ensaios agronómicos/hortícolas dentro do WP1, e implementáronse diferentes estratexias para reducir o excedente de nutrientes e aumentar o uso de nutrientes e as reservas de C (estratexias de fertilización, especies xenotípicas, inhibidores da nitrificación, etc.). Algúns dos resultados clave son: Nos ensaios de fertilización a longo prazo despois de sete anos de aplicación de fertilizantes orgánicos, as reservas de SOC son > 20% máis altas nos 10 cm superiores de solo en comparación co fertilizante mineral. A desgasificación ao baleiro do dixestato limita as perdas de N cun pequeno custo de rendemento. Bo potencial para o dixestato microfiltrado e o dixestato acidificado seco para substituír os fertilizantes minerais á vez que reducen as emisións de amoníaco.
Nos sistemas de cultivo mixtos, o leite de leite procedente da alimentación de precisión non é un fertilizante tan eficiente como o da alimentación convencional, pero o contido proteico do cultivo é maior. Con limitacións de fósforo, a combinación de raigrás e festuca permite un aumento considerable do rendemento en comparación cos seus respectivos monocultivos, mentres que a estruvita como fertilizante P (e N) mantén o rendemento dos cultivos ao tempo que mitiga significativamente as emisións de óxido nitroso.
Mediante a aplicación de diferentes estratexias innovadoras, é posible reducir ata un 20% o excedente de nutrientes e aumentar a eficiencia de nutrientes e as reservas de carbono do solo, tanto directamente (estratexias de fertilización, especies xenotípicas, inhibidores da nitrificación, etc.) como indirectamente (redución/recuperación de N e P dos estercos e residuos de alimentos [auga]). Pódese conseguir unha redución das emisións de GEI e amoníaco de máis do 15% aplicando estratexias como alimentación, acidificación ou fertirrigación, ao tempo que se fomenta o uso de fertilizantes de base biolóxica que se produciron de forma eficiente mediante as 5 tecnoloxías innovadoras desenvolvidas (secado solar (TRL7), fertirrigación con dixestato microfiltrado (TRL8), recovery TRL6, recovery TRL8). (TRL6) e tratamento de membrana (TRL6)).
Os fertilizantes desecados solares e a fertilización con dixestato microfiltrado son as tecnoloxías máis prometedoras desde o punto de vista ambiental, con menor impacto, mentres que os sistemas de alimentación de precisión son a tecnoloxía máis rendible, cun 21% de ingresos netos agrícolas superiores ao sistema convencional.
Desde unha perspectiva social, os agricultores con actitudes ecocéntricas teñen máis probabilidades de adoptar tecnoloxías que demostraron un beneficio económico potencial. Se os agricultores adoptan estas prácticas agrícolas circulares máis sostibles, os consumidores estarán dispostos a pagar un prezo máis alto por estes produtos alimenticios producidos de forma sostible.
A agronomía circular (CA) ofrece unha síntese completa de solucións prácticas para mellorar o ciclo actual de carbono (C), nitróxeno (N) e fósforo (P) nos agroecosistemas europeos e os procesos relacionados upstream e downstream dentro da cadea de valor da produción de alimentos. As solucións propostas constituirían un paso máis para facer da agricultura unha parte integrante dunha economía circular aumentando a eficiencia dos recursos ao tempo que se abordan os desafíos ambientais asociados, como as emisións de gases de efecto invernadoiro e amoníaco, así como a eutrofización das masas de auga.
A través de sete paquetes de traballo e seis estudos de caso, que representan localizacións con diferentes condicións bioxeográficas e retos ambientais propios do sector agrícola europeo, a CA pretende contribuír ao desenvolvemento de economías sostibles, resilientes e inclusivas que formen parte de sociedades circulares e sen residuos.
O consorcio internacional e de múltiples partes interesadas implicado ten como obxectivo (i) aumentar a comprensión dos fluxos de C, N, P e o potencial relacionado para reducir os impactos ambientais a nivel agrícola e rexional en diferentes condicións bioxeográficas; (ii) Pechar os ciclos agrícolas, desde a gandería ata a produción de cultivos, e aumentar a reutilización de residuos e augas residuais da industria alimentaria para mellorar a fertilidade do solo e aumentar a eficiencia no uso de nutrientes; (iii) Destacar o rendemento de diferentes prototipos de sistemas agroecolóxicos e aumentar a sustentabilidade da produción de alimentos na UE; e (iv) Contribuír á mellora das Políticas Agrícolas Europeas mediante recomendacións baseadas en evidencias, dirixidas polos agricultores e relevantes para os consumidores para a cadea agroalimentaria. A avaliación social, económica e ambiental transversal garante a sustentabilidade global da solución investigada.
En AC, utilizouse un enfoque innovador (imaxes hiperespectrales) para a avaliación con resolución ultra alta (~60 μm por píxel) de varias propiedades químicas do solo nun estado non perturbado e sen mestura, o que permite unha análise máis sensible dos cambios no perfil do solo. Isto mellorou considerablemente a comprensión das emendas do solo en relación coa captura de carbono. AC desenvolveu un novo enfoque que combina a aplicación de fertilizantes orgánicos despois da plantación (de millo, entre filas) con inhibidores da nitrificación. Esta combinación permitiu un axuste rendible da dispoñibilidade de nutrientes e da demanda das plantas. O dixestato microfiltrado para fertirrigación (MDF) demostrouse como un prototipo prometedor para o uso directo de dixestato líquido para fertirrigación con liñas de irrigación por goteo, aumentando a eficiencia no uso de nutrientes, reducindo as emisións e minimizando o consumo de auga. O MDF ten unha menor demanda de enerxía e menor custo que a filtración por membrana. Desenvolveuse un novo sistema de secado solar para producir fertilizantes de base biolóxica.
Na gandería intensiva de leite, CA promoveu o uso de sistemas de alimentación de precisión nas vacas de leite para adaptar os nutrientes ás súas necesidades e reducir así a excreción de nitróxeno no esterco e as emisións de gases de efecto invernadoiro (GEI) mellorando a eficiencia alimentaria.
Ademais, como parte do foco de investigación de CA, investigouse o illamento de potenciais bacteriófagos para controlar o número de bacterias produtoras de amoníaco no rumen das vacas de leite. Nas explotacións leiteiras extensivas, CA céntrase na fisioloxía das vacas e compara diferentes estratexias de alimentación a través da cámara de respiración, o que permitiu combinar non só a alimentación cos ciclos de nutrientes, senón tamén con gases e emisións de GEI, estudando todo o fluxo de nutrientes. O soro de leite separouse mediante innovadoras membranas nanofibrosas electrospun, en comparación coas tecnoloxías recentes (ultrafiltración, ósmose inversa), con tratamento adicional do concentrado (pulido, secado) para a industria alimentaria do soro de leite azedo-doce. Os produtos de soro ácido xa non se desperdiciarán, senón que se reutilizarán na gandería e na agricultura. Desenvolvemos unha nova tecnoloxía de recuperación de nitróxeno que se pode integrar nas plantas de biogás existentes mediante o tratamento sidestream. A desgasificación ao baleiro pode procesar fases mixtas (sólidos e líquidos; non require filtración nin outro pretratamento excesivo), non require calor adicional e, polo tanto, é máis económica que o decapado. Desenvolveuse un novo tratamento que utiliza encimas comerciais para estimular a liberación de fosfato do ácido fítico. O proceso é flexible e adáptase ao tratamento de residuos e augas residuais da planta de procesamento de soia.
O proxecto ten un impacto directo en cuestións políticas/xurídicas, ambientais, sociais, tecnolóxicas e económicas. CA contribuíu ao desenvolvemento de políticas eficaces e colaborativas proporcionando recomendacións políticas claras e baseadas en evidencias que axudarán aos responsables políticos a identificar as barreiras políticas para pechar os ciclos de nutrientes. Ademais, o proxecto aportou novos aportes aos debates sobre a mellora da PAC, xa que a nosa investigación de vangarda fomentou novos coñecementos sobre a elaboración de políticas, por exemplo, sobre a percepción do importante papel do carbono na agricultura, así como sobre o risco fronte ás posibilidades relacionadas co uso de residuos de orixe biolóxica. CA desenvolveu solucións técnicas asequibles que se encadran nas estruturas actuais da agricultura europea, minimizando a presión económica sobre os produtores do sector agrícola europeo para que os custos de produción de alimentos se manteñan estables. A análise social dentro do WP4 levou ao desenvolvemento de medidas non técnicas, como accións políticas, cara a unha maior suficiencia na agricultura, o consumo de alimentos e a xestión de residuos.
- INSTITUT DE RECERCA I TECNOLOGIA AGROALIMENTARIES (IRTA - CERCA)
Proxectos relacionados
