Jordfaget sin betydning i arbeidet med økologisk landbruk, klima og miljø Sissel Hansen Takk til Grete Lene Serikstad og Reidun pommeresche for bruk av plansjer og bilder
Disposisjon Hvorfor er jord mer enn bare en vokseplass for planterøtter? Bedømming av jordkvalitet Effekt av jordkultur på utnytting av tilførte næringsstoff og plantevekst Effekt av jordkultur på klimagassutslipp Mat på norske ressurser
Hvorfor er jord mer enn bare en vokseplass for planterøtter? Illustrasjon: Herwig Pommeresche
Jordliv/m 2 70 milliarder bakterier/m 2 7 milliarder encella organismer (Protozoa)/m 2 40 000 midd/m 2 50 000 spretthaler/m 2 250 meitemark/m 2
Grå meitemark pløyer 15-80 tonn jord per dekar og år Boström 1988, Bioforsk data
Mer plantenæring 20,0 markekskr. jord 3,0 mg/100g tørrvekt 15,0 10,0 5,0 markekskr. jord 2,0 1,0 g/100g tørrvekt 0,0 0,0 Fosfor Kalium Magnesium Natrium Kalsium Karbon Nitrogen Egne data 2005
Meitemarker som klekkes fra kokonger. (Foto R. Pommeresche)
Spretthaler 0,2-8 mm øye 2 500 stk. under en skosåle Lever av sopphyfer og planterester hoppegaffel Bilder fra Internet
5000 midd i jord og strø under en skosåle Midd; plantesugere, nedbrytere, rovdyr, over 800 arter i Norge
Biologisk nitrogenbinding En liten knoll inneholder 50 000 Nitrogenfikserende bakerier. Det kan være over 30 knoller på en kløverrot.
Nitrogenbindende bakterier inni knoller Rateaver, 1993
Biologisk nitrogenbinding Estimert mengde nitrogen bundet i hvitkløver, kg N/daa. Sted 1.år 2.år 3.år Tromsø 4 4 4 Løken 10 7 7 Stjørdal 11 9 5 Jæren 18 17 16 Etter Lunnan 2003 Foto: Bolette Bele
Sopprot (Mykorrhiza) = sopp og rot som lever sammen Viktig for næringstilførselen hos planter trær Sopprot finnes hos flesteparten av jordbruksvekster som kløver, gras, løk, potet, korn, jordbær. Ikke hos korsblomstra kål, raps og lignende grønnsaker orkideer Jordbruksvekster
Foto: Theo Ruissen
Hva skjer i jorda med syntetisk N-gjødsling? Vanlig teori: Økt plantevekst > mer organisk materiale -> økt biologisk aktivitet -> økt karbonbinding Forskere i USA hevder: Kunstig stimulans for jordlivet -> rask nedbryting av organisk materiale - > redusert evne til lagring av N i jorda -> nitratavrenning og danning av lystgass -> jordpakking og erosjon (Mulvaney et al 2009) Mykorrhiza-sopper trives bedre i økojord sm.lignet med konvensjonell jord (Mäder et al 2004, Verbruggen et al 2010) NH 4 -N gjødsling hemmer mange sopper og metanotrofe bakterier
Nitrogen = nitrogen? Vanlig plantenærings-teori: plantene tar opp uorganisk nitrogen Kunstgjødsel-N tas opp av plantene som NO3- eller NH4+ Planter kan ta også ta opp organisk nitrogen i form av f.eks aminosyrer (bla. Jämtgård 2010) «Levende substans» - viktig mekanisme i næringskretsløpet? Forskere har påvist forskjeller i fordeling av N-isotoper i planter ved ulik gjødsling (TsangSen et al 2009, S. Husted 2011)
Bedømming av jordkvalitet Plantevekst husk røtter Jordstruktur Vannhusholdning /drenering Biologisk aktivitet ph Næringsforsyning
How is soil quality assessed? Analytical approaches vs. Visual assessment www.soilquality.org
Jordlappen Takk til Kristian Ormset, Øystein Haugerud m.fl. for viktig initiativ Jordstruktur Jordpakking Jordorganismer Meitemark Planterester Plantehelse Infiltrasjon Vanntilgjengelighet https://www.nlr.no/media/ring/1043/jordlappen.pdf
Managing Fertility Building in Organic Farming Systems
Effekt av jordkultur på utnytting av tilførte næringsstoff og plantevekst Ved jordpakking/ dårlig struktur Nedsatt: Rotutvikling Næringsopptak Dyreliv Omsetning av organisk materiale CH 4 -opptak Økt tap av: N2O, NO, NO3, NH3
Eks. Jordstruktur Skaun Økomjølk
Porestørrelse Porrestørrelse ved ulik pakkingsgrad Tilgjengelig for >30 μm >3 μm Nematoder Protozoa Bakterier Sopp Protozoa Bakterier Sopp >0,2 μm Bakterier Sopp 1,1 1,2 1,3 Jordtetthet (kg/liter)
Engavling i kg tørrstoff per daa, 1. slått 2010
102 cm 60 cm 54 cm 28 cm
Mye påvirker miljøeffektene av landbruk. Vi næringsstoffeffektivitet, energibruk og utslipp av drivhusgasser Fôrimport Dyrking Transport Behandling Energi Garden Bygninger Dyr Gjødsellager Produkt Andre driftsmiddel Maskiner Fôrdyrking 30 NPK, kalk, husdyrgjødsel
N-overskudd kg N / ha 400 350 300 250 N-overskudd melkeproduksjon M & R Konvensjonell 200 150 100 Økologisk 190 50 0 41-100 200 300 400 500 N-innkjøpt; kg N per ha
kg N innkjøpt per kg N i melk og kjøtt 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 N-kostnad melkeproduksjon M & R Konvensjonell Økologisk R² = 0,02 R² = 0,51-100 200 300 400 500 N-innkjøpt; kg N per ha
Effekt av jordkultur på klimagassutslipp N 2 O Lystgass CH 4 Metan CO 2 Karbondioksid
Hvorfor fokus på lystgass? Lystgass (N 2 O) dannes ved overskudd av lett tilgjengelig nitrogen og mangel på oksygen Ca halvparten av drivhusgassene fra landbruket er N 2 O Per kg gass bidrar N 2 O ca 300 ganger så mye som CO 2 til global oppvarming N 2 O bryter ned ozonlaget
Vassjuk jord en viktig kilde for lystgass? Foto Johannes Deelstra Moderat godt drenert : Grunnvannsspeil ~ 50-100 cm Ikke vassmettet i vekstsesongen. Utilfredsstillende drenert : Grunnvannsspeil ~ 20-50 cm Vassmettet av og til i vekstsesongen. Dårlig drenert jord : Grunnvannsspeil ~ 0-50 cm Vassmettet i lengre perioder i vekstsesongen. Kilde: Tesfai et al 2015
Utslipp av lystgass (N 2 O) sommeren 2011 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 11 kg N Dårlig drenert Ufullstendig drenert N 2 O (µg N per m 2 og time ) cm til vannspeil 100 120 Moderat drenert
2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 20 40 60 Utslipp av lystgass (N 2 O) sommeren 2012 Dårlig drenert Ufullstendig drenert 11 kg N N 2 O (µg N per m 2 og time ) cm til vannspeil 80 100 Moderat drenert
Jorde 1 er nordvendt strandavsetning med varierende vanninnhold og delvis ødelagte grøfter. Ukentlige målinger i 9 punkt fra vår til førsteslått 2010.
cm depth Date cm depth to water table or dens soil layer
N 2 O-utslipp fra eng med ulik drenering cm depth cm depth cm til vannspeil
Dybde til grunnvasspeil eller tett sjikt i cm Metanutslipp fra eng med ulik drenering
Avstand til grunnvann i cm g CO 2 ekvivalenter per tonn tørrstoff 28 30 44 54 55 60 64 78 102 0 500 1000 1500
Svak drenering - Agronomiske utfordringer - Overflateavrenning - Lystgass - Metan Sterk drenering - Økt flomfare - Utvasking av næringsst Joker - Kjørebelastning - Gjødsling - Engfrøblanding / kløver
I noen regioner er selvdrenerende mineraljord under myrjord
Tett lag Tett lag brytes
Utslipp av lystgass og metan, Fræna 2015 1200 kg CO2 eq/daa 1000 800 N2O CH4 600 400 200 0-200 1.4 % N 2 O-N av gjødsel-n Omgr-G Omgr-G Omgr-G Omgr-G Omgr-U Omgr-U Grøft-G Grøft-G Grøft-G Grøft-G Grøft-U Grøft-U UdyrkMyr UdyrkMyr Omgravd myr 1.7 % N 2 O-N av gjødsel-n Grøftet myr Myr 47
Eks. Jordpakking Tap av N 2 O-N tidlig sommer i % av N tilført med NH 4 NO 3 Ikke tatt med: 11 måneder hvor det ikke er målt, N 2 O effekt av andre N-tap % av N tilført 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 År 7 År 9 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 År 7 År 9 IPCC 1% av tilført N Upakket jord Pakket jord
N 2 O utslippshastighet år 2009 og 2010 Økologisk Konvensjonelt Hvorfor stor forskjell veldig lav NO 3 -konsentrasjon i jorda på øko
12-Apr-10 22-Apr-10 30-Apr-10 6-May-10 14-May-10 21-May-10 28-May-10 4-Jun-10 10-Jun-10 17-Jun-10 2-Jul-10 9-Jul-10 14-Jul-10 23-Jul-10 3-Aug-10 23-Aug-10 15-Sep-10 1-Oct-10 15-Oct-10 29-OCT-10 Utslipp av N 2 O fra 3.års økologisk drevet eng på Tingvoll fra 12. april til 29. oktober 2010 180 160 140 µg N 2 O-N m -2 h -1 120 100 80 60 40 O1 O2 O3 O4 O5 20 0-20
Mat på norske ressurser? Økt andel av all produksjon og konsum direkte til menneskemat grønnsaker, frukt, bær, korn, men 3 % jordbruksareal i Norge - ca. 1 % egna til korndyrking For å få økt matproduksjon på norske ressurser må tilgjengelig jordbruksareal og beiteressurser brukes bedre enn i dag Drøvtyggere omdanner gras og kløver til menneskemat Foto: Rose Bergsli
Virkeligheten: 2003 2015: Ca. 500 000 daa jordbruksareal ut av drift alt jordbruksareal i Møre og Romsdal Foto: Rose Bergsli
Mat på norske ressurser? Jordvern
tonn dekar Utvikling av kornproduksjon og kornareal i Norge 1 600 000 3 300 000 1 400 000 tonn dekar 3 200 000 1 200 000 3 100 000 1 000 000 800 000 600 000 3 000 000 2 900 000 400 000 2 800 000 200 000 2 700 000-2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Kilde: Landbruksdirektoratet (leveransedata og produksjonstilskudd), plansje fra Wendy Waalen, NIBIO 2 600 000
Kjøkkenhagens potensiale Eksempel fra London: En veranda på 5 m 2 og i 6 vinduskarmer 66 kg mat til sammen av vekster som salat, urter, tomat, bønner, squash gulrot, potet, blåbær, jordbær Omgjort til norske forhold: 60 kg x 1 mill. (husholdninger) = 60 000 000 kg mat Foto: Kirsti McKinnon 22% av grønnsaker, 38% av poteter, 64% av bringebær, 69% av frukt fra småhager rundt 1980
God jordkultur en er viktig del av et vellykket landbruk Spørsmål? Takk for oppmerksomheten