-

Manure separation to better distribute organic matter at farm level (Pays-Bas)

Mestscheiding om organische stof op bedrijfsniveau beter te verdelen (NL)

Description

Separation of cow manure is a common practice on dairy farms in The Netherlands to improve the nutrient use efficiency.

Het primaire doel van mestscheiding is de productie van een dikke
fractie met hoge gehalten aan organische stof en mineralen en een laag vochtgehalte. Een dergelijke geconcentreerde
fosfaatrijke fractie is een waardevolle organische meststof en kan over grote afstand vervoerd worden. De
dunne waterige fractie, met daarin het grootste deel van de stikstof, kan op eigen grond of in de nabije omgeving als
meststof worden aangewend of verder worden gezuiverd tot loosbaar water.

Slurry manure is fed through a manure separator that separates much of the thick material from the liquid portion. These fractions differ in the proportion between P and N; the thick fraction contains relatively more P than the thin fraction.
The thick fraction is used on maize fields or as substrate in cow stables; the thin fraction, with the larger part of the nitrogen, can be used on other parts of the farm or is exported from the farm to be treated for discharge in the environment. Due to stricter regulations for the application of N and P to crop land and grassland, less manure may be applied to the land. If manure must be exported because the threshold for P is reached, this implies that also N is exported from the farm.

Purpose of the Technology: Slurry from livestock consists of more than 90% of water. The primary purpose of manure separation is to produce a thick fraction with high contents of organic matter and nutrients and a low moisture content. The thick fraction is a valuable fertiliser and can be transported over large distances. The thin fraction, with the larger part of the nitrogen, can be applied as fertiliser on the farm, on farmland in the proximity, or can be treated into a quality suitable for discharge in the environment or water drainage system.

Manure separation allows farmers to use organic matter from manure more efficiently at the farm level. Manure separation increases the efficiency of processing and using manure in 5 ways:

1. By concentrating phosphorus in the thick fraction the volume of manure to be exported can be decreased, and also the export of nitrogen from the farm.
2. Manure separation creates three types of manure (thick, thin and mixed), which allows for differentiated application to different fields and crops, and reductions on requirements for artificial fertiliser.
3. Manure separation decreases the volume of manure to be exported from farms, and therefore saves energy and transport costs.
4. The thick fraction can be stored in stacks, taking up less space.
5. The thick fraction can be used as substrate in stables, replacing costly sawdust.

Establishment / maintenance activities and inputs: Purchase a manure separator. Periodically feed your collected slurry manure through the separator and then apply the thick portion to your fields. Discard the liquid portion.

Natural / human environment: Dairy farming on sandy soils in the eastern part of The Netherlands. Stricter manure regulation originting from the Nitrates Directive sets a limit on the amounts of animal manure for farms on sandy and loess soils in the eastern and southern part of The Netherlands.

Lieu

Lieu: Haarlo - Oude Eibergen, Gelderland, Pays-Bas

Nbr de sites de la Technologie analysés:

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 6.59421, 52.10475

Diffusion de la Technologie: répartie uniformément sur une zone (approx. < 0,1 km2 (10 ha))

Dans des zones protégées en permanence ?:

Date de mise en oeuvre: il y a moins de 10 ans (récemment)

Type d'introduction
Thick separated manure (Henk Leever (Oude Eibergenseweg 13, 7273 PJ, Haarlo, Netherlands))
Manure Separator (Henk Leever (Oude Eibergenseweg 13, 7273 PJ, Haarlo, Netherlands))

Classification de la Technologie

Principal objectif
  • améliorer la production
  • réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
  • préserver l'écosystème
  • protéger un bassin versant/ des zones situées en aval - en combinaison avec d'autres technologies
  • conserver/ améliorer la biodiversité
  • réduire les risques de catastrophes
  • s'adapter au changement et aux extrêmes climatiques et à leurs impacts
  • atténuer le changement climatique et ses impacts
  • créer un impact économique positif
  • créer un impact social positif
L'utilisation des terres

  • Terres cultivées
    • Cultures annuelles: céréales - maïs, céréales - autres, cultures fourragères - graminées, plantes à racines et à tubercules - pommes de terre
    Nombre de période de croissance par an: : 1
  • Pâturages
    • Affouragement en vert/ zéro-pâturage
    • Prairies améliorées
Approvisionnement en eau
  • pluvial
  • mixte: pluvial-irrigué
  • pleine irrigation

But relatif à la dégradation des terres
  • prévenir la dégradation des terres
  • réduire la dégradation des terres
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées
  • s'adapter à la dégradation des terres
  • non applicable
Dégradation des terres traité
  • dégradation chimique des sols - Cn: baisse de la fertilité des sols et réduction du niveau de matière organique (non causée par l’érosion)
Groupe de GDT
  • gestion intégrée de la fertilité des sols
Mesures de GDT
  • pratiques agronomiques - A2: Matière organique/ fertilité du sol

Dessin technique

Spécifications techniques

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés :
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : Euro
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 0.94 Euro
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : 255.70
Facteurs les plus importants affectant les coûts
Labour. Equipment.
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Buy a seperator (Calendrier/ fréquence: None)
Intrants et coûts de mise en place
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Euro) Coût total par intrant (Euro) % des coût supporté par les exploitants des terres
Equipements
Seperator Machine 1,0 5320,0 5320,0
Coût total de mise en place de la Technologie 5'320.0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 5'659.57
Activités récurrentes d'entretien
  1. Operating separator (Calendrier/ fréquence: once per year)
  2. Applying both thick fraction manure and RDM manure (Calendrier/ fréquence: once per year)
Intrants et coûts de l'entretien
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Euro) Coût total par intrant (Euro) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Labour ha 1,0 127,68 127,68 100,0
Sampling manure ha 1,0 21,28 21,28 100,0
Equipements
Machine use ha 1,0 308,56 308,56 100,0
rent of manure separator h 1,0 16,5 16,5 100,0
depreciation costs m3 1,0 0,65 0,65
maintenance machine 1,0 0,3 0,3
Electricity ha 1,0 3,72 3,72 100,0
Engrais et biocides
Extra Potassium ha 1,0 10,64 10,64 100,0
Coût total d'entretien de la Technologie 489.33
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 520.56

Environnement naturel

Précipitations annuelles
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1000 mm
  • 1001-1500 mm
  • 1501-2000 mm
  • 2001-3000 mm
  • 3001-4000 mm
  • > 4000 mm
Zones agro-climatiques
  • humide
  • subhumide
  • semi-aride
  • aride
Spécifications sur le climat
182 days of precipitation annually
Thermal climate class: temperate. Mean monthly temperature varies between 2-17 °C ( LGP 240-269 days, mean monthly temperature varies between 2-17 °C)
Pentes moyennes
  • plat (0-2 %)
  • faible (3-5%)
  • modéré (6-10%)
  • onduleux (11-15%)
  • vallonné (16-30%)
  • raide (31-60%)
  • très raide (>60%)
Reliefs
  • plateaux/ plaines
  • crêtes
  • flancs/ pentes de montagne
  • flancs/ pentes de colline
  • piémonts/ glacis (bas de pente)
  • fonds de vallée/bas-fonds
Zones altitudinales
  • 0-100 m
  • 101-500 m
  • 501-1000 m
  • 1001-1500 m
  • 1501-2000 m
  • 2001-2500 m
  • 2501-3000 m
  • 3001-4000 m
  • > 4000 m
La Technologie est appliquée dans
  • situations convexes
  • situations concaves
  • non pertinent
Profondeurs moyennes du sol
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Textures du sol (de la couche arable)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Textures du sol (> 20 cm sous la surface)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Matière organique de la couche arable
  • abondant (>3%)
  • moyen (1-3%)
  • faible (<1%)
Profondeur estimée de l’eau dans le sol
  • en surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilité de l’eau de surface
  • excès
  • bonne
  • moyenne
  • faible/ absente
Qualité de l’eau (non traitée)
  • eau potable
  • faiblement potable (traitement nécessaire)
  • uniquement pour usage agricole (irrigation)
  • eau inutilisable
La qualité de l'eau fait référence à:
La salinité de l'eau est-elle un problème ?
  • Oui
  • Non

Présence d'inondations
  • Oui
  • Non
Diversité des espèces
  • élevé
  • moyenne
  • faible
Diversité des habitats
  • élevé
  • moyenne
  • faible

Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production
  • subsistance (auto-approvisionnement)
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation
  • moins de 10% de tous les revenus
  • 10-50% de tous les revenus
  • > 50% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse
  • très pauvre
  • pauvre
  • moyen
  • riche
  • très riche
Niveau de mécanisation
  • travail manuel
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Sédentaire ou nomade
  • Sédentaire
  • Semi-nomade
  • Nomade
Individus ou groupes
  • individu/ ménage
  • groupe/ communauté
  • coopérative
  • employé (entreprise, gouvernement)
Genre
  • femmes
  • hommes
Âge
  • enfants
  • jeunes
  • personnes d'âge moyen
  • personnes âgées
Superficie utilisée par ménage
  • < 0,5 ha
  • 0,5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1 000 ha
  • 1 000-10 000 ha
  • > 10 000 ha
Échelle
  • petite dimension
  • moyenne dimension
  • grande dimension
Propriété foncière
  • état
  • entreprise
  • communauté/ village
  • groupe
  • individu, sans titre de propriété
  • individu, avec titre de propriété
  • Other forms of exploitation
Droits d’utilisation des terres
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Accès aux services et aux infrastructures
santé

pauvre
x
bonne
éducation

pauvre
x
bonne
assistance technique

pauvre
x
bonne
emploi (par ex. hors exploitation)

pauvre
x
bonne
marchés

pauvre
x
bonne
énergie

pauvre
x
bonne
routes et transports

pauvre
x
bonne
eau potable et assainissement

pauvre
x
bonne
services financiers

pauvre
x
bonne

Impact

Impacts socio-économiques
Production agricole
en baisse
x
en augmentation


expected, based on better targeted fertiliser application

demande pour l'eau d'irrigation
en augmentation
x
en baisse


expected due to increase of SOM

dépenses pour les intrants agricoles
en augmentation
x
en baisse


On artificial fertiliser (30-80% reduction on N fertiliser) and substrate for cow stables. But since the thick fraction contains less N per kg of P2O5 than the original mix, farners applying the thick fraction (for maize as described in this QT) may need to apply more articial N-fertilizer

revenus agricoles
en baisse
x
en augmentation


Decreased costs for manure export from the farm: A smaller part of the total manure mix needs to be exported (ca 35% less N-export than without manure separation; 10-30% less net energy use)

Ease of manure storage
decreased
x
increased


Thick fraction is less voluminous and can be stacked

Energy use
increased
x
decreased

Quantité avant la GDT: 4-7 GJ/ha
Quantité après la GDT: 3-5 GJ/ha
Energy use for manure transport, processing, digestion and fertiliser use

Expenses on machinery
increased
x
decreased


For farms with less than 1000-2000 tons of manure to be separated expenses on manure separation become larger than benefits. Such farms could better hire a mobile separator, as in the descirption of this SLM technology.

Impacts socioculturels
Improved livelihoods and human well-being
decreased
x
increased


Dairy farmers have learned more about the importance of soil organic matter for their production systems, and about the consequences of soil and manure management on soil organic matter and other aspects of soil health. This learning was brought by the exchange of knowledge between farmers and experts, and between farmers themselves. Farmers also profited from services provided to them by the farmers' foundations: shared investments (e.g. in the manure separator) and support in the application for subsidies to finance the SLM measure.

Impacts écologiques
qualité de l'eau
en baisse
x
en augmentation


expected: reduction in leaching of nitrate and phosphorus due to better targeted manuring to plant needs

humidité du sol
en baisse
x
en augmentation


due to increased SOM

matière organique du sol/ au dessous du sol C
en baisse
x
en augmentation


due to improved manure composition for crop growth and build-up of SOM

émissions de carbone et de gaz à effet de serre
en augmentation
x
en baisse


due to better targeted fertiliser use to needs of crops and reduced use of artificial fertiliser (30-80% less supply of N-fertiliser required)

Emission of NH3
increased
x
decreased

Quantité avant la GDT: 18
Quantité après la GDT: 20
NH3 loss in kg/ha, for dairy farms with 1.75 cows/ha, manure prod of 255 kg N/haand other assumptions; model estimate

P2O5 surplus
increased
x
decreased

Quantité avant la GDT: 1
Quantité après la GDT: 4
P2O5 surplus in kg/ha, same conditions

Impacts hors site
pollution des rivières/ nappes phréatiques
en augmentation
x
réduit

Quantité avant la GDT: 12.5
Quantité après la GDT: 10.4
Reduced leaching of nitrate from fields where manure is applied due to less surplus of N in thin fraction(NO3-N in groundwater in mg/lfor farm with 1.75 dairy cows/ha)

Energy use
increased
x
decreased

Quantité avant la GDT: 4-7 GJ/ha
Quantité après la GDT: 3-5 GJ/ha
Energy use for transport of manure from farms, processing, digestion, fertiliser use

Analyse coûts-bénéfices

Bénéfices par rapport aux coûts de mise en place
Bénéfices par rapport aux coûts d'entretien
There is no evidence yet on economic and agronomic effects of using the manure separator in the area, so the land user's perspective cannot be given. Assessments of costs, effects and energy use based on modelling are available in the literature for dairy and arable farming in the NL in Schroder et al. (2009). These reveal that for farms with 1.75 to 2.18 dairy cows/ha and under conditions of manure production and application and manure regulations for this part of The Netherlands, the required export of N-manure could decrease by 35%, required N-fertiliser by 30-80%, and net energy use by 10-30%.

Changement climatique

Changements climatiques progressifs
températures annuelles augmente

pas bien du tout
x
très bien
Extrêmes climatiques (catastrophes)
pluie torrentielle locale

pas bien du tout
x
très bien
tempête de vent locale

pas bien du tout
x
très bien
sécheresse

pas bien du tout
x
très bien
inondation générale (rivière)

pas bien du tout
x
très bien
Autres conséquences liées au climat
réduction de la période de croissance

pas bien du tout
x
très bien

Adoption et adaptation de la Technologie

Pourcentage d'exploitants des terres ayant adopté la Technologie dans la région
  • cas isolés/ expérimentaux
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Parmi tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle ou aucun paiement ?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Nombre de ménages et/ou superficie couverte
2
La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions ?
  • Oui
  • Non
A quel changement ?
  • changements/ extrêmes climatiques
  • évolution des marchés
  • la disponibilité de la main-d'œuvre (par ex., en raison de migrations)

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
  • increases soil organic matter

    How can they be sustained / enhanced? continued application of the measure and subsidy for maintenance of the manure separator by the Foundation; support to farmers in calculating parameters for manure separation specific for their farm (type of manure, concentrations, fields to apply to, livestock intensity)
  • energy saving and reduced loss of N while maintaining equal levels of crop production
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • increases soil organic matter

    How can they be sustained / enhanced? continued application of the measure and subsidy for maintenance of the manure separator by the Foundation; support to farmers in calculating parameters for manure separation specific for their farm (type of manure, concentrations, fields to apply to, livestock intensity)
  • increases available soil moisture
  • reduces leaching of nitrate to the groundwater
  • reduces energy use for manure handling and transport
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • there is still little experience with manure separation and there are many uncertainties relating to separation efficiency and financial aspects

Références

Compilateur
  • Simone Verzandvoort
Editors
Examinateur
  • Fabian Ottiger
  • Alexandra Gavilano
Date de mise en oeuvre: 10 mai 2015
Dernière mise à jour: 5 juin 2019
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
Données de GDT correspondantes
La documentation a été facilitée par
Institution Projet
Liens vers des informations pertinentes disponibles en ligne
  • Mestscheiding: relaties tussen techniek, kosten, milieu en landbouwkundige waarde - Jaap Schröder, Fridtjof de Buisonjé, Gerrit Kasper, Nico Verdoes & Koos Verloop, Plant and Animal Sciences Groups Wageningen UR, 2009.: http://edepot.wur.nl/50884
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International