AARHUS UNIVERSITET DCA - NATIONALT CENTER FOR FØDEVARER OG JORDBRUG Til NaturErhvervstyrelsen Bestillingen: Vurdering af kriterier for anvendelse af kvælstoffikserende arter som pligtige efterafgrøder NaturErhvervstyrelsen har i bestilling dateret d. 15. december 2016 bedt DCA Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug om en redegørelse for hvilke kriterier der bør fastsættes, hvis kvælstoffikserende arter skal kunne indgå i opfyldelsen af det pligtige efterafgrødekrav. Den skriftlige besvarelse der vedlægges, er udarbejdet af Seniorforsker Elly Møller Hansen, Seniorforsker Peter Sørensen, Seniorforsker Ingrid K. Thomsen, Professor Jørgen E. Olesen, Postdoc Jim Rasmussen og Professor Jørgen Eriksen, Institut for Agroøkologi. Besvarelsen er koordineret med DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi. Denne besvarelse er udarbejdet som led i Aftale mellem Aarhus Universitet og Fødevareministeriet om udførelse af forskningsbaseret myndighedsbetjening m.v. ved Aarhus Universitet, DCA Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug, 2016-2019. DCA - Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug Bjørn Molt Petersen Specialkonsulent Dato 16. januar 2017 Mobiltlf.: 9350 8534 Fax: 8715 6076 E-mail: bjorn.molt.petersen@dca.au.dk Afs. CVR-nr.: 31119103 Reference: bmp Journal 2017-760-000007 Side 1/1 Venlig hilsen Bjørn Molt Petersen DCA - Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug Aarhus Universitet Blichers Allé 20 8830 Tjele Tlf.: 8715 6000 Fax: 8715 6076 E-mail: dca@au.dk http://dca.au.dk/
DCA Nationalt Center for Jordbrug og Fødevarer 16. januar 2017 Vurdering af kriterier for anvendelse af kvælstoffikserende arter som pligtige efterafgrøder Elly Møller Hansen, Peter Sørensen, Ingrid K. Thomsen, Jørgen E. Olesen, Jim Rasmussen og Jørgen Eriksen, Institut for Agroøkologi. NaturErhvervstyrelsen (NAER) har den 15. december 2016 fremsendt en bestilling på et notat Vurdering af kriterier for anvendelse af kvælstoffikserende arter som pligtige efterafgrøder samt et efterfølgende møde. Bestillingen blev fremsendt efter afholdelse af et møde den 21. november 2016, som blev indbudt af NAER, og hvor følgende var inviteret: Anne-Lise Petersen (NAER), Charlotte Bruun Petersen (NAER), Elly Møller Hansen (Institut for Agroøkologi), Ingrid K. Thomsen (Institut for Agroøkologi), Jakob Møgelvang (NAER), Leif Knudsen (SEGES), Margrethe Askegaard (SEGES), Nikolaj Ludvigsen (Landbrug og Fødevarer), Poul Nordemann Jensen (DCE) og Tobias Feld Snitkjær (NAER). Anne-Lise Petersen og Poul Nordemann Jensen var dog forhindrede i at deltage. NAER skriver som baggrund for bestillingen, at muligheden for at benytte kvælstoffikserende arter til opfyldelse af det pligtige efterafgrødekrav længe har været et stort ønske fra erhvervet og flere interesseorganisationer. Med udgangspunkt i markforsøg på AU ønsker NAER en redegørelse for, hvilke kriterier, der bør fastsættes, hvis kvælstoffikserende arter skal kunne indgå i opfyldelsen af det pligtige efterafgrødekrav. Fastsættelsen af disse kriterier skal kunne minimere risikoen for en merudvaskning af kvælstof (i dyrkningsåret og i de følgende år) ved anvendelse af kvælstoffikserende arter. NAER beder om, at der svares på de fire spørgsmål, som er vist nedfor med kursiv. Besvarelse Indledning Kvælstoffikserende arter til opfyldelse af det pligtige efterafgrødekrav har, som nævnt i henvendelsen fra NAER, længe været et stort ønske fra erhvervet og flere interesseorganisationer. Det fremgår bl.a. af Andersen (2014) og FRDK (2014), som beskriver ønsket om at kunne benytte bælgplanter iblandet de pligtige efterafgrøder i forbindelse med dyrkningsformen Conservation Agriculture (CA). Interessen for kvælstoffikserende arter til opfyldelse af det pligtige efterafgrødekrav er ligeledes stor blandt økologiske interesseorganisationer. Ingvorsen og Askegaard (2016) beskriver, at økologiske landbrugeres muligheder for at undgå at udlægge pligtige efterafgrøder og i stedet anvende f.eks. bælgplanter som efterafgrøder kan være mere begrænsede nu end tidligere, hvorfor der har været arbejdet for at få bælgplanter ind på listen over pligtige efterafgrøder. Dette fremgår ligeledes af Hansen og Thomsen (2016). Generelt set kan efterafgrøder opdeles i dels pligtige efterafgrøder, som har til formål at optage kvælstof fra jorden og dermed reducere risikoen for udvaskning og dels grøngødning, som hovedsagelig dyrkes for at forbedre tilgængeligheden af næringsstoffer til den følgende afgrøde (Thorup-Kristensen et al., 2003). Ved at benytte bælgplanter (evt. i blanding med ikke-bælgplanter) som efterafgrøde sammenblandes disse to 1
forskellige formål, og det kan være vanskeligt at opfylde begge samtidigt (Bergström & Kirchmann, 2004; Möller and Reents, 2009). Udvaskningsforsøg, hvor de samme bælgplanter og ikke-bælgplanter i renbestand og i blanding har været dyrket som efterafgrøder, er under danske forhold så vidt vides kun udført i projektet OptiPlant (Hansen et al., 2016a), hvori indgik hvidkløver (Trifolium repens L.)/alm. rajgræs (Lolium perenne L.) og fodervikke (Vicia sativa)/olieræddike (Raphanus sativus var. oleiformis Pers.). Derudover udførte Nielsen og Jensen (1985) et forsøg med hyppig måling af mineralsk kvælstof (N-min) i jordprøver udtaget til 100 cm dybde gennem efteråret ved dyrkning af rødkløver (Trifolium pratense L.) og italiensk rajgræs (Lolium multiflorum Lam.) i renbestand i sammenligning med ubevokset jord. Undersøgelserne viste tilsammen, at bælgplanterne hvid- og rødkløver samt fodervikke i renbestand var mindre effektive til at optage mineralsk kvælstof fra jorden end de ikke-bælgplanter, de blev sammenlignet med. Disse resultater bekræfter en lang række udenlandske undersøgelser med sammenligning af bælgplanter og ikke-bælgplanter som efterafgrøder (referencer i Thomsen og Hansen, 2010). Det synes derfor at være en generel tendens, at bælgplanter i renbestand ikke er så effektive efterafgrøder, som de ikke-bælgplanter, der oftest benyttes som efterafgrøder. I det følgende er fokus derfor rettet mod blandinger af bælgplanter og ikkebælgplanter. I langvarige forsøg med økologiske og konventionelle planteavlssædskifter ved Foulum er der i perioden 2011 til 2014 sammenlignet kvælstofudvaskning fra parceller, hvor de samme afgrødesekvenser med vårsæd blev dyrket med efterafgrøder, der henholdsvis var med og uden iblanding af bælgplanter (personlig meddelelse J. E. Olesen, AU, 2017). I det konventionelle sædskifte blev der anvendt pligtige efterafgrøder, og i det økologiske sædskifte blev der benyttet blandinger af bælgplanter og ikkebælgplanter. I begge sædskifter var der forsøgsled både med og uden efterafgrøder, men i forsøgsled med efterafgrøder blev der dyrket efterafgrøder efter alle afgrøder. Den målte gennemsnitlige udvaskningsreduktion var den samme (20-21 kg N/ha) i det økologiske og det konventionelle sædskifte, hvilket indikerer, at der ved 100 % efterafgrøder i sædskifterne ikke var signifikant forskel på kvælstofudvaskningen ved dyrkning af efterafgrødeblandinger af bælgplanter og ikke-bælgplanter sammenlignet med dyrkning af ikke-bælgplanter alene. Forsøget er dermed et eksempel på, at en øget tilførsel af kvælstof via. bælgplanters kvælstoffiksering ikke nødvendigvis medfører større risiko for udvaskning, når jorden efter høst af hovedafgrøderne hvert år er bevokset med planter, som effektivt optager mineralsk kvælstof. 1. Hvilke kvælstoffikserende arter af efterafgrøder kan under danske forhold forventes at have en effekt på kvælstofudvaskningen svarende til ikke-kvælstoffikserende arter i renbestand, når der stilles krav om etablering i blandinger? AU bedes herunder forholde sig til efterafgrødernes evne til at overvintre og dermed holde på kvælstoffet over vinteren. 1.1 Arter af bælgplanter Ved valg af bælgplantearter, der kan udsås i blanding med ikke-bælgplanter, og hvor der skal opnå samme effekt på kvælstofudvaskningen som ved dyrkning af ikke-bælgplanter i renbestand, har en lang række forhold betydning. Først og fremmes har det betydning, hvor vinterfaste bælgplanterne er (afsnit 1.1.1.) og hvor konkurrencestærke de er i blanding med ikke-bælgplanter (afsnit 1.1.2). 2
1.1.1 Vinterfasthed Kun et fåtal af de tilgængelige plantearter (både bælgplanter og ikke-bælgplanter), der kan tænkes anvendt som efterafgrøde, er undersøgt mht. til deres udvaskningsreducerende effekt i blandinger eller i renbestand. Ved dyrkning af obligatoriske efterafgrøder i Danmark anbefales det bl.a. at vælge efterafgrøder, som er vinterfaste på sandjord (Hansen et al., 2000). Det skyldes, at risikoen for udvaskning i løbet af efterår og vinter er betydelig større på sandet jord i den nedbørsrige del af landet end på lerjord i den nedbørsfattige del. Hvis efterafgrøder ødelægges af frost, øges risikoen for udvaskning, hvilket bl.a. fremgår af undersøgelser i Maryland, USA, hvor nitratindholdet steg i parceller med en efterafgrøde, der var blevet ødelagt af frost i forhold til nitratindholdet under to overvintrede efterafgrøder (Dean & Weil, 2009). Da kvælstof i bælgplanter generelt frigives hurtigere end kvælstof i f.eks. rajgræs (f.eks. de Neergaard et al., 2002) er det vigtigt, at efterafgrødeblandinger, der benyttes på sandjord, udelukkende indeholder bælgplanter, som er i stand til at overvintre. Men også på lerjord kan der være behov for, at bælgplanterne er vinterfaste. Thorup-Kristensen (2006) fandt i et forsøg, at kvælstof fra ikke-vinterfaste bælgplanter blev udvasket til under effektiv roddybde af selv dybtrodede grøntsagsafgrøder. Efterafgrøderne blev dyrket i renbestand og illustrerer således en situation, hvor den kvælstoffikserende art i en blanding har udkonkurreret ikke-kvælstoffikserende arter. Suhr et al. (2005) angiver en lang række bælgplanters vinterfasthed under forudsætning af rettidig såning, hvor betegnelsen god vinterfasthed anvendes for følgende arter: Alsikekløver (Trifolium hybridum), esparsette (Onobrychis viciifolia), hvidkløver (Trifolium repens), kællingetand (Lotus corniculatus), lucerne (Medicago sativa), mangebladet lupin (Lupinus polyphyllus), rødkløver, gul rundbælg (Anthyllis vulneraria) og stenkløver (Melilotus alba). Betegnelsen normalt vinterfast anvendes for blodkløver (Trifolium incarnatum), jordkløver (Trifolium subteraneum), sneglebælg (Medicago lupulina) og vintervikke (Vicia villosa). Alexandrinekløver (Trifolium alexandrinum), fladbælg (Lathyrus sativa), fodervikke (Vicia sativa), gul lupin (Lupinus luteus), hestebønne (Vicia faba), blå lupin (Lupinus angustifolius), serradel (Ornithopus sativus), perserkløver (Trifolium resupinatum) og til dels ært (Pisum sativa) betegnes som ikke vinterfast. Der vil dog formentlig være forskelle på, hvor vinterfaste forskellige sorter af en art vil være. Der gøres opmærksom på, at Minjø- og Fødevareministeriet (formentlig 2016) har placeret mangebladet lupin (også kaldet havelupin) på observationsliste over arter, der muligvis kan udvikle sig til landskabsukrudt. Selv vinterfaste arter kan tabe en del af deres indhold af kvælstof gennem vinteren. Thorup-Kristensen (2006) fandt således, at to normalt vinterfaste bælgplanter (vintervikke og blodkløver) mistede ca. 50 % af deres kvælstofindhold i overjordisk biomasse, selvom de stadig var i live. Vinterrug og italiensk rajgræs øgede derimod deres indhold lidt. Derfor er det vigtigt, at der er i efterafgrødeblandingerne er vinterfaste ikke-bælgplanter til at optage kvælstoffet, når vejret betinger kvælstofoptagelse. Askegaard og Eriksen (2007) bedømte nedvisningen af forskellige efterafgrøder gennem to vintre på grovsandet jord. Af bælgplanterne nedvisnede gul rundbælg mindst, og hvidkløver visnede mindre end rødkløver, der nedvisnede tidligt ligesom perserkløver. Det må derfor antages, at i hvert fald gul rundbælg og hvidkløver er blandt de bedst egnede til at holde på kvælstoffet vinteren over. Dette er især vigtigt på sandet jord i et nedbørsrigt klima. Det kan dog ikke udelukkes, at en del af kvælstof i top flyttes til rødder før nedvisning, og derfor ikke umiddelbart risikerer at blive tabt. 3
Når det drejer sig om blandinger af bælgplanter og ikke-bælgplanter som efterafgrøder vil det være godt landmandskab, hvis man på sandjord under nedbørsrige forhold først og fremmest benytter vinterfaste arter af både bælgplanter og ikke-bælgplanter. Derved minimeres risikoen for, at efterafgrøden nedvisner eller udvintrer, så der er risiko for at kvælstoffet frigives og udvaskes, inden den efterfølgende afgrøde har haft mulighed for at optage det. Da der ligeledes på lerjord under generelt nedbørsfattige forhold kan forekomme nedbørsrige år, hvor tidligt frigivet kvælstof kan nedvaskes og evt. udvaskes, vil det her være mest optimalt at undgå frostfølsomme bælgplanter og nedmulde efterafgrøderne så sent som muligt. 1.1.2 Konkurrence Forsøg tyder på, at rødkløver er mere konkurrencestærk end hvidkløver (Søgaard et al., 2008; Bergkvist et al., 2011). Ved såning af rød- og hvidkløver i blanding med alm. rajgræs blev det observeret, at alm. rajgræs praktisk talt blev udkonkurreret af kløverarterne (>99 % kløver) i to år (Askegaard og Eriksen, 2008). I disse tilfælde var det rødkløver, der udkonkurrerede de andre arter i blandingen (personlig meddelelse H.C. Thomsen, AU, 2017). Dette stemmer overens med, at DLF (2005) for rødkløversorten Rajah (som indgik i alle tre forsøg) bemærker, at den kan være aggressiv i dæksæd af korn. Selvom rødkløver udkonkurrerer f.eks. rajgræs, kan den dog stadig opsamle betydelige mængder kvælstof fra jorden (Li et al., 2015). Resultater fra forsøget OptiPlant (Hansen et al., 2016a; Østergaard et al., 2013), som er beskrevet indledningsvis og i afsnit 2.1, viser, at fodervikke kan være meget konkurrencestærk. Det er usikkert, om vintervikke har denne egenskab i lige så udpræget grad. I OptiPlant forsøget på sandjord, varierede kvælstofindholdet i vintervikke i renbestand fra lavt til 68 kg N/ha i overjordisk biomasse. I sidstnævnte tilfælde indeholdt vintervikke i blanding med vinterrug 79 kg N/ha og vinterrug i renbestand 11 kg N/ha. Der er således risiko for, at vintervikke kan udkonkurrere ikke-bælgplanter. 1.2 Helhedvurdering Hvilke kvælstoffikserende arter iblandet ikke-kvælstoffikserende arter, der kan forventes at have en effekt på kvælstofudvaskningen svarende til ikke-kvælstoffikserende arter i renbestand, vil bl.a. afhænge af blandingsforhold (afsnit 2.1), konkurrencekraft (1.1.2), jordens frugtbarhed og størrelsen på den eftervirkning, der pålægges efterfølgende afgrøder. Mange af disse forhold vekselvirker med hinanden. Udvælgelsen kompliceres desuden af mangel på tilstrækkelig viden om de mange forskellige bælgplantearter, der er til rådighed for dyrkning under danske forhold. 2. Hvilke krav til blandingsforhold bør fastsættes for at optimere en gavnlig udvikling af efterafgrødeblandingen. AU bedes herunder forholde sig til, om det foreslåede blandingsforhold stemmer overens med tilgængelige efterafgrødeblandinger på markedet. 2.1. Blandingsforhold For blandinger af bælgplanter og ikke-bælgplanter er det velkendt, at lav tilgængelighed af mineralsk kvælstof i jorden kan fremme bælgplanters vækst på bekostning af ikke-bælgplanter, mens høj tilgængelighed af mineralsk kvælstof kan fremme væksten af ikke-bælgplanter på bekostning af bælgplanter (f.eks. Möller et al., 2008). Li et al. (2015) fandt samme mængde kvælstof i en efterafgrøde af rødkløver i renbestand som i en blanding af rødkløver og rajgræs. 4
Stor vækst af bælgplanten fodervikke på bekostning af blandingspartneren olieræddike blev i OptiPlantforsøget observeret i 2013 på lerjord på Sydsjælland (Hansen et al., 2016a). I samme forsøg målte Østergaard et al. (2013) i 2012 ligeledes et stort indhold af kvælstof i overjordisk plantemateriale af fodervikke i renbestand (mere end 90 kg N/ha) og i fodervikke i blanding med olieræddike (100 kg N/ha). I olieræddike i renbestand blev der målt ca. 45 kg N/ha. I planteprøver i 2013 blev der målt 98 kg N/ha i fodervikke, 8 kg N/ha i olieræddike og 3 kg N/ha i ukrudt og spildkorn (Hansen et al., 2016a). I parcellerne var der blevet udstrøet 50 kg/ha fodervikke og 8 kg/ha olieræddike svarende til henholdsvis ca. 170 og 100 frø/m 2 og dermed en bælgplanteandel på 63 % beregnet på bagrund af antal frø og tusindkornsvægte på henholdsvis 30 og 8 g/1000 frø. Udvaskning i parceller med denne blanding var da heller ikke signifikant forskellig fra udvaskningen fra fodervikke i renbestand, mens olieræddike i renbestand omtrent halverede udvaskningen. Året efter resulterede udsåning af det samme blandingsforhold i en mere ligelig fordeling af kvælstofindholdet i planteprøverne med 37 kg N/ha i fodervikke og 44 kg N/ha i olieræddike (11 kg N/ha i ukrudt og spildfrø). Dette år var udvaskningen i parceller med blandingen på niveau med olieræddike i renbestand. I forsøg af Askegaard og Eriksen (2008), hvor rajgræs praktisk talt blev udkonkurreret af rødkløver (afsnit 1.1.2), blev der udsået 4 kg rødkløver (1,8), 2 kg hvidkløver (0,7) og 8 kg alm. rajgræs (2,1) per ha (tusindkornvægte i gram per 1000 frø er angivet i parentes) svarende til, at der blev sået 57 % bælgplantefrø af det samlede frøantal. Ovennævnte bælgplanteandele på henh. 63 % og 57 % er væsentlig større end den maksimale andel på 25 %, som kræves for at opfylde kravene til plantedække på MVJ-arealer (Nielsen, 2016). For vurdering af græs (dvs. græsarter i blanding med en til flere bælgplanter) som potentielt virkemiddel under Afgrøder med høj kvælstofoptagelse blev det ligeledes vurderet, at der højst bør indgå 25 % bælgplantefrø i blanding med ikke-bælgplanter (Hansen et al., 2014a). Det vides ikke, om der ligger forsøgsmæssig dokumentation bag valget af 25 % som maksimal udsædsmængde af bælgplanter i MVJ-blandingerne. Men i forhold til at optimere den gavnlige virkning af efterafgrødeblandingen i miljømæssig henseende vurderes det ligeledes i nærværende besvarelse, at mindre end 25 % bælgplantefrø (baseret på antal frø) bør indgå i blanding med ikke-bælgplanter. Alt andet lige vil en lille andel udsåede bælgplanter mindske risikoen for udkonkurrering af ikke-bælgplantearterne i blandingerne i de fleste tilfælde. Men det vil ikke udelukke, at bælgplanteandelen i den etablerede blanding kan blive høj under forhold, der er gunstige for vækst af bælgplanter, f.eks. hvis der er lav tilgængelighed af mineralsk kvælstof i jorden. Det kan overvejes, om der foruden krav om maksimal bælgplanteandel bør være krav om et minimumsantal udsåede frø af pligtige ikke-bælgplanteefterafgrøder i blandingerne. Som nævnt i Hansen et al. (2014b) kunne det foreslås, at der tages udgangspunkt i anbefalede udsædsmængder for pligtige efterafgrøder med mulighed for at iblande visse bælgplanter. På baggrund af Hansen et al. (2014c), som primært tog udgangspunkt i Knudsen (2013), kan de anbefalede udsædsmængder af pligtige efterafgrøder grupperes således: korsblomstrede arter (gul sennep, olieræddike og vinterraps) ca. 150 frø/m 2 ; cikorie, korn og græsser 200-300 frø/m 2, dvs. mindst 200 frø/m 2. Hansen et al. (2016b) vurderede, at et minimumskrav for honningurt kunne være 300 frø/m 2. 5
2.2 Tilgængelige efterafgrødeblandinger Af blandinger, der kan benyttes som efterafgrøde, er der blandt de anbefalede frøblandinger til græsmarker på konventionelle bedrifter syv blandinger med maksimalt 25 % bælgplantefrø (Nielsen, 2016). I disse blandinger er det udelukkende bælgplanten hvidkløver, der indgår i blanding med forskellige græsser. I alt udsås med de anbefalede udsædsmængder af disse blandinger mindst 200 frø/m 2 af forskellige græsser. Blandingerne opfylder således både kravet om maksimalt 25 % bælgplantefrø og et evt. krav om mindst 200 frø/m 2 af pligtige græs-efterafgrøder (afsnit 2.1). Af de frøblandinger, som markedsføres af FRDK, er det kun Terra Gold TG 9 Melioration (FRDK, formentlig 2016), som angives at indeholde mindre end 25 % bælgplantefrø. Blandingen indeholder 20 % Blå Bitterlupin, men med en anbefalet udsædsmængde på 20 kg/ha kan det beregnes, at der udsås langt under 150 frø/m 2 af pligtige efterafgrøder (afsnit 1.3). Andre frøfirmaer markedsfører ligeledes frøblandinger med bælgplanter som frivillige efterafgrøder (DLF, 2016; DSV, 2016). Disse blandinger indeholder ligeledes mere end 25 % bælgplantefrø. Det formodes dog, at frøfirmaerne vil tilpasse frøblandingerne til eventuelle lovgivningskrav. 3. Er det AU s vurdering, at der bør fastsættes specifikke datoer for tidligste jordbearbejdning på arealer, hvor der har været etableret efterafgrøder indeholdende blandinger med kvælstoffikserende arter? Da kvælstof i bælgplanter generelt frigives hurtigere end f.eks. rajgræs (afsnit 1.1) er det AU s vurdering, at de udsåede blandinger, der forventes at indeholde vinterfaste bælgplantearter, tidligst bør jordbearbejdes om foråret på sandjord, f.eks. tidligst 1. februar. På både sand- og lerjord vil landbrugere, der udsår ofte dyrke bælgplanteblandinger i forventning om en række positive virkninger bl.a. for biodiversiteten, formentlig vente så længe som muligt med at jordbearbejde arealet. Det gælder sandsynligvis også landbrugere med interesse for jagt, idet efterafgrøder, der befinder sig på marken hele vinteren, kan være ønskeligt, da de fungerer som vinterføde og dækning for markvildt (Hansen og Fredshavn, 2016). Der foreslås derfor samme generelle tidsfrist for destruktion af bælgplanteblandinger som for de nuværende pligtige efterafgrøder, dvs. at de tidligst må destrueres 20. oktober på både ler og sand. Den fælles dato for ler og sand er under forudsætning af, at der praktiseres godt landmandsskab, dvs. at der benyttes vinterfaste efterafgrødeblandinger, der først destrueres om foråret på sandjord og så sent som muligt på lerjord. 4. Med udgangspunkt i ovenstående kriterier og eventuelle andre kriterier, som AU finder relevante i forhold til brugen af kvælstoffikserende efterafgrøder, bedes AU beregne en specifik eftervirkning for blandinger af efterafgrøder indeholdende kvælstoffikserende arter. Den fastsatte eftervirkning skal kunne imødekomme situationer, hvor den kvælstoffikserende art i en blanding udkonkurrerer den ikke-kvælstoffikserende art og dermed bliver dominerende på arealet. Eftervirkningen skal desuden kunne minimere risikoen for udvaskning af kvælstof over årene, der er akkumuleret som følge af efterafgrødernes kvælstoffiksering. Eftervirkningen bedes differentieres mht. jordtype (sand/ler) samt dyretryk (under/over 0,8 DE/ha) med anførelse af gennemsnitsværdier for bedrifter med hhv. under/over 0,8 DE/ha. Det forudsættes i det følgende, at der vil gælde samme regler for kvælstoffikserende efterafgrøder som for de pt. lovpligtige efterafgrøder mht. dyrkning af efterfølgende afgrøder. Det vil sige, at efterafgrøderne efterfølges af forårssåede afgrøder (NAER, 2016). 6
Begreberne eftervirkning og forfrugtsværdi bruges ofte som synonymer, men uden at blive defineret. Nogle betragter eftervirkning som en udbyttemæssig eftervirkning og andre som en udvaskningsmæssig eftervirkning. I nærværende besvarelse bruges begrebet eftervirkning for en udbyttemæssig eftervirkning. Eftervirkninger for efterafgrøder angives hvert år af NaturErhvervstyrelsen (f.eks. NAER, 2016, i kolonnen forfrugtsværdi i Tabel 1) og har siden 2005 være 17 og 25 kg N/ha ved dyrkning på bedrifter med henholdsvis under eller over 0,8 DE/ha. Disse værdier blev indstillet til Normudvalget af Berntsen et al. (2005). Eftervirkningen blev beregnet som den mængde handelsgødning, der skal til for at give samme kvælstofoptagelse i afgrøden, som den der er opnået ved dyrkning af efterafgrøden. Det forudsættes, at efterafgrøderne dyrkes optimalt, dvs. nedpløjes sent efterår på lerjord, og at der anvendes overvintrende efterafgrøder, der nedpløjes om foråret, på sandjord. Berntsen et al. (2005) anfører, at ved dyrkning af ikke-overvintrende efterafgrøder (f.eks. gul sennep) på sandjord kan en del af den opsamlede kvælstof udvaskes inden den følgende vækstsæson og vil således ikke bidrage til eftervirkning. Forudsætningerne for beregning af eftervirkning for en 5-årig tidshorisont var, at der i alt blev optaget 35 kg N/ha i efterafgrøden (i rødder og top) for bedrifter med mindre end 0,8 DE/ha (Berntsen et al., 2005). Det blev desuden antaget, at 40 % (dvs. 14 kg N/ha) blev indbygget i langsomt omsætteligt organisk stof, mens resten (21 kg N/ha) blev fordelt med 50 % (10,5 kg N/ha) på optagelse i de kommende afgrøder og 50 % (10,5 kg N/ha) på udvaskning. Ved en antagelse om, at 60 % af en tilført mængde handelsgødning ville blive optaget i afgrøden blev det beregnet, at der skal tilføres 17,5 kg N/ha for at opnå en optagelse på 10,5 kg N/ha, hvorved eftervirkningen blev fastlagt til 17 kg N/ha. Tilsvarende beregninger viste, at der ved en total-optagelse på 50 kg N/ha i efterafgrøder ved mere end 0,8 DE/ha skal tilføres 25 kg N/ha for at opnå en meroptagelse på 15 kg N/ha i den efterfølgende afgrøde. I ovennævnte beregninger er det efterafgrødens kvælstofindhold, der efter nedmuldning fordeles på langsomt omsætteligt organisk stof i jorden, optagelse i den kommende afgrøde og udvaskning i de kommende 5 år. Formålet med at fratrække 17 eller 25 kg kvælstof i kvoten for hver hektar efterafgrøder er at reducere risikoen for at overgøde de kommende fem afgrøder (hele eftervirkningen fratrækkes første år). I eftervirkningen indgår således ikke en udvaskningsmæssig eftervirkning og værdien er ikke bestemt med henblik på at kompensere for en eventuel efterfølgende merudvaskning ved dyrkning af efterafgrøder. Mindre gødningstilførsel vil alt andet lige reducere risikoen for udvaskning, men risikoen for udvaskning er først og fremmest bestemt af, om jorden henligger uden plantevækst om efteråret og vinteren. Med øget dyrkning af efterafgrøder vil risikoen for udvaskning af kvælstof, der frigives fra tidligere dyrkede efterafgrøder, mindskes. Berntsen et al. (2005) angiver, at der ikke er taget hensyn til dette i deres beregning af de 17 og 25 kg N/ha for eftervirkning af efterafgrøder ved henholdsvis under og over 0,8 DE/ha. Beregning af eftervirkning for efterafgrødeblandinger indeholdende bælgplanter skal ifølge bestillingen imødekomme situationer, hvor den kvælstoffikserende art i en blanding udkonkurrerer den ikkekvælstoffikserende art og dermed bliver dominerende. I afsnit 2.1 er beskrevet en situation, hvor fodervikke blev den dominerende art, og hvor der i overjordisk plantemasse blev fundet 100 kg N/ha. Dertil kommer en ukendt mængde kvælstof i rødder. Thomsen et al. (2016) diskuterer bl.a. på baggrund af Askegaard og Eriksen (2007) samt Li et al. (2014 og 2015) usikkerheder forbundet med bestemmelser af kvælstofindhold i isolerede makrorødder af forskellige efterafgrøder. For både bælgplanter og ikkebælgplanter var der stor variation i kvælstofindholdet, som udgjorde 26-42 % af det samlede N-indhold i 7
efterafgrøderne. Hvis tilsvarende metode (Berntsen et al., 2005), som ovenfor beskrevet, benyttes til beregning af eftervirkning af efterafgrødeblandinger med bælgplanter og et kvælstofindhold i top på 100 kg N/ha og 50 kg N/ha i rødder, i alt 150 kg N/ha (svarende til 1/3 i rødder, Thomsen et al., 2016), fås en eftervirkning på 75 kg N/ha. Dette anses for at kunne være gældende for en bælgplanteblanding, hvor bælgplanteandelen har udviklet sig på bekostning af ikke-bælgplanter. Hvis der i stedet antages en mere ligelig fordeling af bælgplanter og ikke-bælgplanter med et totalindhold på 100 kg N/ha svarende til 2/3 i overjordisk biomasse (66 kg N/ha), fås en eftervirkning på 50 kg N/ha. Dog er denne værdi kun svagt underbygget af forsøgsresultater, men vil kunne vurderes på et mere solidt grundlag, efter opgørelse af resultater fra langvarige forsøg ved AU. Når kvælstof fra bælgplanter generelt frigives hurtigere end kvælstof fra f.eks. rajgræs (afsnit 1.1.1.) kan der argumenteres for, at der vil være større chance for at kvælstoffet frigives i den følgende afgrødes vækstsæson og dermed mindre risiko for efterfølgende tab. Dette vil give en højere eftervirkning end beregnet og mindre risiko for efterfølgende tab. På den anden side er der risiko for, at kvælstoffet vil frigives så hurtigt, at det evt. tabes inden den efterfølgende afgrødes vækstsæson. Det vil pga. af kvælstoftabet medføre en lavere eftervirkning end beregnet. Risikoen for tab inden efterfølgende afgrødes vækstsæson er størst på sandjord i et nedbørsrigt klima og vil afhænge af temperatur og nedbørsfordeling samt tidspunkt for destruktion af efterafgrøden. De beregnede eftervirkninger vurderes at kunne være gældende for både ler- og sandjord, idet det forventes, at efterafgrøderne vælges og dyrkes ved optimal management, som også forudsat af Berntsen et al. (2005). Ved optimalt management forstås, at efterafgrøderne destrueres så sent som muligt på lerjord, og at der på både sand- og lerjord anvendes overvintrende efterafgrøder, der først destrueres om foråret på sandjord. Eftervirkningerne vurderes desuden at kunne benyttes for bedrifter både under og over 0,8 DE/ha. I modsætning til eftervirkningen for pligtige efterafgrøder skulle eftervirkningen teoretisk set være mindre for bedrifter over 0,8 DE/ha end under 0,8 DE/ha pga. mindre vækst af bælgplanterne. Men der er ikke forsøgsmæssigt belæg for at differentiere eftervirkningen af blandinger med bælgplanter på denne måde. I praksis vil det formentlig især være landbrugere under 0,8 DE/ha som vælger at benytte efterafgrøder iblandet bælgplanter som pligtige efterafgrøder, hvis det bliver muligt. Ud fra de nugældende regler, fratrækkes eftervirkningen af pligtige efterafgrøder fra bedriftens samlede kvælstofkvote. Det betyder, at eftervirkningen indregnes generelt og ikke specifikt for de marker, hvorpå efterafgrøderne har været dyrket. I en situation, hvor der kan være en betydelig eftervirkning efter efterafgrødeblandinger indeholdende bælgplanter, kunne det være mere hensigtsmæssigt, hvis eftervirkningen reelt blev fratrukket den efterfølgende afgrødes norm for den pågældende mark. Der kan muligvis findes andre metoder til at imødegå en øget udvaskningsrisiko på disse marker, hvilket dog ikke indgår i nærværende besvarelse. I forbindelse med fastsættelse af eftervirkninger af efterafgrøder (både bælgplanter og ikke-bælgplanter) er der et markant behov for at revurdere beregningsmetoden (Berntsen et al., 2005), herunder at vurdere både den udbyttemæssige og den udvaskningsmæssige eftervirkning. 8
Referencer Askegaard, M., Eriksen, J., 2007. Growth of legume and nonlegume catch crops and residual-n effects in spring barley on coarse sand. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 170, 773 780. Askegaard, M., Eriksen, J., 2008. Residual effect and leaching of N and K in cropping systems with clover and ryegrass catch crops on a coarse sand. Agriculture, Ecosystems and Environment 123, 99-108. Andersen B., 2014. Soil organic matter not an environmental issue in Denmark. Presentation on European conference Green Carbon: Making sustainable agriculture real. Brussels, April 1-3, 2014. Theme 4. Economic and political aspects of Carbon farming http://www.greencarbon-ca.eu/postconference/cat_view/3-post-conference/10-theme-4-economic-and-political-aspects-of-carbonfarming/19-theme-4-full-papers. Bergkvist, G., Stenberg, M., Wetterlind, J., Båth, B., Elfstrand, S., 2011. Clover cover crops under-sown in winter wheat increase yield of subsequent spring barley Effect of N dose and companion grass. Field Crops Research 120, 292-298. Bergström, L., Kirchmann, H., 2004. Leaching and crop uptake of nitrogen from nitrogen-15-labeled green manure and ammonium nitrate. Journal of Environmental Quality 33, 1786-1792. Berntsen, J., Petersen, B.M., Hansen, E.M., Jørgensen, U., Østergård, H.S., Grant, R., 2005. Eftervirkning af efterafgrøder. Notat til Nnormudvalget. Notat til Planteavlsorientering nr. 07550. SEGES. https://www.landbrugsinfo.dk/planteavl/afgroeder/efterafgroeder/sider/notat_til_planteavlsorientering_ nr_07550.aspx (kræver login). Dean, J.E., Weil, R.R., 2009. Brassica cover crops for nitrogen retention in the Mid-Atlantic Coastal Plain. Journal of Environmental Quality 38, 520-528. de Neergaard, A., Hauggaard-Nielsen, H., Jensen, L.S., Magid, J., 2002. Decomposition of white clover (Trifolium repens) and ryegrass (Lolium perenne) components: C and N dynamics simulated with the DAISY soil organic matter submodel. European Journal of Agronomy 16, 43-55. DLF, 2005. Efterafgrøder Grøngødning. DLF Trifolium. http://www.dlftrifolium.com/upload/efterafgr%c3%b8der_2005.pdf. DLF, 2016. Efterafgrøder. Grøngødning. DLF Trifolium. http://www.dlf.dk/efterafgroeder.aspx. DSV, 2016. TerraLife 2016 skaber en levende jord. Til frivillige efterafgrøder. https://www.dsvfroe.dk/nyheder/news-folder-startpage/terralife-efterafgrodeblandinger.html. FRDK, 2014. FRDK foreslår bælgplanter som MFO-afgrøder. Pressemeddelelse 24. september 2014. http://www.ft.dk/samling/20131/almdel/flf/bilag/386/1404106.pdf FRDK, formentlig 2016. Terra Gold TG 9 Melioration. http://shopfrdk.dk/froe-til-efterafgroeder-4/terragold-tg-9-melioration-40.html. 9
Hansen, E.M., Fredshavn, J.R., 2016. Supplerende spørgsmål til notatet Markbræmmer som MFOelement. Besvarelse til NaturErhverv den 8. november 2016. Hansen, E.M., Thomsen, I.K., 2016. Effekt af efterafgrøder hos økologer ift. ny efterafgrødeordning. Besvarelse til NaturErhverstyrelsen den 22. september 2016. Hansen, E.M., Søegaard, K., Børgesen, C.D., Boelt, B., Gislum, R., Rubæk, G.H., Schelde, K., Olesen, J.E., Jacobsen, B.H., Eberhardt, J.M., 2014a. Afgrøder med høj kvælstofoptagelse. I Eriksen, J., Jensen, P.N., Jacobsen, B.H., (redaktører), Virkemidler til realisering af 2. generations vandplaner og målrettet arealregulering. DCA Rapport nr. 52, side 43-50. Hansen, E.M., Thomsen, I.K., Sørensen, P., Søegaard, K., Kudsk, P., Jørgensen, L.N., 2014b. Notat vedr. Anvendelse af nye arter som pligtige efterafgrødearter. Besvarelse til NaturErhverstyrelsen 2. oktober 2014. http://pure.au.dk/portal/da/publications/notat-vedr-anvendelse-af-nye-arter-som-pligtigeefterafgroedearter(7b4c5bd6-9ec1-4899-91b9-8a6d8592691c).html. Hansen, E.M., Thomsen, I.K., Sørensen, P., 2014c. Vedrørende Frø blandinger som efterafgrøder der kan anvendes som miljøfokusområder i forbindelse med den grønne støtte. Besvarelse til NaturErhvervstyrelsen 14. marts 2014. http://pure.au.dk/portal/da/publications/froeblandinger-somefterafgroeder-der-kan-anvendes-som-miljoefokusomraader-i-forbindelse-med-den-groennestoette(ed9a6933-979c-40b9-901e-34b085c5d5b4).html. Hansen, E.M., Thomsen, I.K., Rasmussen, J., 2016a. Notat om resultater fra OptiPlant vedr. udvaskning fra kvælstoffikserende afgrøder. Besvarelse til NaturErhvervstyrelsen 16. februar 2016. http://pure.au.dk/portal/files/99622071/f_lgebrev_og_notat_vedr_optiplant_160216.pdf. Hansen, E.M., Thomsen, I.K., Jensen, P.K., Jørgensen, L.N., 2016b. Spørgsmål vedrørende etableringsfrist for kornarter samt anvendelse af nye arter i blandinger som pligtige efterafgrøder. Besvarelse til NaturErhverstyrelsen 16. marts 2016. http://pure.au.dk/portal/en/persons/ingrid-kaag-thomsen(d8cdf50c- 86be-4cbc-bed1-575a8bdce5da)/publications/spoergsmaal-vedroerende-etableringsfrist-for-kornarter- samt-anvendelse-af-nye-arter-i-blandinger-som-pligtige-efterafgroeder(8e34caf7-eab5-4f14-87d9-3b3b4dcef5c0).html. Hansen, E.M., Kyllingsbæk A., Thomsen I.K., Djurhuus J., Thorup-Kristensen K., Jørgensen U., 2000. Efterafgrøder. DJF-rapport 37, Markbrug, 49 pp. Ingvorsen, B., Askegaard, M., 2016. Pligtige efterafgrøder på økologiske bedrifter. SEGES. https://www.landbrugsinfo.dk/oekologi/planteavl/afgroeder/efterafgroeder/sider/5752_bii_mga_pligtige _efterafgroeder.aspx Knudsen. L. (redaktør) 2013. Efterafgrøder. Dyrkningsvejledning. Revideret 28. februar 2013. Dansk Landbrugsrådgivning. https://dyrkplant.dlbr.dk/web/(s(man2hkecv5xgdmb4xjtt5pov))/forms/main.aspx?page=vejledning&cropid=226 10
Li, X., Petersen, S.O., Sørensen, P., Olesen, J.E. 2014. Effects of contrasting catch crops on nitrogen availability and nitrous oxide emissions in an organic cropping system. Agriculture, Ecosystems and Environment 199, 382-393. Li, X., Sørensen, P., Li, F., Petersen, S.O., Olesen, J.E. 2015. Quantifying biological nitrogen fixation of different catch crops, and residual effects of roots and tops on nitrogen uptake in barley using in-situ 15 N labelling. Plant Soil 395, 273-287. Miljø- og Fødevareministeriet, formentlig 2016. Mangebladet lupin. Styrelsen for Vand og Naturforvaltning. http://svana.dk/natur/artsleksikon/froeplanter/mangebladet-lupin/. Möller, K., Reents, H.-J., 2009. Effects of various cover crops after pees on nitrate leaching and nitrogen supply to succeeding winter wheat or potato crops. J. Plant Nutr. Soil Sci. 172: 277-287. Möller, K., Stinner, W., Leithold, G., 2008. Growth, composition, biological N2 fixation and nutrient uptake of a leguminous cover crop mixture and the effect of their removal on field nitrogen balances and nitrate leaching risk. Nutr. Cycl. Agroecosyst 82: 233-249. NAER, 2016. Vejledning om gødsknings- og harmoniregler. Planperioden 1. august 2016 til 31. juli 2017. Udarbejdet juli 2016. NaturErhvervstyrelsen, Miljø- og Fødevareministeriet. http://naturerhverv.dk/fileadmin/user_upload/naturerhverv/filer/landbrug/goedningsregnskab/vejlednin g_om_goedsknings-_og_harmoniregler_nyeste1.pdf. Nielsen, K.A., 2016. Anbefalede frøblandinger til græsmarker på konventionelle bedrifter, 2016. file:///c:/users/emh/downloads/pl_pn_15_2183_2270_f1.pdf. Nielsen, N.E., Jensen, H.E., 1985. Soil mineral nitrogen as affected by undersown catch crops. I Neeteson, J.J., Dilz, K. (redaktører). Assessment of nitrogen fertilizer requirement, side 101-110, Haren, Holland. Suhr, K., Thejsen, J., Thorup-Kristensen, K., 2005. Grøngødning, efterafgrøder og dækafgrøder. Red.: Holmegaard, J., Jørgensen, O.T. Landbrugsforlaget. 264 sider. Søegaard, K., Weisbjerg, M.R., Jensen, H.H., 2008. Konkurrenceevne og kvalitet i rajsvingel, rødkløver og lucerne. Indlæg ved Plantekongres 2008. file:///c:/users/emh/downloads/plk08_b1_1_k_soegaard%20(2).pdf. Thomsen, I.K., Hansen, E.M., 2010. Vedrørende efterafgrøder hos økologer. Besvarelse til Plantedirektoratet 12. november 2010. http://pure.au.dk/portal/da/publications/vedroerendeefterafgroeder-hos-oekologer(54a70b34-0b43-4ee9-a4d2-2800aefe1d0d).html. Thomsen, I.K., Rasmussen, J., Hansen, E.M., Sørensen, P., 2016. Totalt N-optag i notatet "Supplerende data vedr. procentvis dækningsgrad for efterafgrøder". Besvarelse til NaturErhvervstyrelsen den 7. april 2016. http://pure.au.dk/portal/da/publications/totalt-noptag-i-notatet-supplerende-data-vedr-procentvisdaekningsgrad-for-efterafgroeder(cbd4480a-56be-45b7-bc44-9d628d9c05c7).html. 11
Thorup-Kristensen, K., 2006. Root growth and nitrogen uptake of carrot, cearly cabbage, onion and lettuce following a range of green manures. Soil Use and Management, 22, 29-38. Thorup-Kristensen, K., Magid, J., Jensen, L.S., 2003. Catch crops and green manures as biological tools in nitrogen management in temperate zones. Advances in Agronomy, 79, 227-302. Østergaard et al., 2013. Efter- og mellemafgrøder. Oversigt over Landsforsøgene 2013, side 195-199. 12