Opslag en bewaring van organisch materiaal

Beschrijving

Op landbouwbedrijven kunnen verschillende organische materialen opgeslagen en bewaard worden, gaande van voeder, natte bijproducten (bierbostel, bietenperspulp, aardappelproducten, etc.), OBA, compost en afval. Deze materialen worden hoofdzakelijk buiten, zonder overkapping, afgedekt opgeslagen.

Bij covergistingsinstallaties worden energiegewassen, plantaardig OBA, vaste mest en/of de dikke fractie van het digestaat opgeslagen, die aanleiding kunnen geven tot afstroom van erfsappen. De energiegewassen worden hoofdzakelijk afgedekt, zonder overkapping opgeslagen op eigen terrein. In sommige gevallen worden deze materialen bewaard op het terrein van landbouwers, afhankelijk van de bedrijfsvoering. Indien voldoende droog, kan plantaardig OBA eventueel zonder overkapping (afgedekt) opgeslagen worden op het bedrijfsterrein, maar in de meeste gevallen worden deze binnen in een loods opgeslagen. Organische materialen die geurhinder of stofhinder kunnen veroorzaken worden eveneens binnen opgeslagen. De opslag van vaste mest en de dikke fractie van het digestaat bij covergistingsinstallaties gebeurt daardoor doorgaans binnen in een loods of bijvoorbeeld in de opslaghal van de compostering.

Toegepaste technieken voor opslag

Over het algemeen gebeurt de opslag en bewaring van al deze organische materialen op een gelijkaardige manier aan de hand van verschillende uitvoeringsvormen voor de opslagplaatsen. Inkuilen van gras gebeurt veelal in een rijkuil. Dit is een opslagplaats op een verharde ondergrond, verschillende kuilplaten of één grote kuilplaat (bv. ondoorlaatbare/lekvrije betonnen kuilplaat), zonder opstaande wanden en afgedekt met landbouwfolie. Het inkuilen van maïs gebeurt hoofdzakelijk in een sleufsilo (= betonnen plaat omgeven met zijdelingse keerwanden en voorzien van een opvang en afvoersysteem voor perssappen) of een rijkuil (Figuur 9). Het gebruik van sleufsilo’s of rijkuilen hebben beide hun voor- en nadelen. In een sleufsilo is het materiaal beter te verdichten waardoor deze minder broeigevoelig zijn dan rijkuilen, maar het afdekken van een sleufsilo vraagt vaak meer werk in vergelijking met rijkuilen. Daarnaast zijn de plaats en afmetingen van rijkuilen minder definitief en zijn de investeringen voor verharding geringer dan bij sleufsilo’s, maar voor de opslag van dezelfde hoeveelheid materiaal vragen rijkuilen meer oppervlakte en plastic dan sleufsilo’s. Bovendien kunnen bij sleufsilo’s silosappen die ontstaan (zie verder) makkelijker opgevangen worden dan bij rijkuilen. De afmetingen van de opslagplaatsen voor voeder worden hoofdzakelijk bepaald door de voersnelheid die dient gehanteerd te worden. Welke methode het voordeligst is, is afhankelijk van de hoeveelheid van materiaal dat dient opgeslagen te worden. Vanaf 60 ton droge stof snijmaïs is een sleufsilo doorgaans goedkoper dan een rijkuil.

Figuur 9: Opslag van organisch materiaal in een sleufsilo (links) en een rijkuil (rechts) (Melkvee, 2021).

In mindere mate wordt voeder opgeslagen met andere type opslagmethoden zoals torensilo’s, slurfsilo’s en gewikkelde, plastic balen (Wageningen Livestock Research, 2019). Opslag van voeder in silo’s in de pluimveehouderij komt zeer weinig voor. Uitzonderlijk wordt CCM (Corn Cob Mix, gemalen maïskorrels) in sleufsilo’s opgeslagen. CCM is een product met een drogestofgehalte rond 70%, waardoor hier geen silosappen zullen gevormd worden.

De techniek ‘Opslag van voeder’ werd reeds beschreven in paragraaf 3.2.1 van BBT-studie voor de veeteeltsector (Derden et al., 2006). Hierbij is het van belang te zorgen voor een lucht- en waterdichte afsluiting en een harde ondergrond om het voeder gemakkelijk en proper in de kuil te brengen en er weer uit te halen. Het goed afdekken, recht afsnijden en opkeren van de kuil is vooral bij het tussentijds bijvullen of ledigen van de kuil een aandachtspunt (Derden et al., 2006). Voeders die ingekuild worden en waarvoor VLAREME in Bijlage 5 de forfaitaire samenstelling vermeld zijn o.a.: (schillen van) aardappelen, bietenbladen en -pulp, CCM, gras, luzerne, (snij)maïs en snijgraan. In de praktijk worden voornamelijk gras en (snij)maïs ingekuild.

Silosappen

Bij de opslag van organisch materiaal zoals voeder- en energiegewassen en/of organische stromen kunnen verschillende erfsappen gevormd worden die overkoepelend benoemd worden als silosappen (Figuur 10). Afhankelijk van de herkomst of oorzaak van deze erfsappen kunnen silosappen onderverdeeld worden in perssappen, percolaatwater en verontreinigd run-off water.

Figuur 10: Het afstromen van silosappen uit de opslag van organisch materiaal in een sleufsilo (Larson et al., 2015)

Perssappen

Perssappen zijn erfsappen die onder de verdichting van het ingekuilde organisch materiaal aanwezig zijn waarbij uitloging kan optreden onder alle weersomstandigheden. Vaak zijn deze perssappen het gevolg van inkuilen van het materiaal bij te lage drogestofgehaltes. Het drogestofgehalte van het ingekuilde materiaal is hoofdzakelijk afhankelijk van het oogstmoment van het organisch materiaal en de weersomstandigheden tijdens het inkuilen. Daarnaast kunnen perssappen ontstaan ten gevolge van inkuilverliezen tijdens het inkuilproces. Bij het inkuilen van voeder wordt er gestreefd naar een luchtdichte afdekking om een anaerobe omgeving te creëren waarin fermentatie kan plaatsvinden door melkzuurbacteriën. Deze bacteriën zijn van nature aanwezig en zorgen voor melkzuurproductie wat op zijn beurt zorgt voor een snelle daling in de pH. Op deze manier krijgen andere (rottings)bacteriën geen kans en kan de kuil voor lange tijd stabiel bewaard worden. Tijdens dit proces kunnen bijkomend perssappen gevormd worden. Wanneer deze melkzuurproductie niet goed op gang komt (bijvoorbeeld door de aanwezigheid van te veel lucht, te lange blootstelling aan lucht in de kuil of te hoog vochtgehalte) kunnen schadelijke micro-organismen overnemen en zorgen voor bijkomende perssapverliezen. Deze verliezen manifesteren zich meestal door de omzetting van koolhydraten en eiwitten in organische zuren en ammoniak die vaak resulteren in een afstroom van perssappen, en bijgevolg resulteert in verliezen in drogestof en voederwaarde van het voeder (Wageningen Livestock Research, 2019).

Daarnaast kan de productie van perssappen verder nog beïnvloed worden door de aard van het organisch materiaal, de grootte van de druk van het opgestapelde organisch materiaal (dat meestal samen gaat met de hoogte van het opgestapelde materiaal, de druk door het aanrijden tijdens het inkuilen en de aard van de afdekking), haksellengte, en de aard van de opslagplaats. De perssapproductie vindt hoofdzakelijk plaats in een periode van 30 tot 60 dagen na het inkuilen, waarbij de grootste debietspieken plaatsvinden in de eerste tien dagen na het inkuilen. Doordat veel factoren invloed kunnen hebben op de productie van perssappen is het moeilijk te voorspellen hoeveel perssappen er effectief geproduceerd zullen worden tijdens het inkuilen. Daardoor kunnen de volumes perssappen sterk variëren tussen bijvoorbeeld 0-100 l/ton voor snijmaïs en 180-290 l/ton voor vers, ongedroogd gras, terwijl voorgedroogd gras met een hoog drogestofgehalte (>22%) nagenoeg geen perssappen produceert (Gebrehenna et al., 2014).

Perssappen bevatten een hoog gehalte aan organische materialen, nutriënten (bv. stikstof en fosfor) en hebben een hoge concentratie aan organische zuren (zie Tabel 9). Indien deze perssappen in het oppervlaktewater of de bodem terechtkomen, kunnen deze leiden tot ernstige milieuverontreiniging. De lage pH kan bovendien zorgen voor aantasting van beton en staal.

Tabel 9: Samenvatting van het concentratiebereik van de belangrijkste biochemische parameters in perssappen bij de opslag en bewaring van organisch materiaal. Het minimum en maximum van de data is afkomstig uit zes verschillende studies waar perssappen van ingekuild gras en maïs werden onderzocht (Broos Water, 2011; Gebrehenna et al., 2014, Wunderlin et al., 2016)

Percolaatwater en verontreinigd run-off water

Percolaatwater en verontreinigd run-off water zijn erfsappen die ontstaan als er neerslag plaatsvindt bij de buitenopslag en bewaring van organisch materiaal. Deze erfsappen vormen echter geen probleem bij opslag van organisch materiaal onder een overkapping doordat deze niet in contact komen met hemelwater.

Percolaatwater is het gevolg van het insijpelen van neerslag in de opslagplaats waar het in contact komt met het ingekuilde organisch materiaal. Hierdoor kunnen nutriënten uitlogen in het ingesijpelde water en samen mee afstromen.

Run-off water is het niet-verontreinigd hemelwater dat afstroomt vanop de lege en propere kuilplaat, het oppervlak van de opslagplaats en de verharde oppervlakten van het erf/bedrijfsterrein. Bij het opslaan, verplaatsen en transport van organisch materiaal kunnen er morsresten achterblijven op deze oppervlaktes. Bij neerslag kan het hemelwater er voor zorgen dat deze morsresten mee afstromen, wat leidt tot de verontreiniging van het afstromende hemelwater (verontreinigd run-off water). Doordat het oppervlak van de opslagplaatsen en het erf/bedrijfsterrein vaak bestaan uit verharde, ondoordringbare materialen zoals beton of asfalt zal het hemelwater de aanwezige verontreiniging op de lege oppervlakten van de opslagplaatsen bij de eerste afstroom bijna volledig meenemen. Hierdoor is de initiële afstroom van het verontreinigd run-off water (first-flush) vaak veel sterker verontreinigd dan de rest van de afstroom tijdens de rest van neerslagperiode. Daardoor kan het run-off water opgedeeld worden in twee fracties, namelijk de first-flush en de (overige) verdunde fractie.

Het debiet van percolaatwater is sterk afhankelijk van de hoeveelheid neerslag, de aard van de opslagplaats en afdekking van de opslagplaats.

De hoeveelheid run-off water wordt hoofdzakelijk bepaald door de hoeveelheid en intensiteit van de neerslag. Recent onderzoek heeft aangetoond dat gemiddeld 66-87% van de neerslag die op een oppervlak valt effectief afstroomt als run-off water vanop verharde oppervlakten (Wunderlin et al., 2016).

Er is weinig informatie beschikbaar over de samenstelling van percolaatwater. Het wordt verondersteld dat deze samenstellingen lager zijn dan die van perssappen, maar toch nog voldoende hoog dat ze risico vormen voor de verontreiniging van bodem en oppervlaktewater (Wright et al., 2004). Bovendien kan de samenstelling en concentratie sterk variëren afhankelijk van de aanwezigheid en concentratie van perssappen, hoeveelheid neerslag, aard van het opgeslagen materiaal en aard van de opslagplaats (Wunderlin et al., 2016). Uit recent onderzoek is gebleken dat er niet enkel in het begin een hoge vuilvracht afstroomt bij percolaatwater, maar dat over de volledige duur van de neerslagperiode deze vuilvracht nagenoeg niet wijzigt. Desalniettemin kan de concentratie van de nutriënten wel afnemen doorheen het verloop van de neerslagperiode door de opgestapelde hoeveelheid neerslag in de kuil (Holly et al., 2018).

Ook is er weinig informatie beschikbaar over de effectieve concentratie van verontreinigd run-off water in opslagplaatsen voor organisch materiaal omdat deze vaak moeilijk af te zonderen zijn van het percolaatwater. Tabel 10 en Tabel 11 geven een overzicht van het concentratiebereik van de belangrijkste biochemische parameters in de gecombineerde afstroom van percolaatwater en verontreinigd run-off water bij de opslag en bewaring van organisch materiaal.

Tabel 10: Samenvatting van het concentratiebereik van de belangrijkste biochemische parameters in de gecombineerde afstroom van percolaatwater en verontreinigd run-off water bij de opslag en bewaring van organisch materiaal op drie verschillende landbouwbedrijven. Weergave van het minimum en maximum gebaseerd op een 920 observaties op zes verschillende locaties (Wunderlin et al., 2016)

Tabel 11: Samenvatting van het concentratiebereik van de belangrijkste biochemische parameters in de gecombineerde afstroom van percolaatwater en verontreinigd run-off water bij de opslag en bewaring van organisch materiaal bij twee verschillende covergistingsinstallaties. Weergave van het minimum en maximum gebaseerd op een één observatie per locatie (Input leden BC, 2020).

Noot: Over de samenstelling van het percolaatwater en run-off water afkomstig van verhardingen is weinig informatie beschikbaar. De mate van vervuiling zal sterk afhangen van de properheid van de verhardingen en de activiteiten die hierop plaatsvinden. In 2020 werd er een studie uitgevoerd in Nederland naar de kwaliteit van het afstromend hemelwater onder verschillende omstandigheden, waaronder deze van het afstromend hemelwater van daken en wegen op bedrijfsterreinen (zie Tabel 12).

Tabel 12: Gemiddelde concentraties van enkele biochemische parameters in het afstromend hemelwater van daken en wegen op bedrijfsterreinen in Nederland. Stalen afkomstig uit het hemelwaterriool op verschillende locaties (max. 21) met meerdere metingen per locatie (max. 133).

Milieuaspecten

Bij de opslag van organisch materiaal kunnen perssappen en percolaatwater vrijkomen met emissies naar oppervlaktewater en bodem tot gevolg. Afstromende run-off water dat in contact komt met verontreiniging zorgt eveneens voor emissies naar oppervlaktewater en bodem. Zelfs wanneer kleine hoeveelheden van deze silosappen in het oppervlaktewater of bodem terechtkomen, kunnen deze een grote impact hebben op de waterkwaliteit. De verontreiniging van het oppervlaktewater zorgt voor sterk verhoogde concentraties van nutriënten in de waterloop. Perssappen afkomstig van een maïssleufsilo kunnen tot 3000 keer meer organische stof bevatten dan wat goed is voor een waterloop (Integraal Waterbeleid, 2021). Bij bacteriële afbraak van deze nutriënten wordt er onevenredig veel zuurstof aan het water onttrokken. Zo kan 1 liter perssap er voor zorgen dat er tot 100 keer meer zuurstof onttrokken wordt aan het oppervlaktewater dan door 1 liter huishoudelijk afvalwater (Baarda & Feenstra, 2012). Hierdoor sterven vissen of groeit de beek overmatig toe met waterplanten en algen (eutrofiëring). Op basis van metingen van de incidentenwerking van VMM kan worden vastgesteld dat het lozen van silosappen in oppervlaktewater aanleiding kan geven tot: vaste afzettingen, rioolschimmelvorming, verlaagde pH, verlaagd zuurstofgehalte, verhoogde geleidbaarheid (aanwezigheid van ionen), vertroebeling en verkleuring van het water (bruin/zwart), overschrijding van de milieukwaliteitsnormen (bv. CZV, BZV, ZS, Nt en Pt) en zelfs geurhinder (VMM, 2021).

Perssappen hebben een zeer lage pH die wordt veroorzaakt door een hoge concentratie aan organische zuren, wat de daling van de pH van het ontvangende oppervlaktewater verklaart. Bovendien kan deze lage pH zorgen voor een snelle aantasting van beton en staal wat een negatief effect heeft op de levensduur van onder andere sleufsilo’s en kuilplaten.

Verder komen er bij de opslag van organisch materiaal mogelijk geur en luchtemissies (ammoniak, organische zuren, methaan) vrij.

Gebruikte hulpstoffen bij opslag van voeder zijn landbouwfolies (afdekking), autobanden of andere afdeksystemen met zandslurven, (zout)waterslurven of spanriemen. Daarnaast kunnen ook inkuilmiddelen en hulpstoffen toegevoegd worden ter preventie van de afstroom van perssappen en percolaatwater. Hiervoor kunnen absorberende materialen zoals gemalen granen, fijngemalen maïskolven, gedroogde suikerbieten pulp, koolzaadgraszaadhooi, luzerne of droge graskuil worden toegevoegd tijdens het inkuilen van het voeder (Broos Water, 2012; Gebrehanna et al., 2014). Ten slotte kunnen inkuilmiddelen toegevoegd worden om de conservering van het kuilvoer te bevorderen, en broei of schimmelvorming te voorkomen. Als broeibestrijdingsmiddelen kunnen chemische middelen (meestal op basis van propionzuur) of speciale bacteriemengsels met heterofermentatieve melkzuurbacteriën worden toegepast. Deze middelen remmen de activiteit van de andere, ongewenste micro-organismen (Wageningen Livestock Research, 2019).