Kan biogas gøre økologisk jordbrug CO 2 neutral og vil det have indflydelse på jordens indhold af humus?



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

Kvælstofforsyningen på økologiske planteavlsbedrifter

Går jorden under? Kvælstofforsyningen på økologiske plantebedrifter

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

Biogas som økologisk columbusæg

Dele af landbruget gør sig klar, men hvor er markedet?

Økologisk Optimeret Næringstofforsyning

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

Modelejendom 1 - Planteproduktion uden husdyr og med ekstensivt græs

Biogas giver Økologi mobile næringsstoffer

Går jorden unde HighCrop

Biogasanlæg ved Andi. Borgermøde Lime d. 30. marts 2009

Økologisk jordbrug og klimaet. Erik Fog Landscentret, Økologi

dlg vækstforum 2013 Efterafgrøder Chikane eller muligheder Ole Grønbæk

C12 Klimavenlig planteproduktion

Muligheder for næringsstofforsyning med kalium, fosfor, svovl og kvælstof

1. Case-beregninger for de økologiske landmænds økonomi

Fremtidens landbrug - i lyset af landbrugspakken 3. februar Bruno Sander Nielsen

Perspektiv ved græs-til-biogas i den fremtidige biogasmodel

Sædskiftets indre dynamik i økologiske planteavl

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

UDBRINGNING AF RESTPRODUKTER OG GØDNINGSANVENDELSE

Hvordan kan produktion af bioenergi bidrage i økologisk jordbrug?

Produktion af biogas fra husdyrgødning og afgrøder i økologisk landbrug

Græs i sædskiftet - effekt af afstande og belægning.

Europaudvalget 2011 KOM (2011) 0627 Bilag 2 Offentligt

Et økologisk jordbrug uden konventionel husdyrgødning og halm Mogens Hansen

Potentiale ved anvendelsen af græs til biogasproduktion. Uffe Jørgensen, Institut for Agroøkologi

Forbrænding af husdyrgødning og fiberfraktioner fra separeret gylle. Torkild Birkmose. Dansk Landbrugsrådgivning Landscentret

Går jorden under? Sådan beregnes kvælstofudvaskningen

Biogasanlæg ved Grenaa. Borgermøde i Hammelev

Sædskiftets indre dynamik i økologisk planteavl

Gyllenedfældning og klimaeffekt. Martin Nørregaard Hansen AgroTech A/S

Mobil grøngødning til grønsager og bær

Danske forskere tester sædskifter

Udfordringer og potentiale i jordbruget under hensyn til miljø og klimaændringerne

Kvægbedriftens klimaregnskab

Klimaoptimering. Økologisk bedrift med planteavl SÅDAN GØR DU KLIMA- REGNSKABET BEDRE

G ødningsvirkning og hå ndtering a f mobil grøngødning

Sådan styres kvælstofressourcen

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

Reduktion af drivhusgasser fra landbruget: Muligheder og begrænsninger

Muligheder for et drivhusgasneutralt

Levering til biogas: - betydning for ejendommens miljøgodkendelse - langsigtede fordele

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

Biogas og økologisk landbrug en god cocktail

Samfundsøkonomisk. værdi af biogas. Miljø- klima- og landbrugsmæssige effekter CAMILLA K. DAMGAARD ØKONOMISEMINAR 11. DEC 2017

Udledning af drivhusgas ved dyrkning af energi-afgrøder. har det nogen betydning? Mette Sustmann Carter, Risø-DTU

Drivhusgasser: Hvor stor en andel kommer fra landbruget? Hvor kommer landbrugets drivhusgasser fra? Drivhusgasserne

Forskellige typer af grøngødning og efterafgrøder. og optimering af eftervirkningen

Daisy: et procesbaseret modelsystem

Biomasse til energiformål ressourcer på mellemlangt sigt

Hvorfor skal vi have flere biogasanlæg i Danmark?

Estimering af marginaludvaskning af kvælstof med Daisy

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

Principper om nitratudvaskning. Hans Spelling Østergaard Landscentret, Planteproduktion

Landbruget kan producere sig ud af klimakravene ved at levere mere biomasse til energi. Uffe Jørgensen

Teknik til udbringning af husdyrgødning effekter på miljø, planteudnyttelse og udbytte

Økologerne tager fat om den varme kartoffel

Landbrugets udfordringer med miljø reguleringerne. Jørgen Evald Jensen chefkonsulent Agri Nord


AARHUS UNIVERSITY. Landbrugets rolle i klimakampen. Professor Jørgen E. Olesen TATION

Kvælstofudvaskning og gødningsvirkning af afgasset biomasse

Afprøvning af forskellige gødningsstrategier i kløvergræs til slæt

Går jorden under? Økologisk jordbrugs klimabelastning hvad kan der gøres?

Vårbyg giver gode udbytter i økologiske forsøg

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

Jordbrugets potentiale som energileverandør

Effekter af bioforgasning på kvælstofudnyttelse og udvaskning

15. Regler for gødning og jordforbedring

Hvad betyder kulstofbalancen for landbrugets samlede drivhusgasregnskab

Bioenergi kan støtte bæredygtig landbrugsproduktion

Biogas - en mulighed for fjerkræ

INSTITUT FOR JORDBRUGSPRODUKTION OG MILJØ DET JORDBRUGSVIDENSKABELIGE FAKULTET AARHUS UNIVERSITET

Kan vi øge produktionen af biomasse og samtidig reducere landbrugets miljøpåvirkning? Uffe Jørgensen, Institut for Agroøkologi

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

Et økologisk jordbrug uden konventionel husdyrgødning og halm Per Grupe

Et økologisk jordbrug uden konventionel husdyrgødning og halm Hans Loff

produktivitet og miljøeffekter Seniorforsker Poul Erik Lærke

Notatet har været til kommentering hos DCE, der ikke har specifikke kommentarer til notatet.

Samfundsøkonomisk. værdi af biogas. Eksternaliteter og andre effekter CAMILLA K. DAMGAARD

AARHUS UNIVERSITY. Løsninger på klimakrisen landbrugets rolle. Professor Jørgen E. Olesen TATION

Tommelfingerregler for kontrakter og økonomi. v/ Karen Jørgensen VFL-bioenergi Den 1. marts 2013, Holstebro

Økonomisk vurdering af biogasanlæg til afgasning af faste biomasser

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

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

Økologisk planteproduktion. ved Specialkonsulent Michael Tersbøl Konsulent Inger Bertelsen

Rodukrudtsbekæmpelse i økologisk jordbrug i Danmark

Kløvergræs-grøngødning som omdrejningspunkt

Nyt fra landsforsøgene med gødning Resultater af forsøg med husdyrgødning og affaldsprodukter

Tilgængelighed af biomasseressourcer et spørgsmål om bæredygtighed

Klimabelastning for planteavlsbedriften Åstrupgård - beregnet ved en livscyklusvurdering (LCA)

Produktion og næringsstofudnyttelse


Brugermanual til Eco-Plan Biogas

EKSTERNALITETER VED BIOGAS Økonomiseminar 5/ Camilla K. Damgaard, NIRAS

Har vi de rigtige rammebetingelser til mere økologisk biogas i Danmark?

Troels Kristensen. Klimabelastningen fra kvægbrug fodring og produk%onsstrategier i stalden. Frem%dige udfordringer i malkekvægholdet:

Kvægbedriftens samlede klimabelastning - og muligheder for reduktion

Markforsøg med afgasset gylle

Transkript:

Kan biogas gøre økologisk jordbrug CO 2 neutral og vil det have indflydelse på jordens indhold af humus? Dr. Kurt Möller Institute of Crop Science Plant Nutrition Universität Hohenheim (Oversat til dansk af Erik Fog)

Indhold Introduktion Påvirkning af næringsstofkredsløb og produktivitet Konsekvenser for humus-budgetter og jordens biologiske aktivitet Energi- and klimabalance Optimimering af biomassehåndteringen Konklusioner

Biogas-koncepter i økologisk jordbrug (Aspach and Möller 2009) 1. Gødnings-udnytter Husdyrgødning som væsentligste biomasse (ca. 17% af de økologiske biogasanlæg i Tyskland) 2. Energiafgrøde-producent Bruger økologisk biomasse fra deciderede energiafgrøder herunder kløvergræs fra økologiske planteavlsbedrifter (25-30% af de økologiske biogasanlæg i Tyskland) 3. Aftager af konventionelle biomasser Stor andel af substrater fra konventionelt landbrug (ca. 50% af de økologiske biogasanlæg i Tyskland)

Planteavlssystem med bioafgasning af plantematerialer Udlæg af kløvergræs Kløvergræs Vårhvede Biogasanlæg Efterafgrøde Kartofler Vinterhvede Efterafgrøde Efterafgrøde Vinterhvede Ærter

Effekter på tilførsel af organisk materiale og næringsstoffer wl = grøngødning, wl-fr = egne planterester afgasset, wl-fer = egne + eksterne planterester afgasset (+ 40 kg N/ha) wl wl-fr wl-fer Organisk tørstof (t ha -1 ) 6.47 2.53 3.08 C tilførsel (t ha -1 ) 3.20 1.40 1.70 Total N tilførsel (kg N ha -1 ) 128 126 154 Mobilt N (kg N ha -1 ) 0 104 132 N tilførsel til ikkekvælstoffixerende afgrøder 150 180 223 N tilførsel til bælgplanter 83 10 10 C/N ratio organiske gødninger 25,2 11,0 11,1 Ammonium-N (kg N ha -1 ) 0 43,2 54,5 Möller 2009: Nutr. Cycl. Agroecosyst. 84, 179-202

Relativ indflydelse på afgrødernes optagelse af N (%) wl wl-fr Kløvergræs 100 100 Kartofler 100 100 Vinterhvede3 100 117 Ærter 100 100 Vinterhvede5 100 130 Vårhvede 100 117 Sum ikke- 100 116 bælgplanter Sum korn 100 122 Stinner et al. 2008 Eur. J. Agron. 29, 125-134

SMN [kg N ha -1 ] Jordens indhold af mineralsk N i efteråret ved begyndelsen af udvaskningsperioden (Gns. salgsafgrøde-sædskifte) 0 wl wl-fr 10 b a 20 30 40 50 60 B 0-30 cm 30-60 cm 60-90 cm A Möller and Stinner 2009 Eur. J. Agron. 30,1-16

Sum af jordens N 2 O-emission gennem sædskiftet (g N 2 O-N ha -1 år -1 ) wl wl-fr Kløvergræs 6,808 844 Kartofler 2,963 2,217 Vinterhvede 3 761 1,748 Æter 1,399 944 Vinterhvede 5 4,378 3,355 Vårhvede 1,175 1,800 sædskiftet 17,484 10,908 Gns. sædskiftet 2,914 1,818 Relative værdier (%) 100 62,4 Möller und Stinner 2009 Eur. J. Agron. 30,1-16

Sammenfatning: Biogas i planteavlssystemer Biogas er et redskab til at skaffe mobil gødning, der fører til: Markant højere udbytter (+16%) og N optagelse (+19%) i ikke-bælgplanter Markant højere proteinindhold i korn (+0,6% totalt) Og samtidig: Reduktion af risikoen for nitratudvaskning (ca. 20%) Reduktion af N 2 O-emissioner fra jorden (ca. 40%) Gennem følgende mekanismer: Større N-input via BNF (Biologisk N-fixering) Bedre tildeling af næringsstoffer (areal- og tidsmæssigt) Tildeling af næringsstoffer i foråret, når afgrødernes N-behov stiger Omfordeling af tilgængeligt N fra bælgplanter til ikke-bælgplanter Mere fokuseret anvendelse af kvælstoffet (N) Højere NUE (N-optagelse) fra afgasset end fra uafgassede substrater Lavere N-tab pga. sikker opbevaring i vinterperioden

Effekter af afgasning af husdyrgødning på organisk stof og næringsstoffer FYM 1) US 2) DS 3) DS+FR 4) DS+FER 5) Jord ODM 6) tilførsel (t ha -1 ) 4.9 6.2 6.0 3.7 5.0 N tilført (kg N ha -1 ) 157 172 169 173 216 Mobilt N (kg N ha -1 ) 84 90 87 151 193 Ikke-bælgp. gødn.-n(kg N ha -1 ) 225 241 239 264 336 Bælgpl.gødn.-N (kg N ha -1 ) 45 55 54 14 14 Ammonium-N (kg N ha -1 ) 18 40 44 76 85 C/N i gødninger 15.7 18.4 17.8 11.8 13.0 1) Husdyrgødning inkl. gødningsvand (3% of P) 2) Rå-gylle 3) Afgasset gylle 4) Afgasset gylle og grøngødning (eget) 5) Afgasset gylle og grøngødning (eget+eksternt) 6) ODM = organisk tørstof

[Hkg TS hhv. kg N] TS udbytter og N optagelse i ikke-bælgplanter 900 800 Σ TS-udbytte Σ N optagelse 700 600 500 400 300 200 100 0 a b b c d a b b c d FYM US DS DS+FR DS+FER FYM US DS DS+FR DS+FER Möller et al 2008: Nutr. Cycl. Agroecosyst. 82, 209-232.

Sammenfatning: Husdyr-systemer Fast staldgødning vs. uafgasset gylle: TS-udbytter: -5%; N optagelse: -8% Risiko for nitrat-udvaskning: +6%, gasformigt N-tab: +19% Afgasning af gylle (kun gylle): Ingen effekt på TS-udbytte efter slangeudlægning Markant effekt opnås ved øjeblikkelig indarbejdelse i jorden efter udspredning Ingen effekt på den samlede risiko for nitrat-udvaskning. Tendens til lavere indhold af mineralsk N I jorden (SMN) I marker uden efterafgrøde Højere ammoniakfordampning efter slangeudlægning Afgasning af gylle og afgrøder: Større pulje af mobilt N (+54%), Lavere risiko for nitrat-udvaskning (-8%) Højere N-optagelse (NUE) i ikke-bælgplanter (+12%)

Opgørelse over forbrug af fossilt brændstof og udledning af drivhusgasser

Forbrug af fossil energi (GJ ha -1 år -1 ) Opgørelse over forbrug af fossil brændstof-energi 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 Series I Series II Konstruktion og nedbrydning af biogas reaktor Forbrug biogasanlæg Direkte emissioner i husdyrproduktion Forbrug i husdyrproduktion Direkte emissioner i planteproduktion Forbrug i planteproduktion sum/balance Godskrivelse af energiproduktion -60-70 -80 Michel et al. 2009: RAFS 25, 204-218.

CO 2 -ækv-emissioner (kg CO 2 ha -1 år -1 ) Opgørelse af drivhusgas-emissioner (Michel et al., 2009) 6000 4000 Series I Series II Konstruktion og nedbrydning af biogas reaktor Forbrug biogasanlæg 2000 Direkte emissioner i husdyrproduktion Forbrug i husdyrproduktion 0-2000 Direkte emissioner i planteproduktion Forbrug i planteproduktion sum/balance Godskrivelse af energiproduktion -4000-6000 Michel et al. 2009: RAFS 25, 204-218.

Effekter på input af organisk materiale til jorden, humus balance og biologisk aktivitet i jorden

C-balance med Biogas (Reinhold et al., 1991) Uden biogas Med biogas 16,5 % C nedbrydning I biogas-reaktor 37,8 % C nedbrydning i jord 20,5 % C nedbrydning i jord 62,2 % 63,0 % Kulstof der indgår i den langsigtede vedligeholdelse af jordens humus-pulje Disse resultater blev bekræftet af Sánchez et al. 2008 og Marcato et al. 2009!

Uomsat gylle Afgasset gylle Daglig kulstoffrigørlse fra jorden efter udbringning af uafgasset og afgasset svinegylle Reinhold et al 1991

Effekter på jordens biologiske aktivitet ved tilførsel af uafgasset og afgasset gylle (undersøgt på ubevokset jordparcel) 160 140 120 100 80 60 40 20 0-20 - 40 Regnormebiomasse (g*10-1 ) - Mikrobiel biomasse C (μg/g) Mikrobiel biomasse N (μg/g) Basal respiration (μgco 2 -C/ 100g * h) Ingen gylle Uafgasset gylle afgasset Metabolsk kvotient Ernst et al. (2011): SBB 40, 1413-1420

Gødningssystemernes effekt på mikrobiel biomasse, substrat-induceret respiration, vandopløseligt C og jordens C-indhold efter 4 år under markforhold FYM US DS DS+FR DS+FER Mikrobiel biomasse [μg C g -1 ] Vandopløseligt C [10*μg C g -1 ] SIR [nmol CO 2 g -1 h -1 ] Substrat-induceret respiration Total C (100 * mg C g -1 ] Schauss et al 2006

Gødskningens indflydelse på bestanden af regnorme og deres biomasse under markforhold (Gennemsnit af to eksperimenter) 80 70 60 50 40 30 antal [ind/m²] biomasse [g/m²] 20 10 0 ugødet mineralsk gødning uafgasset gylle afgasset gylle Elste et al. (2011): Einfluss von Biogasrückständen auf Abundanz und Biomasse von Lumbriciden. Proc. Gülle 11, 213-217.

Opsamling: effekter jordens humusindhold og biologiske aktivitet Afgasning af husdyrgødning ingen effekter på humusindhold, effekter på jordens biologiske aktivitet synes uden betydning under markforhold Afgasning af plantemateriale og efterafgrøder uklare, humus-balance er stadig meget positiv på grund af det store input af organisk materiale Det organiske materiale i afgasset biomasse er mere modstandsdygtig over for nedbrydning

Konklusioner Bioafgasning af tilgængelige biomasser er en meget interessant måde at producere vedvarende energi. Men det totale energi-potentiale i disse biomasser er relativt lille. Det muliggør en mere målrettet administration og fordeling af næringsstofferne Det giver en rigtig win-win situation ved at øge udbytterne, producere et nyt produkt og reducere landbrugets negative miljøpåvirkninger Effekterne på jordens humus-balance afhænger af de afledte ændringer i sædskiftet

Tak for opmærksomheden