BioValue SPIR Aktiviteter i WP1 råvaregrundlaget Kan vi fordoble biomasseproduktionen og halvere markernes miljøpåvirkning?

BioValue SPIR Aktiviteter i WP1 råvaregrundlaget Kan vi fordoble biomasseproduktionen og halvere markernes miljøpåvirkning? Uffe Jørgensen

Eksperimentel verificering i BioValue af forudsætninger for +10 mio. tons planen 149.000 ha korn og raps omlægges til roer med 19 t/ha TS i biomassescenariet I miljøscenariet omlægges til græs med 15 t/ha TS Hermed opnås ca. dobbelt biomasseudbytte/ha, hvoraf én fraktion kan udnyttes til foder og andre til energi og materialer Gylling et al., 2012

Scenarioresultater 2020 Gylling et al., 2012

Myter om biomasseproduktion som vi vil punktere Den samlede mængde biomasse er en fast størrelse Øget produktivitet på marken vil øge miljøbelastningen

Korn er en dårlig solfanger

WP1 Innovative biomass production systems Max biomass crop rotation large plots (all crops every year) 1) Energy maize + Winter rye (direct sowing Oct. one cut spring) 2) Energy beets 3) Hemp (harvest Sept.) + Triticale 4) Triticale early harvest (10-15 July) + Winter rye / grass clower Headline Reference crop rotation large plots (one crop per year) 15) Cereal crop rotation (2013: spring barley 2014: winter barley 2015: winter rape 2016: winter wheat+catch) Permanent crops large plots 5) Miscanthus (M. x giganteus) 6) Miscanthus (M. sinensis Sibirian) 7) Tall fescue x perennial ryegrass (Festulolium, HYKOR) 8) Continuous wheat/triticale with straw removal (reference) 14) Continuous maize (reference) Permanent crops small plots Bare soil plots 16) Mechanical weed control + herbicides 17) Herbicides only 18) Willow (beside the main exp.) 9) Reed canary grass (phalaris arundinacea) 10) Tall fescue (Festuca arundinacea) 11) Cocksfoot grass (Dactylis glomerata) 12) Grass mixture SLU (Bamse + Hykor + Donata + Lucerne (Alfalfa), Medicago sativa + Alsike clover, Trifolium hybridum + White clover, Trifolium repens + Eastern galega, Galega orientalis) 13) Grass mixture DLF TRIFOLIUM (blanding 36 (10% white clover+10% festulolium+40% tall fescue +15% ryegrass + 10% Phleum pratense + 10% Festuca pratensis + 5% rødsvingel)

Formål innovative systemer At undersøge muligheder for at fordoble biomasseproduktionen per arealenhed At analysere om det er muligt samtidigt at halvere miljøpåvirkningen per arealenhed At beskrive proteinproduktionen i forskellige systemer kvantitet og kvalitet At levere råvarer og data til de øvrige WPs

Forsøgenes finansiering Arealer ved Foulum og Jyndevad anlagt for midler fra DONG og EU i 2012 BioValue bidrager 2013- AU Biobase supplerer med platform på lerjord ved Flakkebjerg + proteinoptimeret platform med græs og kløver + pilotanlæg til ekstraktion af protein og til HtL AU Phd-scholarship måler udbytteforløb og -allokering i Festulolium mhp. modellering i Wimowac

AARHUS UNIVERSITET 3. SEPTEMBER 2014 UDYTTER FRA UDVALGTE AFGRØDER PÅ AU-FOULUM 2013 9

Nitratudvaskning fra sædskifter Foulum

Nitratudvaskning fra græs, majs efter majs sort jord

Faldende miljøpåvirkning ved stigende udbytte en mulighed

AARHUS UNIVERSITET 3. SEPTEMBER 2014 13

AARHUS UNIVERSITET 3. SEPTEMBER 2014 ØVRIGE MÅLINGER I FORSØGENE Kulstof i jord (start + hvert 4. år ca.) Pesticidforbrug (BH: 0,07 3,18) Ukrudtsdynamik over tid i forskellige afgrøder og sædskifter Ditto sygdomme og skadedyr Proteinfordeling i forskellige plantefraktioner (opløst/adf/ndf/anf) samt total proteinproduktion/ha (BioValue PhD) NIR-analyse på proteinprøver (BioValue PhD) Vandforbrug af udvalgte afgrøder (TDR) 14

Bio-Value SPIR AgroTech s activities 2013-2014 Annual meeting AU, Foulum, 3-4/9 2014 Søren Ugilt Larsen, AgroTech sol@agrotech.dk

Strip harvest of barley xxx The grain/spike is harvested The straw fraction is left xxx The grain/spike can be ensiled and used for ruminants Earlier harvest may benefit the subsequent catch crop Haverslev 8/7 2014

Strip harvest of barley followed by a catch crop -2 field trials in 2014 Yield compared to traditional harvest? Optimal harvest time in terms of yield, feed value, ensilability? Strip harvest Trad. harvest Yield (ton DM ha -1 ) 10 8 6 4 Grain fraction yield by strip harvest, spring barley 2014 Trial 002 Haverslev 2 Yield 40 0 DM content 30 08/7 15/7 22/7 29/7 05/8 Harvest date 100 90 80 70 60 50 DM content (%)

Strip harvest of barley followed by a catch crop -2 field trials in 2014 Preliminary results in 2013: The catch crop yield is too low! What will the yield be after earlier strip harvest of the cereal? Measurements in October 2014 of yield of grass and straw Hadsten 31/10 2013

Strip harvest of barley followed by a catch crop -2 field trials in 2014 Measurements and analyses: Yield and feed value of strip harvested barley 4 harvest times Protein profile of strip harvested barley fresh and ensiled samples (analysis by KU) Yield of Ital. ryegrass as subsequent catch crop +/- N fertilization and +/- straw Protein profile of Ital. ryegrass (analysis by KU)

Storage of mixtures of beet top and straw - experiment with vacuum bags autumn 2013 Straw may absorb the juice from beet tops to avoid seepage Does ensiling of straw with beet top increase the methane potential?

Storage of mixtures of beet top and straw - experiment with vacuum bags autumn 2013

Storage of mixtures of beet top and straw - experiment with vacuum bags autumn 2013 Preliminary results: No positive effect of ensiling on the Methane potential (NL CH 4 kg VS -1 ) methane potential of straw 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Methane potential in ensiled mixtures of beet top and straw Ensiled in vacuum bags for 3months 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Proportion of beet top (%) Dry matter content (%) MP measured MP predicted DM % measured DM % predicted Analyses by JinMiTriolo, SDU

Fertilization of tall fescue -2 Landsforsøg 2011-2014 on humid sandy soil, 3 cuts per year Relatively high yield on marginal land No N surplus up to 150 kg N ha -1 Protein quality? Yield (hkg DM ha -1 ) 150 100 50 0 Fertilization of tall fescue, yield response in 2013 2 trials established 2011 +PK -PK -PK:y= -0.0006*x 2 + 0.385*x + 28.1 +PK: y= -0.0006*x 2 + 0.496*x + 31.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Fertilization (kg N ha -1 ) Analysis of 1st cut in 2014 (analysis by KU) N removal (kg N ha -1 ) 450 400 350 300 250 200 150 Fertilization of tall fescue, N removal in 2013 2 trials established 2011 +PK -PK 100 50 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Fertilization (kg N ha -1 )

AARHUS UNIVERSITET Vil øget dyrkning af biomasseafgrøder mindske fødevareforsyningen? 3. SEPTEMBER 2014

AARHUS UNIVERSITET KORN GIVER LAVT UDBYTTE, HØJ MILJØPÅVIRKNING OG BRUGES I DAG TIL FODER.. 3. SEPTEMBER 2014 Gylling et al., 2012

AARHUS UNIVERSITET 3. SEPTEMBER 2014 KAN VI IKKE GØRE DET BEDRE HVIS VI KOMBINERER DET BEDSTE FRA AGRONOMIEN MED DET BEDSTE FRA INDUSTRIEN? 26