North Carolina är den näst största grisköttsproducerande platsen i USA, hem till ungefär 8,9 miljoner svinar över 2, 300 industriella grisfarmer – och deras gödsel. För att hantera denna enorma mängd djuravfall, bönder har designat svinhus med spaltgolv som gör att gödseln kan falla genom spjälorna och i avlopp som för ut den ur huset till massiva pooler som kallas hog laguner. Gödseln sönderfaller långsamt i friluftsgropen och blir med tiden till gödsel.

När orkanen Florence slog North Carolina i september 2018, svinuppfödare rusade för att dränera sina laguner av rädsla för att de extrema vindarna och översvämningarna skulle orsaka massiva utsläpp. När en grislagun spricker, det kan orsaka stora hälsoproblem för människor och miljö, inklusive förgiftat dricksvatten, fosfor blommar i lokala vattendrag, förstörelse av odlingsmark, och spridningen av föroreningar som bränslerester. Skadorna från ett enstaka svinlagunbrott kan vara förödande, vilket resulterar i döda djur och boskap.

North Carolinas svinfarmar och andra instängda djurutfodringsverksamheter producerar 10 miljarder liter fekalt avfall varje år, som kan fylla mer än 15, 000 simbassänger i olympisk storlek, enligt Environmental Working Group. North Carolinas 100-åriga översvämningsslätt innehåller fortfarande 62 instängda djurutfodringar med över 235, 000 grisar, och 30 andra verksamheter huserar mer än 1,8 miljoner kycklingar. För att fånga upp djurens gödsel, 166 utomhuslaguner ligger direkt inom översvämningsslätten medan 366 fler laguner ligger inom 100 fot från översvämningsslätten.

Orkanen Florence var inte första gången som North Carolina drabbades av ett massivt statligt gödselutsläpp. 1999, Orkanen Floyd orsakade förödelse i staten med så mycket som 2 fot regn i vissa regioner, vilket fick lagunens väggar att brista och dödade över 20, 000 grisar.

Men den utbredda mediebevakningen av Florens hot mot North Carolinas svinfarmer uppmärksammade allmänheten på ett mycket illaluktande och mycket farligt problem i jordbruksproduktionen - inte den enorma mängd gödsel som bönderna hanterar varje år, men sättet på vilket gödseln samlas in, hanteras, och sprids.

Förra året, Invånare i North Carolina lämnade in allmänna olägenheter mot Smithfield Foods och Murphy-Brown och hävdade att verksamhetens svingödsellaguner skapade en stor olägenhet i form av lukter och potentiella hälsoproblem. Tre av stämningarna slutade med att mer än 500 miljoner dollar tilldelades kärandena.

Där teknik och gödsel kolliderar

"Gårdar brukade vara mer integrerade system, med bete för djur att beta, produktion av grödor, och biprodukter som gick till boskapen. Gödseln spreds tillbaka till marken. Det var ett mer balanserat system jämfört med nuförtiden när man odlar grödor på andra ställen, ibland väldigt långt borta. Flytande gödsel är för dyrt och för svårt att transportera till en odlingsplats och det kanske inte består av rätt proportioner, "Sandra Vijn, direktör, mejeri, hållbar mat på World Wildlife Fund, berättar AgFunderNews .

"Cirkulärt jordbruk är vad vi skulle vilja se, som består av många bönder som applicerar gödsel tillbaka till marken och odlar grödor för att mata människor, och biprodukterna går till djuren som producerar mer gödsel för att mata grödorna. Nu för tiden, den är sönder. Vi vill föra tillbaka dessa system och föra tillbaka näringsämnena till jordbruksmarken så att vi kan utnyttja dem till fullo.”

WWF går samman med The Yield Lab Institute, Newtrient, och Dairy Farmers of America för att organisera en start-up-tävling för lösningsleverantörer som marknadsför gödselbaserade produkter och tjänster. Genom The Manure Challenge, gruppen hoppas kunna sätta gödselbaserad produktmarknadsföring på kartan genom att välja en grupp lösningsleverantörer och vägleda dem genom en läroplan för kommersialisering i kombination med mentorskap och introduktion till kapitalkällor.

Gödsel:En helig ingång för vissa

För många bönder, särskilt de som roterande betar sin boskap och avslutar djur på gräs istället för på foder i en foderplats, gödsel är en helig insats som fyller på betesmarker, ger insikt i varje djurs hälsa, och matar organiskt material i jorden vilket ger rik och bördig mark.

Men när boskapsindustrin blev kraftigt konsoliderad, likaså djurens gödsel. Som svinproduktion, fjäderfäproduktionen är särskilt full med koncentrationer av gödsel eftersom värphöns och köttfåglar är instängda i stora hus tills den dag de skickas till beredaren. Även i nästan framväxt frigående produktion, fåglarna hålls i stora hus och har begränsad tillgång till naturen, Om överhuvudtaget.

Gödselhantering är inte nödvändigtvis en fråga om megagårdar kontra små gårdar, antingen.

”Även småskaliga mjölkbönder har gödselbrunnar och laguner med överskott av gödsel, särskilt under säsonger där det inte går att sprida ut på marken. De måste hitta lösningar för att hantera det, så den här utmaningen försöker också hjälpa småskaliga jordbrukare.”

Många stater har antagit regler för gödselhantering för att säkerställa att gödsel hanteras på ett säkert och miljömedvetet sätt, tvingar jordbrukare att vidta vissa åtgärder när det gäller deras djurs dagliga produktion. Dessa lagar antar en mängd olika lösningar, återspeglar viktiga steg för gödselhantering:insamling, lagring, behandling, överföra, och användning.

Gödsel kan lagras torrt och hanteras som fasta ämnen, eller flytande. Flytande gödsel kan rötas anaerobt för att producera biogas för energiproduktion. Utan lock, dock, den flytande gödseln släpper ut växthusgaser i atmosfären. Den vanligaste användningen av gödsel är som gödsel på åkermark eller betesmark, men industrialiseringen av livsmedelsproduktionen har lagt tusentals mil mellan de platser där boskap föds upp och radgrödor odlas. Det finns även hälsohänsyn när man applicerar gödsel på mänskliga livsmedelsgrödor.

Eftersom bönder står inför regulatoriskt tryck för att hantera gödsel och i ljuset av miljökonsekvenserna, det har funnits några industriledda, teknikdrivna insatser, också.

Kalifornien tilldelade nyligen ett anslag på 90 miljoner USD till mejeriteknikföretaget CalBio för att hjälpa den stora mejeriproducerande staten att nå sitt mål att minska metanutsläppen från mejeri- och boskapsindustrin med 40 % till 2030. Medlen kommer att användas för att främja användningen av gödselrötare på kaliforniska mjölkgårdar genom att bygga och driva en sammankopplingsledning. Rörledningen kommer att transportera biogas som produceras på gårdar till konverteringsanläggningar, där den förvandlas till förnybar komprimerad naturgas.

Under 2018, Smithfield Foods, världens största grisköttsproducent och grisproducent, inledde ett partnerskap med Floridas nystartade Anuvia Plant Nutrients för att omvandla den svingödsel som skapats av företagets jordbruksverksamhet till gödningsmedel.

Mycket boskap betyder mycket gödsel – och mycket outnyttjat värde

AgriFood Tech har blivit en distinkt och växande sektor, lockade till sig rekordstora 16,9 miljarder USD i riskkapitalfinansiering förra året enligt AgFunders AgriFood Tech Investing Report 2018.

Med allt det kapitalet, det är svårt att förstå varför fler nystartade företag inte har siktet inställt på att tillföra innovation och störningar i gödselhanteringen.

"Det är verkligen inte sexigt. Det är inte den senaste mattrenden som kommer från Silicon Valley. Det är något gömt i försörjningskedjan, men det är en värdefull resurs och det är en förorening, så det finns ett akut behov av att få detta på radarn, " säger Vijn.

Mängden gödsel som produceras genom jordbruksföretag i USA är svindlande. Även om det finns befintliga system och metoder för gödselhantering som är utformade för att göra en viss användning av avfallet, det finns utan tvekan outnyttjad potential som flyter i grislaguner och högar med fjäderfäströ.

Under 2017, kött- och fjäderfäindustrin bearbetade 9,4 miljarder boskapsdjur enligt North American Meat Institute. Det är en svindlande mängd kött, men det är också en svindlande mängd gödsel att ta hänsyn till, för.

Gödsel är inte ett problem som är unikt för en viss region framför en annan. Nästan hälften av de 2,1 miljoner gårdar som var i drift vid 2012 års Census of Agriculture rapporterade att de hade nötkreatur och kalvar, enligt USDA.

För att sätta det på en mer påtaglig skala, gödseln från ett mejeri med 200 kor producerar lika mycket kväve som avloppsvattnet från ett samhälle på 5, 000 till 10, 000 personer enligt National Resource Conservation Service. Den årliga strö som produceras från ett typiskt köttfågelhus som innehåller 22, 000 fåglar producerar lika mycket fosfor som avloppsvattnet från ett samhälle på 6, 000 personer.

Avfallsprodukterna som djur producerar består inte bara av gödsel, antingen. Strö, spilld foder, och andra ämnen som har blivit förorenade med gödsel sopas också ofta in i lagunerna eller andra uppehållsområden.

NRCS tog forskningen ännu längre för att avgöra hur mycket gödsel varje art producerar på en daglig basis. Forskningsprojektet beräknade den genomsnittliga dagliga produktionen för varje art baserat på en 1, 000-punds djurenhet för att redogöra för de stora storleksskillnaderna mellan en storramad mjölkko och en liten värphöna.

Studien drog slutsatsen att en 1, 000-pund nötköttko producerar 59,1 pounds gödsel per dag. En mjölkko med samma vikt ger 80 pund. Grisar och grisar producerar 63,1 pund gödsel per dag per 1, 000-punds djurenhet medan värphöns producerar 60,5 pund och broilers producerar 80 pund. Kalkoner producerar minst mängd på 43,6 pund.

"Vi vet att det finns många program och metoder som bönder använder för att hantera och sprida gödsel, men vi ser också ett behov för bönder att bättre hantera lagunerna och lagringen de har på sina gårdar, sa Vijn. "Även med programmen från regeringen och andra källor, det finns fortfarande oavsiktliga gödselspill, avrinning, och växthusgasutsläpp. Om gödsel hanteras väl, det finns en stor möjlighet att förbättra effektiviteten i livsmedelsproduktionen, markens hälsa, rent vatten, och minskningar av växthusgaser."

Gödselutmaningen

Genom The Manure Challenge, Vijn och partnerna hoppas kunna identifiera nya lösningar som inte finns på befintliga gödselhanteringsföretags radar. De vill också öka medvetenheten bland försörjningskedjans partners om möjligheten eller minska effekterna på gårdsnivå genom bättre gödselhantering.

"Många företag har satt upp mål att minska utsläppen av växthusgaser med 30% till 2030, och de har mejeriprodukter i sina leveranskedjor. De vänder sig alla till sina leveranskedjor och frågar vilka lösningar som kan hjälpa oss att nå vårt mål. Denna utmaning kan öka medvetenheten om några av dessa lösningar och föra samman parter för att investera dem och få dem att skala, ” förklarar Vijn. "Det här kan hjälpa oss att se bortom traditionella biogasrötare som kräver mycket investeringar och som är riktigt svåra att underhålla eftersom de kräver externa experter. Vi hoppas verkligen kunna hitta lösningar i mindre skala som är mer användarvänliga och som kräver mindre investeringar."

Vägen till att göra gödsel till betydelse är full av utmaningar. Att få bönder att ta till sig ny teknik är alltid en utmaning, speciellt när det kräver en initial investering utan en tydlig känsla av när avkastningen kommer. Knepet att marknadsföra gödselteknik kommer att vara detsamma som de flesta andra innovationer på gården:att leda med värdeerbjudandet.

"Jag växte upp på en gård och min pappa var tveksam till att investera i sånt här, men om det finns bevis på att det fungerar, ta in pengar, och göra livet lättare när det gäller att följa lagar eller ligga före lagarna och det är inte så svårt att implementera, då kommer bönderna att vara intresserade, ” förklarade Vijn. "Jag vet också att bönder älskar att besöka andra bönder och att förstå vad de gör, så om det finns utrymme i denna utmaning för demonstrationer av tekniken, det skulle verkligen hjälpa."

Redaktörens anmärkning:Författaren till den här artikeln är Lauren Manning. Den här historien uppträdde ursprungligen i AgFunderNews.

Vill ha mer jordbruk, teknik- och investeringsnyheter? Besök AgFunderNews .com för dagliga nyheter och intervjuer med nystartade ag tech-företag, investerare, och mer.