Het oude gezegde 'afval niet, wil niet' geldt voor veel situaties in het leven, maar misschien onverwacht, het is ook relevant als we het over poep hebben.

Dierlijk afval op de grond zetten is al lang geaccepteerd als een manier om het te hergebruiken en te recyclen, maar hoe effectief het is bij het verhogen van de plantengroei in vergelijking met synthetische of door de mens gemaakte meststoffen, is niet goed begrepen op een groot, landbouw schaal.

Maar nu een team, onder leiding van professor Deli Chen aan de Universiteit van Melbourne, heeft 141 onderzoeken geanalyseerd waarin dierlijk afval, inclusief vee, varkens- en pluimveemest, werd op gewassen gebruikt om een ​​deel of alle synthetische stikstofmeststoffen te vervangen.

De studie, waarin professor Chen en dr. Shu Kee Lam van de School of Agriculture and Food samenwerkten met dr. Longlong Xia en dr. Xiaoyuan Yan van het Institute of Soil Science van de Chinese Academie van Wetenschappen, ontdekte dat er voordelen zijn op de boerderij en daarbuiten.

"Synthetische meststoffen worden veel gebruikt omdat ze planten voorzien van de beschikbare stikstof die ze nodig hebben om eiwitten te produceren om te groeien, en om energie van de zon op te vangen via fotosynthese, " zegt professor Chen, die aan het hoofd staat van de Bodemonderzoeksgroep van de universiteit.

"Maar de wereldwijde jaarlijkse productie van stikstof uit dierlijke mest bereikte momenteel ongeveer 100 miljoen ton, dus er is veel potentieel voor de landbouw."

Uit het onderzoek bleek dat de gewasopbrengst met 12,7 procent kan worden verhoogd wanneer tussen de helft en driekwart van de kunstmest wordt vervangen door dierlijk afval. En het verhogen van de opbrengsten is belangrijker dan ooit, aangezien de wereldbevolking in 2050 naar schatting 9,7 miljard zal bereiken.

Maar de vervanging verminderde ook de stikstofvervuiling in de vorm van gassen en afspoeling in vergelijking met kunstmest.

Het gebruik van dierlijk afval leidde ook tot een betere opslag van koolstof in de bodem, wat betekent dat er minder koolstof verloren gaat aan de atmosfeer als het broeikasgas koolstofdioxide.

Professor Chen en zijn collega's suggereren dat het vervangen van mest door kunstmest de micro-organismen in de bodem kan bevorderen om de stikstof en koolstof in de bodem beter te immobiliseren of 'op te sluiten'. Deze geïmmobiliseerde stikstof zou dan gedurende het groeiseizoen beschikbaar zijn voor het gewas.

"We hebben allemaal de beelden gezien van de vernietiging door blauwalgen in onze rivieren. De kosten om deze ecologische ramp te herstellen zijn enorm. Een ander bekend voorbeeld is de overmatige nutriënten van meststoffen die het Great Barrier Reef instromen, ’ zegt professor Chen.

Ongeveer 50 procent van de stikstof die op landbouwgrond wordt toegepast, gaat verloren aan het milieu, en dat loopt op tot ongeveer 70 procent in veevoedergronden. Dit creëert een van de grootste problemen in de landbouw van vandaag:stikstofvervuiling.

Deze resultaten benadrukken het belang van het aannemen van een geschikte substitutiegraad voor het produceren van hogere opbrengsten met een lagere stikstofvervuiling.

Het team ontdekte dat wanneer mest wordt gebruikt in plaats van kunstmest, ammoniakemissie daalde met 27 procent, de uitspoeling van stikstof naar het grondwater nam af met 29 procent en ook de afspoeling van stikstof met 26 procent.

De mest levert ook andere voedingsstoffen zoals fosfor, kalium en essentiële micronutriënten voor gewassen.

Naast agronomische en ecologische voordelen, het gebruik van dierlijk afval als aanvulling op synthetische mest is van enorm financieel voordeel voor voedselproducenten, zegt professor Chen.

Maar er zijn enkele beperkingen. Sommige gewassen, waaronder granen en groenten, groeiden niet zo goed met pure mestvervanging, en professor Chen ontdekte dat deze gewassen misschien een kleine 'kickstart' met synthetische stikstof nodig hebben. Maar 75 procent van de kunstmest kan nog steeds gebaseerd zijn op dierlijk afval.

Deze resultaten benadrukken het belang van het toepassen van de juiste mestvervangingsgraad voor het produceren van hogere opbrengsten met minder stikstofvervuiling.

De volgende stap voor het team is het maximaliseren van de hoeveelheid stikstof die kan worden teruggewonnen uit dierlijk afval.

In een eerdere studie, ze hebben al aangetoond dat het toevoegen van bruinkool aan het dierlijke afval het stikstofverlies in de vorm van ammoniak vermindert. De resultaten laten zien dat de vastgehouden stikstof de kunstmestwaarde van AUD $ 49 per koe per jaar zou hebben. Met een gemiddelde feedlot met ongeveer 20, 000 runderen, dat zou gelijk staan ​​aan ongeveer een miljoen Australische dollar per jaar.

De onderzoekers zullen deze technologie verder testen - in samenwerking met moderne intensieve zuivelfabrieken, varkens- en kippenboerderijen met een subsidie ​​van het Cooperative Research Centers Partnerships Program van AUD $ 7 miljoen.

"Hier passen we het motto 'use it or loose it' toe. Als we dierlijk afval zien als een industriële hulpbron, we kunnen voorkomen dat het verloren gaat aan het milieu., ’ zegt professor Chen.