4 OCTOBER 21 Dyrkningssystemernes effekt på produktion og miljø (CROPSYS) Professor Jørgen E. Olesen TATION 1
Økologiske dyrkningssystemer - problemstillinger Produktivitet Udbytterne er ofte for lave i forhold til konventionel produktion Stor afhængighed af husdyrgødning for at sikre gode udbytter Rodukrudt er et stort problem i systemer til planteproduktion Grøngødningsafgrøder (f.eks. kløvergræs) øger jordens frugtbarhed, men mindsker sædskiftets produktivitet Miljø Kvælstofudvaskningen øges ved stubbearbejdning om efteråret (bekæmpelse af rodukrudt) Grøngødningsafgrøder øger potentialet for nitratudvaskning Husdyrgødning og grøngødning har potentielt høje udledninger af lattergas
Langvarige forsøg med økologiske sædskifter Foulum 5 % ler, 95 mm 1 % ler, 7 mm 15 % ler, 6 mm Jyndevad Flakkebjerg
Forsøgsfaktorer 1997-24: Produktionssystem (økologisk med og uden kløvergræs som grøngødning) Efterafgrøder (med: ME, uden: UE) Husdyrgødning (med: MG, uden: UG) 25-28: Produktionssystem (økologisk med og uden kløvergræs som grøngødning, konventionelt) Efterafgrøder (med: ME, uden: UE) Gødning (med: MG, uden: UG) Kombinationen UG/UE udeladt
Sædskiftesystemer UE/MG ME/MG ME/UG O2 Økologisk recirkulation /N-fix recirkulation /N-fix N-fix O4 Økologisk Import import/n-fix N-fix C4 Konventionelt import import - Gødningsmængder: ca. 7 kg total-n/ha i gennemsnit Mere til hvede og kartofler (11) end til vårbyg (6)
Sædskifter 1. rotation 1997-2 2. rotation 21-24 3. rotation 25-28 ME: Efterafgrøde O2 O4/C4 Vårbyg:udlæg Kløvergræs Vinterhvede ME Ært/byg ME Vårbyg:udlæg Kløvergræs Vintersæd ME Lupin/byg ME Vårbyg:udlæg Kløvergræs Kartofler Vinterhvede ME Havre ME Vinterhvede ME Vintersæd ME Ært/byg ME Vinterhvede ME Havre ME Vårbyg ME Lupin/byg Vårbyg ME Hestebønne ME Kartofler Vinterhvede ME 2 gentagelser Alle afgrøder dyrkes hvert år Efterafgrøder i O2/O4 indeholder N-fikserende arter (f.eks.): - Rajgræs, cikorie, hvidkløver + rødkløver - Vinterrug, olieræddike + vintervikke Efterafgrøder i C4 er ikke-n-fikserende: - Rajgræs, cikorie, vinterrug, olieræddike
Udbytter (26-8) Udbytte (t DM/ha) 25 2 15 1 Vårbyg Vinterhvede Hestebønne Kartoffel 5 O2/ME/UGO2/UE/MGO2/ME/MGO4/ME/UGO4/UE/MGO4/ME/MGC4/UE/MGC4/ME/MG
Udvikling i ukrudt Enårigt og flerårigt ukrudt i sædskifte O2 gennemsnit at alle behandlinger Jyndevad Foulum Flakkebjerg 5 Weed biomass, g m -2 4 3 2 1 Annual weeds Perennial weeds 1998 2 22 24 26 28 1998 2 22 24 26 28 1998 2 22 24 26 28
Kvælstofudvaskning i O4 Nitrate-N (mg L -1 ) 1 8 6 4 2 Foulum, O4 SC WC WC GL WC SC SC GL WCSB Without catch crop With catch crop GL PO WC p hp hp h p hp h p h p h p hp h h h h 1 SC Flakkebjerg, O4 WC WC GL WC SC SC GL WC SB GL PO WC (mg L -1 ) 8 6
Kvælstofudvaskning harvning om efteråret Leaching of nitrate-n (kg N ha -1 yr -1 ) 6 4 2 b a c c b a b c Without harrowing With harrowing a b ab b -CC +CC Spring cereal -CC +CC Winter cereal -CC +CC Grain legume
28 29 11 AARHUS +M -M SB GC GC PT N 2 O emissions Spring emissions from slurry are overshadowed by emissions from decomposing CC/GC PT WW WW SB Brozyna et al. (in prep) co-digested manure (+ M) green manure (- M)
+M -M N 2 O emissions [gn 2 O-N * ha -1 * yr -1 ] 2 15 N 2 O emissions -M +M Tendency for higher emissions without manure 1 5 SB GC PT WW rotation
Jordrespiration 3 (a) (b) Soil heterotrophic respiration (kg CO 2 -C ha -1 day -1 ) 2 1 3 2 1 (c) O4/+M/-CC C4/+IF/-CC (d) O4/+M/+CC O4/-M/+CC O4/+M/-CC O4/+M/+CC O2/ +M/ +CC O4/ +M/ +CC Feb-8 Apr-8 Jun-8 Aug-8 Feb-8 Apr-8 Jun-8 Aug-8 Date
Microbial biomass N (g m -2 ) AARHUS Rod biomasse (Foulum) 3 25 C4/+IF/-CC O4/+M/-CC O4/-M/+CC O4/+M/+CC O2/+M/+CC Vårbyg (a) r =.75 2 Root DM biomass (g m -2 ) 15 1 3 Vinterhvede (b) 25 2 15 1 1 12 14 16 18 2
Skud/rod forhold i 21 (Foulum) 6 Vårbyg 6 Vårhvede 5 5 Skud/rod forhold 4 3 2 Skud/rod forhold 4 3 2 1 1 C4/+F/+CC C4/+F/-CC O4/+M/+CC O4/+M/-CC C4/+F/+CC C4/+F/-CC O4/+M/+CC O4/+M/-CC
Kulstofinput i efterafgrøder (Foulum)
Plads til forbedringer og øget forståelse Driftsmæssige muligheder Integration med bioenergi Biogas Flerårige energiafgrøder (pil, lucerne) Udnyttelse af biomasse (halm, efterafgrøder, grøngødning) Mindre intensiv jordbearbejdning, især om efteråret (rodukrudt) Bedre udnyttelse af efterafgrøder Forskning og udvikling Nye sædskifter med flerårige energiafgrøder (bekæmper rodukrudt og øger jordens frugtbarhed) Håndtering af efterafgrøder, så lattergas mindskes Maksimering af kulstofafsætning fra rødder Sædskifter til minimering af høje koncentrationer af N i jorden (vedvarende vegetationsdække)