Waarde propositie

De waarde piramide van de Biobased
Economy voor de bodem / landbouw.
Dr.Ir. Nicolette Klijn, in opdracht van Min. EZ, februari 2015
Koolstofeconomie:
Sinds de ontdekking van ruwe olie heeft de mens
een veelheid van toepassingen ontwikkeld op basis
van de benutting van polymeren van
koolwaterstoffen, zoals brandstof, kunststoffen,
kleding en bouwmaterialen. Deze materialen zijn
niet meer weg te denken uit onze moderne
maatschappij, maar de grondstof, ruwe olie, wordt
wel steeds schaarser.
2
CO2
O2
Biobased
economy Farma
Fine chemicals
Food
Feed
Fuel
Plantenresten
Organische stof
Koolstofassimilatie:
CO2
glucose / fructose
oligo sachariden
cellulose
lignine
CO2
Bodemleven
Nutriënten:
aminozuren
nucleotiden
oligo sachariden
stikstof
fosfaat
mineralen
aaltjes
bacteriën
schimmels wormen
ééncelligen geleedpotigen
3
Cascaderings piramide
4
Waarde creatie door cascadering:
Processing piramide
synthese
zuiveren,
katalyseren
Stoomontsluiting
Persen, fermenteren
Vergisten, composteren
groene grondstoffen
Sociaal economische meerwaarde
Stimulans biodiversiteit / bodemleven
Teelt van specifieke BE gewassen
Pyrolyse, verbranden van rest stromen
Cascadering van biomassa levert
toegevoegde waarde voor
de bodem /productie in de landbouw
als reststromen worden gerecycled!
Sequestration van CO2 door opslag in de bodem
Structuurverbetering bodem
Suppressie bodempathogenen
Stikstof, fosfaat en kalium
Sporenelementen
5
Waarde piramide voor de bodem /
opbrengst
Volume/ effect
Sequestration van CO2 door opslag in de bodem
Structuurverbetering bodem
Suppressie bodempathogenen
Stikstof, fosfaat en kalium
Sporenelementen
toegevoegde waarde bodem/opbrengst
Sociaal economische meerwaarde
Stimulans biodiversiteit / bodemleven
6
Sociaal economische meerwaarde
Waarde propositie: een bijdrage leveren aan de leefbaarheid en
verduurzaming van de regio:
– het scheppen van werkgelegenheid:
– bijdrage aan het verdienmodel van de boer met een positieve
impuls naar de productie van food en feed.
In de huidige wisselteelt praktijk draagt 30 tot 40% van de grond maar voor
10 tot 15% bij aan het jaar inkomen van de boer! Introductie van renderen
de gewassen voor de biobased economy kan bijdragen aan het voorkomen
van uitputting van landbouwgronden door te intensieve teelt van gewassen
met hoge opbrengst (alle maal rooigewassen)!
7
Stimulans biodiversiteit / bodemleven
Waarde propositie: De teelt en de verwerking van groene grondstoffen kan
een bijdragen leveren aan het stimuleren ven biodiversiteit/bodemleven om
de bodemvruchtbaarheid te behouden/verhogen door het terugvoeren van
met name de lignine vezels van groene grondstoffen naar akkerbouwgronden.
Daarmee kan zij een bijdrage leveren aan de verduurzaming van de landbouw.
1976
Biologische landbouw
2010
8
Sequestration van CO2
door opslag in de bodem
Waarde propositie: De teelt en bioraffinage van groene grondstoffen kan
extra bijdragen aan de CO2 balans, door de bodem niet uit te putten met betrekking
tot organisch stof, dan wel bij te dragen aan CO2 sequestration door het meer terug
leveren van de lignine component aan de akker (bodem)dan bij reguliere teelten.
Dit levert een meerwaarde op perceels- en lokaal-niveau en kan een bijdragen aan
verbetering van de LCA (Life Cycle Analysis) van de productie van landbouwgewassen
en/of groene grondstoffen.
9
Structuurverbetering bodem
Waarde propositie: De biobased economy kan lokaal bijdragen aan de
verduurzaming van de landbouw wanneer door het telen van groene grondstoffen
de structuur van de bodem verbetert. Bijvoorbeeld door de wijze waarop de
wortelstelsels groeien (voldoende diepte) en een hoog lignine gehalte in de wortels.
Daarnaast kan de bijdrage vergroot worden als ook de lignine houdende vezels na
bioraffinage zoveel mogelijk terug gevoerd worden naar de landbouwgronden.
Bodemstructuur en organisch stof staan op
prioriteiten lijst van de waterschappen
in verband met de drastische vermindering van
water bufferende capaciteit van de landbouwgronden
10
Suppressie bodempathogenen
Waarde propositie: Door het terugvoeren van de lignine houdende fractie,
dan wel door wortelstelsels van groende grondstoffen kunnen pathogene schimmels
op een perceel teruggedrongen worden. De teelt van groene grondstoffen kan
waarde creëren voor de teler indien hij deze kan benutten op percelen
die aangetast zijn door pathogene nematoden.
Plantenziekten
Stengelaaltjes
Wetenschappelijke naam
Ditylenchus
Gevoelige gewassen
Bollen, mais, bieten, aardappelen, uien
Wortelknobbelaaltje
Meloidogyne
Mais, aardappelen, tuinbouwgewassen
Cystenaaltje
Wortellesieaaltje
Globodera / Heterodera
Pratylenchus
Aardappel, bieten, koolzaad
Bollen, fruitbomen en sierteelten
Rattenkeutelziekte
Sclerotinia (schimmel)
Aardappel, koolzaad
Wratziekte
Witrot
Kwadegrond
Rhizomanie
Synchytrium (schimmel)
Sclerotium (schimmel)
Rizoctonia (schimmel)
BNYVV virus verspreiding door schimmel
Aardappel
Uien
Bieten, mais en gras
Bieten
Stengelrot/Koprot
Diverse bacteriën
Aardappel, bollen, uien
Bodemziekte
Phytium en Fusarium (schimmels)
Mais, granen, bieten
11
Bodemweerstand:
Citaat inaugurele rede Prof. Wietse de Boer
12
Stikstof, fosfaat en kalium
Waarde propositie: De terugwinning van de mineralen en in het bijzonder stikstof,
fosfaat en kalium (en evt. magnesium) tijdens de bioraffinage op een zodanige
wijze dat de teler ze opnieuw in de teelt van groene grondstoffen en andere
gewassen kan toepassen draagt in bij aan het verlagen van
de CO2footprint van de landbouw
Productie van kunstmest:
• verhoogt de CO2footprint
• verlaagd de biodiversiteit
• uitspoeling naar water
• destructie natuur in de
mijnen waar de grondstoffen
gewonnen worden
• steeds hogere kosten voor
akkerbouwer
13
Sporenelementen
Waarde propositie: Tijdens de bioraffinage de sporenelementen zoveel mogelijk
terugwinnen en terug voeren naar de productiegronden.
Dit draagt bij aan:
de opbrengsten per hectare
Broccoli
de gehaltes aan
essentiële elementen
Bonen
in voedingsgewassen
Fruit en groente
Mineralen en vitaminen
1985
Inhoud in milligram (per 100
gram)
1996
Verschil
calcium
foliumzuur
magnesium
103
47
24
33
23
18
min 68%
min 52%
min 25%
calcium
foliumzuur
magnesium
vitamine B6
56
39
26
140
34
34
22
55
min
min
min
min
Wortels
calcium
magnesium
37
21
31
9
min 17%
min 57%
Spinazie
magnesium
vitamine B6
vitamine C
62
200
51
19
82
21
min 68%
min 59%
min 58%
Bananen
calcium
foliumzuur
magnesium
vitamine B6
8
23
31
330
7
3
27
22
min
min
min
min
Aardbeien
calcium
magnesium
21
13
18
12
min 14%
min 8%
38%
12%
15%
61%
12%
84%
13%
92%
Bron: op basis van getallen van het Schwarzwaldsanatorium Obertal (D)
14
Praktijk casus Zonnebloemen:
•
•
•
•
•
•
Zonnebloempitten
Zonnebloemen
Gehakselde stengels veevoeder
Vezels benutting in materialen
Zonnebloemolie: biopolymeren
Gehakselde stengels biogas productie
15
Praktijk casus Zonnebloemen:
volume/effect
Sequestration van CO2 door opslag in de bodem
Structuurverbetering bodem
Suppressie bodempathogenen
Stikstof, fosfaat en kalium
Sporenelementen
toegevoegde waarde bodem / opbrengst
Sociaal economische meerwaarde
Stimulans biodiversiteit / bodemleven
•
•
•
•
•
•
•
Hogere opbrengst per ha
lokale verwerking stengels
Weinig bemesting positief
voor bestuifers zoals bijen
Positief voor recreatie, lokale
verkoop bloemen
Relatief veel lignine in stengels,
na biogas productie, lignine
terug naar bodem.
Diep wortelstelsel dat achter
blijft na oogt in de bodem
Geen waardplant voor de
bekende pathogene nematoden
Schil van zaden rijk aan
mineralen, terug naar de bodem
16