Går jorden under? det historiske perspektiv og menneskets rolle Udytter og miljøeffekter i økologiske plntevlssædskifter Professor Jørgen E. Olesen
Sædskifteforsøget ligger 3 steder i Dnmrk Foulum 5 % ler, 95 mm 1 % ler, 7 mm 15 % ler, 6 mm Jyndevd Flkkejerg
Forsøgsfktorer 1997-24: Produktionssystem (økologisk med og uden kløvergræs som grøngødning) Efterfgrøder (med: ME, uden: UE) Husdyrgødning (med: MG, uden: UG) 25-28: Produktionssystem (økologisk med og uden kløvergræs som grøngødning, konventionelt) Efterfgrøder (med: ME, uden: UE) Gødning (med: MG, uden: UG) Komintionen UG/UE udeldt
Sædskiftesystemer Sædskifte O1 O2 O4 Rottion Mrk Afgrøde G E Afgrøde G E Afgrøde G E 1. rottion 1997-2 2. rottion 21-24 1 2 3 4 1 2 3 4 Våryg:udl. Kløvergræs Vårhvede Lupin Våryg:udl. Kløvergræs Hvre Ært/Våryg 5 5 5 3 Våryg:udl. Kløvergræs Vinterhvede Ært/yg Våryg:udl. Kløvergræs Vintersæd Lupin 5 5 5 5 Hvre Vinterhvede Vinterhvede Ært/yg Vintersæd Hvre Våryg Lupin Lokliteter JY JY, FO, FL FO, FL 3. rottion 25-29 1 2 3 4 Våryg:udl. Kløvergræs Krtofler Vinterhvede 6 11 11 Våryg Hesteønner Krtofler Vinterhvede Lokliteter JY, FO, FL JY, FO, FL 4 7 7 5 5 5 6 11 11 G: Tilstræte gødningsmængder i gødede ehndlinger. Angivet som kg NH 4 -N/h in 1. nd 2. rottion nd kg totl-n/h i 3. rottion. E: Efterfgrøder i ehndlingen med efterfgrøder.
Nitrogen input i O2 rottion Soure S. rley Grss-lover Potto W. whet Men Without mnure (-M) Mnure Crop residues 33 343 7 4 122 Cth rop 78 2 Totl input 33 343 7 118 141 With mnure (M) Mnure 61 112 17 7 Crop residues 53 38 9 33 54 Cth rop 63 16 Totl input 114 38 23 22 139
Udytter (26-8) 25 2 S. rley W. whet F en Potto Yield (Mg DM/h) 15 1 5 CC/-M -CC/M CC/MCC/-M'-CC/M'CC/M'-CC/F`CC/F` O2 O4 C4
6 AARHUS Udytter i vintersæd Gennemsnit f 3 ehndlinger og 2 gentgelser Jyndevd Foulum Flkkejerg Kerneudytte(kg ts/h) 5 4 3 2 1 97 99 1 3 5 7 97 99 1 3 5 7 97 99 1 3 5 7 Sædskifte O2 (med kløvergræs) Sædskifte O4 (uden kløvergræs)
Udytte i våryg (25-28) Dry mtter yield (Mg DM h -1 ) N yield (kg N h -1 ) Tretment Jyndevd Foulum Flkkejerg Jyndevd Foulum Flkkejerg O2/ M/CC 2.7 d 4.3 z 2.8 38 68 39 O2/M/ CC 3.3 ef 4.7 de 3.3 45 71 52 O2/M/CC 4.6 5. e 3.6 68 84 54 O4/ M/CC 2.3 3.9 2.4 32 57 34 O4/M/ CC 3.2 ed 3.9 3. 41 56 43 O4/M/CC 4.3 f 5. def 3.6 65 8 53 C4/F/ CC 4.9 5.6 f 4.9 d 7 98 d 91 C4/F/CC 4.8 5.5 f 5. d 69 11 d 98
Udytte i krtofler (25-28) Dry mtter yield (Mg DM h -1 ) N yield (kg N h -1 ) Tretment Jyndevd Foulum Flkkejerg Jyndevd Foulum Flkkejerg O2/ M/CC 4.2 5.6 5. 5 94 65 O2/M/ CC 5.7 6. 5.4 88 114 75 O2/M/CC 5.7 5.5 5.6 83 16 d 83 O4/ M/CC 4.2 5.3 4.4 49 79 53 O4/M/ CC 5.6 5.9 5.5 79 92 d 71 O4/M/CC 5.9 6. 5.8 85 15 d 78 C4/F/ CC 9.5 8.6 d 7.8 d 111 d 124 97 d C4/F/CC 9.4 8.1 d 7.8 d 114 d 128 17 d
Våryg udytte fhænger f N og ukrudt Kerneudytte (ton TS/h) 6 5 4 3 2 1 Jyndevd Foulum Flkkejerg N i gødning og efterfgrøde (kg N/h) Ukrudt kløvergræs ved skridning (%)
Våryg-udytte - regressionsnlyse Dry mtter yield (kg DM h -1 ) N yield (kg N h -1 ) Prmeter Jyndevd Foulum Flkkejerg Jyndevd Foulum Flkkejerg O1 285 38 O2 2829 429 38 39 61 45 O4 2695 371 2741 36 55 4 -CC 2752 373 2695 37 54 39 CC 281 436 3127 38 62 45 O1/-CC 2791 38 O1/CC 2818 38 O2/-CC 2781 421 2954 38 59 44 O2/CC 2877 437 326 39 62 45 O4/-CC 2684 3384 2435 35 48 34 O4/CC 277 435 347 38 62 45 N mn 32 21 2.46.37.35 N nov 29 13 2.5.27.16 R 2.83.85.65.82.86.73
Udytte i vinterhvede (26-28) Dry mtter yield (Mg DM h -1 ) N yield (kg N h -1 ) Tretment Jyndevd Foulum Flkkejerg Jyndevd Foulum Flkkejerg O2/ M/CC.7 3.2 3. 12 59 46 e O2/M/ CC 2.2 5.6 3.9 3 97 63 d O2/M/CC 2.6 5.4 4.1 36 91 68 O4/ M/CC.8 3.4 1.8 14 38 29 e O4/M/ CC 2.2 4.6 3.2 3 73 48 d O4/M/CC 2.3 5.3 3.7 32 91 56 C4/F/ CC 5.7 7.8 d 7. d 14 16 157 f C4/F/CC 5.7 7.4 d 7.4 e 99 158 172 g
Tørstof-udytte mod N-udytte i vinterhvede 8 6 DM yield (Mg h -1 ) 4 2 Jyndevd Foulum Flkkejerg 2 4 6 8 1 12 14 Mesured N yield (kg N h -1 )
Prædikteret mod målt N-udytte i vinterhvede 12 1 Predited N yield (kg N h -1 ) 8 6 4 2-2 2 4 6 8 1 12 14 Mesured N yield (kg N h -1 ) Jyndevd Foulum Flkkejerg
Model for N-udytte i kerne i vinterhvede Vriel Effekt År: 26 (kg N/h) 23.4 27-9.4 28.4 29. Dyde f A-horisont (kg N/m).49 Totl-N i pløjelg (kg N/kg N).9 N tilført i plnterester sidste 1 år (kg N/kg N).25 Ammonium-N i gødning (kg N/kg N).29
Effekter f dyrkningsfktorer på tørstofudytter Jyndevd Foulum Flkkejerg Vintersæd (første års) Husdyrgødning (kg TS/kg NH 4 -N) 18 26 16 Kløvergræsforfrugt (kg TS/h) 63 673 828 Kløvergræs i sædskiftet (kg TS/h) 85 664 781 Efterfgrøde i sædskiftet (kg 37-18 153 TS/h) Våryg Husdyrgødning (kg TS/kg NH 4 -N) 32 2 2 Kløvergræs i sædskiftet (kg TS/h) 192 33 39 Efterfgrøde (kg TS/h) 58 592 429 Hvre Husdyrgødning (kg TS/kg NH 4 -N) 29 21 2 Efterfgrøde (kg TS/h) 112 77 63 Krtoffel Husdyrgødning (kg TS/kg NH 4 -N) 24 5 12 Kløvergræs i sædskiftet (kg TS/h) -25-14 136 Efterfgrøde (kg TS/h) 1 186 256 Signifiknsniveuer: : P >.5, * :.5>P>.1, ** :.1>P>.1, :.1>P.
Effekter f dyrkningsfktorer på N-udytter Jyndevd Foulum Flkkejerg Vintersæd (første års) Husdyrgødning (kg N/kg NH 4 -N).23.44.28 Kløvergræsforfrugt (kg N/h) 1 11 15 Kløvergræs i sædskiftet (kg N/h) 16 15 Efterfgrøde i sædskiftet (kg N/h) -2 3 Våryg Husdyrgødning (kg N/kg NH 4 -N).45.35.35 Kløvergræs i sædskiftet (kg N/h) 3 5 4 Efterfgrøde (kg N/h) 11 14 8 Hvre Husdyrgødning (kg N/kg NH 4 -N).47.39.36 Efterfgrøde (kg N/h) 1 2 11 Krtoffel Husdyrgødning (kg N/kg NH 4 -N).53.29.26 Kløvergræs i sædskiftet (kg N/h) 3 14 8 Efterfgrøde (kg N/h) 2 7 Signifiknsniveuer: : P >.5, * :.5>P>.1, ** :.1>P>.1, :.1>P.
Udytte-effekter f sædskifter og mngement Chnge in dry mtter yield (kg DM/h) 4 3 2 1 Mnure (5 kg NH 4 -N/h) Grss-lover in rottion Grss-lover s prerop Cth rop Weeds (1% of totl iomss) -1 JY FO FL JY FO FL JY FO FL VS.JY VS.FO VS.FL BY.JY BY.FO BY.FL HA.JY HA.FO HA.FL Winter erels Spring rley Spring ots
Konklusioner Gødskning er den vigtigste fktor for t opnå højere udytter i økologisk plntevl Der kn opnås lige så store merudytter ved gødskning med gylle i økologiske kornfgrøder som i konventionelle Kløvergræs giver åde en kortsigtet og en lngsigtet effekt på udytte i kornfgrøder Kløvergræs forud for vintersæd virker lige så godt som gødskning med 5 kg mmonium-n/h Efterfgrøder øger primært udytterne i den efterfølgende kornfgrøde Udytterne vil kunne øges yderligere ved større gødningsmængder, f.eks. gennem nvendelse f kløvergræs og efterfgrøder til iogs
Nitrt-konentrtioner i jordvnd
Nitrt-udvskning uden efterfgrøder
N-udvskning fhængig f efterfgrøder N-udvskning (kg nitrt-n/h/år) 8 6 4 2 Jyndevd Foulum Flkkejerg O2 O4 O2 O4 O2 O4 Uden efterfgrøde Med efterfgrøde Sædskifter O2 O4 3. rottion 1 Våryg:udlæg Våryg E 25-28 2 Kløvergræs Hesteønner E 3 Krtofler Krtofler 4 Vinterhvede E Vinterhvede E
N-udvskning fhænger f jorddække efterår Dyrkningssystem Udvskning Forskel UE ME UE ME Dække efterår/vinter kg N h -1 yr -1 Kløvergræs Kløvergræs 27 26-1 Ukrudt Efterfgrøde 3 21-1 Br jord Efterfgrøde 55 18-37 Vintersæd Vintersæd 39 44 5
Konklusioner N-udvskningen er ikke påvirket f gødskningen N-udvskningen fhænger primært f jorddække om efteråret Efterfgrøder reduerer N-udvskning i de år hvor efterfgrøden dyrkes Øget jordfrugtrhed (efterfgrøder, grøngødning) øger N- udvskningen Foreløige resultter Fjernelse f kløvergræs mindsker N-udvskning Vrmere vintre giver højere N-udvskning
Indiktorer for jordkvlitet og miljø Luftdiffusivitet i jorden (jordkvlitet - jordstruktur) Jordrespirtion (jordkvlitet iologisk ktivitet) Lttergs (miljø) Kulstoflgring (miljø) Måling f lttergs Måling f jordrespirtion
Jordkvlitet og lttergs i vinterhvede på Foulum i 28 Dyrkningsssystem Reltiv luft diffusivitet (%) Jord respirtion ton CO 2 -C/h N 2 O emissioner kg N 2 O-N/h C4/MG/UE 4,7 1,8,9 O4/MG/UE 7,1 2,3,7 O4/UG/ME 5,9 2,5,7 O4/MG/ME 6. 2,9,8 O2/MG/ME 5,8 2,4,6 Værdier med smme ogstv inden for smme række er ikke signifiknt forskellige (P<.5) Vinterhvede vr pleret efter krtofler, som udvisker ehndlingsforskelle. Forskelle repræsenterer derfor lngsigtede ændringer i jordfrugtrhed.
Ændringer i jordkulstof i forsøget på Flkkejerg (1996-28)
28 29 28 AARHUS SB GC Lttergs på Foulum Sædskifte O2/ME Med gødning o Uden gødning GC PT PT WW M -M WW SB
Lttergsemissioner og tørstofudytter på Foulum 28 med og uden gødning N 2 O emission (kg N 2 O-N/h/år) 2. 1.5 1..5 N 2 O emissioner -G G 1 Udytte i korn og krtofler Udytte (ton TS/h) 8 6 4 2 Våryg Kløvergræs Krtoffel Vinterhvede Sædskifte
Tørstof og N i rødder og skud f efterfgrøder
CONVENTIONAL Referene rottion Slurry rottion No input rottion ORGANIC Biogs rottion Dogme rottion AARHUS Systemer til livsyklusvurdering Emissions to ir (N 2 O, NH 3, CO 2 et.) O2 Spring rley Green mnure Green mnure rop Pottoes Winter whet Cth rop BIOGAS O2 Spring rley Green mnure Pottoes Winter whet Cth rop O4 Spring rley Cth rop F en Cth rop Pottoes Winter whet Cth rop O4 Spring rley Cth rop F en F en Cth rop Pottoes Winter whet Cth rop Spring rley Cth F en Cth Pottoes Winter whet C4 rop F en rop Cth rop Emissions to soil nd wter (NO 3 - et.)
Systemeskrivelse til LCA Spring rley Green mnure/ F en Csh rop yield Input prodution Pottoes Winter whet Soil C hnge Biogs prodution Avoided nturl gs prodution
Greenhouse gs emissions (g CO 2 eq.) AARHUS Resultter f LCA for hele sædskiftet 27 22 Greenhouse gs emissions per h Greenhouse gs emissions per kg 17 12 7 2-3 Dogme Biogs O input Slurry Conventionl -8
Resultter f LCA for våryg Dogme Biogs O input Slurry Conventionl SPRING BARLEY 26-28 Mnure input N2O, min rop N2O, grss-lover N2O, th rop Diesel nd mhinery, min rop Diesel nd mhinery, grss lover Avoided CO2, iogs Soil C hnge -6-4 -2 2 4 6 Greenhouse gs emissions per kg spring rley (CO 2 eq. per kg spring rley)
Konklusioner Gødskning øger udytter og jordens kulstoflgring, men kun lille effekt på lttergs Efterfgrøder øger kulstoflgringen og jordkvliteten, men giver også øget lttergsemission Kløvergræs som grøngødning i et plntevlssædskifte synes t hve omtrent smme effekt på kulstoflgring og jordkvlitet end efterfgrøder Efterfgrøder er fgørende for jordkvlitet og kulstoflgring, men der er ehov for nye metoder til t sikre lve lttergsudledninger, f.eks. høst f efterfgrøder til rug i iogs