NLES3 og NLES4 modellerne Christen Duus Børgesen. Seniorforsker Institut for Agroøkologi, AU
Indhold Modelstruktur NLES4 og NLES3 Udvaskning beregnet med NLES4 og NLES3 Marginaludvaskningen
Empirisk N udvaskningsmodel En model der baseres på målte forsøgsdata i beregningen af udvaskningen fra rodzonen NLES modellerne er udviklet ud fra en statistisk sammenhæng mellem forklarende variable også udvaskning. Forklarende variable er: jordtype, N gødskning (kort og langtids N tilførsel), årlige vejrforhold specielt afstrømningen i efteråret og vinteren, afgrøder, dyrkningshistorien.
NLES modellens historie Version År Antal obs. Antal Parametre N-LES 1 2000 598 30 N-LES 2 2002 596 28 N-LES 3 2003 1299 23 N-LES 4 2008 1467 32
Funktionen anvendt i NLES4 og NLES3 Y Udvaskning U : Intercept korrigeret for den tidslige udvikling i udvaskningen V: N gødningseffekter både på kort og langtid sigte K: eksponent Mc: Effekten af multiplikative effekter : afstrømning, jordtypen (lerindholdet)
γ-udvaskning AARHUS Funktionen anvendt i NLES4 og NLES3 120 Y Udvaskning 100 U : Intercept korrigeret for den tidslige NLES4_MC udvikling høj i udvaskningen 80 afstrømning V: 60 N gødningseffekter både på kort sandjord og langtid sigte 40 NLES4_MC lav K: eksponent 20 afstrømning lerjord Mc: Effekten af multiplikative effekter : afstrømning 0, jordtypen (lerindholdet) 0 50 100 150 V- parameter : Kvælstof effekter direkte og inddirekte
N effekter der indgår i V-parameteren NLES3 NLES4 Gødnings N niveau (total N) 1-5 år før udvaskningsåret Mineralsk N gødning i udvaskningsåret N afsat fra græssende dyr N tilført i efteråret (afhængig af jordtype) N fjernet med afgrøden. Hoved afgrøde (6 typer) Forfrugt (4 typer) Gødnings N niveau (total N) 1-5 år før udvaskningsåret Mineralsk N gødning i udvaskningsåret N afsat fra græssende dyr N tilført i efteråret (afhængig af jordtype) Hoved afgrøde (5 typer) Forfrugt (3 typer) Vinterforfrugtafgrøde (4 typer) Vinterafgrøde (4 typer) Jordens N indhold Jordens C/N forhold
31.Mart AARHUS Afgrøde effekter i NLES3, NLES4, 24 grupper Foregående år Forfrugt 1.April Udvaskningsåret Hoved afgrøde Forfrugt Vinterforfrugt Hoved afgrøde Vinterafgrøde orår Sommer efterår vinter forår sommer efterår vinter
Kortids og langtidseffekt af N gødninger i NLES4 modellen β 1 Gødnings N niveau 1-5 år Effekt af både organisk N (flerårig frigivelse ved mineralisering), mineralsk N gødning og N fiksering β 2 Korttidseffekt (Første år): Effekt af mineralsk N gødning og N fiksering. β 1 og β 2 kalibreret på forskellige gødningsmængder fra forsøgene => forholdet kan ikke sige noget om langsigtet effekt af handelsgødning på udvaskningen. Korrelation mellem N-input i udvaskningsåret og i den foregående 5 årige periode i datasættene, ved sædskiftet (kvæg (Højt N niveau), Plantesædskifte (lavere N niveau)) Størst sikkerhed på den samlede effekt af N gødskning, dvs. både effekten af enårige og langsigtede N gødninger
Udvaskning 120 100 80 60 40 20 0 AARHUS Udvaskning ved stigende N tilførsler NLES4 og NLES3 Våbyg - barjord NLES4 33% NLES4 20% 0 50 100 150 200 Handelsgødning kg N/ha Vårbyg,JB1 høj afstrømning_nles4 Vårbyg,JB1 høj afstrømning_nles3
Udvaskning kg N/ha 35 30 25 AARHUS Udvaskning fra græs ved sigende N tilførsler, Højt og lavt N gødning niveau for græsmark 3.5% Græs jb6 Lav afstrømning, Førsteårs effekt, Højt Nniveau 20 15 10 5 0 3% 0 100 200 300 400 500 Handelsgødning kg N/ha Græs jb6 Lav afstrømning, Førsteårs effekt Lavt N_niveau
Udvaskning kg N/ha AARHUS 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Udvaskningen fra Vinterhvede Førsteårs effekt og langsigtet N effekter N gødningsniveau 160 Kg N/ha (1-5 år forud) Tilført i udvaskningsåret 80 kg N/ha 0 50 100 150 200 250 300 Handelsgødning kg N/ha Vinterhvede JB6, Lav afstrømning N gødningsniveau 160 Kg N/ha (1-5 år forud) Tilført i udvaskningsåret 160 kg N/ha Vinterhvede JB6 Første års N effekt, Lav afstrømning
Marginal N respons på +/- 40 Kg N/ha Landovervågningsoplande NLES3 og NLES4 0.4 0.3 NLES3 N-respons 0.2 NLES4 0.1 0.0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 År NLES3, -40 NLES4, -40 NLES3, +40 NLES4, +40 Figur 1. Marginaludvaskning beregnet med NLES3 og NLES3 for det dyrkede areal i Landovervågningsoplandene for perioden 1990-2006 (NLES3) og 1990-2014 (NLES4).
NLES4, NLES3 og marginal udvaskning NLES4 har samme grundstruktur som NLES3, dog har NLES4 flere forklarende variable (flere afgrøde klasser) og er baseret på et mere repræsentativt datasæt. Generelt lavere marginal udvaskning for NLES4 end NLES3. NLES4 tillægger større effekt af sædskiftet /afgrødefølgen og mindre betydning på N gødskningen på udvaskningen. Man kan ikke dele NLES4 modellens N-parametre op i en førsteårs N-effekt og en langvarig N- effekt af handelsgødning på udvaskningen. NLES4 modellen er kalibreret til at give en samlet effekt af kortsigtet og langsigtet N gødninger på udvaskningen. Modellen giver en gennemsnitlige udvaskning.