WENR19 Perspectieven voor toepassing van herwonnen humuszuren in de landbouw

Geplaatst op: 29 maart 2021

Aanleiding van het project

Humuszuren zijn het restproduct van vergaande afbraak van organisch materiaal.
Ze worden gewonnen uit bruinkool en (op pilot schaal) bij drinkwaterproductie. Ook komen humuszuren in hoge concentraties voor in afvalwater van installaties waar organisch afval en mest worden vergist of gecomposteerd. Daarnaast komen ze ook in hoge concentraties voor in het effluent van rioolwaterzuiveringen. Met innovatieve membraantechnologie is het mogelijk om afvalwater van humuszuren te ontdoen en daarbij gelijktijdig het fosfaat en stikstof uit het effluent te verwijderen. Hierdoor wordt de belasting van oppervlaktewater met nutriënten verlaagd. Bij dit proces worden humuszuren in de vorm van een concentraat teruggewonnen. De op deze wijze verkregen humuszuren zijn vele malen duurzamer én voordeliger dan de traditionele humuszuurproducten, welke door middel van een loog-extractie gewonnen worden uit bruinkool. Door de winning van humuszuren uit afvalwater ontstaan er dus kansen voor grootschalige toepassing van humuszuren in sectoren waar de toepassing van de traditionele humuszuren niet kosteneffectief is

Doel van het project

Het project heeft als doel om de kansen voor de afzet van herwonnen humuszuren in de land- en tuinbouw te boordelen. Ondanks de potentie van humuszuren als biostimulant, zijn de afzetmogelijkheden voor humuszuren in Nederland namelijk vooralsnog beperkt. Het product is in de Nederlandse land- en tuinbouw nog onbekend. Om humuszuren te kunnen positioneren als groei-verbeterend middel, moet de werkzaamheid worden aangetoond onder praktijk-relevante condities. Daarnaast is meer inzicht nodig in de samenstelling van humuszuurproducten in relatie tot de herkomst. Op basis van deze projectresultaten kunnen de perspectieven voor grootschalige afzet van humuszuren naar de landbouw beoordeeld worden. Op deze wijze draagt het project bij aan het realiseren van een betere waterkwaliteit en een duurzamere land- en tuinbouw. Tevens past het hergebruik van humuszuren uit afvalstromen bij de ambities om te komen tot een circulaire economie.

Omschrijving van de activiteiten

In het project werd onderzoek gedaan de naar samenstelling van herwonnen en commerciële humuszuren. Daarnaast werden diverse testen uitgevoerd om effecten van humuszuren op de gewasontwikkeling en beschikbaarheid van nutriënten aan te tonen. Eén van de projectpartners heeft daarnaast een praktijkproef opgezet waarin humuszuur is getest als biostimulant bij uien. De testen zijn uitgevoerd met lage productdoseringen overeenkomend met adviesdoseringen van commerciële aanbieders van humuszuren. De herwonnen humuszuren waren afkomstig van een full-scale mestverwerkingsinstallatie en van pilot testen met afvalwater en proceswater van een GFT verwerkende installatie.

Verwachte resultaten

Het project heeft geleid tot de volgende resultaten:
1) Kennis van de samenstelling van humuszuurproducten in relatie tot herkomst
2) Kennis van de effecten van herwonnen humuszuren op gewasgroei en opname van nutriënten.
3) Inzicht in de effecten van humuszuren op de uitspoeling van nutriënten naar grondwater (N,P)
4) Inzicht in de perspectieven voor de afzet van herwonnen humuszuren naar de land- en tuinbouw
Op basis van de projectresultaten zullen de aangesloten private partners de business case voor het verwijderen van humuszuren uit afvalwater verder uit te werken. Positieve projectresultaten zullen direct een sterke stimulans geven aan de implementatie van membraantechnologie voor het zuiveren van humuszuurrijk afvalwater en effluent.

Er bestaan nog veel onzekerheden over de werkingsmechanismen en effectiviteit van humuszuren als biostimulant. Zo bestaan er grote verschillen in de effectiviteit van humuszuren in diverse wetenschappelijke publicaties. Uit literatuur blijkt dat humuszuren gemiddeld gezien een opbrengst-verhogend effect hebben echter, in de helft van de publicaties wordt géén effect aangetoond. Het is nog onduidelijk wat deze verschillen veroorzaakt en onder welke condities humuszuren effectief zijn. Mogelijk liggen verschillen in grondsoort en bodemvruchtbaarheid hieraan ten grondslag. Humuszuren worden al veel toegepast in o.a. Spanje en Turkije op alkalische gronden met een lage beschikbaarheid van micro-nutriënten zoals zink en ijzer. In eerdere praktijkproeven met humuszuren in België werden geen consistente effecten gevonden.
Binnen het project zijn de aangeleverde humuszuurproducten uitvoerig gekarakteriseerd. Spectroscopische analyse van de organische fractie toont aan dat herwonnen humuszuren qua structuur lijken op humuszuren in commerciële humuszuurproducten van de producent HuminTech. Zowel voor de commerciële humuszuurproducten als herwonnen humuszuren werden geen effecten op gewasgroei of nutriëntopname aangetoond. Dit blijkt uit een potproef met mais waarin zes humuszuurproducten zijn getest op twee grondsoorten. Toepassing van humuszuur leidde wel tot een hogere concentratie opgelost organisch koolstof in de bodemoplossing. Ook de fosfaatbeschikbaarheid in de bodem nam licht toe maar dit effect was onvoldoende om de fosfaatopname van het gewas te verhogen. Uit een andere test bleek dat de blootstelling van jonge maisplanten aan een oplossing met humuszuren geen significante verhoging van de wortel- en spruitbiomassa gaf.
In het project is de biostimulerende werking van de herwonnen producten onderzocht. Dat wil zeggen dat de producten getest zijn bij zeer lage doseringen zoals gebruikelijk is voor biostimulerende middelen. Het wordt aanbevolen om verder te verkennen of de producten effectief zijn bij hogere doseringen en in de markt gezet kunnen worden als vloeibare bodemverbeteraar of organische meststof. In de Nederlandse landbouw is behoefte aan meststoffen met een hoog gehalte aan organische stof en/of stikstof mits het fosfaatgehalte van deze producten voldoende laag is. Het verhogen van het stikstofgehalte in de humuszuurproducten kan daarbij gunstig zijn.

Innovativiteit

Humuszuren worden reeds gebruikt als biosimulant in land- en tuinbouw. Huidige commercieel beschikbare humuszuurproducten worden gewonnen uit fossiele bronnen zoals bruinkool. Binnen een circulaire economie past de ontwikkeling van gebruik van humuszuren uit mest en andere waterige reststromen. Bijkomend voordeel is dat het verwijderen van humuszuren uit waterige reststromen ook bijdraagt aan betere mogelijkheden voor het terugwinnen van stikstof en fosfaat uit deze reststromen. Om herwonnen humuszuren in de markt te zetten is echter meer kennis nodig van de condities waaronder positieve effecten van humuszuren op gewasgroei of nutriënten opname verwacht mogen worden.

Valorisatie

De betrokken bedrijven gaan met de opgedane kennis aan de slag om de perspectieven voor verwaarding van humuszuren voor hun specifieke reststroom verder te verkennen.

Link naar projectresultaten…