Onderzoek: Bokashi versus compostering – behoud van organische stof en nutriënten
Wat gebeurt er met organische stof, koolstof en stikstof wanneer gemaaid organisch materiaal wordt gefermenteerd tot Bokashi of traditioneel wordt gecomposteerd? Een onderzoek uit 2013 en 2015 vergeleek beide verwerkingsmethoden. De resultaten laten duidelijke verschillen zien in de hoeveelheid organische stof en nutriënten die tijdens het proces verloren gaan en in de berekende CO₂-voetafdruk.
Waarom is dit onderzoek relevant?
In de landbouw, groensector en het beheer van de openbare ruimte komen grote hoeveelheden organisch materiaal vrij. Denk bijvoorbeeld aan maaisel en andere plantaardige reststromen. Traditioneel worden deze materialen vaak gecomposteerd.
Tijdens het composteerproces wordt het materiaal regelmatig belucht en omgezet. Hierdoor ontstaat een actief afbraakproces waarbij warmte en CO₂ vrijkomen. Een alternatief is fermentatie: het organische materiaal wordt onder zuurstofarme omstandigheden verwerkt tot Bokashi.
De onderzoekers wilden weten wat het verschil is tussen beide methoden als het gaat om het behoud van organische stof en nutriënten en de uitstoot van broeikasgassen.
Wat is onderzocht?
In 2013 en 2015 werd bermmaaisel verzameld en telkens verdeeld over twee verwerkingsmethoden:
- een deel werd verwerkt tot traditionele compost;
- een deel werd verwerkt tot Bokashi volgens de Agriton-methode.
Per methode werd ongeveer 13 ton uitgangsmateriaal gebruikt.
Voor de compostering werd het materiaal gedurende 6 weken (2013) of 8 weken (2015) regelmatig gemengd. Dit gebeurde ongeveer vier tot vijf keer per week.
Voor de Bokashi werd het materiaal verwerkt volgens de Agriton-methode. Daarbij werden Microferm, Edasil kleimineralen en Aegir zeeschelpenkalk (voorheen Ostrea schelpenkalk) toegevoegd. Vervolgens werd het materiaal aangedrukt en luchtdicht afgedekt. De fermentatie duurde 6 weken in 2013 en 8 weken in 2015.
Tijdens het onderzoek werden onder andere de temperatuur, de hoeveelheid organische stof en de verliezen van koolstof en stikstof gemeten.
Duidelijk verschil in temperatuur
Een van de eerste verschillen die de onderzoekers waarnamen, was de temperatuurontwikkeling.
In de composthopen liep de temperatuur sterk op. Dit past bij het aerobe afbraakproces waarbij micro-organismen organische stof afbreken en daarbij warmte produceren.
Bij de Bokashi-hopen daalde de temperatuur na de start juist snel richting de omgevingstemperatuur. Er ontstond geen vergelijkbare sterke warmteontwikkeling als bij de composthopen.
Dit verschil is belangrijk omdat warmteontwikkeling bij compostering gepaard gaat met verlies van een deel van de organische stof.
Veel minder verlies van organische stof bij Bokashi
De verschillen werden ook duidelijk zichtbaar bij de analyse van het materiaal.
In het onderzoek bedroeg het verlies aan organische stof:
| Bokashi 2013 | Bokashi 2015 | Compost 2013 | Compost 2015 | |
|---|---|---|---|---|
| Verlies organische stof | 2,2% | 4,8% | 49% | 48% |
| Verlies koolstof | 2,9% | 5,6% | 59% | 69% |
| Verlies stikstof | 0,0% | 1,7% | 9,6% | 16,0% |
De onderzoekers zagen daarmee een aanzienlijk kleiner verlies van organische stof, koolstof en stikstof bij de Bokashi-methode dan bij de traditionele compostering.
Ook de totale hoeveelheid materiaal bleef bij Bokashi veel beter behouden. Na 6 of 8 weken was van het uitgangsmateriaal nog het grootste deel aanwezig, terwijl bij de compostering een aanzienlijk deel van het materiaal verloren was gegaan.
Verschil in C/N-verhouding
Ook de verhouding tussen koolstof en stikstof (C/N-verhouding) verschilde tussen beide eindproducten.
Bij het Bokashi-materiaal lag de C/N-verhouding in het onderzoek rond 19,5 tot 22,3. Bij de traditionele compost lag deze tussen 10,1 en 11,4.
Volgens de onderzoekers bleef het Bokashi-materiaal hierdoor chemisch en structureel dichter bij het oorspronkelijke organische materiaal.
Wat betekent dit voor koolstof en nutriënten?
Een belangrijk verschil tussen compostering en fermentatie is wat er met de organische stof gebeurt.
Bij traditionele compostering wordt organische stof onder invloed van zuurstof intensief afgebroken. Daarbij komt onder andere warmte en CO₂ vrij.
Bij fermentatie vindt de afbraak plaats onder zuurstofarme omstandigheden. Het organische materiaal wordt wel omgezet, maar wordt volgens de onderzoekers minder ver afgebroken tot CO₂, water en warmte. Daardoor blijft een groter deel van de oorspronkelijke organische stof in het eindproduct aanwezig.
Dat betekent dat Bokashi in deze proef een groter deel van de oorspronkelijke organische stof en koolstof vasthield.
Berekende CO₂-voetafdruk
De onderzoekers hebben ook een berekening gemaakt van de CO₂-voetafdruk van beide processen.
Voor het experiment uit 2013 kwam de berekende uitstoot uit op:
- Bokashi: 26 kg CO₂-equivalenten per ton uitgangsmateriaal
- Traditionele compostering: 253 kg CO₂-equivalenten per ton uitgangsmateriaal
Per ton eindproduct kwam de berekening uit op ongeveer:
- Bokashi: 25 kg CO₂-equivalenten
- Traditionele compost: 669 kg CO₂-equivalenten.
Op basis van deze berekening was de CO₂-voetafdruk per ton uitgangsmateriaal bij Bokashi ongeveer 10 keer lager. Per ton eindproduct was de berekende voetafdruk ongeveer 27 keer lager.
Belangrijke nuance
Deze cijfers zijn berekende waarden uit dit specifieke onderzoek. De onderzoekers namen daarbij onder andere het transport, het gebruik van diesel en de emissies tijdens het verwerkingsproces mee. Voor Bokashi werden bovendien de transportbewegingen van de toegevoegde materialen meegerekend.
De uitkomst moet daarom niet worden gelezen als een vaste factor die voor iedere Bokashi- en composteerpraktijk geldt. De daadwerkelijke klimaatimpact kan afhankelijk zijn van onder andere de gebruikte grondstoffen, transportafstanden, procesvoering en schaalgrootte.
Minder arbeid bij fermentatie
Naast het behoud van organische stof en nutriënten is er ook een praktisch verschil.
De Bokashi-windrij werd alleen aan het begin gemengd en vervolgens luchtdicht afgesloten. De compost werd gedurende het proces regelmatig gemengd: vier tot vijf keer per week gedurende de onderzoeksperiode.
De onderzoekers noemen daarom ook minder arbeid als een mogelijk voordeel van de Bokashi-methode.
Wat betekent dit voor de bodem?
Het onderzoek laat zien dat de keuze voor een verwerkingsmethode invloed heeft op de samenstelling en hoeveelheid van het organische eindproduct.
Bij Bokashi bleef in deze proef aanzienlijk meer organische stof, koolstof en stikstof behouden dan bij traditionele compostering. Het eindmateriaal bleef bovendien qua C/N-verhouding dichter bij het oorspronkelijke materiaal.
Dat maakt fermentatie interessant wanneer het doel is om meer van de oorspronkelijke organische stof en nutriënten in het eindproduct te behouden.
Tegelijkertijd is het belangrijk om onderscheid te maken tussen het behoud van nutriënten tijdens het verwerkingsproces en de beschikbaarheid daarvan voor planten. De onderzoekers geven aan dat hiervoor vervolgonderzoek nodig is, onder andere naar de beschikbaarheid van nutriënten voor bodemleven en gewassen na toepassing op landbouwgrond.
Conclusie
In dit onderzoek werden twee manieren om organisch materiaal te verwerken rechtstreeks met elkaar vergeleken: Bokashi-fermentatie en traditionele compostering.
De resultaten laten zien dat bij de onderzochte Bokashi-methode:
- aanzienlijk minder organische stof verloren ging;
- het verlies van koolstof veel lager was;
- het verlies van stikstof lager was;
- meer van het oorspronkelijke materiaal behouden bleef;
- minder regelmatige menging nodig was;
- en de berekende CO₂-voetafdruk aanzienlijk lager uitviel dan bij de onderzochte compostering.
Vooral het verschil in behoud van organische stof is opvallend: het verlies bedroeg in deze proef 2,2–4,8% bij Bokashi tegenover 48–49% bij compostering.
De onderzoekers benadrukken wel dat verder onderzoek nodig is om vast te stellen hoe de aanwezige nutriënten na toepassing van Bokashi in de bodem beschikbaar komen voor bodemleven en planten.
De rol van Agriton
Het onderzoek werd uitgevoerd door Marlou Bosch en Anke Hitman van Feed Innovation Services in Wageningen, samen met Jan Feersma Hoekstra van Agriton. Agriton was betrokken bij de toepassing van de eigen Bokashi-methode in het onderzoek.
Voor de Bokashi-behandeling werden volgens de beschreven methode Microferm, Edasil kleimineralen en Ostrea schelpenkalk gebruikt.
Bron van het onderzoek
Bosch, M., Hitman, A. & Feersma Hoekstra, J.
Fermentation (Bokashi) versus Composting of Organic Waste Materials: Consequences for Nutrient Losses and CO₂-footprint.
Feed Innovation Services, Wageningen & Agriton, Noordwolde.
Volledig onderzoek (Engels):
