Baljväxter en förutsättning för framtidens hållbara jordbruk?

Transkript

1 Baljväxter en förutsättning för framtidens hållbara jordbruk? Erik Steen Jensen Biosystem och teknologi, SLU Alnarp Innehåll Utmaningar för ett hållbart jordbruk Ekosystemtjänster från baljväxter Baljväxter i odlingssystemet växtföljd, samodling,mm 1

2 Jordbrukets utmaningar: Tillräckligt mat (socialt acceptabel diet) med reducerat klimat och miljö påverkan Ökad mångfald i produktionssystem Mångfunktionalitet av grödor och system Förbättrat näringsämne, energi och vatten effektivitet Utveckla agroekologiska systems Nyttja ekosystemtjänster mer effektivt Stoppa jordbrukets expansion Stänga skörd gapet på mark som kan producera mera Skifta diet och reducera matavfall Agriculture at a Crossroads. Key recommendations from the International Assessment of Agricultural Knowledge, Science and Technology for Development Johannesburg, April 2009 Foley, J. et al Solutions for a cultivated planet. Nature, 478. Ekosystemtjänster? De fördelar som människor får från ekosystemen, Tillhandahålla: tex biomassa (mat, fiber, energi) Stödjande: tex N mineralisering från organisk substans Reglerande: tex sjukdomskontrol Kulturella: tex kunskap 2

3 Ekosystemtjänster från baljväxter Produktion av foder- och livsmedelsprotein Biologisk kvävefixering reducerat behov av handelsgödsels-n inom odlingssystemet Diversifiering av odlingssystemet reducerat behov av pesticider Reducerat användande av fossil energi Reducerade utsläpp av växthusgaser Jensen & Carlsson, Svenska Vallbrev nr Ärt Åkerböna Blå sötlupin Trindsäd (+lins, lupin spp, vicker, Phaseolus bönor) 3

4 % av ts Ärt (vit) Åkerböna Blå sötlupin Soja böna Vete Protein Stärkelse Aska 3,5 4,0 3,8 5,9 1,8 Fett 1,1 1,7 5,9 20 1,7 Fibrer 6,0 9,3 16 5,9 2,5 Aminosyror % av protein Lysin 7,3 6,5 5,0 6,2 2,9 Methionin+ 2,3 2,0 2,6 3,1 4,0 cystein Threonin 3,8 3,6 3,9 4,0 3,1 Tryptofan 0,9 0,8 0,7 1,3 1,2 AEP, 2005 Ekosystemtjänster från baljväxter Produktion av foder- och livsmedelsprotein Biologisk kvävefixering reducerat behov av handelsgödsels-n inom odlingssystemet Diversifiering av odlingssystemet reducerat behov av pesticider Reducerat användande av fossil energi Reducerade utsläpp av växthusgaser Markstruktur Jensen & Carlsson, Svenska Vallbrev nr

5 Kväve från N 2 fixering För baljväxten För samodlad gräs i flerårig vall För den följande gröda För markens organisk kväve Optimal synkronisering och 100% nyttjande av N, - men skördvariation 5

6 Ärtskörd i Sverige och EU 4,5 4 3,5 Skörd (t/ha) 3 2,5 2 1,5 1 0, Ca. 1 ton/30 år 1991 År Sverige EU FAOStat 2011 Variationer inom fältet: Ärt,10 ha N 2 fixering Kg N/ha Ärt skörd kg/ha Hauggaard-Nielsen et al 2010, Plant Soil 327,

7 Biomassaproduktion och kvävefixering Trinsäd och foderbaljväxter Peoples et al Ekosystemtjänster från baljväxter Produktion av foder- och livsmedelsprotein Biologisk kvävefixering reducerat behov av handelsgödsels-n inom odlingssystemet Diversifiering av odlingssystemet reducerat behov av pesticider Reducerat användande av fossil energi Reducerade utsläpp av växthusgaser Jensen & Carlsson, Svenska Vallbrev nr

8 AEP 2000 Effekt av ärt på höstvete Reducerad kvävegödsling (20 25%) Reducerade pesticidkostnader (20 25%) Ökad veteskörd (0,8 1 ton/ha) Ekosystemtjänster från baljväxter (exempel) Produktion av foder- och livsmedelsprotein Biologisk kvävefixering reducerat behov av handelsgödsels-n inom odlingssystemet Diversifiering av odlingssystemet reducerat behov av pesticider Reducerat användande av fossil energi Reducerade utsläpp av växthusgaser Jensen & Carlsson, Svenska Vallbrev nr

9 LCA vid introduktion av ärt i växtföljden Barrois (F) CR1: OSR W W wb CR2: OSR W wp W wb Castilla/Leon (E) CR1: S W wb sb CR2: P W wb sb Sachsen-Anhalt (D) CR1: OSR W W W wb CR2: OSR W P W wb Canton Vaud (CH) CR1: OSR W M W OSR W M W CR2: OSR W P W OSR W SB W Legend: OSR: Winter rapeseed, W: Winter wheat, wb: Winter barley, sb: Spring barley P: Spring pea, wp: Winter pea, M: Grain maize, S: Sunflower Source: Växtföljd Saxony-Anhalt, Tyskland Non-renewable energy consumption Global warming potential (~100yr) 3 GJ-eq/(ha*a) Fertiliser t CO2-eq/(ha*a) N 2 O 5 0 Tillage CR1 CR CR1 CO 2 CR2 Nemecek et al.,

10 Ekosystemtjänster från baljväxter Produktion av foder- och livsmedelsprotein Biologisk kvävefixering reducerat behov av handelsgödsels-n inom odlingssystemet Diversifiering av odlingssystemet reducerat behov av pesticider Reducerat användande av fossil energi Reducerade utsläpp av växthusgaser Jensen & Carlsson, Svenska Vallbrev nr Emission av lustgas från N gödslade och N2 fixerande grödor Odlingssystem Variation (kg N2O- N/ha) Medel (kg N2O-N/ha) [antal platser] N-gödslade grödor [71] Baljväxter [67] Ingen gröda [33] Jensen ES, Peoples MB, Boddey RM, Gresshoff PM, Hauggaard-Nielsen H, Alves BJR and Morrison MJ Legumes for mitigation of climate change and the provision of feedstock for biofuels and biorefineries a review. Agronomy for Sustainable Development. 32,

11 Baljväxter i odlingssystem Växtföljd: Förfrukt till trindsäd? Kärnor (kg ha 1) Lucern 2. Höstvete 3. Höstråg 4. Höstraps 5. Korn 6. Korn+Engelskt rajgräs Förfrukt 7. Havre 8. Majs Barley (kg ha-1) +N Faba (kg ha-1) Lupine (kg ha-1) Pea (kg ha-1) Pea-Barley (kg ha-1) Ernfors och Jensen Preliminära data från SLF projekt

12 Perenne baljväxter och planerat diversitet inom ett ekologisk system Harvested biomass Total ton plant dry dry weight matter, ha g m Sum of all harvests, year 1 + year 2 Low cutting frequency High cutting frequency Weeds Sown species Species composition Carlsson och Jensen 2013 Preliminära data. Ekhaga Kärnskörd (t/ha) Samodling av ärt och korn 100% korn 80% korn 50% korn 20% korn 100% ärt Pea Ärt Barley Korn N-gödsling (kg N/ha) Jensen, E.S. (in prep). Means of three years experiments on a sandy loam soil. Replacement design 12

13 Coefficient of variation (%) Samodling av ärt ock korn Odlingsstabilitet (CV % 3 år) 100% korn 80% korn 50% korn 20% korn 100% ärt N-gödsling (kg N/ha) Jensen, E.S. (in prep). Means of three years experiments on a sandy loam soil. Replacement design Varför använder vi inte mer baljväxter? Marknadsförutsättningar spannmål och oljeväxter betalar sig bättre? + Ökat intresse med ökade priser på handelsgödsel och proteinfoder Odlingsosäkerhet vattentillgång, sjukdomar, ogräs, ympning? + Växtföljd, diversifiering, odlingsteknik? Otillräckligt intresse från odlare och växtförädlare Otillräckligt foderindustri, konsumentintresse? Politiska förutsättningar? Tradition och kultur? 13

14 Tack för uppmärksamheten (hälsar Timo ärt) 14