Sewage sludge contains phosphorus (P), nitrogen (N), potassium (K) and organic matter in both soluble and particulate forms. However, agricultural use of sludge is limited because of possible problems due to hygiene, heavy metals, inner quality variation and non-balanced ratios of nutrients. We tested sustainable fertilization of cereals with (i) urea-spiked granulated sludge, (ii) composted anaerobic sludge digestate, (iii) dried (dewatered), anaerobic thermophilic digestate sludge mixture and (iv) dried (dewatered) sludge. The sludge products were applied to barley and wheat with variable combinations of N and K supplements in Nordic climate. Sludge products supplemented with N and K and mineral NPK fertilizers containing soluble 70 kgN ha À1 achieved barley dry yields above 3500 kg ha À1 . The grain N content was 22·3 g kg À1in barley fertilized with granulated sludge fortified with NK (soluble N 83 kg ha À1 ), while grain N content was 20 g kg À1 when fertilized with 90 kgN ha À1 NPK. The wheat dry yields were 2890 and 2850 kg ha À1 fertilized with granulated sludge fortified with NK when soluble N was 49 kg ha À1 and NPK with 110 kgN ha À1 of these grains containing N 29·2 and 29·0 g kg À1 . The results mean that correctly treated and formulated sludge products can be used. The risks caused by enteric microorganisms or heavy metals could be managed. The residual nitrate concentrations in soil were low. Sludge products could be developed by optimizing nutrient ratios and their structure. Sludge producers should provide farmers with detailed physicochemical data about each sludge portion.

Two field experiments, conventional grass ley and organic grass-clover ley, were established with barley as a nurse crop in spring 2000 and given either low or high fertilization with mineral fertilizer (Mineral) or composts. The compost types were municipal biowaste (Biowaste), biowaste + sewage sludge (BioSludge) and cattle manure (Manure). Plant yields and nitrogen (N) uptakes were measured for three years and efficiency of N utilization was estimated. In single application of compost, the total N was mainly in organic form and less than 10% was in inorganic form. Along with increasing amount of inorganic N applied in compost, the yield, N uptake and N recovery increased during the application year. The highest compost N recovery in the application year was 12%, found with Biowaste. In the following years the highest N recovery was found where the lowest total N had been applied. Clover performance was improved in the organic grass-clover ley established with BioSludge fertilization, producing total ley yield comparable with Manure compost. High total N application in composts caused high N surplus and low N use efficiency over three years. Generally, moderate compost fertilization is suitable for ley crops when supplemented with mineral N fertilizer or clover N fixation.

Composts produced from municipal source separated biowaste (Biowaste), a mixture of biowaste and anaerobically digested sewage sludge (Biosludge) and cattle manure (Manure) were examined for their maturity and hygiene quality. The composts were applied to a potato crop in 2004 and to a barley nurse crop of forage ley in 2005 in a field experiment. Numbers of faecal coliforms, enterococci, clostridia and Salmonella in field soil were determined 2 weeks and 16 weeks after compost applications. Municipal compost batches chosen based on successful processing showed variable maturity during field application, and the need to evaluate compost maturity with multiple variables was confirmed. The numbers of faecal coliform were similar in all compost types, averaging 4.7 and 2.3 log( 10) CFU g(-1) in the first and second years, respectively. The highest number of enterococci was 5.2 log(10) CFU g(-1), found in Manure compost in the first year, while the highest clostridia numbers were found in Biosludge compost, averaging 4.0 log(10) CFU g(-1) over both years. Except for one case, less than 2.4 log(10) CFU g(-1) of faecal coliforms or clostridia were found in compost-fertilised soil, while the numbers of enterococci were mostly higher than in unfertilised soil (<4.2 or <3.2 log(10) CFU g(-1), respectively). No hygiene indicator bacteria were present in compost-fertilised potato at harvest. Overall, compost fertilisations caused rather small changes in the counts of hygiene indicators in the field environment.

No abstract

Yhdyskunnissa syntynyttä orgaanista biojätettä ja puhdistamolietettä prosessoidaan biologisesti kompostoimalla ja mädättämällä. Lannoitevalmistesäädösten mukaisia maanparannuskomposteja ja kuivarakeita hyödynnetään kasvintuotannossa. Orgaaniset lannoitevalmisteet sisältävät yleensä runsaasti kokonaisfosforia mikäli niiden raaka-aineena on puhdistamolietettä. Typpisisältö on usein alhaisempi ja se vaihtelee suuresti prosessoinnin mukaan. Puhdistamolietepohjaisten lannoitevalmisteiden typen hyödyntämistä tarkastellaan lehtivihreän ja jyvän N-sadon kautta kolmella viljakokeella. Lisäksi tarkastellaan kevätviljan sadonkorjuun jälkeen mitattua peltomaan viljavuus-P:n ja liukoisen N:n määrää.Keskitettyjen käsittelylaitosten tuottamia lannoitevalmisteita käytettiin viljan lannoitteena ympäristötuen ehtojen ja ravinnerajoitusten mukaan kolmella viljakokeella. Ohra lannoitettiin maanparannuskompostilla ja ruis termisellä kuivarakeella. Kevätvehnä lannoitettiin puhdistamolietteestä valmistetulla maanparannuskompostilla tai kuivarakeella. Käytetyt lannoitevalmisteet sisälsivät puhdistamolietettä, joten niiden kokonaisfosforista 40 % laskettiin kasveille käyttökelpoiseksi. Annostelussa käytettiin P:n varastolannoitusta ja lisätty liukoinen N tasattiin vaihtoehtoisille tasoille.Ohranjyvän N-sato oli yli 100 kg/ha kun helppoliukoista N:ä annettiin vähintään 70 kg/ha. Tätä suuremmalla N-lannoituksella ohran N-sato ei enää noussut. Kasvuston lehtivihreä noudatti keväällä annetun liukoisen N:n määrää. Maan viljavuus-P ja liukoisen N:n määrä olivat sadonkorjuun jälkeen samalla tasolla kaikilla lannoituksilla. Lannoitetun rukiin tuottama jyvän N-sato oli 120–130 kg/ha, ja lannoittamaton N-sato oli 100 kg/ha. Rukiin lehtivihreätaso riippui keväällä annetusta N-lannoituksesta. Sadonkorjuun jälkeen pintamaan nitraattimäärä oli suurimmillaan 9,7 kg/ha. Pintamaan P-pitoisuus oli ruiskokeen kaikilla lannoituksilla 13–15 mg/l. Vehnäkokeella lisättiin raelannoituksilla liukoista N:ä yhteensä 70 tai 90 kg/ha (rae + mineraalilannoite) ja jyväsato oli 2600–2900 kg/ha. Tämä vastasi kontrollilannoitusten 80 tai 110 kg N/ha tuottamaa jyväsatoa. Kompostilannoituksilla lisättiin liukoista N:ä myös yhteensä 70 tai 90 kg/ha. Tällöin jyväsato 2300–2500 kg/ha oli kontrollilannoitusten 50 ja 80 kg N/ha välillä. Raelannoituksella kasvuston lehtivihreä oli suurimman kontrollilannoituksen kanssa samalla tasolla kasvukauden lopulla, muilla lannoituksilla lehtivihreätaso oli alhaisempi.Kevätviljan lannoituksessa orgaanisella lannoitevalmisteella on mahdollista korvata 20–40 kg/ha mineraalityppeä, mutta välitön lannoitusvaikutus riippuu tuotteen ominaisuuksista ja kasvuolosuhteista. Yhdyskuntajätepohjaisen kompostin lannoitusvaikutus on usein heikompi kuin kuivarakeen. Kompostin hajoamisaste on korkea, kun taas terminen rakeistusprosessi voi haihduttaa suuren osan materiaalin sisältämästä ammoniumtypestä. Etenkin puhdistamolietepohjaiset raetuotteet voivat toimia hyvinä fosforin lähteinä.