Raziskovalni izzivi v živinoreji: pogled v trajnostno prihodnost

Na Oddelku za zootehniko Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani je 22. novembra 2024 potekal že 11. znanstveni posvet Ločniškarjevi dnevi, ki je bil tokrat posvečen perečim raziskovalnim izzivom v živinoreji. Dogodek je zbral priznane strokovnjake in raziskovalce iz Slovenije in tujine, ki so predstavili inovativne pristope za trajnostno preobrazbo v kmetijstvu in živinoreji.

Ključne teme so vključevale krožno biogospodarstvo, tehnologije predelave živinskih izločkov, potenciale biooglja, uporabo žuželk kot dodatnega vira beljakovin ter valorizacijo sirotke in drugih stranskih proizvodov v mlekarstvu. Ločniškarjeve dneve sta z uvodnimi nagovori odprla prodekanja Oddelka za zootehniko, prof. dr. Tatjana Pirman in izr. prof. dr. Luka Juvančič. Med osrednjimi predavatelji je bil tudi dr. Dušan Drabik z Univerze v Wageningenu, ki je osvetlil izzive in priložnosti krožnega biogospodarstva na evropski ravni.

Znanstveni posvet je izpostavil pomen interdisciplinarnega sodelovanja in lokalnih rešitev za vzpostavitev trajnostnih sistemov v agroživilstvu. Zaključna razprava, ki jo je moderiral izr. prof. dr. Luka Juvančič, je ponudila vpogled v prenosljivost in razširljivost predstavljenih rešitev ter razpravo o ključnih izzivih, s katerimi se sooča slovensko kmetijstvo.

Več o dogodku in povzetke predavanj si lahko preberete v nadaljevanju.

Povzetki predstavitev:

Agriculture in a circular bioeconomy – opportunities and challenges

 (dr. Dušan Drabik, Wageningen University and Research)

Vabljeni tuji govorec na konferenci je bil dr. Dušan Drabik, izredni profesor na Univerzi v Wageningenu (Nizozemska). Naslov njegovega predavanja je bil »Kmetijstvo v krožnem biogospodarstvu – priložnosti in izzivi«. Ocenjuje se, da je biogospodarstvo v EU leta 2019 zagotovilo več kot 17 milijonom Evropejcev delovna mesta in ustvarilo več kot 650 milijard evrov dodane vrednosti. Kmetijstvo je tradicionalno pomemben vir biomase, ki se uporablja in ponovno uporablja v razširjenih verigah vrednosti. Poleg ekonomskih in okoljskih koristi se krožno biogospodarstvo EU sooča z izzivi, povezanimi z valorizacijo stranskih tokov, kot so neobstoječe ali premalo razvite dobavne verige, kar ovira hitrejši razvoj novih izdelkov. Razpravljal je tudi o nekaterih metodoloških in drugih izzivih, povezanih tako s količinskim spremljanjem tokov biomase, kot tudi z uporabo standardnih kazalnikov gospodarske uspešnosti v konvencionalnih in hibridnih panogah biogospodarstva.

Perspektivni surovinski viri za krožno rabo v slovenskem kmetijstvu in s tempovezani izzivi (izr. prof. dr. Luka Juvančič, BF – Oddelek za zootehniko)

Gospodarjenje v skladu z načeli krožnega biogospodarstva lahko pripomore k trajnostni preobrazbi v živinorejski proizvodnji in z njo povezanih verig vrednosti. Luka Juvančič (Oddelek za zootehniko, BF) je v svojem prispevku predstavil pet načel kmetovanja na poti v krožno biogospodarstvo: (i) skrb za ugodno stanje agroekosistemov; (ii) izogibanje presežkom v proizvodnji (in porabi); (iii) prednosti proizvodnji hrane; (iv) smotrno organiziranje zapiranja snovno-energetskih zank in (v) optimiranje tehnologij v smeri manjše porabe energije. Izvajanje teh načel zahteva preoblikovanje obstoječega gospodarskega sistema, vključno s temeljnimi spremembami tehnologij, poslovnih modelov, delovanja trgov in družbenih norm. V nadaljevanju predstavitve je predstavil vrste in količine stranskih proizvodov v primarni kmetijski proizvodnji v Sloveniji. Na konkretnih primerih je predstavil priložnosti in izzive zapiranja snovno-energetskih zank v slovenskem kmetijstvu: (i) pokvarljivost, nizka dodana vrednost generičnih bio-osnovanih proizvodov; (ii)  znanje, kapital, povezovanje, pravni okvir in  (iii) omejene količine, prostorska razpršenost, organizacija logistike.

Nove tehnologije predelave živinskih izločkov

(doc. dr. Rok Mihelič, BF – Oddelek za agronomijo)

Prispevek Roka Miheliča iz Oddelka za agronomijo BF je vključeval predstavitev treh perspektivnih tehnoloških rešitev predelave živinskih izločkov.

Izboljšana/obogatena gnojevka: Izboljšano, z dušikom obogateno gnojevko pridobimo z obdelavo s tehnologijo nizkoenergijske plazme, energijo za postopek lahko rpidobi kmetija iz lastne fotovoltaične alii z bioplinske naprave. V plazemskem toku se cepijo vezi molekule plina dušika (N2), ki je glavna sestavina zraka. Nastale dušikove okside se vbrizga v tekoče živinsko gnojilo (npr. gnojevko ali bioplinski digestat), kjer se z amonijem iz gnojevke povežejo v amonijev nitrat, ki je gnojilo za rastline. V tem postopku se torej gnojevka obogati z dušikom, pri čemer pride do delne oksidacije gnojevke. Pri gnojenju z izboljšano/obogateno gnojevko se zmanjšajo neprijetne vonjave gnojevke, preprečijo izgube amonijskega dušika in izboljša izkoristek dušika za rastline. Na ta način se zmanjša odvisnost kmetovalca od industrije mineralnih gnojil, hkrati pa se zmanjšujejo tudi negativni vplivi na okolje, saj se zmanjšajo emisije dušika, metana in hlapnih ogljikovih spojin.

Biooglje kot dodatek živinskim gnojilom: Biooglje za dodajanje živinskim gnojilom pridobimo v procesu pirolize lignoceluloznih surovin (npr. lesnih sekancev), pri čemer ogljik pretvorimo v stabilno, mikrobom nedostopno obliko. Z vmešanjem v tekoča živinska gnojila biooglje veže hranila in neprijetne vonjave in tako pridobi lastnosti izboljševalca tal s porozno strukturo, omogoča zadrževanje vode in hranil, deluje proti zakisanju tal in izboljšuje življenjski prostor talnim mikroorganizmom. Ima velik potencial za sekvestracijo CO2 in povečevanje zalog ogljika v tleh.

Biostimulant na osnovi mikroalg: Mikroalge iz tekočih živinskih gnojil ali bioplinskih digestatov porabljajo hranila in jih pretvorijo v biomaso, ki ima biostimulativne učinke na rastline. Biostimulativni pripravek iz mikroalg lahko nanašamo na seme, pri čemer spodbujamo kalitev in rast korenin, ali na liste rastlin, kar pozitivno vpliva na razvoj rastline in odpornost na stresne dejavnike. Z uporabo mikroalgnih biostimulansov se zmanjšajo potrebe po fitofarmacevtskih sredstvih, povečata se količina in kakovost pridelka, hkrati pa se hranila, odvzeta iz tekočih medijev, na izboljšan način vračajo nazaj v okolje.

Inovativni biokompozit iz odpadne kmetijske folije in koruznih oklaskov

(mag. Silvester Bolka, Fakulteta za tehnologijo polimerov)

Silvester Bolka s Fakultete za tehnologijo polimerov je predstavil tehnološko zasnovo in prototip inovativnega biokompozita, ki ga skupaj s projektnimi partnerji razvijajo v okviru CRP projekta (V4-2208) Krožne tehnološke zasnove in poslovni modeli v slovenskem kmetijstvu. S prototipom oporne sponke za sadike je ilustriral zaprto krožno zanko pri uporabi odpadne kmetijske folije in koruznih oklaskov. Oporna sponka je izdelana iz inovativnega biokompozita, za katerega smo kot matrico uporabili odpadno kmetijsko folijo, kot ojačevalo smo dodali koruzne oklaske. Inovativnost se odraža pri pripravi tako matrice kot ojačevala, kjer smo že pri zasnovi inovativnega biokompozita upoštevali celoten tehnološki proces zaprte krožne zanke z vizijo, da bo ta čim bolj lokalna in izvedena na standardnih strojih za predelavo polimerov.

Insektna biokonverzija kot dodaten vir beljakovin v živalski krmi

(Ema Luna Karara Geršak, Luka Irenej Pečan, izr. prof. dr. Aleš Kuhar, BF – Oddelekza zootehniko)

Rešitve za številne izzive v prehranskem sistemu si je enostavno zamisliti in o njih razpravljati, praviloma pa jih je zelo težko uspešno vpeljati v prakso. Podobno je s spodbujanim vključevanjem konceptov krožnega gospodarstva. V okviru projekta EIP ŽUŽ smo zasnovali in vzpostavili pilotne sisteme insektne biokonverzije, osnovane na Črni bojevniški muhi (Hermetia illucens) v dveh velikostnih kategorijah in praktično preizkusili vpeljavo sodobnih konceptov in tehnologij krožnega biogospodarstva v celotni vertikali od surovin do končnih izdelkov. Predstavljene so bile pridobljene izkušnje uvajanja insektne biokonverzije na slovenskih kmetijah ter izbrani rezultati strokovnih poskusov. Potrjujemo, da je uporaba žuželk v okviru biokonverzije lahko obetaven člen vzpostavljanja trajnostnega prehranskega sistema, soočiti pa se moramo s kritičnimi ovirami in jih v praksi rešiti. To pa je možno zgolj s sistemskim, večdisciplinarnim in lokaliziranim raziskovanjem tega kompleksnega področja.

Hrana, ki ni več namenjena prehrani ljudi, kot krma za živali

(doc. dr. Alenka Levart in prof. dr. Janez Salobir, BF – Oddelek za zootehniko)

K zmanjševanju izgub hrane in s tem količinam hrane, ki konča med odpadki lahko pomembno prispevajo tudi rejne in družne živali, ki so nepogrešljive pri uresničevanju ciljev krožnega trajnostnega biogospodarstva. Za varno uporabo živil, ki niso več namenjena prehrani ljudi v prehrani živali potrebujemo nacionalni okvir, ki bo primeren za slovenske specifične razmere, kar raziskujemo v okviru CRP projekta (V4-2210) Načini in možnosti uporabe živil, ki niso več namenjena prehrani ljudi kot alternativnih krmil za rejne in družne živali, ki ga sofinancirata Ministrstvo za kmetijstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano in Javna agencijo za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost RS.

Perspektivni načini rabe sirotke v kontekstu slovenskega agroživilstva

(znan. svet. dr. Bojana Bogovič Matijašič, BF – Oddelek za zootehniko)

Mlečna veriga je tradicionalni sektor strateškega pomena za Slovenijo, je pa tudi en večjih proizvajalcev organskih odpadkov. Najpomembnejši stranski tok v mlekarstvu je sirotka, ki nastane pri proizvodnji sira in skute in je še vedno prevečkrat obravnavana kot odpadek. Tudi v Sloveniji so bili v zadnjih letih razviti perspektivni pristopi za ponovno uporabo sirotke, za pridobivanje izdelkov z višjo dodano vrednostjo, kot so izdelki z očiščenimi in stabiliziranimi sirotkinimi proteini, bakterijska biomasa in metaboliti (vitamin B12, bakteriocini), kozmetični izdelki, posip za boljšo razgradnjo gospodinjskih odpadkov. Raziskovalna skupina pod vodstvom Bojane Bogovič Matijašić trenutno v okviru Interreg VI-A Italija-Slovenija Dairy+ razvija pristope krožne valorizacije sirotke, ki bi bili izvedljivi v majhnih mlekarnah ali na kmetijskih gospodarstvih. Predvideno je pilotno koncentriranje sirotkinih proteinov s tehnologijo ultrafiltriranja in njihova uporaba za izdelavo funkcionalnih mlečnih izdelkov (napitki, namazi, skuta, sladoled...) s povečano vsebnostjo beljakovin, s probiotiki in postbiotiki. Predvideno je tudi ovrednotenje življenjskega cikla predvidenih izdelkov in izbira najperspektivnejših scenarijev predelave.