Bauen Sie Ihren eigenen Bioreaktor | Guizhou SummitTrail Co., Ltd

Veröffentlicht: 31. Januar 2023

Features, Neuigkeiten

„(Erforderlich)“ kennzeichnet erforderliche Felder

gform.initializeOnLoaded( function() {gformInitSpinner( 10, 'https://www.grainews.ca/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.svg', true );jQuery('#gform_ajax_frame_10').on('load',function(){var contents = jQuery(this).contents().find('*').html();var is_postback = contents.indexOf('GF_AJAX_POSTBACK') >= 0;if(!is_postback){return;}var form_content = jQuery(this).contents().find('#gform_wrapper_10');var is_confirmation = jQuery(this).contents().find('#gform_confirmation_wrapper_10').length > 0;var is_redirect = contents.indexOf('gformRedirect(){') >= 0;var is_form = form_content.length > 0 && ! is_redirect && ! is_confirmation;var mt = parseInt(jQuery('html').css('margin-top'), 10) + parseInt(jQuery('body').css('margin-top'), 10) + 100;if (is_form){jQuery('#gform_wrapper_10').html(form_content.html());if(form_content.hasClass('gform_validation_error')){jQuery('#gform_wrapper_10').addClass('gform_validation_error');} sonst {jQuery('#gform_wrapper_10').removeClass('gform_validation_error');}setTimeout( function() { /* den Bildlauf um 50 Millisekunden verzögern, um einen Fehler in Chrome zu beheben */ jQuery(document).scrollTop(jQuery('# gform_wrapper_10').offset().top - mt); }, 50 );if(window['gformInitDatepicker']) {gformInitDatepicker();}if(window['gformInitPriceFields']) {gformInitPriceFields();}var current_page = jQuery('#gform_source_page_number_10').val();gformInitSpinner( 10, 'https://www.grainews.ca/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.svg', true );jQuery(document) .trigger('gform_page_loaded', [10, current_page]);window['gf_submitting_10'] = false;}else if(!is_redirect){var Bestätigung_content = jQuery(this).contents().find('.GF_AJAX_POSTBACK') .html();if(!confirmation_content){confirmation_content = content;}setTimeout(function(){jQuery('#gform_wrapper_10').replaceWith(confirmation_content);jQuery(document).scrollTop(jQuery('#gf_10'). offset().top - mt);jQuery(document).trigger('gform_confirmation_loaded', [10]);window['gf_submitting_10'] = false;wp.a11y.speak(jQuery('#gform_confirmation_message_10').text( ));}, 50);}else{jQuery('#gform_10').append(contents);if(window['gformRedirect']) {gformRedirect();}}jQuery(document).trigger('gform_post_render' , [10, current_page]);gform.utils.trigger({ event: 'gform/postRender', native: false, data: { formId: 10, currentPage: current_page } });} );} );

Der ehemalige Bauer aus Saskatchewan, Franck Groeneweg, wird diesen Frühling zu seinen Getreidefeldern in Montana aufbrechen, um einen auf seiner Farm hergestellten biologischen Dünger auszubringen. In den letzten drei Vegetationsperioden hat es den Anschein, dass dieser flüssige Kompostextrakt dazu beiträgt, die Ernteerträge aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Menge an chemischen Düngemitteln deutlich zu reduzieren.

Die Schwedinmücke ist ein verheerender Insektenschädling von Raps und verwandten Kreuzblütlern und stellt im Osten Kanadas ein Problem dar.

Es klingt wie ein Agrarmärchen ohne Zauberstab, aber Groeneweg sagt, dass hinter dem gesamten Prozess eine Wissenschaft steckt, die im Wesentlichen die Kraft der Bodenbiologie nutzt, um Pflanzennährstoffe zu produzieren und deren Aufnahme zu verbessern.

Die zur Herstellung eines flüssigen Kompostextrakts erforderlichen Anlagen und Geräte seien nicht unbedingt hübsch und die Anlage nicht perfekt, sagt Groeneweg – er befindet sich noch in der Lernphase – aber in einer Zeit, in der sich immer mehr Landwirte intensiv mit der regenerativen Landwirtschaft befassen Die Möglichkeit, die Düngemittelkosten zu senken, war ein erheblicher Vorteil.

Groeneweg zog vor drei Jahren mit seiner Frau Kari und vier Kindern etwa 1.100 Kilometer südlich von ihrer Farm in Edgeley, Saskatchewan, nordöstlich von Regina, zu einer Getreidefarm in Three Forks, Montana, nordwestlich von Bozeman. Er meint, wenn er während der trockenen Wachstumsbedingungen den gesamten Input angewendet hätte, hätte die Farm möglicherweise nicht überlebt.

„Durch die Verwendung von Kompostextrakt konnte ich meine Düngemittelkosten auf 25 bis 33 Prozent senken“, sagt Groeneweg.

„Wir hatten drei extrem trockene Vegetationsperioden mit Weizenerträgen von etwa 25 Scheffeln pro Hektar. Wenn ich im Vorfeld eine vollständige Empfehlung für chemischen Dünger mit 80 Pfund Stickstoff angewendet und nur 25 Scheffel geerntet hätte, weiß ich nicht, ob wir das erreichen würden.“ würde immer noch Landwirtschaft betreiben.

Die geringeren Erträge waren auf trockene Wachstumsbedingungen zurückzuführen. Gewebetests ergaben, dass die Pflanzen über ausreichend Nährstoffe verfügten, sie brauchten lediglich Feuchtigkeit.

Groeneweg hegt keinen Groll gegen Chemikalien, außer dass die Einsatzstoffe extrem teuer sein können. „Die Erntepreise stiegen, aber gleichzeitig stiegen auch die Kosten für Betriebsmittel“, sagt er. „Ich gebe den Düngemittel- und Chemieunternehmen keinen Vorwurf – sie wollen profitabel sein. Aber dann muss ich mir ansehen, was ich auf meinem Bauernhof tun kann, um die Wirtschaftlichkeit der Pflanzenproduktion zu verbessern.“

Nach einer umfangreichen Untersuchung in den letzten fünf Jahren ist es Groenewegs Ziel mit dem von einem Forscher in Kalifornien entwickelten Kompostsystem, einen Kompostextrakt herzustellen, der dem Boden Biologie zurückgibt. Diese Biologie, die sich vor allem auf die Pilzproduktion konzentriert, aber auch Bodenbakterien und andere Organismen umfasst, kann Pflanzen dabei helfen, ein besseres Wurzelsystem zu entwickeln und die Nährstoffe im Boden besser zu nutzen.

[VERWANDT] Manitoba-Kooperationspartner: Grünes Ammoniak erhält Finanzierungsschub

Es geht um die Wiedereinführung der Bodenbiologie, die zu einer verbesserten Bodentextur, Wasserhaltekapazität, Bodengesundheit und letztendlich zur Nährstoffaufnahme durch Nutzpflanzen führt, sodass Getreide, Ölsaaten und Hülsenfrüchte nährstoffreich und damit eine gesündere Nahrungsquelle sind.

Das scheint eine große Herausforderung zu sein, wenn man ein paar Unzen flüssigen Kompostextrakt auf die Saatreihe aufträgt, aber jeder Teelöffel enthält Milliarden mikroskopisch kleiner Organismen, die bereit sind, an die Arbeit zu gehen.

„Hätte ich mich vor fünf Jahren so reden hören, hätte ich gedacht, ich wäre verrückt“, sagt Groeneweg. „Aber ich habe mich damit befasst, ich habe mit anderen Landwirten gesprochen, ich habe Workshops und Konferenzen besucht und etwas recherchiert. Und jetzt, nachdem ich es drei Jahre lang selbst ausprobiert habe, sehe ich, dass da etwas dran ist. Ich muss einfach aufhören zu schlagen.“ den Boden auflockern und die Biologika wirken lassen.“

Groeneweg sagt, dass die Pflanzenproduktion vor einigen Generationen auf natürliche Systeme – auf biologische Systeme – angewiesen war, um Pflanzen zu produzieren. Bodenbearbeitung und Chemikalien kamen hinzu und eine Zeit lang waren es Flitterwochen einer verbesserten Pflanzenproduktion. Dann verschwanden biologische Produkte und die Landwirtschaft wurde auf den Einsatz chemischer Mittel angewiesen. Seiner Ansicht nach geht es bei der regenerativen Landwirtschaft darum, die Pflanzenproduktion auf die biologischen Wurzeln zurückzuführen.

Die Montana-Farm Living Sky Grains umfasst rund 14.000 Hektar. Groeneweg sät etwa 10.000 Hektar jährliche Ernte, wobei jedes Jahr 4.000 Hektar brach liegen. Viele Jahre lang wurde auf dem Hof hauptsächlich Winterweizen und Brachland angebaut. Groeneweg führte eine vielfältigere Fruchtfolge ein, die nun Winterweizen, Sommerweizen, Kichererbsen, Winterraps und etwas Flachs umfasst.

Als er sich mit Techniken der regenerativen Landwirtschaft beschäftigte, beschloss Groeneweg, dass er Kompost herstellen wollte, um die Bodenbiologie und die Bodentextur zu verbessern. In seiner Gegend ist es im Allgemeinen zu trocken, um Zwischenfrüchte anzubauen, und auf dem Hof gibt es kein Vieh, daher war Gülle keine praktische Option. Pflanzenbiomasse einschließlich Ernterückstände kann kompostiert werden, dafür wäre jedoch eine große Menge an Rohstoffen erforderlich. Und er fand heraus, dass herkömmliche Kompostmaterialien, die in einer Miete platziert und regelmäßig gewendet werden, die Bakterienproduktion begünstigen und die Pilzproduktion verringern.

Groeneweg erfuhr, dass es die Pilzaktivität im Boden ist, die wirklich zur Verbesserung der Bodenaggregation beiträgt, was zu einer verbesserten Wasserinfiltration führt. Er war auf der Suche nach einem System, das die Pilzproduktion begünstigt, aber weniger Pflanzenbiomasse benötigt.

Seine Nachforschungen führten ihn zu einem Kompostsystem, das als Johnson-Su-Bioreaktor bekannt ist. Hierbei handelt es sich um ein System, das vom kalifornischen Forscher David Johnson entwickelt wurde, einem Molekularbiologen, der am Institut für nachhaltige Agrarforschung der New Mexico State University in Las Cruces, New Mexico, forscht. Er ist außerdem außerordentlicher Professor am Center for Regenerative Agriculture and Resilient Systems in Kalifornien State University, Chico, Kalifornien.

Johnson hat umfangreiche Arbeit im Hinblick auf die Wirksamkeit von pilzdominiertem Kompost zur Kohlenstoffbindung und zur Verbesserung der Bodengesundheit und der Ernteerträge geleistet. Er entwickelte das Kompostierungssystem in Zusammenarbeit mit seiner Frau Hui-Chun Su, daher der Name Johnson-Su-Bioreaktor.

Wie sieht ein Johnson-Su-Bioreaktor aus? „Es klingt etwas aufwendiger, als es tatsächlich ist“, sagt Groeneweg. „Einige der Komponenten hatten wir bereits rund um den Hof.“

Es handelt sich um ein statisches Kompostierungssystem, das die Pilzproduktion begünstigt. Hitze, Feuchtigkeit, Mikroben und Würmer verwandeln organisches Material in Kompost, ohne das Material umzudrehen oder zu belüften.

Als Biomasse für den Kompost wurden bereits auf dem Hof vorhandene Luzerne-Heu- und Getreidestrohballen verwendet. Der Kompost erfordert das richtige Gleichgewicht zwischen Kohlenstoff und Stickstoff. Groeneweg strebt ein Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von 30:1 an. Strohballen haben den Kohlenstoff, Luzerneballen den Stickstoff. Um dem Zielverhältnis nahe zu kommen, platzierte er mit einem Teleskoplader zwei Luzerne- und einen Strohballen in einem Kuhn Side Slinger-Güllestreuer, der ebenfalls zum Hof gehörte (siehe Titelbild). Der Miststreuer zerkleinert und vermischt Heu und Stroh, ohne es zu verteilen. Jeder Ladung werden fast 600 Gallonen Wasser zugesetzt, um das Material auf etwa 70 Prozent Feuchtigkeit zu bringen. Laut Groeneweg wäre ein TMR-Mischer ideal für diese Aufgabe, aber der Miststreuer funktionierte einwandfrei (siehe Foto 1 unten).

Sobald sich das organische Material etwa eine halbe Stunde lang vermischt und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 70 Prozent erreicht hat, wird es vom Miststreuer in eine Reihe von 18 IBC-Behältern (Intermediate Bulk Container) überführt, die auf dem Hof aufgereiht sind (siehe Foto 2 unten).

Bei den IBC-Behältern handelt es sich um 1.000-Gallonen-Behälter mit einem Metallrahmen, der normalerweise mit einer Kunststoffauskleidung ausgestattet ist, die zur Aufnahme einer Reihe landwirtschaftlicher Produkte verwendet wird.

Groeneweg entfernte die Plastikauskleidung von den Behältern, brachte ein Stoffmaterial an, das als Auskleidung diente, und füllte dann jeden Behälter mit angefeuchtetem, gehäckseltem Heu und Stroh. Während die Behälter gefüllt sind, stellt er außerdem sechs gleichmäßig verteilte PVC-Röhren in jeden Behälter (siehe Foto 2 oben). Dabei handelt es sich um ein aerobes Kompostierungssystem, bei dem die Rohre, die sich über die gesamte Höhe jedes Behälters erstrecken, als Schornsteine dienen und dabei helfen, so viel Luft wie möglich in das Kompostierungsmaterial zu bringen.

Die gefüllten Behälter stehen dann 24–48 Stunden lang im Garten, bis sich das Kompostmaterial zu erwärmen beginnt. Anschließend werden die Schläuche entfernt und die Behälter in einen 40 Fuß langen, isolierten Versandcontainer transportiert. Groeneweg besorgte den gebrauchten Container für etwa 15.000 US-Dollar (siehe Foto 3 unten).

In den folgenden drei Wochen sollte sich das Kompostmaterial im geschlossenen Behälter auf Temperaturen zwischen 60 und 66 °C (140–150 °F) erwärmen, die hoch genug sind, um alle schädlichen Krankheitserreger abzutöten und nützliche Organismen nicht zu beeinträchtigen.

Nach diesen drei Wochen sollte die Temperatur im Kompostmaterial auf ziemlich konstante 27 °C (80 °F) sinken. Zu diesem Zeitpunkt fügt Groeneweg etwa 500 Kompostwürmer in jeden Behälter und lässt alles ein Jahr lang stehen.

Der Behälter ist geschlossen, sodass er seine Temperatur behält, allerdings muss das Kompostmaterial eine Feuchtigkeit von 70 Prozent haben. Die Kompostfeuchtigkeit wird regelmäßig überwacht und bei Bedarf mit Wasser aus einem Schlauch nachgefüllt.

Nach etwa einem Jahr (sogar 10 oder 11 Monaten) mit der richtigen Temperatur, Feuchtigkeit und Wurmaktivität wird der Heu- und Strohkompost in ein hochwertiges organisches Material umgewandelt, das Schwarzerde sehr ähnlich sieht.

Groeneweg sagt, es würde eine große Menge „trockenes“ kompostiertes Material erfordern, um es auf seinen Anbauflächen zu verteilen, also wandelt er diesen hochwertigen Kompost in einen Extrakt um, der als Flüssigkeit in der Saatreihe ausgebracht werden kann. Dabei wird das kompostierte Material in einen 1.500-Gallonen-Tank, einen sogenannten Extraktor, überführt und mit Wasser versetzt (siehe Foto 4 oben). Ein Rührwerk am Boden des Extraktors vermischt den Kompost gründlich zu einer Lösung. Von dort kann die Lösung zur Aussaat in einen Flüssigdüngerwagen geladen werden (siehe Foto 5 unten).

Groeneweg hat jeden Durchgang der Luftsämaschine mit einem Dosierschlauch ausgestattet, der 6 bis 8 Gallonen Kompostlösung pro Hektar in die Saatreihe einbringt (siehe Foto 6 unten).

Je nach Kulturpflanze behandelt er die Samen möglicherweise auch mit einem Biostimulans, um die Nährstoffaufnahme zu verbessern.

Das von Groeneweg entwickelte Gesamtkompostierungssystem benötigt für jede Charge etwa 21.000 Pfund gehäckseltes Heu und Stroh. Zu Beginn des Prozesses füllt er etwa 1.000 Pfund organisches Material in jeden Behälter. Nach der Kompostierung werden daraus 500–700 Pfund hochwertiges kompostiertes Material reduziert. Er schätzt, dass 15.000 Pfund „Produkt“ benötigt werden, um genug Extrakt für die Behandlung von 7.500 Acres Ernte zu produzieren (siehe Foto 7 unten).

Laut Groeneweg wird zwar nur eine relativ kleine Menge Kompostextrakt verwendet, dieser enthält jedoch ausreichend biologisches Material, um mit den Pflanzenwurzeln in Kontakt zu kommen, und es handelt sich um eine synergistische Beziehung. Die Bodenbiologie versorgt die Pflanze mit Nährstoffen, um die Wurzelentwicklung zu unterstützen, und die Wurzeln setzen wiederum Verbindungen frei, die der Bodenbiologie bei der Vermehrung helfen (siehe Foto 8 unten).

Am Beispiel von Phosphor sagt Groeneweg, dass ein Bodentest ergeben könnte, dass der Phosphatgehalt unter 15 Teilen pro Million liegt, sodass der Pflanze Phosphat zugesetzt werden muss. Allerdings könnte eine Bodenanalyse auch zeigen, dass sich in den obersten 15 cm des Bodens etwa 1.400 Pfund Phosphor pro Hektar befinden. Phosphor ist nicht pflanzenverfügbar, Phosphat jedoch schon.

„Die Bodenbiologie wird daran arbeiten, diesen Phosphor in eine pflanzenverfügbare Form umzuwandeln“, sagt er. „Wenn also Phosphordünger 1.000 US-Dollar pro Tonne kostet und in den oberen 15 cm 1.400 Pfund pro Acre vorhanden sind, ganz zu schweigen von den vier Fuß Boden darunter, dann gibt es einen enormen Wert an Phosphor, der von der Ernte genutzt werden kann, wenn …“ Die Biologie ist im Boden aktiv.“

Er sagt, wenn die Ernte jedes Jahr 15 bis 20 Pfund Phosphor entfernt, sind in den oberen 15 cm theoretisch genügend Nährstoffe für fast 300 Jahre vorhanden. Aber, fügt er hinzu, mit der richtigen Fruchtfolge oder der richtigen Kulturvielfalt und Praktiken, die die Bodenbiologie unterstützen, würden dem Boden auch Nährstoffe zugeführt.

Groeneweg sagt, seit er den Kompostextrakt auf die Saatreihe aufträgt, sei der Stickstoffeinsatz um etwa 75 Prozent reduziert worden. Er wendet einiges an – etwa 100 Pfund Ammoniumsulfat, 21 Prozent Stickstoff und 24 Prozent Schwefel, was etwa 25 Pfund tatsächlichen Stickstoff pro Hektar liefert.

Erhält die Pflanze mit diesen biologischen Präparaten ausreichend Nährstoffe?

„Während der Vegetationsperiode führen wir zwei- oder dreimal eine Analyse des Pflanzengewebes durch, und bisher zeigt sich, dass die Pflanzen bekommen, was sie brauchen“, sagt Groeneweg. „Die Pflanzen freuen sich.“

Er weist jedoch darauf hin, dass er dieses Programm während drei relativ trockenen Vegetationsperioden durchgeführt hat.

„Ich bin mir nicht sicher, was mich erwartet, wenn es regnet und gute Wachstumsbedingungen herrschen“, sagt Groeneweg. „Mein Verständnis ist, dass biologische Präparate wie ein On-Demand-System sind. Wenn eine größere Nachfrage seitens der Pflanze besteht, weil die Wachstumsbedingungen günstig sind, werden die biologischen Präparate mehr produzieren.“

Groeneweg sagt, dass die Herstellung von Kompost und Kompostextrakt zwar Arbeit erfordert, er aber Ergebnisse sieht, die ihm zeigen, dass er auf dem richtigen Weg ist. Er lernt immer noch und es gibt Änderungen, die er vornehmen kann, um den Prozess zu rationalisieren. Und er beobachtet auch, was es auf dem Markt gibt.

„Es gibt eine Reihe von Unternehmen, die kommerzielle biologische Produkte herstellen“, sagt er. „Ich glaube, einige davon sind ziemlich gut, andere etwas suspekt. Ich produziere gerne meine eigenen. Ich glaube, dass es einen gewissen Wert haben könnte, biologische Produkte zu produzieren, die auf meiner Farm heimisch sind. Aber ich bin auch offen für die erste Idee.“ Vielleicht gibt es eines Tages ein kommerzielles Produkt, das genauso gut funktioniert.

„Ich halte das Konzept, biologische Stoffe wieder in den Boden einzuführen, für sinnvoll“, sagt er. „Ich gehe davon aus, dass dieses Konzept überall funktionieren würde, aber es ist möglicherweise nicht für jeden Landwirt das Richtige.“

Er sagt, es sei interessant zu beobachten, dass die meisten Landwirte heutzutage nicht daran denken würden, Hülsenfrüchte anzubauen, ohne stickstofffixierende Rhizobien auf das Saatgut aufzutragen – aber viele erwähnen biologische Wirkstoffe oder Biostimulanzien für eine Reihe von Nutzpflanzen und sind ziemlich skeptisch.

Groeneweg sagt, dass Hersteller, die weitere Informationen suchen, auf YouTube nach Johnson-Su-Bioreaktor und seinem Entwickler David Johnson sowie nach Präsentationen anderer Hersteller suchen können.

Feldeditor

Lee Hart ist ein langjähriger Agrarjournalist, Herausgeber von Cattleman's Corner und ehemaliger Feldredakteur bei Grainews.

Geschichten aus unseren anderen Publikationen

Farmtario

Nachricht

Leitartikel: Ernährung wird bei der Ernährungssicherheit oft vergessen

Farmtario

Molkerei

US-Forscher entdecken neu auftretenden genetischen Defekt bei Holstein

Kanadische Viehzüchter

Nachricht

Beileid an die Lieben von Perry Wilkes

Manitoba-Kooperationspartner

Bauernhof Manitoba

Von der Vorgeschichte bis zu den Pionieren – Fort Dauphin bietet alles

[VERWANDT] Manitoba-Kooperationspartner: Grünes Ammoniak erhält Finanzierungsschub