Jordens næringsstofressourcer - i økologisk jordbrug efter udfasning af konventionel husdyrgødning



Relaterede dokumenter
Mere optimal udnyttelse af forfor og kalium i såvel jord som alternative gødningskilder

Sådan sikres afgrødernes behov for P og K - og kan vi anvende alternative kilder?

AARHUS UNIVERSITET. 07. November Høje Dexter-tal i Øst Danmark - skal vi bekymre os? René Gislum Institut for Agroøkologi.

Lars Stoumann Jensen, KU-LIFE 1


Tabel 1. Indhold og bortførsel af fosfor (P) i høstet korn, frø, halm og kartofler. Bortførsel (kg P pr. ha) i tørstof. handelsvare (ton pr.

Værdisætning af kulstofbinding i jord hvad betyder det for udbytter og dyrkningsegenskaber? Sander Bruun

Gødningslære A. Faglærer Karin Juul Hesselsøe

Går jorden under? Er det muligt at opbygge en frugtbar jord i økologisk planteavl?

Albrecht jordanalyser nøglen ligger i balancen Af Martin Beck

Efterafgrøder og grøngødning - Hvordan udnytter vibedst o m s æ tningen af det organiske kvælstof?

Jordbundsanalyser - hvad gemmer sig bag tallene?

Gødningslære B. Find hjemmesiden: Vælg student login øverst til højre. Skriv koden: WXMITP5PS. og derefter dit navn

Afgrødernes næringsstofforsyning

Session 51: Dyrkningsfaktorers effekt på jordens kulstofindhold. Onsdag 16. januar

Går jorden under? Sådan beregnes kvælstofudvaskningen

Hvad begrænser udbytterne i økologisk vårsæd? Sven Hermansen SEGES Økologi Innovation Plantekongres Session januar 2019

Kvælstofforsyningen på økologiske planteavlsbedrifter

Grundlæggende gødningslære. Asbjørn Nyholt Hortonom Mobil:

Anvendelse af slutprodukter fra termisk forgasning

dlg vækstforum 2013 Efterafgrøder Chikane eller muligheder Ole Grønbæk

Plantenæringsstoffer -mangel. Østdansk LandbrugsRådgivning En del af Dansk Landbrugsrådgivning

NUTHY WP1. Næringsstofbalancer i økologiske vårbygmarker

Jordens frugtbarhed. v/ Jens Larsen Mobil:

C12 Klimavenlig planteproduktion

Tilførsel af kvælstof Da kvælstof optages som ioner, nitrat og ammonium, er afgrøden "ligeglad" med, hvor

Appendix D: Introduktion til ph

Gødningslære stadions. Asbjørn Nyholt Hortonom Mobil:

Sædskiftets indre dynamik i økologisk planteavl

Biochar fra termisk forgasning og rodvækst

Økologisk Optimeret Næringstofforsyning

UDBRINGNING AF RESTPRODUKTER OG GØDNINGSANVENDELSE

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

Gødningsanbefalinger i nobilisklippegrønt. Claus Jerram Christensen, Dansk Juletræsdyrkerforening Lars Bo Pedersen, Skov & Landskab, KU-LIFE

Resultat af jordanalyser

materiale Bent Tolstrup Christensen Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø Forskningscenter Foulum

Bæredygtig bioenergi og gødning. Erik Fog Videncentret for Landbrug, Økologi Økologisk Akademi 28. januar 2014

Aktivt brug af efterafgrøder i svinesædskiftet

Estimering af marginaludvaskning af kvælstof med Daisy

Gødskning af stivelseskartofler. Kasper K. Jensen SAGRO kartofler

Måleparameter Frisk pileflis m. blade Lagret pileflis m. frisk græs Gnsn. Std.afv. Gnsn. Std.afv.

Gødningsforsyning og recirkulering til fremtidens økologisk planteavl

Gødskning og afgrødens indhold af tungmetaller

HighCrop. Går jorden under? Sådan får landmanden højere udbytter med udbyttestabilitet. det historiske perspektiv og menneskets rolle

Udfasning af Konventionel gødning og halm. i økologisk jordbrug. Niels Tvedegaard

Livet i jorden skal plejes for at øge frugtbarhed og binding af CO2 samt evnen til at filtrere vand

Sådan styres kvælstofressourcen

Grøn Viden. Langtidseffekter af halmnedmuldning. Danmarks JordbrugsForskning. Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri.

Danske forskere tester sædskifter

Gødningsåret. Claus Jerram Christensen, DJ Lars Bo Pedersen, S&L

Jordens egne nanopartikler og fosformobilitet

Kildesorteret affalds betydning for økologisk landbrug

Økologiske sædskifter til KORNPRODUKTION

Fosfor det er noget vi mangler

Roerne en fantastisk miljøafgrøde? Kristoffer Piil, SEGES

Landovervågning AU AARHUS AU DCE - NATIONALT CENTER FOR MILJØ OG ENERGI. Gitte Blicher-Mathiesen, Anton Rasmussen & Jonas Rolighed UNIVERSITET

Efterafgrøder i Danmark. Efterafgrøder i Danmark. Kan en efterafgrøde fange 100 kg N/ha? Vandmiljøplaner

Reduktion af drivhusgasser fra landbruget: Muligheder og begrænsninger

Landbrugsjord skal kalkes regelmæssigt for at sikre udbytte og kvalitet.

Efterafgrøder - virkning og anvendelse

Status på vinternedbør og N-prognose Optimal gødskning af flotte og kraftige vintersædsmarker

Går jorden under? Kvælstofforsyningen på økologiske plantebedrifter

Hvad betyder kvælstofoverskuddet?

Velkommen til debatmøde om Gødning til fremtidens økologiske planteproduktion Den 7. december 2017 v. Agro Business Park

1. Case-beregninger for de økologiske landmænds økonomi

Kvælstofudvaskning og gødningsvirkning af afgasset biomasse

Afprøvning af forskellige gødningsstrategier i kløvergræs til slæt

Muligheder for næringsstofforsyning med kalium, fosfor, svovl og kvælstof

Fakta om udfasning og de alternative gødningskilder. Margrethe Askegaard og Peter Mejnertsen VFL, økologi

Grønt Regnskab 2003 Markbrug Bonitet Jordbundsanalyser Jordbundsanalyser Kalkning Kalkforbrug Side 11

Genbrug af økologisk halm til frostsikring af gulerødder og jordforbedring i det økologiske sædskifte

Effekter af bioforgasning på kvælstofudnyttelse og udvaskning

Gødskning og ukrudtsbekæmpelse i sukkerroer. Andreas Østergaard DLG

Biogas giver Økologi mobile næringsstoffer

Anvendelse af kobber og zink i svineproduktion og akkumulering i jorden

Sædskiftets indre dynamik i økologiske planteavl

Efterafgrøder - virkning og anvendelse

Salg af handelsgødning i Danmark 2016/2017

Miljøvenlige afgrøder til energi, fødevarer og materialer

Hvordan udnytter vi rødkløverens potentiale bedst i marken? Karen Søegaard Institut for Agroøkologi Aarhus Universitet

Kvælstofdynamik og kulstoflagring

Spark afgrøden i gang!

Daisy: et procesbaseret modelsystem

Optimering af råvarer, processer og restfraktioner i biogasanlæg

Kan vi med hjälp av bättre rotutveckling, en varierad växtföljd och användning av fånggrödor bevara mullhalt och ekosystemtjänster i

Hvad forstås ved begrebet jordens frugtbarhed

Går jorden unde HighCrop

Alternative jordbearbejdningsmetoder. Hans Keminks idé - første gang demonstreret i 1976

Bælgsæds kvælstofeftervirkninger. Erik Steen Jensen Institut for Biosystemer og Teknik Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU), Alnarp

Rodvækst og hvad betyder den for det vi høster?

B1: Fantastiske efterafgrøder og kåring af årets efterafgrødefrontløber

Kamdyrkning (drill) et økologisk alternativ

Modellen beregner et kalkbehov i kg pr. ha ud fra følgende oplysninger (inputlag):

Kvælstof - et tveægget sværd Lars Bo Pedersen Dansk Juletræer

Naturpleje til bioenergi? Miljø- og klimaeffekter ved høst af engarealer. Poul Erik Lærke

AARHUS UNIVERSITY 4 OCTOBER Dyrkningssystemernes effekt på produktion og miljø (CROPSYS) Professor Jørgen E. Olesen TATION

Gødskning efter Ligevægtsprincippet

Gødningsforsøg, planteanalyser og bladsaftmålinger. Kristian Elkjær Planter & Miljø

Yara Flex gødning AgroPro Planteværnsseminar 20 februar 2018

Vårbyg giver gode udbytter i økologiske forsøg

Transkript:

Jordens næringsstofressourcer - i økologisk jordbrug efter udfasning af konventionel husdyrgødning Lars Stoumann Jensen Professor (mso) Jordfrugtbarhed, Planteernæring, Husdyrgødnings- og Affaldsanvendelse

Hvad vil jeg fortælle om. Jordens frugtbarhed? Planteproduktivitet og frugtbarhed Hvad kan vi påvirke? Hvor meget betyder det organiske stof? Jorden indeholder en masse næringsstoffer Hvilke næringsstoffer kan frigives fra jorden? Hvordan får vi fat i de mindre tilgængelige næringsstoffer i jorden? Kan vi anvende nogle alternative kilder? Hvad sker der hvis vi udpiner jorden? Spørgsmål & diskussion

Planteproduktivitet Management Klima Stress Markudbytte Jordbundsfrugtbarhed Gen-ressourcer

Jordens frugtbarhed? - hvad mener vi og hvilke faktorer påvirker det... Naturgivne faktorer: Tekstur Mineralogi Definition: Jordens evne til at virke som vækstmedie for planter, inklusiv dens egen evne til at forsyne plantevæksten med de nødvendige nærings-stoffer i tilstrækkelige mængder og i passende indbyrdes forhold Påvirkelige faktorer: Vandstatus Reaktionstal (ph) Næringsstofindhold Humus / org. stof

Betydningen af organisk materiale for jordens frugtbarhed og kvalitet Betydning for fysiske egenskaber Aggregatdannelse, jordstruktur Indflydelse på vandholdende evne Indflydelse på beluftning og temperatur

Betydningen af organisk materiale for jordens frugtbarhed og kvalitet Betydning for fysiske egenskaber Aggregatdannelse, jordstruktur Indflydelse på vandholdende evne Indflydelse på beluftning og temperatur Betydning for kemiske egenskaber Binding og frigivelse af næringsstoffer Kationbytningskapacitet Virker som ph buffer Tilgængelighed af mikronæringsstoffer Filtrering Betydning for biologiske egenskaber Energi til mikroorganismer og nedbrydere Frigivelse af organisk bundet N, P, S Rodudvikling

Jordens frugtbarhed - den biologisk aktive jord? Der er flere husdyr under end over jordoverfladen! typisk mere end 10-20 X større mikrobiel biomasse end husdyr biomasse på en græsmark. 8-16 t/ha = 2-4 t ts/ha = 900-1800 kg C/ha = 150-300 kg N/ha

Hvorfor er det vigtigt at opretholde indholdet af organisk stof i jord Organisk materiale hjælper med at opretholde en række af jordens funktioner så som frugtbarhed, filtreringsevne, potentiale for nedbrydning af organisk stof og fremmedstoffer, evne til at undgå erosion o.s.v. Der er bundet C i det organiske materiale, og dermed bindes det så det ikke udledes som CO 2

Jordens indhold af organisk materiale - en balance mellem input og output. Input Organisk materiale i jord Output Valg af afgrøde (sædskifte) Klima Jordtype Gødning (kvantitet og kvalitet) Fjernelse af afgrøder Jordbearbejdning Klima Jordtype Dræning

Indholdet af organisk stof i jord ændrer sig relativt langsomt Broadbalk vedvarende hvedeforsøg 1852-2000 (Rothamsted Exp. Station, UK, jordtype: 25% ler, 57% silt. Jordens totale C indhold (t C/ha) 100 80 60 40 20 Staldgødn. Kun i 1852-1871 Staldgødn. siden 1852 Kun NPK Intet tilført 0 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 Årstal

Hvor lavt kan det organiske stof kan blive før jordens frugtbarhedreduceres kraftigt? En tærskelværdi ville angive det C indhold hvorunder det potentielle udbytte falder Meget svært at fastsætte en kritisk grænse i de fleste tilfælde! Figuren viser et af de få studier hvor der kunne vises en kritisk grænse på ca. 2% C for en bestemt jordtype (H.H. Janzen et al., 1992)

Betydning af organisk materiale - Effekten af halmnedbuldning Kerne (hkg 85% tørstof/ha) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Vinterhvede, kerneudbytte 1. eftervirkningsår (2000) Halm nedmuldet 1980-1999: 0 halm/ha 4 t halm/ha 8 t halm/ha 12 t halm/ha 0 60 120 180 N tilført i eftervirkningsår (kg N/ha) (Thomsen et al., 2003)

Næringsstof balancer Biologisk N fixering Import Evt. foder, etc. Afgrøde Eksport plante produkter husdyr gødning, såsæd etc. Husdyr gødning Jord animalske produkter Næringsstof tab (udvaskning og gasformig)

Næringsstof balancer - økoplanteavl Biologisk N fixering Konv. foder, koncentrat etc. Afgrøde Eksport plante produkter Husdyr gødning Import Husdyrgødning, såsæd etc. Alternative kilder? Kan tilgængelighed øges? Ændring i puljen? Jord Kan tab mindskes? Næringsstof tab (udvaskning og gasformig)

Hvordan er næringsstoffernes kemi og biologi forskellig? Kvælstof (N) og svovl (S) er bundet i organisk stof Biologisk omsætning af jordens organiske stof og uorganiske puljer er derfor den altdominerende faktor Tilførsel af organisk materiale samt jordens temperatur, fugtighed, og luftskifte kontrollerer den biologiske aktivitet Plantetilgængelige former (ammonium, nitrat, sulfat) omdannes hurtigt i jorden under iltrige, varme og tilpas fugtige forhold høj mobilitet Udfordringen for økologisk jordbrug er ikke at få tilstrækkeligt plantetilgængeligt N, men at sikre N forsyningen uden at det indebærer store tab

Omsætning af organisk bundet N - mange komplicerede sammenhænge Husdyrgødning NH 3 CO 2 Afgrøde N optag Gødning Afgrøderester Mikroorg. Uorganisk N Rod-exudater Nedbrydeligt Sværtomsætteligt humus Udvasket N

Hvordan er næringsstoffernes kemi og biologi forskellig? Fosfor (P) findes både uorganisk og organisk bundet Fosfor på uorganisk form bindes relativt hårdt i jorden lille mobilitet Koncentration i jordvæsken er ekstremt lav, mængden af opløst fosfor fornys mere 50 gange på en vækstsæson Biologiske/kemiske processer, specielt i det rodnære miljø (rhizosfæren), er betydningsfulde for opløsning af P Hovedudfordringen i økologisk jordbrug er at udvikle dyrkningsmetoder / afgrøder der er bedre i stand til at udnytte jordens sværttilgængelige P puljer

P puljer og ligevægte i jord teori Gødnings P Handels- og husdyrgødning Adsorb. potentielt tilg. P (~5-10%) Svært tilgæng. P (~90%) Hurtig proces (timer-dage-uger) Langsom proces (mdr.-år)

Hvordan er næringsstoffernes kemi og biologi forskellig? Kalium (K) findes kun på uorganisk form Hovedsalig bestemt af jordens sammensætning (lerindhold og -mineralogi) Forvitring af lermineralerne er vigtigste naturlige kilde Jordens totale K indhold (kg/ha, 0-20 cm) 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 0 10 20 30 40 Jordens lerindhold (%)

Hvordan er næringsstoffernes kemi og biologi forskellig? Kalium (K) findes kun på uorganisk form Hovedsalig bestemt af jordens sammensætning (lerindhold og - mineralogi) Forvitring af lermineralerne er vigtigste naturlige kilde Biologisk omsætning i jorden betyder til gengæld meget lidt Jordens bufferevne er altafgørende for mængden af ombytteligt K K har middel mobilitet og tabes derfor i et vist omfang ved udvaskning, lettest på sandjord Jord- vædsken Jordens faste fase K + i jordvæsken K + K + K + Ombytteligt K + K + K + K + K + K + K + K + Langsomt ombytteligt K + Utilgængeligt, fixeret K + Hovedudfordringen i økologisk jordbrug er at udvikle nye acceptable/rentable gødningskilder =Kt

K kilder i økologisk jordbrug Sten og mineraler: biotit, phlogopit, muscovit og nephelin grønsand (glauconit). Indhold op til 5% K men kun 0.1% opløselig. Disse kan ikke forsyne afgrøden med tilstrækkelig K når behovet er højt. Naturlige salte, evt. formalet uden yderligere bearbejdning eller oprensning: K-Mg sulfat (langbeinit), K sulfat og K chlorid (Sylvinite). Opløselige (delvist) former af K. Kan indeholde forureninger og kan øge salinitet. Nogle er også en god S kilde. Tang og søgræs - højt saltindhold og kan indeholde forureninger. Bioaske - højt ph 9-13, stærkt basisk og kan indeholde uønskede tungmetaller, afh. af kilde. Husdyrgødning og kompost - K er på opløselig og plantetilgængelig form.

Hvordan er næringsstoffernes kemi og biologi forskellig? Mikronæringsstofferne (f.eks. Mn, Cu, B) findes overvejende på uorganisk form Forvitring af jordens mineraler og oxider er vigtigste naturlige kilde Jordens iltningstilstand og mængden af organiske ligander er de mest afgørende faktorer meget lille mobilitet Biologisk omsætning i jorden kan derfor betyde noget både via opløst org. stof og via virkning på iltningstilstand Jordbearbejdning og -pakning kan have afgørende indflydelse på tilgængeligheden Hovedudfordringen i økologisk jordbrug er at sikre den biologisk aktive jord samt god forståelse for specifikke mangler

Hvad betyder et næringsstofs biotilgængelighed? Bio tilgængeligt Tilgængeligt Utilgængeligt At det er plante-tilgængeligt og kan optages af en plante indenfor en vækstsæson. Afhænger af: Almen tilgængelighed (analysetal) Bevægelighed (diffusion og jordvand) Afgrødens rodudvikling (rodtype, rodhårsdannelse og vækstsæsonens længde)

Tærskelværdien for Pt Kan også være sortsspecifik Sukker roer Vårbyg? Vinterhvede (Johnston 2005) Freeman et al. (1998).

Rodtæthed og næringsstofoptagelse Mobile: NS K Immobile: P, Mn Plantealder (dage) Majs 100 Byg 90 Jorddybde (cm) 0-15 15-30 30-60 60-90 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 Rodtæthed (km m -3 ) 77 27 6 1 82 19 12 2 0,1

Næringsstoffernes biotilgængelighed Biotilgængelighed i % af tilgængeligt næringsstof Næringsstof Vand- Rodlængde (km rod pr.m 3 jord) indhold* < Middel (10) > Middel (50) Høj (100) NO 3 -N høj lav 100% 43% 100% 100% 100% 100% K, Na, NH 4 -N høj 66% 100% 100% lav 8% 38% 76% Ca, Mg høj 10% 50% 100% lav 3% 13% 26% P, Mn, høj 3% 16% 31% lav 2% 8% 15% Fe, Cu høj 2% 8% 17% lav 1% 6% 13% *høj: markkapacitet (40 vol%) *lav: visnegrænsen (15 vol%) (Nielsen, 1997)

Sortsforskelle i P optagelsesevne Hvad skyldes det? Forskelle i: Rodtæthed? Roddybde? Rodhår? Mycorrhiza? Rodexudater? (Schjørring and Nielsen, 1987. Forsøg udført på Udpiningsmarken, uden P tilførsel i 20 år)

Rodhår og udnyttelse af plantetilgængeligt P Plantetilgængeligt fosfat, mg/kg jord 16 14 12 10 8 6 4 2 uden planter Salka Zita Rodhårslængde i jord Salka 1,1 mm Zita 0,6 mm 0 0 1 2 3 4 5 Afstand fra rodoverfladen, mm Gahoonia et al., 1999

P tilførsel gør rod hår kortere Salka Zita Ingen P i 30 år, (0.45 mmole kg -1 (Olsen-P ) 10 kg P ha -1 20 kg P ha -1 Gahoonia et al, 1999

Gælder også for K - Lav Kt fremmer rodhårslængde & -tæthed Moderat K (Kt 5,3) Lav K (Kt 2,4) Rug Byg M. B. Pedersen (2000)

Rodhår og P respons Pongo Linus Ingen P respons Grain yield, t ha -1 8 7 6 5 4 3 2 no P in 30 years 10 kg P/ha 20 kg P/ha Stor P respons Cecili a Melta n Tofta Lange rodhår 1 0 Pongo Linus Tofta Vårbyg sorter (KVL s Udpiningsmarken markforsøg, 0 P i >30 år: Pt=1,1 10/20 P i sidste 6 år) (Gahoonia & Nielsen 2001) Cecilia Meltan Scarlett Scarlett Korte rodhår

Hvad betyder det her for mikronæringsstofferne? P og K er ikke de eneste immobile næringsstoffer Stort set alle mikronæringsstofferne er meget immobile Mn mangel er f.eks. også ved at dukke op i mange økologiske marker På konv. bedrifter med P overskud giver høj P kortere rodhår måske med til at øge Mn mangel? Hvis bestemte sorter har en bedre P og K effektivitet via f.eks. bedre rodvækst og rodhår, så virker det også for mikronæringsstoffer!

Hvad sker der hvis vi udpiner jorden for PK? Udvikling i Pt, Rønhave Det tager altså mange år at udpine jorden (afhængig af jordtype) Rubæk og Sibbesen, 2000

Danske jordes P status ift. Europa lav middel høj meget høj (www.efma.org)

Udpiningsmarken (KU-Life, Rørrendegaard, Taastrup) Lerjord / sandblandet lerjord (JB7/JB5) Ingen PK gødning 1964-1995, kun 60 kg N/ha, kont. byg Pt og Kt udpint til meget lavt niveau, 1995: Pt=1,0 & Kt=5,5 Fra 1996-2008 nyt forsøgsdesign, med flere NPK behandlinger og husdyrgødning. 2008 analysetal: 0N-0P- 60N-0P- 60N-10P- 60N-10P- 120N-20P- Gylle Gylle 0K 60K 0K 60K 120K 75Ntot 150Nt Pt 0,8 0,9 1,1 1,2 1,1 1,0 1,4 Kt 7,3 8,5 8,3 9,7 11,3 9,4 13,1 North H2 H1 G2 F2 E2 D2 C2 B2 A2 G1 F1 E1 D1 C1 B1 A1 South

Udpiningsmarken 160% 140% Udvikling i relativt udbytte i vårbyg (60N-10P-60K=100%) 2002 2003 2004 2005 2007 120% 100% 100% 80% 60% 40% Relative grain yield 20% 0% 0N-0P-0K 60N-0P-60K 60N-10P-0K 60N-10P-60K 120N-20P-120K 1995: Pt 1,1 Kt 5,5 (Jensen, upubl) Anim-slurry-75Nt Anim-slurry-150Nt 2008: Pt 0,8 0,9 1,1 1,2 1,1 1,0 1,4 Kt 7,3 8,5 8,3 9,7 11,3 9,4 13,1

Konklusioner spørgsmål? Jordens frugtbarhed er for flere næringsstoffer (men ikke alle) tæt forbundet med opretholdelse af det organiske stof og biologisk aktivitet Hovedudfordringerne for økologisk jordbrug er N: ikke at få tilstrækkeligt plantetilgængeligt N, men at sikre N forsyningen uden at det indebærer store tab P: at udvikle dyrkningsmetoder / afgrøder der er bedre i stand til at udnytte jordens sværttilgængelige P puljer K, S: at udvikle nye acceptable/rentable gødningskilder Mikronæringsstoffer: at sikre den biologisk aktive jord samt god forståelse for specifikke mangler Ændringer i organisk stof, P etc. sker langsomt, både ved udpining og ved opgødskning, derfor langt fra handling til virkning ses