Status og scenarier for N, P og K i dansk landbrug

Status og scenarier for N, P og K i dansk landbrug Arbejdsrapport fra Naturrådet nr. 4, 2002

Kolofon Titel: Forfattere: Kontaktpersoner i Naturrådet: Serietitel og nr.: Udgiver: Status og scenarier for N, P og K i dansk landbrug Hans Schrøder, Danedi, og Finn Boetius Per Christensen, vismand, Aalborg Universitet John Holten-Andersen, Ellen Hjort Petersen, Hanne Stensen Christensen. Naturrådets sekretariat Arbejdsrapport nr. 4, 2002, Naturrådet. Naturrådet Frederiksborggade 15, DK-1360 København K. Tlf. 33955790 Fax. 33955798 E-mail: naturraadet@naturraadet.dk Hjemmeside: http://www.naturraadet.dk/ Udgivelsestidspunkt: Januar 2002 Bedes citeret: Schrøder, H. og Boetius, F. (2002): Status og scenarier for N, P og K i dansk landbrug. Arbejdsrapport nr. 4 2002, Naturrådet. Gengivelse tilladt med tydelig kildeangivelse. Redaktionen afsluttet: 31. december 2001 ISBN: 87-601-9471-5 Sidetal: 100 Oplag: 50 Pris: Skaffes ved henvendelse til: 50 kr. (ekskl. forsendelse) Danedi v/ Hans Schrøder, Gl. Frederiksborgvej 12, 3200 Helsinge Kan læses på Naturrådets hjemmeside.

Forord Forord Denne arbejdsrapport bidrager til at understøtte Naturrådets vismandsrapport om næringsstofbelastning (også kaldet eutrofiering) af naturen. I vismandsrapporten har Naturrådet ønsket at sætte fokus på næringsstoffers belastning af naturområder og de mangeartede og omfattende konsekvenser for natur og miljø af den næringstofforurening, som er et resultat af bl.a. den aktuelle landbrugsproduktion. Formålet med vismandsrapporten er bl.a. at diskutere hvilket landbrugssystem, og dermed belastning af naturen med næringsstoffer, vil det være nødvendigt at stile imod, såfremt vi i Danmark skal overholde henholdsvis målsætningerne i vandmiljøplanerne samt på længere sigt en overholdelse af naturens tålegrænser. Denne arbejdsrapport er udarbejdet af Danedi på foranledning af Naturrådet. Rapporten giver bud på modelberegninger af mulige fremtidige landbrugssystemer. Rapporten er igangsat for at bidrage til diskussionen om mulige fremtider for landbruget for at vurdere, hvor langt tabet af næringsstoffer til miljøet kan nedbringes under forskellige forudsætninger. Dette er naturligvis en kompleks problemstilling, og den kan gribes an på mange forskellige måder, som hver især har sine styrker og svagheder. Én måde at lave modelberegninger på er at tage udgangspunkt i de økonomiske og politiske rammebetingelser, som landbruget er underlagt, og undersøge hvordan ændrede økonomiske og politiske betingelser ændrer landbrugets struktur og produktion, og herefter vurdere hvilke konsekvenser dette vil have for f.eks. tab af næringsstoffer. Denne rapports modelberegninger giver bud på, hvordan næringsstoftabet afhænger af landbrugets produktionsmetoder og teknologi. Anskuet som teknisk produktionssystem kan der gennemføres forskellige slags modelberegninger. Der findes principielt to metoder. I den såkaldte bottom-up metode tager man udgangspunkt fra neden, dvs. i de enkelte bedriftstyper og deres produktionsprocesser, som så kobles sammen med andre bedriftstyper til et samlet landbrugs-system. Metoden har sin styrke i, at den får fat i de konkrete agronomiske sammenhænge på bedriftsniveau. Denne type modeller tager udgangspunkt i den enkelte bedrift, dens jordtype, gødningstilførsel, afgrødevalg og evt. også klimatiske forhold såsom nedbørsmængden. Der er udviklet en række modeller til dette formål ofte anvendt i forbindelse med geografiske informationssystemer (GIS), fx Simmelsgaard IIIB, waterinfo, Daisy. Problemet ved disse modeller er, at de er vanskelige at opskalere til nationalt niveau. Samtidig kræver de en række konkrete oplysninger fra den enkelte gård, der ikke er tilstede eller ligger spredt over en række forskellige registre. Man kan også på baggrund af en række driftsregnskaber beskrive forskellige driftstyper, og med kendskab til deres forekomst kan der således opstilles et aggregeret billede af hele det danske landbrug. Den anden metode kan man kalde top-down metoden. Den beskriver landbrugssystemet fra oven på grundlag af foreliggende statistik om landbrugets køb og salg af produkter og øvrige målte eller beregnede input og output til systemet som f.eks. nitratudvaskning eller binding af luftens kvælstof i ærteafgrøder. De konkrete produktionsmetoder og teknologier fremtræder i denne metode ikke direkte, men kun indirekte i form af nøgletal, der er dimensionsløse forholdstal. Denne metodes styrke er, at den baserer sig på foreliggende statistik og overvågningsdata, og at den ser det samlede landbrug så at sige i fugleperspektiv. Dens svaghed er, at den ikke kommer tæt på produktionens praktiske og tekniske problemstillinger. 3

Forord Beregningerne i denne rapport tager udgangspunkt i den sidste metode, top-down metoden. Beregningerne er baseret på en input-output model for dansk landbrug. Landbrugets næringsstofbalance beskrives ved at se på, hvad der tilføres udefra i form af indkøbt foder, handelsgødning osv. og herfra trække hvad der bortføres i form af fødevarer til forarbejdning og konsum. Det antages, at der ikke ophobes kvælstof i landbrugets produktionssystem. Derfor vil den udefra tilførte kvælstofmængde minus den der bortføres med landbrugets produkter være lig med kvælstofoverskuddet, der kun kan ende som et tab, der havner i naturen. Næringsstofbalancen kan beskrives meget præcist for det eksisterende landbrugssystem, idet der foreligger detaljerede statistiske oplysninger for de nævnte input og output. På grundlag af en præcis beskrivelse af det eksisterende system kan man konstruere en model, som Danedi har gjort i denne rapport. Ved at ændre på de parametre, der indgår heri, kan der udarbejdes scenarier for en række tænkte fremtidige indretninger af landbruget. Det er imidlertid klart, at en sådan metode har svært ved at håndtere fremtidige produktionssystemer, der i sit tekniske grundlag og i sin struktur afviger stærkt fra det nuværende. I dette tilfælde har det givet problemer med at håndtere f.eks. et økologisk scenario, hvor store dele af landbruget omlægges til økologisk drift, ganske enkelt fordi der i dag kun findes begrænsede oplysninger om de økologiske landbrugssystemer, specielt hvis der ses på andet end kvæg- og mælkeproduktion. Der må altid tages forbehold overfor modelberegninger af denne karakter. De kan aldrig forudsige fremtiden, men kun bruges til at sige noget om retning og størrelsesorden. De modeller af dansk landbrug, vi har valgt at analysere, er opstillet på baggrund af variation i tre grundlæggende parametre: Produktionens størrelse. Her har vi først og fremmest interesseret os for svineproduktionens størrelse. Der er således defineret fire niveauer for produktionen: Høj, nuværende, lav og ultra-lav (dvs. et niveau der svarer til selvforsyning). Produktionens resulterende næringsstof-effektivitet. Der er her defineret to niveauer: Moderat øget effektivitet og ultra-høj effektivitet. Det samlede landbrugsareals størrelse. Der er her defineret to niveauer: Et svagt reduceret niveau og et stærkt reduceret niveau. Arealets størrelse er ikke en helt uafhængig parameter. Den afhænger naturligvis af såvel produktionens størrelse som af næringsstof-effektiviteten. Dertil kommer, at den afhænger af dyretætheden. I de beregnede scenarier er således valgt kombinationer af totalt landbrugsareal og dyretætheder, der er forenelige med de gjorte antagelser vedrørende produktionsniveau og næringsstof-effektivitet. Valget af disse parametre er foretaget på grundlag af en vurdering af de aktuelle tendenser og diskussioner vedrørende landbruget og dets næringsstofhusholdning. Naturrådet håber med denne rapport og vismandsrapporten at bidrage til diskussionen af det fremtidige landbrug i Danmark såvel som målene for næringsstofbelastningen af naturen i Danmark. Per Christensen medlem af Naturrådet 4

Indhold Indhold 1 Indledning... 8 2 Resumé og konklusion... 9 2.1 Resumé... 9 2.2 Konklusion... 12 3 Metode... 13 3.1 Indledning... 13 3.2 Hvad-nu-hvis?... 15 3.3 Kombination af to komponenter... 16 3.4 Generelle bemærkninger om metoden... 18 4 Dansk landbrug i 1997/98 (Scenario 0, status)... 19 4.1 Indledning... 19 4.2 Kalibrering af input-output modellen... 23 4.3 Kvælstofregnskabet for dansk landbrug 1997/98... 23 4.4 Fosforregnskabet for dansk landbrug 1997/98... 29 4.5 Forskellige brugstyper og betydningen af landbrugsproduktionens sammensætning... 29 5 Den økologiske komponent... 33 5.1 Indledning... 33 5.2 Generelt om systemafgrænsning og datakilder mv... 34 5.3 Kvælstofregnskabet for det økologiske landbrug 1997/98... 41 5.4 Fra hovedbalance til netværk og detaljeret regnskab... 42 5.5 Fosforregnskabet for det økologiske landbrug 1997/98... 44 5.6 Den økologiske komponent sammenlignet med den konventionelle (N)... 45 6 Scenarier... 50 6.1 N-scenarier... 50 6.2 Detaljering af udvalgte N-scenarier... 57 6.3 P-scenarier... 63 7 Hvor bliver overskuddet af?... 66 7.1 Kvælstof... 66 7.2 Fosfor... 69 8 Diskussion... 70 8.1 Økologi... 70 8.2 Begrebet en dyreenhed... 72 8.3 Kalium... 72 8.4 Humus... 75 8.5 Metoder til behandling af gylle... 77 9 Referencer... 80 10 Bilag... 83 5

Indhold Figurer Figur 1. Skitse til støtte for teksten... 13 Figur 2. Input af nyt kvælstof = kvælstof i produkter + kvælstofoverskud... 14 Figur 3. Det resulterende N-regnskab for dansk landbrug 1997/98. A=2,69 Mha... 15 Figur 4. Produktionen stiger til 200 Mkg N/år, effektiviteten til 0,40 og overskuddet falder til 300 Mkg N/år, sml. Figur 3... 16 Figur 5. Uændret produktion og en halvering af overskuddet i forhold til 1986/87... 16 Figur 6. Hovedbalancen for den økologiske komponent i dansk landbrug 1997/98 i Mkg N/år. A=0,038 Mha... 17 Figur 7. Det resulterende N-regnskab er summen er regnskaberne for den konventionelle og den økologiske komponent... 17 Figur 8. Landbrugets kvælstofregnskab forstået som et samspil af to undersystemer... 20 Figur 9. N-regnskabet (Mkg N per år) i dansk landbrug på mark- og staldniveau i 1997/98... 20 Figur 10. Den detaljerede N-balance for dansk landbrug i Mkg N i regnskabsåret 1997/98... 22 Figur 11. Skitse til støtte for teksten... 25 Figur 12. Netværk svarende til i-o tabellen... 28 Figur 13. Den detaljerede P-balance (Mkg P) for dansk landbrug i regnskabsåret 1997/98... 29 Figur 14. N-regnskabet for et tænkt agerbrug, kg N/ha/år... 30 Figur 15. N-regnskabet i kg N/ha/år for et tænkt kvægbrug med 100 kg N/ha/år i husdyrgødningen. (1,0 NDE/ha)... 31 Figur 16. Det fuldt omlagte økologiske areal 1989-2000... 33 Figur 17. Arealanvendelsen i det økologiske landbrug 1997-2000... 33 Figur 18. Kvælstofbalance for dansk økologisk landbrug i kg N/ha/år (1997/98). Første forsøg... 43 Figur 19. Kvælstofbalance for dansk økologisk landbrug i kg N/ha/år (1997/98). Andet forsøg... 44 Figur 20. Fosforbalance for dansk økologisk landbrug i kg P/ha/år i 1997/98... 45 Figur 21. N-regnskab for dansk landbrug ( I ALT regnskabet) i kg N/ha/år i 1997/98. 45 Figur 22. N-regnskab i kg N/ha/år for et konventionelt kvægbrug med samme produktion som et tilsvarende økologisk, sml. Figur 19... 46 Figur 23. Resultater af de indledende N-scenarieberegninger, se scenarieforskriften i Tabel 10 og tallene i Tabel 11... 55 Figur 24. I ALT regnskabet er summen at to regnskabskomponenter med samme struktur... 57 Figur 25. Beregnede kombinationer af effektiviteter og strømme i et målt og seks udvalgte scenarier, se Tabel 12... 60 Figur 26. P-regnskab med balance i marken i kg P/ha/år. Kritisk antal DE/ha = 0,84... 64 Figur 27. Strømme i hovedbalancerne i et tænkt eksempel, en ø i havet... 67 Figur 28. Øens detaljerede regnskaber, vand i mm/år til venstre og kvælstof i kg N/ha/år til højre... 68 Figur 29. Kvælstofstrømmene i undersystem 2. Tallene er Mkg N/år... 98 6

Indhold Tabeller Tabel 1. Hovedbalancen for netværket i Figur 9... 21 Tabel 2. Hovedbalancen for netværket i Fig. 10... 22 Tabel 3. Den animalske produktions indhold af N, P og K, 1997/98... 26 Tabel 4. Hovedbalancerne for N, P og K i dansk landbrug 1997/98... 28 Tabel 5. N-hovedbalancerne for et agerbrug sammenlignet med kvægbrug med to forskellige dyretætheder.... 32 Tabel 6. Hovedbalance for det økologiske landbrug beregnet udfra statistiske oplysninger med softwaresystemet CONSEQUENCE... 41 Tabel 7. Hovedbalancen i kg N/ha... 42 Tabel 8. Hovedbalancen (Mkg P og kg P/ha) i det økologiske landbrug 1997/98... 44 Tabel 9. Sammenligning mellem de interne effektiviteter i konventionelt landbrug, konventionelt kvægbrug og økologisk kvægbrug... 47 Tabel 10. Scenarierne og deres 'hvad-nu-hvis' værdier (scenarieforskriften)... 51 Tabel 11. Oversigt over resultater, N-scenarier, indledende beregninger... 56 Tabel 12. Målte (Scenario 0) og beregnede interne effektiviteter i det tilbageblevne konventionelle landbrug i seks udvalgte scenarier... 58 Tabel 13. Hovedbalancer for de detaljerede scenarier... 59 Tabel 14. Øens hovedbalancer... 68 Tabel 15. Oversigt over arealanvendelse og beregnede udbytter for 1997... 95 Tabel 16. Antaget animalsk produktion på økologiske brug... 96 Tabel 17. Anvendelse af korn i det økologiske landbrug... 96 Tabel 18. Forslag til importplan for det økologiske landbrug... 97 Bilag 1. Input-output modellen 2. Systemet af regneark 3. Den økologiske komponent 4. Fiksering og bælgplanters N-optagelseseffektivitet 5. Vandmiljøplanens kvælstofmål 7

Indledning 1 Indledning I juli 2001 indgik Danedi v/hans Schrøder en aftale med Naturrådet om at udarbejde næringsstofregnskaber for dansk landbrug i faktiske og forskellige tænkte situationer eller scenarier. Opgaven er løst i et frugtbart samarbejde med Finn Boetius og Naturrådet. Arbejdet har omfattet følgende: Kortlægning af N-, P- og K-strømmene i dansk landbrug udfra oplysninger i Danmarks Statistik (landbrugsstatistikken) og dertil hørende beregninger med softwaresystemet CONSEQUENCE (CSQ). Kortlægningen er udført efter samme principper, som blev anvendt i en tilsvarende undersøgelse udført af Danedi for Fyns Amt i 2000, med to forskelle, nemlig 1) at netværket, der beskriver regnskabet, er forbedret og 2) at undersøgelserne er udvidet til også at omfatte fosfor og kalium. I Kapitel 4 er der nærmere redegjort for beregningerne. Kortlægning af N-, P- og K- strømmene i den økologiske del af dansk landbrug udfra oplysninger i Danmarks Statistik og Plantedirektoratets statistik og dertil hørende beregninger med CSQ. Kortlægningen af N-, P- og K-strømmene i det økologiske landbrug er udført efter samme principper og i samme format som ovenfor, kun med den væsentlige forskel, at datagrundlaget er væsentlig mere sparsomt. Det er, så vidt vi ved, første gang, detaljerede næringsstofregnskaber er beregnet for det økologiske landbrug. I Kapitel 5 er der nærmere redegjort for beregningerne. Der er endvidere beregnet N-,P- og K-strømme for en række kombinationer af de to forskellige typer landbrug, tænkte situationer, scenarier, hvori der gøres antagelser om forskellige størrelser af landbrugsproduktionen og kvælstofeffektiviteter i det konventionelle landbrug. Resultaterne af scenarieberegningerne er beskrevet i Kapitel 6. Endelig er der i Kapitel 7 gjort rede for, hvor landbrugets overskud af kvælstof bliver af. I Kapitel 3 er der gjort rede for den anvendte metode. 8

Resumé og konklusion 2 Resumé og konklusion 2.1 Resumé Metode Landbruget er et produktionssystem, der til stadighed gennemstrømmes af energi og en lang række (grund)stoffer, det vil sige bevarede størrelser. Derved adskiller landbruget sig ikke fra andre produktionssystemer og i øvrigt heller ikke fra levende systemer. Landbruget gennemstrømmes således af kvælstof, fosfor og kalium for at kunne producere fodermidler og fødevarer indrettet på en bestemt måde, dvs. med en bestemt sammensætning, et bestemt N:P:K forhold. Tilførslen af nyt kvælstof deles i to output, nemlig N i produkter og resten, der kaldes kvælstofoverskuddet. Stort set hele dette overskud, der beregnes af balancen, udledes til luft- og vandmiljøet. I det økologiske landbrug oplagres en del af overskuddet i jordens humuspulje, men i det konventionelle landbrug antager vi, i mangel af bedre, at der er balance i jordens pulje af organisk bundet kvælstof. I så fald gælder, at input af nyt kvælstof = kvælstof i produkter + kvælstofoverskud. Vi indfører yderligere en variabel, nemlig landbrugssystemets resulterende effektivitet defineret som kvælstof udført i produkter i forhold til input af nyt kvælstof. Det er et dimensionsløst nøgletal defineret ved en ligning. Ved gentagen anvendelse af balanceog definitionsligninger, opbygges regnskaber i et dobbelt bogholderi visualiseret på computerskærmen som et netværk af kasser (undersystemer) med beholdninger og pile med strømme. Metoden er en visualisering og computerisering af den klassiske inputoutput analyse anvendt på stof og energi (bevarede størrelser). Netværket, i hvilket N- og P-strømmene i landbruget beskrives, består af 21 undersystemer i samspil. Med stadig henvisning til princippet om, at vi, for at have en model eller blot en gyldig beregning, skal have lige så mange gyldige og uafhængige ligninger som ubekendte, er metoden brugt til at reproducere historiske N-regnskaber og til at scenarieberegne regnskaber, der opfylder entydige og af hinanden uafhængige betingelser, der er givet i en scenarieforskrift. Udledningen af kvælstof fra landbruget er en funktion af to variable, nemlig 1) landbrugsproduktionens størrelse (og sammensætning) og 2) landbrugets resulterende kvælstofeffektivitet. Status og scenarier Scenario 0, der er N- og P-regnskaberne for dansk landbrug i regnskabsåret 1997/98, er beregnet på basis af (talrige) oplysninger i landbrugsstatistikken. Det er i praksis et konventionelt landbrug. 9

Resumé og konklusion Dernæst har vi bestemt N-regnskabet for de 1,4 procent af landbrugsarealet, der i 1997 blev dyrket efter økologiske principper. Som følge af at den økologiske komponent er i rivende udvikling (med en fordoblingstid på tre år), og som følge af at statistiske oplysninger om den økologiske komponent er sparsomme i sammenligning med oplysningerne om den konventionelle, er det økologiske N-regnskab mindre sikkert bestemt end det konventionelle. Beregningerne sandsynliggør imidlertid, at N- overskuddet i det økologiske landbrug er 70-90 kg N/ha, hvor det i et tilsvarende konventionelt kvægbrug med samme produktivitet er beregnet at være omkring 140 kg N/ha/år. Samtidig viser beregningerne, at den resulterende effektivitet er højere i det økologiske kvægbrug, nemlig omkring 0,25 mod omkring kun 0,17 i et tilsvarende konventionelt. I scenarierne indgår forskellige blandinger af en konventionel og en økologisk komponent, der har vidt forskellige egenskaber. Metoden gør det muligt at beregne kvælstofoverskuddet som funktion af: 1. Landbrugsproduktionens størrelse og sammensætning (målt på indholdet af N) 2. Den resulterende effektivitet mht. N 3. Landbrugsarealet Disse tre størrelser bestemmer hovedbalancen for det landbrugssystem, hvis kvælstofregnskab netop tilfredsstiller scenarieforskriften. I Scenario 3, for eksempel, stilles spørgsmålet: Hvad sker der, hvis vi øger svineproduktionen med 50 procent, hæver den resulterende effektivitet i det konventionelle landbrug fra de nuværende 0,33 til 0,50 og øger økoforholdet (der er det fuldt omlagte økologisk dyrkede areal i forhold det samlede landbrugsareal) til 0,10? I Scenario 10 i den anden yderlighed nedsætter vi svineproduktionen, samtidig med at effektiviteten i det konventionelle landbrug øges til 0,40. Konklusionen er, at der er plads til at øge svineproduktionen med 50 procent forudsat at den resulterende effektivitet i det konventionelle landbrug hæves til 0,50. Hæves den til 0,40, er det nødvendigt at nedsætte den animalske produktion, hvis Vandmiljøplanens kvælstofmål skal nås. Den resulterende kvælstofeffektivitet er i hovedsagen resultatet af et samspil mellem tre interne effektiviteter, nemlig 1) planternes N-optagelseseffektivitet, 2) fodereffektiviteten og 3) effektiviteten af N i husdyrgødningen. I seks af de 16 scenarier (i grupperne høj, uændret og lav ) er systemet beregnet i detaljer i et netværk bestående af 21 undersystemer i samspil, og mulige sammenhørende sæt af interne effektiviteter er beregnet og vurderet med hensyn til mulighederne for at opnå dem i praksis (Tabel 12). N-scenarier Ifølge Vandmiljøplanens udgangspunkt skal udledningen af kvælstof fra Danmark, herunder fra dansk landbrug, halveres. Landbrugets udledning af kvælstof var omkring 10

Resumé og konklusion 480 Mkg N/år på det tidspunkt, Vandmiljøplanen blev vedtaget. Det vil sige, at overskuddet skal nedbringes til 240 Mkg N/år, se Bilag 5. Figur 23 viser N-overskuddet i de forskellige scenarier med Scenario 0 først. De 16 egentlige scenarier er opdelt i fire produktionsgrupper med fire underscenarier i hver. Figuren viser, at scenarierne 3, 4, 7, 8, 9 og 10 medfører et kvælstofoverskud under 240 Mkg N/år. For at kunne opretholde den animalske produktion, og samtidig nå Vandmiljøplanens mål, skal den resulterende kvælstofeffektivitet hæves fra de nuværende 0,33 til 0,44. I løbet af de seneste 20 år er den hævet fra ca. 0,20 til 0,33. På den baggrund ser det ud til, at det lader sig gøre. Med henvisning til loven om det faldende merudbytte synes det imidlertid at være en overordentlig krævende opgave. Konklusionen er, at Vandmiljøplanens kvælstofmål synes at stride imod et økonomisk begrundet ønske om at øge den animalske produktion. Opgaven med at opfylde Vandmiljøplanens kvælstofmål synes dermed at være større end almindeligvis antaget. P-scenarier Med hensyn til fosfor er spørgsmålet ikke, om P-overskuddet har den ene eller den anden størrelse. Spørgsmålet er, om det overhovedet lader sig gøre at skaffe balance på P-regnskabet på markniveau. Det er nemlig det spørgsmål, der afgør hvorvidt ophobning af P med efterfølgende udvaskning kan undgås. Det er i rapporten vist, at der er et kritisk antal dyreenheder per hektar over hvilket P-balance i markregnskaberne ikke er mulig, idet husdyrgødningen indeholder mere fosfor, end planterne kan optage. En foreløbig beregning viser, at det kritiske antal er 0,84 DE per ha landbrugsjord med den nuværende fodereffektivitet mht. fosfor. Eftersom dyretætheden i dansk landbrug ligger over denne grænse, er i dag ikke muligt at undgå, at fosfor ophobes i landbrugsjorden. Sammenligning mellem konventionelt og økologisk landbrug Det økologiske landbrug er i hovedsagen et kvægbrug, og spørgsmålet er derfor, hvorledes et økologisk kvægbrugs N-regnskab ser ud sammenlignet med et konventionelt med samme per hektar produktion. Et økologisk kvægbrug synes at være væsentlig mere kvælstofeffektivt. Som følge heraf vil en øget økologisering af dansk landbrug (kvægbrug) virke i retning af et nedsat N-overskud. Eftersom et økologisk jordbrug i tilgift medfører en oplagring af organisk bundet kvælstof i humus i højere grad end et konventionelt, betyder det, at udledning af kvælstof til omgivelserne reduceres ved øget økologisering, ikke alene fordi N-overskuddet reduceres, men også fordi den del af overskuddet, der tabes til omgivelserne reduceres. Det har i denne undersøgelse ikke været muligt at udvikle en metode, der direkte beregner N-overskuddet som funktion af økoforholdet. Det er imidlertid gjort indirekte ved at beregne de interne effektiviteter i seks udvalgte scenarier med to forskellige økoforhold se Tabel 12. 11

Resumé og konklusion Usikkerheder N-, P- og K-strømmene i dansk landbrug i 1997/98 er bestemt med en nøjagtighed på ca. 10 procent. Det har været muligt at opdele strømmene så detaljeret, at der kan estimeres en fodereffektivitet for hver af dyregrupperne kvæg, svin og andre dyr. N-, P- og K-strømmene i den økologiske del af dansk landbrug er bestemt på basis af et noget mindre nøjagtigt datagrundlag. Disse strømme er derfor bestemt med større usikkerhed. Det skønnes, at usikkerheden i de økologiske N-regnskaber er omkring 25 procent. 2.2 Konklusion Udledningen af kvælstof fra dansk landbrug var omkring 480 Mkg N/år på det tidspunkt, Vandmiljøplanen blev vedtaget. I slutningen af 1990erne var udledningen omkring 387 Mkg N/år. Skal udledningen af kvælstof fra dansk landbrug nedsættes til 240 Mkg N/år, kræver det, at den resulterende kvælstofeffektivitet hæves fra det nuværende niveau på 0,33 til omkring 0,44 for blot at opretholde landbrugsproduktionen på niveauet i slutningen af 1990erne. Det kan ikke udelukkes, at det er muligt at opnå en sådan effektivitetsforbedring, idet der findes hidtil oversete muligheder herfor, men det er givet, at det er en overordentlig krævende opgave. Det synes udelukket, at det er muligt at øge den animalske produktion væsentligt og samtidig opnå en halvering af udledningen af kvælstof. Dermed synes Vandmiljøplanens mål med hensyn til kvælstof at stride imod et økonomisk begrundet ønske om at øge den animalske produktion, eller blot opretholde den på det nuværende niveau. Opgaven med at opfylde Vandmiljøplanens mål er dermed større, end man almindeligvis har forestillet sig. Dyretætheden i dansk landbrug overstiger i dag den grænse, over hvilken det er umuligt at opnå fosforbalance i marken med den nuværende fosforfodereffektivitet. Lige som der er et betydeligt fosforoverskud i dansk landbrug (36 Mkg P/år) er der et betydeligt kaliumoverskud (75 Mkg K/år), hvis miljømæssige konsekvenser endnu ikke er belyst. Kvælstofoverskuddet i et økologisk kvægbrug er væsentligt mindre end i et tilsvarende konventionelt. 12

Metode 3 Metode 3.1 Indledning Metoden belyses bedst ved eksempler, der er så enkle, at de kan hovedregnes. Forstås sådanne eksempler til gavns, er det til gengæld ikke vanskeligt at generalisere til mere indviklede systemer, eller netværk af systemer. Vi forestiller os et system anbragt i en kontrolkasse i hvilken vi holder regnskab med, hvad der går ind og ud. Går der i en nærmere fastsat periode, f. eks. et år, 100 enheder ind og 80 ud, så er kassens beholdning steget med 20 enheder i løbet af året. Vi tegner kontrolkassen som et rektangel med en beholdning og strømmene som pile. Figuren viser, hvad der er input, output og beholdninger. 6\VWHP 8EDODQFHUHW,QSXW ; 6\VWHP ' Q VH U J P 6 \ VWH 2XWSXW ;: 6\VWHP: 8EDODQFHUHW Figur 1. Skitse til støtte for teksten Ligningen D = X0,1 X1,W er den ligning vi alle bruger, når vi afstemmer saldoen på en (bank)konto. Det er samtidig den ligning, der er rygraden i alle økonomiske såvel som økologiske modeller. Det er den fundamentale balanceligning, der siger: Beholdningsændringen (D) i en vis periode, for eksempel et år, er lig med summen af alle input (X0,1) minus summen af alle output (X1,W) i løbet af året. 13

Metode Vi kan forestille os systemer, i hvilke beholdningsændringen på venstre side af lighedstegnet er lille i forhold til leddene på højre. I så fald har vi, at summen af alle input næsten er lig med summen af alle output. Systemer for hvilke det gælder, siges at være næsten stationære, fordi deres beholdning næsten ikke ændrer sig med tiden og i øvrigt slet ikke set over lang tid. Landbrugssystemer er sådanne næsten stationære systemer. Vel er der midlertidige beholdningsændringer, men i det lange løb går der lige så meget ud af som ind i ethvert tænkeligt landbrugssystem. Landbrugssystemet betragtes som et termodynamisk system, der deler et input af ressourcer i to, nemlig en del der er nyttig eller ønskelig og en del, der hverken er nyttig eller ønskelig, fordi den tabes til omgivelserne.,qsxwdiq\wny OVWRI ; /DQGEUXJHW ;: ;.Y OVWRILSURGXNWHU SURWHLQ.Y OVWRIRYHUVNXG WDE Figur 2. Input af nyt kvælstof = kvælstof i produkter + kvælstofoverskud System 0, hvorfra det nye kvælstof kommer, og hvortil kvælstoffet i produkter går, ligger over og på begge sider af kassen. System W, hvortil tabet går, ligger under. Det betragtede, balancerede system er system Nr. 1. Hermed har vi ligningen for næsten stationære systemer, input = output: X 0,1 = X1,0 + X1,W Vi har således tre variable og én ligning. Vi kan skaffe os yderligere en ligning, hvis vi samtidig indfører en ny variabel, nemlig systemets effektivitet. Ligningen er den ligning, der definerer den: Output af N i produkter Effektivit eten = input af nyt N eller i symboler: 14

Metode X1,0 a = X0,1 Dermed har vi fire variable og to ligninger. Det betyder, at vi kan beregne to variable som funktion af de to andre. Måler vi disse to, er det let at beregne de to første, nemlig ved at løse to ligninger med to ubekendte. De variable er enten ubekendte eller bekendte, enten beregnede eller målte. Eller bedre: De er enten output fra eller input til den simple model. Vi kan blande de variable vilkårligt, men for at få en model ud af det, skal der (i dette tilfælde) være to i hver gruppe. 3.2 Hvad-nu-hvis? Naturrådet har valgt at lade produktionens størrelse (X1,0) og effektiviteten (a) være input til regnestykket. Nyt kvælstof (X0,1) og kvælstofoverskuddet (X1,W) er dermed output, dvs. beregnede størrelser. Lad os antage, at vi har målt, hvor meget kvælstof systemet per år modtager ude fra, og hvor meget der eksporteres med produkter. Vi kan nu stille en række hvad nu hvis spørgsmål om, hvad der sker med systemet, hvis én eller flere af de variable ændres. Det er lettest at belyse dette ved et simpelt og realistisk eksempel, nemlig kvælstofregnskabet for dansk landbrug i et aktuelt driftsår, her valgt til 1997/98. ; /DQGEUXJHW 0NJ1 ;: ;: Figur 3. Det resulterende N-regnskab for dansk landbrug 1997/98. A=2,69 Mha Systemets resulterende effektivitet er 192/579 = 0,33, dvs. der produceres 33 enheder for hver gang der tilføres 100. Vi kan nu spørge: Hvordan vil det gå med overskuddet, hvis vi producerede 200 Mkg N med en effektivitet på 0,40? Svaret er givet i nedenstående figur. Først beregnes inputtet som 200/0,40 = 500, så overskuddet 500 200 = 300 Mkg N. Produktionen stiger (fra 192 til 200 Mkg N), men alligevel falder overskuddet (fra 387 til 300 Mkg N). 15

Metode /DQGEUXJHW 0NJ1 Figur 4. Produktionen stiger til 200 Mkg N/år, effektiviteten til 0,40 og overskuddet falder til 300 Mkg N/år, sml. Figur 3 Med uændret effektivitet er produktion og forurening koblede, således at en stor og stigende produktion uvægerlig medfører en stor og stigende forurening. Vi kan afkoble denne sammenhæng ved at øge effektiviteten. Øger vi den tilstrækkelig meget, sker der en fuldstændig afkobling, således at vi, som vist i eksemplet, får en større produktion samtidig med en mindre forurening. Tilbage til 1997/98, hvor N-overskuddet var ca. 387 Mkg. I 1986/87, da Vandmiljøplanen blev vedtaget, var overskuddet omkring 480 Mkg N, der ifølge planens ånd og bogstav skal halveres, dvs. ned på 240 Mkg N. Vi kan nu spørge: Hvor stor skal effektiviteten være, hvis det mål skal nås, for fastholdt landbrugsproduktion? Det overordnede regnskab skal i så fald se således ud: /DQGEUXJHW 0NJ1 Figur 5. Uændret produktion og en halvering af overskuddet i forhold til 1986/87 Effektiviteten er 192/432 = 0,44. Vandmiljøplanens mål kan derfor nås, hvis vi hæver landbrugssystemets resulterende effektivitet fra de nuværende 0,33 til 0,44 og fastholder landbrugsproduktionen. Men der er naturligvis mange andre kombinationer af produktion og effektivitet, der opfylder kravet til kvælstofudledningen. 3.3 Kombination af to komponenter Figur 3 er fremkommet på basis af oplysninger i landbrugsstatistikken. Denne hovedbalance er også beregnet af Kyllingsbæk (2000), der beregner overskuddet for 16

Metode 1997/98 til 380 Mkg N. Det er hovedbalancen for dansk landbrug under ét, dvs. en blanding af konventionelt og økologisk landbrug. Den detaljerede N-balance, og dermed også hovedbalancen for den økologiske komponent af dansk landbrug, er beregnet i nærværende undersøgelse, se Kapitel 5. Resultatet er gengivet i Figur 6. NRODQGEUXJHW 0NJ1 Figur 6. Hovedbalancen for den økologiske komponent i dansk landbrug 1997/98 i Mkg N/år. A=0,038 Mha. Kender vi det resulterende N-regnskab og regnskabet for den ene komponent, er det let at beregne regnskabet for den anden. I Scenario 0 (1997/98) er kun 1,4 procent af landbrugsarealet økologisk dyrket. Forestillede vi os at komponenterne per hektar var ensartede, lader det sig gøre at beregne, hvorledes det resulterende regnskab ville komme til at se ud, dersom en større andel, f. eks. 10 procent, var økologisk, samtidig med at produktionen og effektiviteten blev fastholdt og samtidig med at landbrugsarealet indskrænkedes fra 2,69 til 2,50 Mha. Først beregnes den produktion, der skal præsteres af den nu (arealmæssigt) mindre konventionelle komponent: 192 0,1*2,5*24 = 186. Hvis denne produktion foregår med uændret effektivitet, har vi inputtet 186/0,33 = 564 og dermed et overskud på 564 186 = 378..RQYODQGEUXJ NROODQGEUXJ /DQGEUXJHW 0NJ1 0NJ1 0NJ1 Figur 7. Det resulterende N-regnskab er summen er regnskaberne for den konventionelle og den økologiske komponent 17

Metode Selv om overskuddet per ha i den økologiske komponent kun er ca. halvdelen af, hvad det er i den konventionelle, stiger det resulterende overskud. Det gør det som følge af, at vi har forlangt, at produktionen fastholdes. Med andre ord: Når vi i en blanding af to komponenter med forskellig effektivitet øger andelen af komponenten med den laveste effektivitet, stiger overskuddet for fastholdt produktion. Stillede vi os tilfredse med kun at regne på hovedbalancen, er det i princippet ingen sag at beregne hovedbalancen for ethvert tænkeligt scenario, enhver tænkelig kombination af de to komponenter med krav til landbrugsproduktionens samlede størrelse og effektiviteterne i de to komponenter. Det er kun et spørgsmål om at holde rede på, hvad vi har af ligninger samt hvilke variable vi vil måle, og hvilke vi vil beregne. Det er gjort i en lidt udvidet form i Kapitel 6: Scenarier. Problemet med kun at regne på hovedbalancen er, at vi arbejder med et ubelyst system. Vi ved ikke, hvad der foregår inde i systemet, vi ved ikke hvordan den resulterende effektivitet afhænger af landbrugspraksis, dvs. af de interne effektiviteter. I det følgende kapitel detaljeres hovedbalancen hvorved systemets struktur (nøgletallene) kommer til syne, samtidig med at grundlaget for scenarieberegningerne skabes. 3.4 Generelle bemærkninger om metoden Beregningerne hviler på noget, der ikke er til diskussion, nemlig naturlovene og matematikken. Vi beskriver stofstrømme gennem landbrugssystemet i et dobbelt bogholderi akkurat som man gør det, når det drejer sig om penge. Vi går et skridt videre, idet vi knytter det dobbelte bogholderi sammen med den klassiske input-output analyse. Det giver en skudsikker metode og model, der kan bruges på to måder: På den første måde bruger vi kun balanceligningerne. Det er bagud -måden, som vi bruger til at udarbejde historiske regnskaber. Når vi har udarbejdet et sådant regnskab, afleder vi nøgletallene. Hertil er resultaterne ubestridelige, for så vidt som vi kan stole på de statistiske oplysninger og i øvrigt har brugt korrekte NPK-koncentrationer. På den anden måde, den vi bruger til at beregne fremtidige regnskaber, bruger vi foruden balanceligningerne de ligninger, der definerer nøgletallene. Derved bliver de fremtidige regnskaber funktioner af input og nøgletal. Det vil sige, at vi kan få et hvilket som helst regnskab frem ved at ændre input og nøgletal. Som et særtilfælde kan vi få Scenario 0 regnskabet frem. Vi kan herefter bruge den som model, når blot vi er opmærksomme på, at den kun er en god tilnærmelse inden for en passende lille omegn af udgangspunktet (Scenario 0), idet ligningerne er lineære. At ligningerne er lineære betyder, at N-udbyttekurverne i plante- og husdyrproduktionen regnes at være lineære. Det er de ikke i hele forløbet, men i en passende lille omegn af udgangspunktet er antagelsen om linearitet en god tilnærmelse. Alle de gennemregnede scenarier opfylder betingelsen om at befinde sig inden for en passende lille omegn af udgangspunktet. 18

Dansk landbrug i 1997/98 4 Dansk landbrug i 1997/98 (Scenario 0, status) 4.1 Indledning Ved hjælp af statistiske oplysninger om de varer, landbruget indkøber, høster og bortsælger, samt oplysninger om N, P og K-indholdet i varerne, lader det sig beregne, hvor meget N, P og K, der forlader landbruget med produkterne. Inputtet af nyt kvælstof til landbruget minus outputtet i produkter kaldes kvælstofoverskuddet. Normalt forbinder vi noget positivt med ordet overskud, idet vi går ud fra, at et overskud er noget vi kan lægge til vores beholdning. Det er imidlertid ikke tilfældet med kvælstofoverskuddet. Det kan ikke lægges til nogen beholdning, tværtimod skal det trækkes fra. Det er et regulært tab af kvælstof i det omfang det ikke oplagres i jorden, ikke et overskud. Når vi alligevel har valgt at bruge ordet kvælstofoverskud, skyldes det dels, at ordet efterhånden er indarbejdet i sproget, dels at de analoge ord, fosforoverskud og kaliumoverskud giver bedre mening, for så vidt som disse overskud faktisk i vidt omfang lægges til agerjordens beholdning. Problemet er blot, at beholdningerne løber over, når de bliver for store. Vi kan derfor ikke til stadighed have en positiv beholdningsændring af for eksempel P i jorden, for på et tidspunkt vil vi nå et mætningspunkt, en ny stationær tilstand, i hvilken input er lig med output. Det ville være en katastrofe for vandmiljøet, hvis det gik så galt. Om N-overskuddet ved vi, at det skal nedbringes fra ca. 480 Mkg N/år til det halve, altså 240 Mkg N/år. Om P-overskuddet ved vi, at det principielt bør være nul, og måske endda sine steder negativt over en årrække for at opsuge det akkumulerede P-overskud. Som vist i Kapitel 3 kan ét enkelt system behandles som et system af to sammenhørende lineære, meget enkle ligninger. Kan man behandle matematikken i et enkelt system, har man nøglen til at gøre det samme i et hvilket som helst netværk af systemer, der lige som systemet som helhed, består af systemer, der balancerer samtidig til enhver tid. Matematisk svarer det til at gå fra to ligninger med to ubekendte til n ligninger med n ubekendte. I netværket svarer det til, at vi har mere end ét system, vi har netværk af systemer. I Kapitel 3 fremhævedes det vigtige nøgletal: den resulterende effektivitet. Den indgår som én af de to nødvendige variable i scenarieberegningerne. Den resulterende effektivitet er resultatet af et samspil mellem undersystemernes interne effektiviteter. I N-regnskabets tilfælde er det i hovedsagen et samspil mellem tre effektiviteter, nemlig 1) planternes N-optagelseseffektivitet fordelt på ikke-fikserende og fikserende planter, 2) fodereffektiviteten med hensyn til N for kvæg, svin og andre dyr og 3) effektiviteten af N i husdyrgødningen Det er let at gætte sig til en højere resulterende effektivitet, men hvis det ikke kan begrundes i ændringer i de bagvedliggende interne nøgletal er gættet ikke meget værd. 19

Dansk landbrug i 1997/98 For at få et indblik i, hvorledes de interne nøgletal bestemmer regnskabet, og dermed også den resulterende effektivitet, er det nødvendigt at detaljere regnskaberne og forstå dem som netværk af undersystemer. Vi begynder med N-regnskabet i 1997/98 for dansk landbrug. Bag hovedbalancen i Figur 3 ligger et system af sammenhørende balancer, dvs. et netværk af strømme og beholdninger. Det enkleste netværk, vi kan komme på, består af to undersystemer i samspil, nemlig et mark- og et staldsystem: Nyt kvælstof Handelsgødning, fiksering og nedbør Importeret foder Kvælstof (protein) i vegetabilske produkter Mark Udsæd Foder Stald Returprodukter Kvælstof (protein) i animalske produkter Husdyrgødning Overskud Overskud Kvælstof i omgivelserne Figur 8. Landbrugets kvælstofregnskab forstået som et samspil af to undersystemer På dette detaljeringsniveau er fremstillingen imidlertid for grov til at kunne bruges i praksis. For det første gør netværket det ikke muligt at tage ammoniakfordampningen i regning. For at få det atmosfæriske nedfald korrekt med i input-output modellen er det nødvendigt at arbejde med tre systemer ud over mark- og staldsystemerne. Figur 9. N-regnskabet (Mkg N per år) i dansk landbrug på mark- og staldniveau i 1997/98 20

Dansk landbrug i 1997/98 System 9, ammoniakudledning, modtager udledningen fra mark og stald og fordeler nedfaldet i en strøm tilbage til systemet selv og en strøm ud af system 10 forener nedfaldet ude fra med nedfaldet inde fra. System 12 samler tabene. For det andet kan vi endnu ikke definere nøgletal, der er operationelle, dvs. nøgletal der ligner dem, vi normalt bruger. Det samlede N-overskud på 387 Mkg N/år er nu opdelt på tre poster, nemlig 283 Mkg N/år fra markerne, 34 M kg N/år fra staldsystemet og 70 Mkg N/år, der via luften eksporteres ud af systemet og deponeres uden for. Bemærk at hovedbalancen i Figur 9 er nøjagtig den samme som i Figur 3, nu er den blot opdelt på flere poster. Tabel 1. Hovedbalancen for netværket i Figur 9 1997/98 Mkg N Handelsgødning, udsæd og fiksering 349 Indkøbt foder (inkl. returprodukter) 208 Nedfald ude fra 22 INPUT I ALT 579 Vegetabilsk produktion 86 Animalsk produktion 106 PROD. OUTPUT I ALT 192 OVERSKUD 387 Resulterende effektivitet 0,33 Det er imidlertid for stor en forenkling at beskrive marksystemet som ét undersystem. I det mindste må vi have et undersystem for ikke-fikserende og et for fikserende planter. Derudover må der skelnes mellem N, P og K høstet og efterladt. System 1 i Figur 9 bliver til tre systemer som vist i venstre side i Figur 10. På tilsvarende måde må system 5 i Figur 9 detaljeres, idet kvæg har en fodereffektivitet med hensyn til N, P og K der er forskellige fra svins fodereffektivitet, der igen er forskellige fra andre dyrs. System 5 i Figur 9 bliver til et samspil af 15 undersystemer som vist i højre side af Figur 10. Det således udvidede staldsystem modtager en strøm af foder inde fra og en ude fra. Foderet opdeles i grovfoder og kraftfoder, der hver for sig fordeles på en bestemt måde til dyrene, som vi har delt op i tre grupper, nemlig kvæg, svin og andre dyr. N, P og K i den samlede foderstrøm strømmer således gennem dyrene og ender i kød (levende og døde dyr), mælk, æg og husdyrgødning. Der er ingen andre udveje. Bemærk at 21

Dansk landbrug i 1997/98 hovedbalancen i Fig. 10 er den samme som i Figur 3. Nu er den blot delt op på flere poster. Herefter ser hovedbalancen ud som vist i Tabel 2. Figur 10. Den detaljerede N-balance for dansk landbrug i Mkg N i regnskabsåret 1997/98 Tabel 2. Hovedbalancen for netværket i Fig. 10 1997/98 Mkg N Handelsgødning og affald 297 Fiksering 44 Indkøbt foder (inkl. returprodukter) 208 Nedfald ude fra 22 Udsæd 8 INPUT I ALT 579 Vegetabilsk produktion 86 Mælk 25 Levende dyr 79 Æg 2 Animalsk produktion i alt 106 PROD. OUTPUT I ALT 192 OVERSKUD 387 Resulterende effektivitet 0,33 Det er imidlertid ikke hovedbalancen, der er interessant. Det interessante er nøgletallene, herunder især de interne effektiviteter. Det er nemlig disse effektiviteter, der bestemmer systemets resulterende effektivitet. 22

Dansk landbrug i 1997/98 Fig. 10 indeholder 54 interne output fra 21 undersystemer i samspil, hvor eksemplet i Kapitel 3 kun indeholdt to output og et enkelt system, men melodien er hele tiden den samme. Analysen fra Kapitel 3 anvendes uden forandring 21 gange i stedet for kun 1. Resultatet er en input-output model, der virker forlæns såvel som baglæns. At den virker baglæns vil sige, at den kan regne på, hvad der allerede er hændt, altså historiske regnskaber. Vi reproducerer således regnskabet i det år, kalibreringen finder sted. Vi måler så mange ubekendte, at vi har netop én ubekendt tilbage i hvert undersystem. Gives de målte værdier som input til modellen (baglæns rettet) er systemet bestemt. Vi kender, har enten målt eller beregnet alle strømme og bestemt alle nøgletal (som afledte størrelser) defineret på en af os valgt entydig måde. Når modellen virker baglæns, består den af 21 sammenhørende balanceligninger med 21 ubekendte, en i hvert undersystem som vi ikke måler, men beregner af balancen. Vi kan imidlertid også vælge, at betragte alle output fra undersystemerne som ubekendte. Der er 54, og der er derfor brug for 54 ligninger. De 21 har vi allerede, resten er ligninger, der definerer 33 nøgletal. (I Kapitel 3 havde vi kun to output og derfor kun to ligninger. Den ene var balanceligningen, den anden den ligning, der definerer systemets resulterende effektivitet.) Idet modellen i Fig. 10 er kalibreret på statistiske oplysninger (målinger) har vi nu en model, med hvilken vi kan beregne ethvert muligt fremtidigt og ethvert historisk regnskab. Modellen er en input-output model af den klassiske Leontiefske type. Regnskabet i netværket i Fig. 10 gengives i form af en input-output tabel. Den læses som en økonomisk input-output tabel og adskiller sig fra sådanne kun derved, at der er tilføjet et ubalanceret, givende system allerførst og et modtagende system allersidst, i øvrigt analogt til det varme og det kolde reservoir i termodynamikken. 4.2 Kalibrering af input-output modellen Opgaven er at bestemme så mange strømme og nøgletal, at ligningssystemet lukker sig og beregner de ubekendte. Dermed er systemet bestemt i udgangspunktet, dvs. modellen er kalibreret og låst fast på et sæt målinger. Danmarks Statistiks landbrugsstatistik er et helt uundværligt datamateriale, omfattende, konsistent og klart sat op. Der er i detaljer gjort rede for, hvor landbrugsvarerne bliver af. I princippet bestemmes f. eks. en N-strøm ved at gange samtlige varer, der indgår i strømmen, med de tilhørende N-koncentrationer og summere over alle varer i strømmen. I det følgende beskrives, hvorledes vi er kommet frem til den ovenfor omtalte N-balance for dansk landbrug 1997/98. 4.3 Kvælstofregnskabet for dansk landbrug 1997/98 Systemet er dansk landbrug bestående af en blanding af konventionelt og økologisk landbrug. Vi tænker os marker og dyr i en kontrolkasse, der når ca. 1 m under jordoverfladen og 5-10 m op. Til siderne har vi resten af verden, dvs. systemer uden for dansk landbrug. Det betragtede tidsrum er et år, nemlig fra midten af året 1997 til 23

Dansk landbrug i 1997/98 midten af 1998 i udgangsregnskabet. Beregningen af N, P og K-regnskaberne finder sted i et regneark bestående af syv sammenhørende ark, nemlig TABEL 0: NPK-indhold i landbrugsvarerne TABEL 1: Areal, udbytte og anvendelse TABEL 2: Importeret foder og foderforbrug i alt TABEL 3: Animalsk produktion TABEL 4: Fiksering TABEL 5: Øvrige input TABEL 6: Input-output tabel I det følgende gennemgås tabellerne hver for sig. TABEL 0: NPK-indhold i landbrugsvarerne Oplysningerne om næringsstofindhold i de forskellige landbrugsvarer er hentet i Foderstoftabellen (1997). Oplysninger om næringsstofindhold i kød stammer fra Sibbesen (1990). Oplysninger om gartneriprodukter stammer fra U.S. Standard Reference for Nutrients. Selvom der findes holdepunkter for, at den kemiske sammensætning af planter og dyr varierer alt efter tilstedeværelse af gødning og foder mv., har vi valgt at gøre en "alt andet lige" betragtning på dette punkt, selvom proteinkoncentrationen i korn stiger med stigende mængde kvælstofgødning, og selvom en fed gris formentlig har en andet fosforkoncentration end en mager, etc. Med hensyn til næringsstofindholdet i husdyr støtter vi os til de beregninger, som er udført af Sibbesen (1990) gældende for repræsentative dyr i det konventionelle landbrug, idet vi dog anvender samme koncentrationer inden for hver art, altså uanset dyrenes alder. I økologisk såvel som konventionelt landbrug ses nye dyretyper såsom vildsvin, skotsk højlandskvæg, hjorte, større slagtesvin m.v. Vi er ikke bekendt med undersøgelser af disse nye dyretypers stofsammensætning, dvs. deres indhold af N, P og K. Ud fra de oplysninger, som findes i Sibbesen (1990), bedømmer vi, at den størrelse, som kan variere mest, er fosfatkoncentrationen. Det ser ud til at fosforindholdet varierer mere med størrelsen af arten end størrelsen indenfor arten, dvs. en okse har større fosforindhold end en gris, men små dyr indenfor samme art har stort set samme fosforindhold som de tilsvarende voksne dyr. TABEL 1: Areal, udbytte og anvendelse I samme format som i TABEL 0 indeholder TABEL 1 oplysninger om fysiske og høstede arealer. Forskellen er de arealer på hvilke der høstes mere end en gang om året. Endvidere indføres den i landbrugsstatistikken oplyste høst inden for hver af de 11 24

Dansk landbrug i 1997/98 plantekategorier hvoraf de fire, herunder korn og græs og grønfoder, der er underopdelt i syv underkategorier. Høsten er opgjort i Mkg af de mange forskellige vegetabilske varer, og opgaven er at gøre rede for, hvor varerne bliver af. I det omfang de ikke lægges på lager, er der følgende udveje: Bortsolgt, foder eller svind. 8GE\WWH 0NJ1 %RUWVROJW )RGHU 6YLQG Figur 11. Skitse til støtte for teksten Balanceligningen er Startbeholdning slutbeholdning = udbytte bortsolgt foder svind Med hensyn til korn er oplysningerne så fyldige, at det er muligt at opstille et ret præcist kornregnskab og dermed gøre rede for anvendelsen af hvert kg kerne. For de øvrige varers vedkommende er de statistiske oplysninger mere sparsomme. Med en kombination af almindelig viden om de pågældende vares normale anvendelse og oplysninger om foderforbruget af disse varer, er der opstillet et fast skema for varernes anvendelse. Regnskabet i Mkg varer ganges med koncentrationerne, der står ordnet efter plantekategorier på akkurat samme måde i TABEL 0. Først ganges med den første søjle, hvilket resulterer beregning af N-strømmene, derefter med den anden søjle, hvilket giver P-strømmene osv. Når det er gjort, ved vi (omtrentligt) hvor meget N, der er høstet, og hvor det er blevet af. I 1997 var der ca. 356 Mkg N i høsten, hvoraf 263 Mkg N blev sat til side som foder, mens kun 234 Mkg N faktisk blev indfodret. Bortsolgt blev 86 Mkg N, hvoraf de 8 er udsæd. TABEL 2: Importeret foder og foderforbrug i alt TABEL 1 omhandler kun det hjemmedyrkede foder. Dertil kommer fodermidler med oprindelse uden for dansk landbrug, herunder fisk og vegetabilier dyrket i udlandet. Dertil kommer yderligere returprodukter, dvs. produkter der stammer fra dansk landbrug selv, og som derfor skal medregnes som hjemmedyrket foder. 25