Reduserte lystgassutslipp ved økologisk landbruk? - Muligheter og utfordringer Sissel Hansen og Grete Lene Serikstad, Bioforsk Økologisk
Hva slags økologisk landbruk trengs for å sikre en bærekraftig utvikling? Kan økologisk landbruk bidra til å redusere utslipp av drivhusgasser??? Utvikler økologisk landbrukspraksis seg i en slik retning?
Regjeringens hovedsatsinger for 2010 En bærekraftig og klimariktig ressursforvaltning med et sterkt jordvern, bevaring og vedlikehold av kulturlandskapet og sikring av det biologiske mangfoldet
Disposisjon Hva er lystgass (N 2 O) og hvor dannes den? Muligheter for å redusere lystgassutslipp i landbruket Hva med økologisk landbruk?
Kilder for lystgass (N 2 O) i jordbruket N 2 O! N 2 O! Denitrifikasjon hovedkilden i landbruket! Nitrat (NO 3 ) reduseres N 2 O N 2!
Kilder for lystgass (N 2 O) i jordbruket N 2 O! NH 3! NH 3! N 2 O! Vraket fôr, tap under og etter høsting Utvasking! Erosjon! Overflateavrenning!
Nitrogentilførsel i jordbruket N 2 O! Innkjøpt fôr N-nedfall N 2 O! NH 3! NH 3! N 2 O! N 2 O! Biologisk nitrogenfiksering NH 4 NO 3 i kunstgjødsel Annet N 2 O! Vraket fôr Utvasking! Erosjon! Overflateavrenning!
Lystgassutslipp fra landbruket i Norge, million tonn CO 2 -ekvivalenter (offisielle tall) Lystgass Kunstgjødsel 0,6 Husdyr og husdyrgjødsel 0,6 Dyrking av myr 0,3 Obs svært usikre tall Avrenning 0,2 Andre kilder 0,4 Gjødselproduksjon* 0,3 Sum 2,4 *Inngår i industriutslipp Etter Arne Grønlund!
Direct emissions from agricultural soils (Gg N yr -1 ) N 2 O-N DIRECT =4.29 0.90 1.38 0.90 0.75 0.36 EF 2 = 8 kg N 2 O-N h -1 yr -1 EF 1 = 1.25% Cultivation of organic soils F OS = 1.8 x 105 ha Fertilizer applied to soil N FERT = 110 Gg N N leached / runoff N LEACH = 20 Gg N** EF 1 = 1.25% EF 1 = 1.25% Animal manure 60 Gg N Animal excretes 78 Gg N Beregning av N Frac GASF = 1%* Frac LEACH = 18% TIER 2: specific for Frac region and application LEACH = 18% (default 30%) 2 O-utslipp fra norsk 4.1-7.5% (default 30%) jordbruk med IPCC* method metodologi (4-50%) Volatilization and Residues Volatilization and N leached / runoff re-deposition 1.1 Gg N F CR = 72 re-deposition N LEACH = 13 Gg Gg N 15 Gg N**** N**, *** *International Panel of Climate Change Manure management IPCC defaults (0.1-2%) 0.1 % EF 4 = 1.0% EF 3 = 2.0% Animal droppings on pastures, 18 Gg N EF 5 = 2.5% EF 4 = 1.0% EF 5 = 2.5% 0.001 0.50 (0.83) (0.156) 0.06 Indirect emissions (Gg N yr -1 ) N 2 O INDIRECT = 1.82 (0.74 from animal excreta) 0.33 (0.58) Fra Marina A. Bleken!
Direct emissions from agricultural soils (Gg N yr -1 ) N 2 O-N DIRECT =4.29 0.90 1.38 0.90 0.75 0.36 EF 2 = 8 kg N 2 O-N h -1 yr -1 EF 1 = 1.25% Cultivation of organic soils F OS = 1.8 x 105 ha Fertilizer applied to soil N FERT = 110 Gg N EF 1 = 1.25% EF 1 = 1.25% Animal manure 60 Gg N Animal excretes 78 Gg N EF 3 = 2.0% Animal droppings on pastures, 18 Gg N Frac GASF = 1%* Volatilization and re-deposition 1.1 Gg N Frac LEACH = 18% (default 30%) Residues F CR = 72 Gg N TIER 2: specific for region and application method (4-50%) Volatilization and re-deposition 15 Gg N**** 4.1-7.5% Frac LEACH = 18% (default 30%) N leached / runoff N LEACH = 13 Gg N**, *** N leached / runoff N LEACH = 20 Gg N** Manure management IPCC defaults (0.1-2%) 0.1 % EF 4 = 1.0% EF 5 = 2.5% EF 4 = 1.0% EF 5 = 2.5% 0.001 0.50 (0.83) (0.156) 0.06 Indirect emissions (Gg N yr -1 ) N 2 O INDIRECT = 1.82 (0.74 from animal excreta) 0.33 (0.58) Fra Marina A. Bleken!
Crutzen et al 2008: 50% økning av lystgass i atmosfæren 80% av lystgassøkning i atmosfæren stammer fra biologisk nitrogenfiksering og kunstgjødselbruk i landbruket 3 til 5 % av alt nitrogen fiksert i jordbruket vil før eller siden danne lystgass
Global økning av biologisk aktivt nitrogen i Mt N per år 20 10 Kunstgjødsel 40 80 Biologisk N-fixering landbruk Forbrenning fossilt drivstoff Forbrenning biomasse Rockström, J. et al 2009: Planetary Boundaries: Exploring the safe operating space for humanity. Ecology and Society, In press Sept 2009.!
N 2 O! Lystgassutslipp fra jord til bord Normenn kaster 500 000 tonn mat hvert år (ANB 2004)! N 2 O! N 2 O! N 2 O! NH 3! N 2 O! N 2 O! NH 3! N 2 O! N 2 O! Vraket fôr, tap under og etter høsting N N 2 O 2 O!! Erosjon! Overflateavrenning! Utvasking!
Nitrogenbalanse norsk jordbruk i kg N per daa 16 14 12 10 8 6 4 2 Overskudd 13 kg N! Andre produkt Planteprod. Kjøtt Annet Kunst gj Import fôr 0 N inn N solgt Marina Bleken and Lars Bakken (1997)!
Dahl (1990) estimerte at 130 millioner kg N (12,5 kg N per daa) tapes årlig fra jordbruksareal i Norge Nitrogenkostnad (N-forbruk/N i produkt) Wheat = 3 Dairy products = 14 Meat = 21 Marina Bleken and Lars Bakken (1997)!
Handelsbalanser oppgitt i kg N per daa på gårdsnivå (N innkjøpt N solgt i produkt) ved melkeproduksjon i grovfôrdistrikt. Foreløpige tall. Kilde: NILF/Bioforsk/UMB Nitrogen solgt Østl. Jæren Vestl. Trøndel. Nord-N. Melk 2 4 3 2 2 Kjøtt 1 1,5 1 1 1 Korn 0,2 0,1 0,2 0,5 0 Nitrogen Kjøpt Kraftfôr+anna fôr 7 14 10 8 8 Gjødsel 11 17 12 11 9 N-overskudd uten kjøpt gjødsel 4 9 6 4 5 N-overskudd med kjøpt gjødsel 15 26 18 15 14
Hva skjer ved intensiverering av husdyrproduksjonen ved hjelp av innkjøpt fôr?! (Bleken, Steinshamn og Hansen 2005)!
Effekt av melkeytelse på tap av N utslipp av lystgass N-utnyttelsen (%) øker med ytelsen! N-tapet per produktenhet (g/kg) minker med ytelsen! Weissbach & Ernst, 1994!
Gardsstudier! 9 land!! 11 kilder!! Konvensjonell, økologisk og integrert drift!
Intensiverering av husdyrproduksjonen ved hjelp av innkjøpt fôr gir: Større N-overskudd Lavere N-effektivitet Større fare for N-forurensning N-tapet minker med graden av selvforsyning (Bleken, Steinshamn og Hansen 2005)! Struktur i jordbruksproduksjonen en utfordring Fordeling mellom landsdeler og innafor bygdelag
Drivhusgassutslipp fra melkeproduksjon Utslipp i CO 2 -ekvivalenter per ha og år Utslipp i CO 2 -ekvivalenter per produsert MJ N-overskudd i kg N per ha Økt N-overskudd økte utslippene per arealenhet Økt N-effektivitet reduserte utslippene per produktenhet N-effektivitet i % (utbytte/tilført) Jørgen Olesen et al. (2006)!
Mulige tiltak for å redusere N-tap /N 2 O-utslipp fra jordbruket Stor andel av produksjonen direkte til mat God utnytting av eget grovfôr og redusert fôrimport Effektiv utnytting av tilført gjødselnitrogen Kunstgjødsel, husdyrgjødsel, biologisk nitrogenfiksering Ta hensyn til nitrogen i husdyrgjødsel ved beregning av øvrig N- gjødsling
Byggro!
Forsøksledd feltforsøk Ledd 2008 2009 2010 A Grønngjødsel + bygg* Grønngjødsel grønnmasse** liggende igjen Bygg B Grønngjødsel + bygg* Grønngjødsel grønnmasse** høstes Bygg C Grønngjødsel + bygg* Grønngjødsel grønmasse ** høstes Bygg + biorest D Grønngjødsel + bygg* Grønngjødsel 2 slåtter høstes, nr 3. liggende Bygg E Bygg Havre Bygg + biorest F Bygg Havre Bygg + ammoniumnitrat * Vårsådd grønngjødsel med bygg som dekkvekst ** 3 slåtter totalt
N 2 O-tap fra åker og eng 2006! Grass; 0.8 kg N/ha/år! Åker; 1.4 kg/ha/år! 2007! Grass; 1.5 kg N/ha/år! Åker; 2.6 kg/ha/år! Bob Rees et al. 2008!
Mulige tiltak for å redusere N-tap /N 2 O-utslipp fra jordbruket Stor andel av produksjonen direkte til mat God utnytting av eget grovfôr og redusert fôrimport Effektiv utnytting av tilført gjødselnitrogen Kunstgjødsel, husdyrgjødsel, biologisk nitrogenfiksering God drenering Redusert jordpakking God kalkstilstand
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 Upakket jord 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 År 7 År 9 Pakket jord IPCC 1% av tilført N
Effekt av gjødseltype og jordpakking Eksempel: N 2 O-N per tonn høstet grønnfôr (år 7) eller eng (år 9) etter gjødsling med NH 4 NO 3 (NPK) eller bløtgjødsel 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 year 7 year 9 Upakket jord Pakket jord
Hva med økologisk landbruk? Klimagassutslipp ikke en del av regelverket Mål om Bruk av fornybare og lokale ressurser Resirkulering av næringsstoffer Oppbygging av jordas fruktbarhet Husdyrantall tilpasset areal Unngå forurensning Kunstgjødsel og kjemiske sprøytemidler brukes ikke
Sammenligning økologisk/konvensjonelt Lavere mengde nitrogen totalt i systemet Biologisk nitrogenfiksering viktigste N-kilde Lavere intensitet i husdyrholdet Lavere N 2 O-utslipp per arealenhet N 2 O-utslipp per produktenhet lavere eller på samme nivå avhengig av avlingsnivå
Økologisk landbruk er ikke EN ting. Ulike produksjoner - Vekstskifte åker- eng - Med eller uten husdyr Driftsintensitet - Nitrogenmengde - Mengde innkjøpt fôr Agronomisk dyktighet - Drenering - Jordpakking - Gjødselhandtering - Nitrogeneffektivitet - Avlingsnivå
Utfordringer for økologisk landbruk? - Agronomiske - Avlingsnivå - Stor konsentrasjon av N etter grønngjødsel - Brakking, spesielt etter grønngjødsel eller eng - Strukturelle - Rasjonalisering - Separering av fôrproduksjon og dyrehold - Fôrimport
Målinger er nødvendige for å kunne gi gode estimat på lystgassutslipp Så langt få norske målinger I år startet med helårsmålinger i korn og gras Foto: M.Bleken!
Mer kunnskap? www.agropub.no