C12 Jens Erik Ørum, Fødevareøkonomisk Institut, KU-LIFE Mette Lægdsmand og Bjørn Molt Pedersen, DJF-AU Plantekongres 211 Herning 11-13 januar 211
Disposition Baggrund Simpel planteproduktionsmodel Nedbrydning af kulstofpuljer Opbygning af kulstofpuljer Eksempler på betydning af: Jordtype Halm Sædskifte Gødningstildeling Jordbearbejdning Diskussion Konklusion Slide 2
Simpel planteproduktionsmodel Slide 3
Økonomi, klima- og miljøhensyn Maksimere økonomisk udbytte (værdi af kerne+halm gødning) Producere og fastholde kulstof samt reducere udslip af drivhusgasser (1 kg N 2 O = 298 kg CO 2 ) Reducere udvaskning af kvælstof Slide 4
Eksperimenter med FASSET modellen Jordtype: JB6 med hhv. højt og lavt indhold af organisk materiale Klima: Roskilde 198-1999 Afgrøder: Vinterhvede, vårbyg, vinterbyg og vinterraps Efterafgrøder: Olieræddike, rajgræs og cikorie Jordbearbejdning: Pløjning efterår, pløjning forår, reduceret jordbearbejdning og direkte såning Gødning: Handelsgødning og svinegylle (omfattende forsøgsplaner med 2 gange gødningsnorm) Modellerer bl.a.: Udbytte af kerne og halm, indhold i kulstofpuljer, N2 udslip og kvælstofudvaskning Slide 5
8 års kulstoflagring (kg C ha -1 år -1 ) 6 Carbon storage ( kg C ha-1 year-1) 1-2 2-4 4-6 6-8 år 4 2-2 -4-6 Low SOM High SOM -8 Slide 6 Scenarie Handelsgødning Gylle Sædskifte Manure 2 % 8 % Varieret Reduced N 8 % Varieret Reference 1 % Varieret Mono 1 % Kun hvede
Kulstoflagring Produktionsværdi Drivhusgasudledning Kvælstofudvaskning 3 25 2 15 1 5 N leaching ( kg N ha-1 year-1) 1-2 2-4 4-6 6-8 år Low SOM High SOM Slide 7
Kerneudbytte i vinterhvede (t år -1 ) (gns. 5 år) 11, 1,5 1, 9,5 9, 8,5 8, 7,5 7, JB6_L JB6_H 1 2 3 4 5 6 7 8 Slide 8
Komprimeret FASSET model Estimere model for: flow i jordens kulstofindhold samt mineralisering af kvælstof fra kulstofpuljer Estimere parametre for: Jordbearbejdning, halmnedmuldning, gylle og efterafgrøder Kulstofpuljer: Tre jordpuljer i fire horisonter (dybder) Jordtype: JB6 med hhv. højt og lavt indhold af organisk materiale Afgrøder: Vinterhvede, vårbyg, vinterbyg, vinterraps og frøgræs Klima: Roskilde 198-1999 Slide 9
Tre kulstofpuljer i fire dybder Pulje Beskrivelse t C ha -1 AOM Ikke omsat organisk materiale 1 NOM Omsat organisk materiale 47 IOM Inaktivt kulstof 63 Slide 1
Flow i kulstofpuljer Pulje AOM NOM IOM Tilførsel Gylletørstof, nedmuldet halm og rødder Omdannet AOM ved mikrobiologisk aktivitet Stort set ingen ændringer Slide 11
Nedbrydning af kulstofpuljer Pulje ----------- AOM--------- ---------- NOM -------- Dybde (cm) -25 25-5 5-75 75-25 -25 25-5 5-75 75-25 Omdannes til NOM Generelt 12% 8% 8% 8% Nedbrydes ved behandling EFTERÅR Pløjet 56% 19% 19% 19% 1,6% 1,6% 1,4% 1,4% Reduceret 39% 19% 19% 19% 1,6% 1,% 1,4% 1,4% Direkte såning 26% 19% 19% 19% 2,5% 1,7% 1,4% 1,4% Nedbrydes ved behandling FORÅR Pløjet 53% 19% 19% 19% 1,6% 1,6% 1,4% 1,4% Reduceret 37% 19% 19% 19% 1,5% 1,3% 1,4% 1,4% Direkte såning 3% 19% 19% 19% 2,% 1,5% 1,4% 1,4% Slide 12
Opbygning af kulstofpulje (AOM) ------------- Planterester --------------- -- Halm og gylle -- Dybde (cm) -25 25-5 5-75 75-25 -25 Afgrøde (kg C t -1 udbytte) (kg C t -1 halm) Vinterhvede 11 31 15 13 296 Vårbyg 17 11 4 2 273 Vinterbyg 9 27 14 11 286 Vinterraps 183 38 32 74 149 Frøgræs 4.243 22 65 27-112 Svinegylle (kg C kg N -1 ) 2,4 Efterafgrøder (halm fjernet) (kg C ha -1 ) Olieræddike 711 25 17 3 Rajgræs 1.758 82 14 11 Cikorie 1.847 31 19 2 Efterafgrøder (halm nedmuldet) (kg C ha -1 ) Olieræddike 667 23 16 28 Rajgræs 1.513 71 12 9 Cikorie 1.433 24 15 16 Slide 13
Vinterhvede, udvikling i kulstofpuljer 1 9 8 7 6 5 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 1 9 8 7 6 5 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 4 4 3 3 2 2 1 1 2 4 6 8 2 4 6 8 Halm fjernet Halm nedmuldet 1 9 8 7 1 9 8 7 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 6 6 5 4 3 2 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 5 4 3 2 1 1 2 4 6 8 2 4 6 8 Slide 14 66 pct. gylle, halm nedmuldet Halm nedmuldet i de første 2 år
Vinterhvede, udvikling i kulstofpuljer 1 9 8 7 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 1 9 8 7 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 2 4 6 8 2 4 6 8 Halm nedmuldet Halm nedmuldet i de første 2 år 1 1 9 9 8 8 C NOM -25cm 7 6 7 6 C NOM 25-25cm 5 5 4 3 2 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 4 3 2 1 1 2 4 6 8 2 4 6 8 Slide 15 Reduceret jordb., halm nedmuldet Direkte såning, halm ned i 2 år
Vårbyg, udvikling i kulstofpuljer 1 1 9 9 8 C NOM -25cm 8 C NOM -25cm 7 6 C NOM 25-25cm 7 6 C NOM 25-25cm 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 2 4 6 8 2 4 6 8 Halm fjernet Halm nedmuldet 1 9 8 7 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 1 9 8 7 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 2 4 6 8 2 4 6 8 Slide 16 Halm fjernet, rajgræs efterafgrøde Halm nedmuldet, rajgræs efterafgrøde
Vårbyg afbrudt af år med rajgræs 1 1 9 9 8 7 6 C NOM -25cm C NOM 25-25cm 8 7 6 5 5 4 4 3 3 C NOM -25cm 2 2 C NOM 25-25cm 1 1 2 4 6 8 2 4 6 8 Slide 17
Diskussion Er det mest klimavenligt at opbygge kulstof i jorden eller producere mest mulig kulstof? Tidshorisont har stor betydning for effekt at forskellige tiltag! Kvælstoffremstilling og importeret svinefoder medfører udledning af CO 2 og N 2 O som også påvirker klimaet! Den benyttede model kræver et godt kendskab til klimaet og relevante udbyttefunktion for afgrøder! Analyser er baseret på JB6 med Roskilde klima 198-1999. Effekter kan variere for forskellige jordtyper og klimatyper, og påvirkes af klimaændringer! Regnorme, frost (knolde og sten), plantesygdomme, ukrudt kan påvirke resultaterne; men er ikke modelleret! Slide 18
Konklusion En kompleks opgave at vælge en planteproduktion, der både er klimavenlig, rentabel og miljøvenlig Et varieret sædskifte og anvendelse af husdyrgødning giver ikke blot det største kerneudbytte og det største kulstofindhold i jorden, men giver også anledning til den største udledning af drivhusgasser og den største udvaskning af kvælstof Ensidig hvede derimod nedbryder kulstofindholdet og er økonomisk mindre attraktiv, men udleder til gengæld mindst drivhusgas til atmosfæren og mindst kvælstof til vandmiljøet Sædskiftets klimavenlighed påvirkes ved nedmuldning af halm, efterafgrøder og reduceret jordbearbejdning Nedmuldning af halm giver en væsentlig, men forbigående forøgelse af kulstofindholdet i pløjelaget! Reduceret jordbearbejdning medfører mindre slid på kulstof i pløjelaget! Efterafgrøder øger kulstofindholdet i jorden også i dybden! Vinterhvede kan, også uden efterafgrøder, vedligeholde kulstof indhold i dybden! Vårbyg kan, slev med efterafgrøder, vanskeligt vedligeholde kulstof i dybden! Økonomisk interessant/uinteressant at bekymre sig om opbygning af kulstofpulje i jorden, klimavenlighed kan godt være rentabel? Mineraliseret kvælstof, Indtægt ved salg af halm, Indkøbt kvælstof kan erstatte mineraliseret kvælstof? Slide 19
C12- Slut! Jens Erik Ørum, Fødevareøkonomisk Institut, KU-LIFE Mette Lægdsmand og Bjørn Molt Pedersen, DJF-AU Plantekongres 211 Herning 11-13 januar 211 Slide 2