Notat til Gotfredsen-udvalget. Omlægning af konventionelle kvægbrug med lav belægning til økologisk mælkeproduktion, konsekvenser for kvælstoftab.

Transkript

1 Notat til Gotfredsen-udvalget. D.29/ Omlægning af konventionelle kvægbrug med lav belægning til økologisk mælkeproduktion, konsekvenser for kvælstoftab. Ib Sillebak Kristensen og Troels Kristensen og Inge T. Kristensen, Danmarks Jordbrugsforskning, Afdeling for Jordbrugsproduktion og Miljø. I forbindelse med udarbejdelse af muligheder for forbedret kvælstofudnyttelse til Vandmiljøplan III blev der udarbejdet en analyse af forventede konsekvenser af omlægning til økologisk mælkeproduktion, primært baseret på repræsentative regnskabsdata for år 1999 Kristensen et al (2004a). Siden er repræsentative regnskaber for år 2002 og gødningsregnskab for 2003 blevet bearbejdet, og det er muligt at lave en opdateret beregning. Konklusion Forskellen i bedrifts N-overskud mellem konventionel mælkeproduktion på brug med under 1,4 DE pr ha og økologisk mælkeproduktion er blevet indsnævret fra 49 kg N pr ha i 1999 til 19 N ha -1 i Den mindre forskel forklares primært ved lavere forbrug af handelsgødning hos de konventionelle mælkeproducenter og højere andel af sædskiftet med fikserende afgrøder hos økologiske mælkeproducenter. Fratrækkes luftformige tab og ændringer i jord-n fra bedrifts N-overskuddet estimeres der en reduktion i N-udvaskningen på 32 kg N ha -1 ved ændring af konventionel mælkeproduktion på brug med under 1,4 DE ha -1 til økologisk mælkeproduktion ud fra omsætningen i de to brugstyper i Det samlede potentielle areal til omlægning er ha. Resultater I tabel 1 er vist den tidligere (1999) beregnede omsætning for konventionel mælkeproduktion (K1) ved under 1,4 DE ha -1, som gruppen af landbrug der uden strukturelle ændringer kan omlægges til økologisk mælkeproduktion. Ligeledes er økologisk mælkeproduktion i 1999 (Ø1) vist. I de næste kolonner (K2, K3 og Ø2, Ø3 er vist omsætningen i de tilsvarende driftsformer i 2002 og 2003 Kristensen (2005b). Enkelte detaljer er beskrevet i appendiks A. I forhold til de tidligere beregnede bedrifts N-overskud ses forbrug af handelsgødning hos konventionelle mælkeproducenter at være 12 kg N ha -1 lavere, hvorfor overskuddet og tabene bliver tilsvarende mindre. De økologiske har større areal med fikserende afgrøder, og derfor højere fiksering end i år Disse effekter, sammen med mindre forskelle i eksporten af N reducerer forskellen mellem konventionel og økologisk mælkeproduktion i differensberegnet udvaskning fra tidligere 61 kg N i 1999 til 37 kg N ha -1 i 2002 og 32 kg N ha -1 i Omlægningen af konventionelle brug til økologiske brug Ovenstående bygger på den antagelse at de konventionelle brug med under 1,4 DE, som potentielt tænkes omlagt til økologi, vil have samme struktur som økologerne som gennemsnit i Danmark efter omlægning. Der er imidlertid forskelle i den nuværende struktur og produktivitet som kan have indflydelse på om dette sker. Derfor er der set nærmere på to måder at omlægge bedrifter og de heraf afledte effekter på N omsætningen. Den første måde, O1 i tabel 2, er baseret på at den

2 omlagte bedrift vil have samme antal DE som oprindeligt, og at mælkeydelsen pr årsko reduceres til gennemsnit for økologisk mælkeproduktion per årsko (Den mindre belægningsgrad, i forhold til gennemsnit økologi reducerer foderbehovet 19 kg N ha -1 (15 %), og mælkeproduktionen sænkes fra 25 til 23 kg N ha -1. Bedrifts N- overskuddet bliver herved reduceret fra 98 til 83 kg N ha -1 (16 %). Emissionsposterne reduceres tilsvarende 16 %, og udvaskningen beregnet ved differensformindskelse med 41 kg N ha -1 i forhold til det konventionelle udgangspunkt. I andet scenarie (O2) opretholdes mælkeproduktion på bedriftsniveau ved at øge dyreholdet tilsvarende ydelsesforskellen mellem økologiske og konventionelle malkekøer. Det andet omlægningsscenarie giver lidt mindre effekt end scenarie O1, idet dyreholdet er lidt højere. Korrektion for ændret jord-n er sandsynligvis lidt for høj idet den lavere belægningsgrad medfører mindre husdyrgødskning og derved nogle få kg N lavere akkumulering af jord-n, denne effekt er ikke gennemregnet. Diskussion af sikkerhed og forudsætninger Bedrifts N-overskud kan også estimeres med udgangspunkt i en analyse af 25 konventionelle og 13 økologiske studielandbrug, Nielsen og Kristensen (2005). Her blev fundet et bedrifts N-overskud hos konventionelle mælkeproducenter på 158 kg N ha -1 ved 147 kg udbragt husdyrgødnings-n per ha og økologisk på 106 kg N ha -1 ved samme belægningsgrad. Det økologiske N-overskud kan korrigeres fra 147 til 121 kg udbragt husdyrgødnings-n per ha (Ø3). På tværs af alle målte N-overskud blev fundet 88 kg mindre overskud per 100 kg udbragt husdyrgødning per ha. O1 scenariet for omlægning til økologisk mælkeproduktion kan således beregnes til 23 = ( )*88 kg mindre bedriftsoverskud ved 121 kg udbragt husdyrgødning. Bedrifts N- overskud efter omlægning til økologi bliver altså 83 kg N ha -1 (=106 23). En genberegning på økologiske mælkeproduktionsbedrifter af hældningen per 100 kg N i udbragt husdyrgødning per ha på et lidt mindre antal bedrifter end i analysen af Nielsen og Kristensen (2005) blev der fundet 65 kg nedgang i bedrifts N-overskuddet per 100 kg udbragt husdyrgødning (P=0,25), anvendes denne hældning fås 17 kg nedgang i bedrifts N-overskuddet, og bedrifts N-overskud efter omlægning til økologi bliver 89 kg N ha -1 (=106 17) Kvælstoffiksering hos konventionelle mælkeproducenter er estimeret fra nyere data fra år 2004 (Kristensen (2005a), hvor kløverindholdet hos konventionelle landmænd er øget fra tidligere 19 % (år ) til 25 % kløverdække i kløvergræsmarker (1037 stikprøver på 15 studielandbrug i 2004), dette niveau var tæt på det tidligere antagne kløverindhold, og fikseringen er derfor fortsat ansat til 100 kg N ha -1 sædskiftekløvergræs. Kløverindholdet hos økologiske landmænd lå på niveau med tidligere undersøgelser, og fikseringen i økologisk dyrket sædskiftekløvergræs er fortsat ansat til 150 kg N ha -1 Kristensen (2003). I tidligere rapport var øget kløverindhold i svagere gødet kløvergræs allerede indregnet, og der er således ingen ændring i fikseringen per ha bælgplanteafgrøde. Sikkerheden på bedriftsbalances poster er standardspredningen beregnet på de repræsentative regnskaber (K2 og Ø2) efter principperne beskrevet af Kristensen et al (2004b). Bedrifts N-overskuddet hos konventionelle brug er ret sikkert med kun 9 kg N ha -1 i spredning, den lave spredning hænger sammen med at alle input/output poster (undtagen fiksering) er handelsvarer med målt mængde og koncentration. Fikseringen er ansat til forventet standardspredning til 25 %. Hos økologerne er den højere

3 fiksering årsagen til at spredningen på overskuddet er dobbelt så høj som hos de konventionelle mælkeproducenter. De enkelte tabsposter (emissioner, ændring i jord-n og udvaskning) er til gengæld mere usikre, men den samlede fordeling har samme sikkerhed som bedrifts N-overskuddet, hvorfor usikkerheden mest er knyttet til fordelingen mellem de enkelte poster, hvis en post skal være større må en anden post være tilsvarende mindre. Ændringen i jord-n er beregnet med C-tool (Berntsen og Petersen (2005) ud fra input af kulstof til jorden (planterester i halm, stub og rod, samt fra udbragt husdyrgødning). Årsagen til den relativt store indlejring af N i jordpuljen hænger sammen med et højt gennemsnitligt C/N-indhold på de dominerende grovsandede jorde, hvor mælkeproduktionen foregår. I nærværende analyse er jordenes initialværdi beregnet som simpelt gennemsnit af alle kvadratnets jordprøverne fra brug med mælkeproduktion, Heidmann et al (2001). Nyere datasæt for initial C- og N-indhold på forskellige JB-nr (Berntsen og Petersen (2005) tyder på at C/N-indholdet kan være overvurderet. En eventuel overvurdering af indlejret jord-n skulle ikke påvirke forskellen mellem de forskellige brugstyper væsentligt, men vil øge niveauet af udvaskning, og således give mindre forskel mellem udvaskningen målt ved differensmetoden og udvaskning estimeret med N-les.

4 Tabel 1. N-omsætning på danske malkekvægsbedrifter. Kg N ha -1 år -1 +/- standardspredning, Driftsform Konventionel under 1,4 DE Økologisk, alle K1 K2 K3 Ø1 Ø2 Ø ) ) Ha DE Årskøer Mælkeproduktion, kg/årsko Mælkeproduktion, ton ) ) Udbragt husdyrgødning 3) Input Handelsgødning / Fiksering / / Org.gødning, netto import 7 9+/ /- 1 8 Tilskudsfoder / / Nedbør / / Totalt input / / Ikke Ikke Output Mælk /-1 dec24, /- 1 dec26,5 Kød 8 7+/ /- 1 5 Salgsafgrøde / /- 0 2 Totalt output / / Bedriftsbalance / / Denitrifikation HG-lager 3) Amm. tab stald og lager 5) Markbalance Amm. tab 2 & 6) Denitrifikation 7) Udvaskning og ændring i jord-n Ændring i jord-n 8) Udvaskning ved differens 9) Udvaskning ved N-les 10) Se Kristensen, Kristensen et al (2004a), beregnet fra FØI-data i 1999, med normer for 2003, Anon (2002) 2 Beregnet ud fra mælkeproduktion per ha i Antaget i 2002, Kristensen (2005c). I 2003 er udbragt husdyrgødning fra gødningsregnskaber Beregnet med kun 25 kg N i handelsgødning til kløvergræs 5 Efter Andersen et al (1999) og Illerup et al (2002) 6 Efter Normhusdyrgødning, Poulsen et al (2001) 7 Beregnet med SimDen, Vinther og Hansen (2004) 8 Ændring i jord-n beregnet med C-tool, Berntsen og Petersen (2005) 9 Udvaskning = markbalance amm. tab denitrifikation +/- ændring i jordpulje 10 Kristensen et al (2003b)

5 Tabel 2. Scenarie for omlægning af konventionel mælkeproduktion med under 1,4 DE ha -1 til økologisk mælkeproduktion i år Driftsform Konv. Økol. Økol K3 O1 O Gruppe < 1,4 DE ha -1 Ens DE 11 Ens mælk 12 Ha DE DE ha -1 0,98 0,98 1,03 Mælkeproduktion, ton ECM Mælk, kg DE Mælk, kg ha Udbragt husdyrgødning 13) 103 Totalt input Totalt output Bedriftsbalance Denitrifikation HG-lager 3) Amm. tab stald og lager 14) Markbalance Amm. tab 2 & 15) Denitrifikation 16) Udvaskning og ændring i jord-n Ændring i jord-n 17) Udvaskning ved differens 18) Mindre udvaskning ved omlægning af konventionel til økologisk mælkeproduktion Beregnet med samme DE som konv. < 1,4 DE ha -1 og økologisk mælkeproduktion per DE. 12 Beregnet under antagelse af at samme mælkeproduktion opretholdes og økologisk mælkeproduktion per DE. 13 Udbragt husdyrgødning fra gødningsregnskaber Efter Andersen, Sommer et al (1999) og Illerup, Birr-Pedersen et al (2002) 15 Efter Normhusdyrgødning, Poulsen, Børsting et al (2001) 16 Beregnet med SimDen, Vinther og Hansen (2004) 17 Ændring i jord-n beregnet med C-tool, Berntsen og Petersen (2005) 18 Udvaskning = markbalance amm. tab denitrifikation +/- ændring i jordpulje

6 Litteraturliste Andersen, J. M., Sommer, S. G., Hutchings, N. J., Kristensen, V. F., and Poulsen, H. D. 1999: Emission af ammoniak fra landbruget - status og kilder. Ammoniakfordampning -redegørelse nr. 1. Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri og Danmarks JordbrugsForskning. Ammoniakfordampning - redegørelse nr.1, Danmarks JordbrugsForskning Anon. 2002: Vejledning og skemaer 2002/03. emaer.pdf, Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri. Plantedirektoratet. Berntsen, J. and Petersen, B. M. 2005: C-TOOL, Danish version see Heidmann, T., Nielsen, J., Olesen, S. E., Christensen, B. T., and Østergaard, H. S. 2001: Ændring i indhold af kulstof og kvælstof i dyrket jord: Resultater fra Kvadratnettet DJF rapport.markbrug 54, Illerup, J. B., Birr-Pedersen, K., Mikkelsen, M. H., Winther, M., Gyldenkærne, S., Bruun, H. G., and Fenhann, J. 2002: Projektion Models Danish emissions of SO 2, NOX, NMVOC and NH3. NERI Technical Report 414, Kristensen, I. S. 2005a: Kløverindhold i sædskiftekløvergræs på private kvægbrug i Notat. 2a3e832f623790aac. Kristensen, I. S. 2005b: Nitrogen balance from dairy farms (1999). See Kristensen, I. S. 2005c: Nitrogen balance from dairy farms (2002). #table_1. Kristensen, I. S., Kristensen, I. T., Halberg, N., and Kristensen, T. 2003a: Estimering af N-balancer og -tab fra landbrugsbedrifter i et sammenhængende område ved anvendelse af registerdata og typebedrifter. Illustration af metoden anvendt i Mariager Fjord opland. Vandmiljøplan III. Rapport fra teknisk undergruppe: Mariager_Fjord_final.pdf. Kristensen, I. S., Kristensen, T., and Nielsen, A. H. 2004a: Omlægning til økologisk mælkeproduktion - konsekvenser for kvælstofomsætning, -udnyttelse og -tab. I "Forbedret kvælstofudnyttelse i marken og effekt på kvælstoftab". Forberedelse af Vandmiljøplan III. Rapport fra Kvælstofgruppen (F10). Danmarks JordbrugsForskning.Rapport.Markbrug 103,

7 Kristensen, I. S., Nielsen, A. H., Kristensen, T., Hvid, S. K., and Kristensen, K. 2004b: Usikkerhed ved beregning af nøgletal for miljøpåvirkninger. Kap 5. i MST-rapport: "Miljøvurdering af landbrugsprodukter". se Miljørapport [954], Kristensen, K., Jørgensen, U., and Grant, R. F. 2003b: Genberegning af modellen N- LES. 12 pp. Baggrundsnotat til Grant, R og Waagepetersen, J. Vandmiljøplan II - slutevaluering. Danmarks Miljøundersøgelser, Miljøministeriet. ISBN: Nielsen, A. H. and Kristensen, I. S. 2005: Nitrogen and phosphorus surpluses on Danish dairy and pig farms in relation to farm characteristics. Livestock Production Science 96, Petersen, J., Petersen, B. M., Blicher-Mathiesen, G., Ernstsen, V., and Waagepetersen, J. 2006: Beregning af nitratudvaskning. Forslag til metode, der sikrer ensartethed i sagsbehandlinggen i forbindelse med fremtidig miljøgodkendelse af husdyrudvidelser. F8A9-4EF3-AA0F-0170FE973105/0/VVM_Nitratvejledningsgruppe.pdf, Poulsen, H. D., Børsting, C. F., Rom, H. B., and Sommer, S. G. 2001: Kvælstof, fosfor og kalium i husdyrgødning - normtal DJF-rapport, Husdyrbrug 36, Vinther, F. P. and Hansen, S. Vinther, F. P. and Hansen, S. 2004: SimDen - en simpel model til kvantificering af N2O-emission og denitrifikation. see DJF rapport Markbrug.

8 Appendiks A. Gødningsforbruget i regnskabsdata er afstemt med 4 % højere handelsgødningsforbrug for at ramme samme niveau som Danmarks statistik. Øvrige poster stemmer ligesom i 1999 rimeligt med data fra Danmarks statistik: areal, dyrehold, forbrug af tilskudsfoder, kornomsætning med mere, se tabel 3 i Petersen et al (2006). I regnskabstyperne (K1 & K2) er handelsgødningsforbruget beregnet ud fra afgrødernes normbehov, i gennemsnitstyperne fra gødningsregnskaberne (K3 og Ø3) er indsat den gennemsnitlige forbrugte mængde handels- og husdyrgødning på tilsvarende typer beregnet fra gødningsregnskaberne i 2003 efter metoden beskrevet i Kristensen et al (2003a). Disse typer (K3 og Ø3) er beregnet ud fra DE, mens de repræsentative regnskaber er beregnet ud fra økonomisk afkast. I gødningsregnskaberne er der mindre areal og dyrehold hos konventionelle mælkeproducenter, mens økologiske mælkeproducenter har samme areal og dyrehold i de to år. År 2003 (K3 og Ø3) er således dannet ved at tage data fra tre opgørelser: - fra gødningsregnskaber i 2003: areal, dyrehold, omsætnings af husdyr- og handelsgødning. - fra repræsentative FØI regnskaber i 2002: tilskudsfoder, mælke- og kød produktion, salg af planteprodukter, udbytter af salgsafgrøder. - fra studielandbrug er overført gennemsnitlige nettoudbytte, undtagen konventionel varig græs (2.300 hos konventionelle og FE/ha hos økologiske landmænd), fikseringen er beregnet på baggrund af gennemsnitlige visuelle kløverdækninger, og depositionen er sat til landsgennemsnittet.