Konsekvenser af halmfjernelse til energiformål i forhold til C indhold og miljøpåvirkninger

Transkript

1 Konsekvenser af halmfjernelse til energiformål i forhold til C indhold og miljøpåvirkninger Kan der kompenseres med efterafgrøder og ved at dyrke hvede tidligt? Sander Bruun Institut for plante og miljøvidenskab

2 Organisk materiale i Danske jorde Nuværende udvikling undersøgt i Kvadratnettet 140 Soil C content (0-50 cm, t C/ha) Coarse sand Fine sand JB1 Coarse loamy sand Fine loamy sand Sandy loam Loam Clay JB Change in soil C (0-50 cm. Kg C/ha/y) Change in soil C (0-50 cm, Kg C/ha/y) Soil type Jord type Coarse sand JB1 Fine sand Heidmann et al. (2001) Coarse loamy sand Fine loamy sand Jord type Sandy loam Loam Clay JB Plante Plant Kvæg Cattle Svin Pig Blandet Mixed Bedrifts type Farm type Rest

3 3 Effekten af halmnedmuldning Efter 29 år med halmbehandlinger Schjønning (2004)

4 4 Mekanismer der gør at organisk kulstof forbedrer jords kvalitet

5 Biologiske funktioner Giver energi til jordens biologiske processer Fungerer som er reservoir af næringsstoffer som langsomt frigives Funktioner af organisk kulstof i jord Fysiske funktioner Forbedrer jordstruktion Forbedrer aggregat stabiliteten Forbedrer vandretentionen Forbedrer vandinfiltration Forhindrer erosion Kemiske funktioner Biddrager til CEC Fungerer som en ph buffer Modvirker Aluminum toxicitet Reducerer P fixation

6 Soil structure 6

7 Organisk materiale og fysiske egenskaber Jordens fysiske egenskaber forringes ved lavt indhold af organisk materiale, ofte med tærskelværdier hvor det går helt galt Jorden har også en tendens til at blive mere følsom overfor hvilke vandindhold som er acceptable for jordbearbejdning LTL=lower water content for tillage OPT=optimal water content for tillage UTL=upper water content for tillage LL=liquid limit (Munkholm et al. 2002)

8 Kation ombytning

9 Hvordan påvirker kulstofindholdet jordens frugtbarhed 9

10 Effekt af SOC på udbytte fra mange lokaliteter (a) Wheat (b) Barley (Diaz-Zorita et al., 1999; Quiroga et al., 2006)

11 Potentielle udbytter på enkelte lokaliteter Variety: Julia Variety: Triumph High SOM Low SOM Hoosfield experiments, Johnston et al. (2009)

12 Residuals of potential yield Vinterhvede Effekt af SOC P<0.052 Negative Vårbyg Effekt af SOC P<0.12 Negative

13 Studie af halmfjernelse til energiformål Daisy simuleringer Kalibrering af modellen på den kan simulere tidlig såning og olieræddike efterafgrøde Simulering med 0, 50% og 100% halmfjernelse Tidligt sået hvede Efterafgrøder (Olieræddike) Forskellige niveauer af organisk materiale i begyndelsen Estimering af C lager, N udvaskning, emissioner af N2O, ammoniak og effekten på udbytter Livscyklusvurdering 13

14 Effekten på C lagring 14

15 15 Ligevægtsniveau ved forskellige halmnedmuldningsniveauer Peltre et al. (2016)

16 Total N udvaskning 16

17 N2O emissioner 17

18 Livscyklusvurdering Formål: Vurder hvordan 1 ha land udnyttes bedst i forhold til miljøet 18

19 Livscyklusvurdering Kløverpris et al. (2016) 19

20 Global opvarmning Vinterhvede med 100% nedmuldning Vinterhvede med 50% nedmuldning 50% til bioenergi 20

21 Global opvarmning Vinterhvede med 100% nedmuldning Tidlig sået vinterhvede med 50% nedmuldning 50% til bioenergi 21

22 22 Global opvarmning Vinterhvede med 100% nedmuldning Vinterhvede med efterafgrøde 50% nedmuldning 50% til bioenergi

23 Vinterhvede efterafgrøder Vinterhvede tidlig Vårbyg Vårbyg 50% fjernet Vinterhvede Vinterhvede 50% fjernet Global opvarmning 23

24 Vinterhvede efterafgrøder Vinterhvede tidlig Vårbyg Vårbyg 50% fjernet Vinterhvede Vinterhvede 50% fjernet Eutrofiering 24

25 25 Konklusioner Fjernelse af halm betyder lavere indhold af organisk materiale i jorden (men ikke nødvendigvis tab) som kun i nogen grad kan kompenseres ved efterafgrøder og tidligsåning af hvede. Hvor problematisk et lavere tab af organisk materiale er stadig et åbent spørgsmål. Overordnet set er der andre miljømæssige fordele ved halmfjernelse og her viser både efterafgrøder og tidlig såning af hvede sig at øge værdien af halmfjernelsen.