Jordens behov for organisk materiale Bent Tolstrup Christensen Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø Forskningscenter Foulum DAKOFA konference, 4. april 2011 Ingeniørforeningen, Kbh. Hvorfor har jorden behov for organisk materiale? 1
Jord har behov for organisk materiale Af hensyn til jordens evne til fortsat at kunne understøtte jordbrugsproduktion -opretholdelse af jordens frugtbarhed Af hensyn til luftens indhold af CO2 og modvirkning af klimaforandringer -opretholdelse af jordens kulstoflager 3 Kulstoflagring og CO2 emission Meget stor udveksling af CO 2 mellem atmosfæren og jordens pulje af organiske stof 2/3 af det danske areal dyrkes 144 tons C/ha i den øverste meter 2,6 mio. ha dyrket jord = 1400 mio. t CO 2 70 mio. tons CO 2 -ækv. udledes årligt fra DK 21 % mindre udledning = 15 mio. t CO 2 -ækv. g 2 Altså: den nationale forpligtigelse modsvarer en årlig relativ stigning i jordens kulstoflager på 1 % 4 2
Jordens frugtbarhed - definition Jordens evne til vedvarende at understøtte en planteproduktion, der er forsvarlig med hensyn til: - omfang og kvalitet, - rentabilitet og - påvirkning af det omgivende miljø Rentabilitet og miljøpåvirkning er baseret på samfundsmæssige prioriteringer 5 Grundlaget for jordens frugtbarhed Naturgivne forhold: -klima og geologi Menneskeskabte forhold: -gødskning, dræning, vanding, kalkning Dyrkningsformål: -jordens anvendelse, afgrødevalg Jord i naturtilstand til t kan derfor ikke bruges som reference 6 3
Organisk stof og jordens frugtbarhed Virkning af tilført organisk materiale: - umiddelbar effekt (< 1-2 år): omsætning - langsigtet effekt (> 5 år): tilstand Organisk stof er næringsstof-lager (N, P, S), skaber biologisk aktivitet og struktur (vand- og luftskifte, smuldre-egenskaber), og påvirker det kemiske miljø (binder kationer) 7 Jordens frugtbarhed - forandringer Ingen universel facitliste fokus på ændringer Reversible ændringer: - forsuring og næringsstof-udpining - komprimering i pløjelaget - nedslidning af jordens organiske pulje Irreversible ændringer: - tilførsel af tungmetaller mv. - jorderosion (vind, vand og jordbearbejdning) - pakning i dybere jordlag 8 4
EU Kommissionens initiativ til sikring af jordens frugtbarhed 2002: Rapporten Towards a Thematic Strategy for Soil Protection 2006: Forslag til Rammedirektiv til beskyttelsen af jordresursen fremsendes til Ministerrådet og EU Parlamentet 2007: EU Parlamentet godkender forslaget 2007: Ministerrådet afviser forslaget 9 Forslag til EU Rammedirektiv om beskyttelse af jordbunden(2006) Jordbunden er en ikke fornybar resurse De vigtigste g forringelsesprocesser (trusler) - Jorderosion - Tab af organisk materiale fra jorden - Jordpakning - (Tilsaltning) - (Jordskred) -(Forsuring) - (Jordforurening) 10 5
Er jordens frugtbarhed truet? Folketingets Europaudvalg: notat om Jordrammedirektivet, 20. dec. 2007: Fødevareministeriet vurderer, at det på forhånd er vanskeligt at afgøre, om der overhovedet er områder i Danmark, der skal kategoriseres som risikoområde, og at dette fordrer en nærmere analyse. Udredning vedrørende den danske vinkel på Forslag til Rammedirektiv 6
Hvordan kan vi øge kulstofindholdet? Større tilførsel af organisk materiale til jorden: - nedmulde afgrøderester (halm, efterafgrøder) - tilføre husdyrgødning, slam, kompost mv. Nedsat omsætning af jordens organiske pulje: - reduceret intensitet i jordbearbejdningen - øget vandmætning (nedsat luftskifte)? - nedsat omsættelighed delvis forkulning? 13 Jordens indhold af C (0-20 cm) i et 30-årigt forsøg ved Askov Forsøgsstation Sædskifte 1) Ved anlæg % C Efter 30 år Årlig ændring 2), kg C/ha Relativt fald over 30 år, % Ubevokset 1,66 1,11-589 c 34 Vi-Ro-Vå-Kl 1,56 1,35-269 a 16 Vi-Ro-Vå-Hø 1,58 1,30-320 ab 19 Vi-Ma-Vå-Hø 1,65 1,32-362 b 21 14 7
1,5 LSD.05 (%, 0-20 cm) Soil C content ( 1,0 0,5 Straw incorporated Straw burned Straw removed 0,0 0 5 10 15 20 25 30 35 Years Virkning af halmhåndtering på pløjelagets C indhold ved vårbygdyrkning (Rønhave, JB 7). Schjønning (2004). 15 C indhold i jord (0 0-20 cm), t C/ha 50 45 40 35 1999: y = 38.4+0.14x 2002: y = 37.0+0.11x 0 20 40 60 80 Tilførsel af halm, t C/ha Jordens indhold af C (0-20 cm) 1 år (1999) og 4 år (2002) efter den sidste halmtilførsel (halm tilført årligt i perioden 1981-1998) (Thomsen & Christensen, 2004). 16 8
Jordens indhold af C (0-20 cm) i de langvarige gødningsforsøg ved Askov Forsøgsstation mg C g -1 g C g -1 m 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Ugødet ½ Hdg 1 Hdg 1½ Hdg Ugødet ½ NPK 1 NPK 1½ NPK Husdyrgødning Handelsgødning 0 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 17 Pløjefri dyrkning og %C i 0-20 cm jord (Schjønning & Thomsen, 2006). Traditionel Pløjefri dyrkning Lokalitet (år) pløjning Nedre lag Øvre lag Bramstrup (8) 1,0 1,1 1,3 Bygholm LS (4) 1,7 1,7 2,1 Bygholm FC (4) 1,7 1,6 1,9 Dronninglund (4) 5,8 6,0 6,6 Jerslev (5) 3,8 3,6 3,9 Jyndevad (36) 2,2 2,2 3,1 Kløvested (2) 2,4 2,3 2,4 Lund (3) 2,0 1,9 2,2 Malmø (30) 1,8 1,9 2,1 Nakskov (5) 1,5 1,6 1,8 Vasebæk (3) 1,3 1,3 1,5 Gennemsnit 2,3 a 2,3 a 2,6 b 18 9
Kg C/h ha/år 1000 800 600 400 200 0-200 -400-600 Handelsgødning Kvæg Svin Blandet Rest Alle Ændringer i jordens C indhold(kg C/ha/år) i 0-50 cm dybde over en periode på 10 år. Måleflader i KVADRATNETTET fordelt på gødningstyper (Heidmann m. fl. 2001). 19 Konklusion organisk materiale Ved årlig nedmuldning af afgrøderester tilbageholder jorden 10-20 % af det tilførte kulstof (set over en periode på 10-30 år) Ved årlig tilførsel af husdyrgødning tilbageholder jorden 30-40 % af det tilførte kulstof Pløje-fri dyrkning øger kulstofindholdet i de øvre jordlag Stigende kulstofindhold på kvægbedrifter (på sandjord) d) og faldende d indhold på rene plante- og svinebrug (på lerjord) 20 10
Konklusion jordens frugtbarhed Den dyrkede jords frugtbarhed er resultat af et komplekst samspil mellem naturgivne og menneskeskabte forhold Bæredygtig drift vedligeholder/øger jordens pulje af organisk stof og sikrer at jordens frugtbarhed ikke forringes over tid Jordens frugtbarhed og behov for organisk materiale afhænger af lokalitet og anvendelse 21 En aktuel udfordring Udtag af biomasse til energiformål - dyrkning af bioenergiafgrøder - halmudtag til afbrænding og bioethanol - afbrænding af husdyrgødning - afgrøder til biogas - under hensyn til jordens C balance Vi skal udvikle dyrkningssystemer, der samtidigt kan give foderproduktion, biomasse til energi og kulstoflagring i jord 22 11
Tak for opmærksomheden! 23 12