Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Tema 17: Drivhusgasser


Det er omstændigt at måle udledning af lattergas i marken. Kamre sættes på en ramme placeret i hver forsøgsbehandling. Gasprøver udtages flere gange i løbet af 1-2 timer, hvorefter kamrene flyttes. Foto: Søren O. Petersen.

Hovedpointer

  • Drivhusgasser i landbruget omfatter kuldioxid (CO2), metan (CH4) og lattergas (N2O). For at beregne et samlet klimaaftryk omregnes metan og lattergas til CO2-ækvivalenter, så bidragene fra de tre gasser kan lægges sammen.
  • Klimaaftrykket beregnes ofte som udledningen af drivhusgas divideret med aktuelt markudbytte. Det betyder, at klimaaftrykket kan reduceres ved at øge udbytterne, alt andet lige.
  • Udledning af lattergas fra markerne er knyttet til N-holdige gødninger og planterester, hvis omsætning kan fremkalde iltfrie områder i jorden.
  • Udledning af lattergas kan ikke undgås, men den kan reduceres bl.a. gennem biogasbehandling af de organiske gødninger, opretholdelse af god jordstruktur og overfladisk jordbearbejdning.
  • Et lavt C/N-forhold i biomassen øger risikoen for produktion af lattergas. Derfor er timing mellem N-mineralisering og afgrødens N-optagelse vigtig. Når N er optaget i den levende afgrøde, kan det ikke omdannes til lattergas før afgrøden dør.

Kuldioxid, metan og lattergas


Kuldioxid (CO2): Frigives ved nedbrydning og omsætningen af organisk stof i jorden. Tabet af kulstof modvirkes gennem tilførsel af organiske gødninger, kompost og halm samt brug af efterafgrøder og flerårige kløvergræsmarker. (→ Se mere tema 18).  

Metan (CH4): Vurderes at være ca. 25 gange kraftigere end CO2 (100 års tidshorisont). Dannes når mikroorganismer omsætter organisk stof under iltfrie forhold. Processen sker under drøvtyggernes fordøjelse og i iltfattige gødningslagre. Metan fra gødning kan opsamles ved behandling i biogasanlæg. Her omtales kun risikoen for udledning, når en grønmasse hældes direkte i gyllebeholdere (→ se også tema 10).

Metan i atmosfæren nedbrydes hurtigere end både lattergas og kuldioxid. Med en tidshorisont på 20 år i stedet for 100 år er klimaeffekten af metan ikke 25, men 84 gange kraftigere end CO2. Det betyder, at metan-reduktioner har særlig stor værdi i forhold til at mindske den globale opvarmning på kort sigt.

Lattergas (N2O): Vurderes at være knap 300 gange kraftigere end CO2 (100 års tidshorisont). De største kilder til udledning er N-holdige gødninger og planterester. Flere processer kan føre til produktion af lattergas, men den vigtigste er denitrifikation, hvor N2O er et frit mellemprodukt i omdannelsen af nitrat (NO3-) til frit kvælstof (N2).

Der er størst risiko for udledning af lattergas under nedbrydning af gødning og planterester, som lokalt kan føre til iltfattige forhold i jorden. Lattergas produceres i grænseflader mellem jord og gødning/planterester. Hvor stor udledningen bliver bestemmes af mikroorganismernes adgang til ilt, nitrat og nedbrydeligt organisk stof.


Forsøgsanlæg med 8 gyllebeholdere, hver 6,5 m3. De anvendes til at undersøge udledningen af bl.a. drivhusgasser fra gylle og andre gødninger. Foto: Søren O. Petersen.


Klimaeffekt af dyrkningssystem


  Udledningen per ton kerne er størst i de ugødede marker (1)

Dette eksempel viser målinger og beregninger over 19 år i det langvarige sædskifteforsøg på Foulum og 39 år i de langvarige DOK-forsøg i Schweiz.

Resultatet er vist både pr. hektar og pr. ton kerne, hvilket er de to måder, udledningen kan opgøres på.

  • I de fleste af systemerne udgør C-tabet fra jordpuljen den største kilde til drivhusgasudledning (→ se også tema 18).
  • Målt pr. ton korn har de gødede behandlinger den laveste udledning.
  • Analysen viser, at drivhusgasudledningen i de gødede økologiske systemer ligger på niveau med udledningen fra de konventionelle systemer.

Kon=konventionelt
Øko=økologisk
Min= mineralsk gødning
Hug= husdyrgødning (fast+gylle)
Gy=gylle
Grøn= helårsgrøngødning i sædskiftet    
De tre økologiske systemer på Foulum 
var alle med efterafgrøder


Klimaeffekt af gødninger


 Positive resultater af afgasset gylle og ensilage af kløvergræs på merudbytter og klimaeffekt (2)
Et forsøg på Foulum målte drivhusgasudledningen under lagring af forskellige gødninger og den efterfølgende gødningsværdi i markforsøg med vårbyg. Der var store forskelle mellem gødningstyperne.

  • Ubehandlet gylle var den største kilde til drivhusgasser, mens afgasset gylle udledte markant mindre.
  • Ensilering af kløvergræs til en mobil grøngødning forhindrede næsten tab af drivhusgasser under lagringen, og den samlede klimabelastning var den laveste blandt de testede organiske gødninger (→ se også tema 10). 


Reduktion af udledning af lattergas


 Tidlig udbringning af husdyrgødning når temperaturen er lav (3)
Lav temperatur hæmmer jordens kvælstofomsætning. Det betyder, at produktionen af lattergas forsinkes, hvis husdyrgødning udbringes tidligt i vækstsæsonen. Risikoen er dog, at udledningen blot udsættes, hvis ikke der er planter til at samle kvælstoffet op. Tidlig udbringning er derfor primært et virkemiddel i etablerede afgrøder.

 God kontakt mellem jord og gødning kan mindske risikoen for lattergasudledning (4,5)
God opblanding af gødning og jord vil mindske omfang og varighed af iltfattige forhold under den efterfølgende nedbrydning. Det mindsker også risikoen for lattergasudledning. Kontakt mellem jord og gylle afhænger både af gødningens egenskaber og udbringningsmetode. Forsøg har vist en bedre infiltration af nedfældet gylle med harvetand fremfor rulleskær på gyllenedfælderen.

 Biogasbehandling reducerer dannelse af lattergas i jorden (3)
Behandling af husdyrgødning i biogasanlæg fjerner letnedbrydeligt organisk stof. Omsætteligt organisk stof har betydning for udbredelsen af iltfattige forhold i jorden efter udbringning - og for risikoen for lattergasdannelse.

Et markforsøg på Foulum gav en 20-40% reduktion i udledningen af lattergas fra gylle efter biogasbehandling. Bedre infiltration såvel som et mindre behov for ilt til nedbrydningen betyder, at en større andel af kvælstofomsætningen sker under iltede forhold.

En god jordstruktur mindsker udledningen af lattergas (6)
Målinger på Foulum viste, at betingelserne for gastransport i øverste 5 cm jordlag ved markkapacitet var bedre i et økologisk system med husdyrgødning end i et tilsvarende konventionelt system med handelsgødning. Gastransport er afgørende for iltforsyningen til de dele af jorden, bl.a. gødningsklumper eller planterester, hvor iltfattige forhold ellers kan føre til dannelse af lattergas. Årsagen er formentlig en bedre jordstruktur i systemet med husdyrgødning. En god jordstruktur betyder, at iltbegrænsning bliver mindre udbredt, når det regner.

Planterester er også kilde til produktion af lattergas (7,8)
Undersøgelser ved Foulum har vist, at indarbejdning af en efterafgrøde eller grøngødningsafgrøde kan være en vigtig kilde til lattergas. En af årsagerne til det er, at iltforbruget under nedbrydningen kan føre til iltfattige forhold lokalt omkring planteresterne. Vi mangler mere viden i forhold til at forstå og kontrollere omsætningen af planterester.   

 Overfladisk jordbehandling reducerede udledning af lattergas, hvor der enten var tilbageført halm eller indarbejdet en efterafgrøde af olieræddike (9,10)

Forsøg på Foulum (JB4) i konventionelt dyrket jord.

Det samme mønster som vist i figuren er set efter indarbejdning af olieræddike på den samme jordtype. En mulig forklaring er følgende: Når halm og efterafgrøde omsættes af mikroorganismerne i jorden, kan det føre til iltmangel og dermed lattergasproduktion. Men i den harvede jord, og ved direkte såning, omsættes biomassen tættere ved jordoverfladen, hvor iltforsyningen er bedre.

OBS: Ved tilførsel af klistrede gødninger, f.eks. en mobil grøngødning af ensilage, eller ved indarbejdning i jord med ringe porøsitet, kan risikoen for udledning af lattergas reduceres ved at placere gødningen dybere i jorden. Her vil transportvejen for lattergas op til jordoverfladen være lang, og derfor er der større chance for at lattergas bliver reduceret til frit uskadeligt N2.  


Udledning af metan fra grøngylle


 Risiko for mer-udledning af metan når kløvergræs tilsættes i gylletanken (11)
Udledningen af metan fra ”grøngylle” blev undersøgt i et forsøgsanlæg på Foulum. Sammenlignet med ren kvæggylle gav tilsætningen af kløvergræs til kvæggyllen en kraftig forøget udledning af metan de første par uger og efter omrøring. På baggrund af erfaringerne fra forsøget kan følgende konkluderes:

  • Det sikreste er at behandle kløvergræs i et biogasanlæg, hvor metanen opsamles og udnyttes.
  • Skal græsslæt hældes i gylletanken, er det formentlig bedst at gøre det ved første slæt, mens temperaturen er lav og gyllens mikroorganismer mindre tilpassede dette miljø.
  • Kløvergræsset gav et kraftigere flydelag, 35 cm imod 5 cm for den rene gylle. Det kraftige flydelag tørrede ud og blev velbeluftet. Denne binding af grønmasse i det tørre flydelag kan være årsagen til det store fald i metan-produktionen, som blev målt hen over sommeren. En omrøring fremkaldte mere metan, hvilket skyldes opblandingen af det organiske flydelag med den iltfrie væske.
  • Forskellen mellem med og uden omrøring af kvæggyllen kan skyldes en tilfældig variation ved påfyldning af tankene.

En almindelig overdækning, som reducerer fordampningen af ammoniak, er ikke så effektiv, når det gælder metan.   

 

Forfattere:

Margrethe Askegaard

Sven Hermansen

Claus Østergaard


Alle resultater, som er knyttet til det langvarige sædskifteforsøg, er markeret med 


Andre forskningsresultater og forsøg er markeret med 



Søren O. Petersen uddyber: