REDUKTION AF NITRATUDVASKNINGEN VED OPTIMERING AF JORDENS DENITRIFIKATIONS-KAPACITET

Transkript

1 REDUKTION AF NITRATUDVASKNINGEN VED OPTIMERING AF JORDENS DENITRIFIKATIONS-KAPACITET C HRISTEN DUUS BØRGESEN SENIORFORSKER CHRISTEN.BORGESEN@AGRSCI.DK FINN PILGAARD VINTHER SENIORFORSKER KIRSTEN SCHELDE SENIORFORSKER AARHUS UNIVERSITET, INSTITUT FOR AGROØKOLOGI, SØREN K HVID. LANDSKONSULENT VIDENCENTRET FOR LANDBRUG, SKEJBY r o d z On e n 1

2 Disposition Kvæ lstofomsæ tning i la ndbrugsjord Denitrifika tion i la ndbrugsjord Hvorda n ka n vi optime re denitrifika tionen Kontrolleret dræ ning, et nyt forsknings- og demonstrationsprojekt 2

3 Kvæ lstofomsæ tning i la ndbrugsjord Mineralsk N - Gødning N N 2 Fødevarer Organisk N-Gødning Nitrifika tion Minera lisering N fiksering 3

4 Kvæ lstofomsæ tning i la ndbrugsjord Denitrifika tion 0-20 kg N/ha Mineralsk N - Gødning N N 2 Fødevarer Organisk N-Gødning Nitrifika tion Minera lisering N fiksering ( Nitra tudva skning kg N/ ha ), gennemsnit 62 kg N/ ha 4

5 VIGTIGE FAKTORER FOR DENITRIFIKATION Iltfrie forhold. Funktion a f jordens va ndmæ tning Jordtype Tilgæ ngelig substrat Nitra t i jordva ndet Jordte mpera ture r 5

6 Denitrifika tionen er en anaerob proces der kræ ver iltfrie forhold Denitrifikation, g N/ha/dag Vinther upubl. Vinther, unpubl Vandindhold, %-vandfyldt porevolumen

7 Kva ntificering a f denitrifika tionen N 2 O NH 4 NO 3 N 2 O N 2 Denitrifikation = N 2 O f (N 2 :N 2 O) Emissions faktorer N input % Vandfyldt porevolume Jordtype og afvandingsforhold

8 Denitrifikation = N 2 O f(n 2 :N 2 O) N 2 O-emission, kg N ha y = x Bouwman, Input, kg N ha -1 Baggrunds emission : 1 kg N 2 O-N ha -1 år -1 N Gødnings emission: kg input N ha -1 år -1

9 Denitrifikation = N 2 O f (N 2 :N 2 O) Effekt af tilgængelig energikilde Effekt af nitratindhold Soil 1 Soil 2 0 C 500 ppm glucose 1000 ppm glucose Soil 1 Soil 2 0 N 139 ppm NO 3 -N 277 ppm NO 3 -N 5 5 N 2 /N 2 O 0 20 Soil 3 Soil 4 N 2 /N 2 O 0 15 Soil 3 Soil Weier et al., 1993 WFPS Vandindhold, pct. vandfyldt porevolumen WFPS Vandindhold, pct. vandfyldt porevolumen

10 Denitrification = N 2 O f(n 2 :N 2 O) N 2 /N 2 O Med glucose 0 Vinther, 1990 Coarse sandy soil Sandjord JB1 2 O C 5 O C 10 O C 15 O C 20 O C 2 O C 5 O C 20 O C 25 O C WFPS Vandindhold, %-vandfyldt porevolumen Effekt af temperatur N 2 /N 2 O Sandy loam soil Lerjord JB4-5 2 O C 5 O C 10 O C 20 O C 25 O C WFPS Vandindhold, %- vandfyldt porevolumen

11 VIGTIGE FAKTORER FOR DENITRIFIKATION Iltfrie forhold. Funktion a f jordens va ndmæ tning Jordtype Tilgæ ngelig substrat Nitra t i jordva ndet Jordte mpera ture r 11

12 12

13 HVORDAN KAN VI OPTIMERE DENITRIFIKATIONEN? Hvad kan gøres Ændre på jordens vandindhold i efteråret og vinterperioden, hvor roddybden er lille og hvor der ikke er behov for kørsel på marken. Hvordan: Ændre afdræ ningsdybden i ma rken over å ret. Hvorfor: Skaber gode betingelser for denitrifika tion i efterå ret, hvor der er stort indhold a f nitra t i jorden der potentielt vil udvaskes igennem vinteren. 13

14 Kontrolleret dræning som virkemiddel til reduktion af kvælstofudledningen til vandmiljøet. G rønt Udviklings- og Demonstrationsprogram, Fødevareministeriet. Deltagere: Videncentret for Landbrug (VFL) Institut for Agroøkologi, AU Institut for Bioscience, AU Orbicon Wavin Sveriges Landbrugsuniversitet (SLU) Landmænd, der velvilligt har stillet marker til rådighed for undersøgelserne.

15 Kontrolleret dræning som virkemiddel til reduktion af kvælstofudledningen til vandmiljøet. Formålet er at dokumentere: Effektiviteten a f virkemidlet til reduktion a f nitra tudva skning De dyrkningsmæ ssige a spekter De økonomiske effekter De miljømæ ssige effekter Bestemme miljørisici ved øget vandindhold i jorden, såsom større ta b a f næ ringsstoffer til det øvre grundva nd, større drivhusga semissioner potentielt større ta b a f opløst fosfor undersøges.

16 Resultater fra internationale studier Svenske forsøg med kontrolleret dræ ning viste at tabet af kvælstof blev reduceret med % (mellem 6 og 22 kg N pr. ha ) og at fosfortabet blev reduceret med % (W esström et al., 2001, W esström et al., 2007). I USA har kontrolleret dræ ning væ ret praktiseret med stor succes i flere årtier med hovedformål at rod-va nde (Thoma s et a l., 1995). Senest ha r W oli et al. (2010) fundet, at dræ nudledt kvæ lstof fra dyrkningssystemer med kontrolleret dræ ning va r 2/ 3 laverer end udledningen fra systemer med fri dræ nudledning. 16

17 Forskningsaktiviteter: Forsøgs pa rceller er a nla gt på fire loka liteter i Jylla nd og på Fyn Der dyrkes vinterhvede på alle lokaliteterne Hver lokalitet undersøgelser med og uden æ ndret a fdræ ningsdybde. Protokol over dyrkningsmæ ssige forhold med og uden æ ndret a fva nding Der måles på N og P tab med drænvand Der må les intensivt på to loka liteter hvor pla ntevæ kst og N dyna mikken i jorden beskrives Udbytte effekter for vinterhvede opgøres N 2 O-emmision kvantificeres på en af lokaliteterne Potentialet for udbredelsen af virkemidlet opgøres på regional skala 17

18 Forå r, Sommer N N 2 r o d z On e n

19 Efterå r, Vinter N N 2 r o d z On e n

20 Odder 1 dder 2 20

21 Etablering af forsøgsparceller Jordbundska ra kte rise ring Sommer

22 Måleprogram Afslutning a f proje kte t 2016 I er velkomne til at følge med på / Projekter/ kontrolleret_dra ening/ kontrolleret_dra ening.htm 22