Stikstofemissie bij kleine herkauwers reduceren door vernevelen micro-organismen

In ons artikel van vorige maand behandelden we uitvoerig de eventuele mogelijkheden voor melkgeiten- en melkschapenbedrijven om de stikstofemissies te reduceren. In dit artikel gaan we dieper in op een van deze mogelijke technieken.

Het algemene kader

Op 23 februari 2024 trad het Stikstofdecreet in voege. Dit decreet zal de komende jaren een grote impact hebben op de veehouderij. Veehouders met varkens, rundvee en pluimvee kregen nu al een PAS-referentie 2030 en de verplichting om hun stikstofuitstoot tegen 2030 drastisch te verlagen. Ze kunnen dit doen door ofwel hun dierenaantal te verminderen ofwel door een (of meerdere) maatregelen te kiezen uit de PAS-lijst, een lijst met goedgekeurde emissiereducerende maatregelen.

Voor de sector van de melkgeiten en (melk)schapen is er momenteel nog geen reductieverplichting van stikstofuitstoot van kracht. Toch zal er ook in deze sectoren al met de stikstofuitstoot rekening worden gehouden bij de aanvraag tot verlengen van een bestaande vergunning en zeker bij het aanvragen van een nieuwe vergunning gericht op bedrijfsuitbreiding. In beide gevallen is het problematisch dat er op de PAS-lijst geen enkele goedgekeurde maatregel staat voor de melkgeiten- en (melk)schapensector… Een opgelegde reductie van stikstofuitstoot kan nu dus enkel door het verminderen van het aantal dieren.

In het hoger genoemde demoproject wordt bekeken welke maatregelen eventueel in aanmerking komen om op de PAS-lijst te komen voor melkgeiten en schapen. Een belangrijk element in het uitstootgebeuren is dat melkgeiten en melkschapen bij ons nagenoeg allemaal in potstallen worden gehouden. Dat zijn ingestrooide stallen, die af en toe worden uitgemest. En hierover is tot op heden heel weinig onderzoek naar potentiële emissies, en evenmin naar reducties ervan.

Emissiebeperking door vernevelen van micro-organismen

Op donderdag 21 mei organiseerden de projectpartners in Beveren-Waas een studienamiddag rond de mogelijkheden van het vernevelen van micro-organismen in veestallen. Kor Mast van de firma Animal Life Plus (ALP) gaf er een technische toelichting. Daarnaast deelden de bedrijfsleiders van 2 melkgeitenbedrijven hun ervaringen met het ALP-systeem.

Praktisch bestaat de vernevelinstallatie uit een centrale unit aangesloten op een leidingensysteem in de stal, waarop om de 90 cm verneveldoppen (nozzles) gemonteerd zijn. De centrale unit omvat een regelkast, een wateraanvoer waar het water gefilterd en ontkalkt wordt, een verdeelvat met de micro-organismenoplossing (ALP-starter of ALP-spray+), een mengvat (water + micro-organismenoplossing) en de nodige doseerpompen. Bij de opstart van een vernevelingsproject in de stal wordt de ALP-starteroplossing met micro-organismen gebruikt, later wordt dit de ALP-spray+oplossing. Het vernevelen onder een druk van 90 bar gebeurt gespreid over dag en nacht 6 à 10 maal, telkens gedurende 20 à 30 seconden. Elke keer wordt in de stal een soort mist gecreëerd. Gezien het om potstallen gaat met natuurlijke ventilatie en open zijwanden, worden kort voor elke verneveling de gordijnen en verluchting gesloten, om ze dan na de verneveling weer te openen. Op de studienamiddag werd geen info rond de aard van de micro-organismen vrijgegeven, maar het zou om Bacillus-stammen gaan, die verschillen in functie van de diersoort (varkens, geiten, pluimvee) in de stal.

In principe kunnen de leidingen met nozzles in de stal door de veehouder zelf worden gemonteerd. Het aantal leidingen, aangebracht in de lengterichting van de stal, hangt af van het volume/de breedte van de stal. Er zou 1 nozzle per 5 m2 nodig zijn. Het onderhoud bestaat uit nazicht op verstoppingen van de doppen, die gereinigd of vervangen moeten worden. Nachtvorst kan wel leiden tot het kapotvriezen van leidingen en de doppen. Bij vorstverwachting moeten de leidingen het best worden drooggeblazen.

Impact op stal, dieren, mens en omgeving

De firma ALP meldt dat als gevolg van het vernevelen in veestallen (varkens, kippen, geiten) vastgesteld wordt dat de biofilm op de roosters verdwijnt en het stof in vlokken wordt neergeslagen; vlokken die zelfs na het opdrogen niet opnieuw uiteenvallen. Daarnaast wordt vastgesteld dat voor mens, dier en omgeving er reductie is van ammoniak in de lucht, van stof en van geuremissie. Een van de gastbedrijven meldt trouwens dat voor hen de geurreductie voor de bewoners in de buurt als zeer succesvol mag worden bestempeld. ALP meldt dat zij volgende ammoniakreducties in de stallucht meten bij vergelijking van een nulmeting (zonder vernevelen) met de toestand na het vernevelen: voor varkens 30 à 50%, voor geiten 50 à 70% en voor kippen 60 à 70%. Dat zijn toch wel frappante resultaten!

Om hun reductievaststelling kracht bij te zetten, deed ALP ook analyses van de mestsamenstelling in varkens- en biggenstallen. Daar zagen ze dat de stikstof in de mest (g/kg) respectievelijk steeg met ruim 200% bij biggen en met 137% bij vleesvarkens, wanneer mest van stallen zonder verneveling vergeleken werd met mest uit stallen met verneveling. Concreet zou de stikstof die minder de lucht ingaat dus na het vernevelen vastgelegd of vastgehouden worden in de mest. Dat is een zeer interessante vaststelling.

Tegelijk stelde de Diergezondheidsdienst in Nederland vast dat er bij slachtvarkens uit stallen waar verneveld wordt, minder longproblemen optraden in vergelijking met varkens uit een stal zonder verneveling. Ook was er minder antibioticagebruik in een stal met verneveling. De impact van het vernevelen van micro-organismen blijkt dus veel ruimer te zijn dan enkel reductie van de ammoniakemissie. Om af te sluiten stelde de vertegenwoordiger van ALP dat ‘de toekomst’ wellicht zal liggen in een combinatie van het gebruik van micro-organismen, samen met bepaalde ingrepen op de voeding via bijvoorbeeld toevoeging van additieven. Hieromtrent loopt er onderzoek.

Bij de discussie onder de aanwezigen kwam de interessante vaststelling naar voor dat de aard van het strooisel in de potstallen bij emissies een rol speelt. Enerzijds zouden vlaslemen een veel beter stalklimaat realiseren dan stro. Anderzijds stelt ALP dat de bacteriën ook een impact uitoefenen op de aerobe vertering van de stalmest, met geurreductie bij het verspreiden ervan.

De dieren zelf passen zich vrij snel aan aan het periodisch vernevelen en blijven rustig.

Wat met de kostprijzen?

De basiskostprijs voor de opstart van een vernevelingssysteem (unit en leidingen) is 20.000 à 30.000 euro. De kostprijs aan producten bedraagt 5 tot 6 euro per geit per jaar. De aanleg van de leidingen in de stal kan door de veehouder gebeuren.

Qua werkbehoefte moeten de nozzles periodisch (3 maand/6 maand) nagekeken en hersteld of vervangen worden. De hele installatie moet elk jaar volledig worden schoongemaakt. In Vlaanderen komt de installatiekost in aanmerking voor VLIF-steun.

Luchtwasser als alternatief?

De 2 geitenbedrijven die op de studienamiddag hun ervaring deelden – Leo De Jong uit Kaatsheuvel Nederland, een bedrijf met 1.500 melkgeiten met 1,3 m²/geit stalruimte en het bedrijf Vermeersch-De Rycke uit Beveren-Waas, met 900 productieve dieren – zijn beide niet enthousiast rond de mogelijke installatie van een biofilter/luchtwasser. Ze verwijzen vooreerst naar de hoge installatiekost, maar daarnaast ook naar de ongunstige impact op het stalklimaat voor dier en mens. Een luchtwasser zou ook een negatieve impact hebben op het kiemgetal van de melk en op de uiergezondheid.

Resultaten

Bij het bedrijf De Jong werd overal in de stal een sensorennetwerk geïnstalleerd. Elke minuut wordt CO2, NH3 (ammoniak) en methaan gemeten. Er is geen meting van geur en fijn stof. Vier keer per jaar worden de emissies door het bedrijf Tauw uit Deventer (www.tauw.nl) gemeten. Dit bedrijf is door de Nederlandse overheid officieel erkend. Er wordt een reductie van 50% van de NH3-emissies vastgesteld. De Nederlandse overheid verwacht evenwel een reductie van 70%. Bovendien is er ook de problematiek van een aanvaarde nulmeting of controle-referentiepunt.

Op het bedrijf Vermeersch-De Rycke werd ten opzichte van de beginsituatie zonder verneveling bij meting na 3 maanden verneveling een reductie van 50% van het ammoniakgehalte gemeten.

Op te merken valt dat deze beloftevolle resultaten niet het gevolg zijn van een officiële meetcampagne, die nodig is om een bepaalde maatregel officieel op de PAS-lijst te krijgen.

Potstallen en meetprotocollen

Om te eindigen veroorloof ik mij, los van deze studiedag, een eigen bedenking in verband met de aanpak/aanvaardbaarheid van de metingen wat emissiereductie inzonderheid in potstallen betreft. We zien onder andere bij het gebruik van zeolieten in potstallen pogingen om de emissies te meten, waar ik mij qua manier van aanpakken toch wel vragen bij stel.

Bij hedendaagse varkens- en pluimveestallen met gecontroleerde luchtinlaten en -uitlaten kan men de uitgaande lucht zowel qua volume als qua samenstelling meten en zo exact bepalen hoeveel stikstof de stal verlaat. Een potstal voor melkgeiten of -schapen daarentegen heeft natuurlijke ventilatie en meestal ook open zijwanden. De luchtvolumes die de stal verlaten, zijn dan ook variabel en moeilijk te bepalen. Daarom zal het bepalen van de impact van een techniek die toegepast is in een potstal anders moeten worden geëvalueerd dan de toepassing van een techniek in een ‘gesloten’ stal, waar de uitgaande luchtstromen volledig kunnen worden gecontroleerd en bemeten. Onze overheid heeft officieel (gemiddelde) uitstootcijfers in kg stikstof per dierplaats per jaar vastgelegd en dit per diersoort in functie van leeftijd. Het zijn ook deze cijfers die bij de berekening van de impactscore worden gehanteerd.

Theoretisch versus effectief reductiepercentage

Past men nu een bepaalde reductietechniek toe in een bepaalde ‘gesloten’ stal waarin een bepaald aantal dieren gehuisvest zijn, dan kan men via controle van de uitgaande luchtstromen de stikstofuitstoot van de stal bepalen en bij uitbreiding ook per dier. Zo kan men dan zien hoeveel reductie er is ten opzichte van de vastgelegde verwachte emissie. We noemen dit het ‘theoretisch’ reductiepercentage. Je kan natuurlijk ook gedurende een bepaalde periode de emissies meten, zonder dat de techniek voor reductie toegepast wordt of werkt. Nadien kan je dan ook een periode meten waarbij de techniek operationeel is. Daarna kan je dan kijken welke reductie je bekomt bij het al of niet toepassen. Als je beide situaties met elkaar vergelijkt, dan krijg je een ‘effectief’ reductiepercentage, in acht genomen dat er qua dieraantallen, dierleeftijden of managementsingrepen ondertussen geen belangrijke veranderingen gebeurd zijn. Het effectieve reductiepercentage zegt natuurlijk veel meer over de echte impact van de toepassing van een techniek dan het ‘theoretische’ reductiepercentage. Als men in een aantal stallen, waar eenzelfde techniek toegepast wordt, soortgelijke metingen doet en de reductiepercentages liggen in dezelfde lijn, dan ligt de weg naar de PAS-lijst open.

Andere aanpak van metingen in potstallen

Hebben we echter met een potstal te maken, dan moeten we dit mijns inziens anders aanpakken. Potstallen hebben in de regel natuurlijke ventilatie en deels geopende zijwanden. Het luchtvolume dat de stal verlaat, hangt dus af van de winddruk, van de windrichting en van de grootte van de openingen in/uit. Het luchtvolume dat continu de stal verlaat, is dus zeer wisselend. De ammoniakconcentratie in de stal hangt af van het aantal dieren in de stal, hun productiefase en ouderdom, de dikte en ouderdom van de mestlaag en natuurlijk van de natuurlijke ventilatiecapaciteit. Dit is dus bedrijfs- en managementsgerelateerd en stalgebonden.

Het heeft geen zin om alles te gaan afsluiten om metingen te doen in een potstal. Om de reductie, die een bepaalde techniek met zich meebrengt, te bepalen, moet men, naar ons gevoel, zonder veel hoogdravende natuurkundige berekeningen, in een bepaalde stal een gemiddeld ammoniakniveau in de stallucht bepalen over een langere (controle-) periode (3 maand, 6 maand, 1 jaar?) en dan bij gelijkblijvend management over een even lange periode het ammoniakgehalte van de stallucht meten bij toepassing van een bepaalde techniek. Als de meetperiode voldoende lang is, kunnen we ervan uitgaan dat de variatie in luchtvolumes die een potstal verlaten, veroorzaakt door windintensiteit, windrichting en grootte van de ventilatieopeningen, gelijkaardig zal zijn in de controleperiode als na toepassing van de techniek. Er bestaan voldoende sensoren die in staat zijn om vlot en zonder veel kosten voor een quasi continue meting van het ammoniakgehalte in de stal te zorgen. Je kan daarbij de sensoren zo over de stal verdelen dat ook de eventuele variatie in luchtsamenstelling binnen de stal doorheen de tijd in beeld gebracht wordt. Uit de vergelijking van het gemiddelde resultaat van de controleperiode en het gemiddelde van de periode waarin een bepaalde techniek in de stal toegepast wordt, kan dan het reductiepercentage van de toepassing van deze techniek berekend worden. En daar gaat het in de huidige regelgeving om. Als dit gelijklopend in meerdere stallen en situaties gebeurt en tot eenduidige resultaten leidt, dan zijn we waar we moeten zijn en kan de maatregel in de PAS-lijst worden opgenomen.

Belang van correcte cijfers

Erkenning van nieuwe technieken voor de PAS-lijst moet gebaseerd zijn op correcte cijfers, maar er is bij de wetenschappelijke omkadering geen Nobelprijs Fysica nodig om tot erkenning van technieken te komen, ook niet in potstallen. Om maar te zeggen dat we het als wetenschappers misschien soms wat of veel te ver gaan zoeken. Gebruik de eigen stal als referentie en controle, en zeg dat een voormalig statisticus het gezegd heeft!

André Calus