Blending of raw and treated animal manures to produce organic fertilisers

Doutoramento em Engenharia Agronómica. Universidade de Lisboa, Instituto Superior de Agronomia

Manures have an imbalance N:P ratio relative to crop needs, which prompt farmers to discard their application as fertilizer. In fact, this rendered agriculture to became dependent on the use of mineral fertilizers (MF). This thesis aims to produce a manure-based fertilizer (MBF) with a specific N:P ratio (1:1, 2:1 and 0.5:1) for basal fertilization, commonly found in MFs, under two scenarios: i) on-farm, where farmers will produce on their own the MBF, by mixing one manure with small amount of MFs and ii) central-solution, where the MBF is produced by mixing manures with other manures. First, for each scenario, an aerobic incubation was performed to estimate the N mineralization and nitrification rates, and the emission of greenhouse gases (GHG), moreover, the leaching experiment evaluated the nitrate and phosphorus potential leaching. Secondly, the agronomic efficiency of the preselected MBFs was ascertained in a pot experiment, comparing their performance with MFs. The results demonstrated that producing MBFs from raw materials can be challenging. From the MBF tested poultry manure (PoM) with pig slurry (PiS) (1:1), PiS mixed with its liquid fraction (LIQ) (2:1) and PoM with superphosphate (SP) (0.5:1) stimulated N mineralization and mitigated nitrate leaching. Even though PoM+SP is a P-enriched MBF, this enrichment did not increase the P leaching, instead enhanced P availability to values like MF. Still, the results demonstrated that it is necessary to rethink the MBFs because i) only PoM+PiS and PoM+SP obtained equal yields to MF and ii) the emissions of GHG from MBFs were considerable higher than MF but in the majority lower than the manure of origin. The production of MBF needs to be readjusted, however, the results showed promising outcomes, which suggest that with the proper alterations the adoption of MBF will potentially substitute MF in basal fertilization.

Os efluentes pecuários têm um rácio N:P desequilibrado face às necessidades das culturas, sendo umas das razões que leva os agricultores a descartem-nos como fertilizantes tornando a agricultura dependente da utilização de fertilizantes minerais (MF). O intuito desta tese, foi produzir manure-based fertilizer (MBF) com um rácio específico de N:P (1:1, 2:1 and 0.5:1) para fertilização de fundo, como encontrado nos MFs, em dois cenários: i) on-farm, onde os agricultores produzem os seus próprios MBFs, misturando um efluente com diminutas quantidades de MFs e ii) central-solution, onde os MBFs serão produzidos misturando efluentes entre si. Primeiramente, para cada cenário, foi realizada uma incubação aeróbia estimando-se a taxa de mineralização e nitrificação, assim como, as emissões de gases com efeito de estufa (GHG) e, um ensaio de lixiviação aferindo-se o potencial de lixiviação de nitrato e fósforo. Posteriormente, o valor agronómico dos MBFs pré-selecionados foi determinado num ensaio em vasos, comparando-se a sua performance com a dos MFs. Produzir MBFs a partir de efluentes em bruto é desafiante. Dos MBFs testados, estrume de aves (PoM) com chorume de porco (PiS) (1:1), PiS com a sua fração líquida (LIQ) (2:1) e PoM com superfosfato (0.5:1) estimularam a mineralização de N e mitigaram a lixiviação de nitrato. Apesar de PoM+SP ser um MBF enriquecido em P, não aumentou a sua lixiviação, mas melhorou a sua disponibilidade igualando os MFs. Contudo, os resultados indicam que será necessário repensar os MBFs porque i) apenas PoM+PiS e PoM+SP obtiveram produções equivalentes aos MFs e ii) as emissões de GHG dos MBFs foram consideravelmente superiores às dos MFs, mas inferiores aos efluentes de origem. A produção de MBF deverá ser reajustada, todavia, os resultados demonstram premissas interessantes, sugerindo que com as necessárias alterações os MBFs terão o potential de substituir MF na fertilização de fundo.

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