Nationell forskning om kolinlagring i mark. Thomas Kätterer Sveriges Lantbruksuniversitet

Transkript

1 Nationell forskning om kolinlagring i mark Thomas Kätterer Sveriges Lantbruksuniversitet

2 C% i marken 2,4 2,5 2,6 2,7 Kol % i marken 30% 40% 50% Andel vall Rel. ökning vallareal C% i marken Kol i svensk jordbruksmark Poeplau et al Biogeosciences 12: Markinventering: I ( ), II ( ), III ( ) Sverige medeltal C% i marken Mton CO 2 /år Rel. ökning antal hästar

3 Långliggande fältförsök viktiga för att kvantifiera effekter av odlingsåtgärder på marken Soil C % (0-20cm) Ungefär 50 försök > 20 år Effekter av gödsling, kalkning, växtföljder, jordbearbetning, m.m. Viktiga för kalibrering och validering av modeller Ultuna frame trial 5 4 Exempel: Ultuna M I O K 3 J N G 2 L H F 1 E C D B A

4 C% i marekn (0-20 cm) Fleråriga växter (vallar) bygger upp kolförrådet 3 platser i Norrland; 6-åriga växtföljder 5 4,5 4 5 år vall 3 år vall 2 år vall 1 år vall 3,5 3 2,5 0,4 0,8 ton C /ha/år Foto: L Andersson Ericson & Mattsson, 2000; Bolinder et al., 2010, 2012

5 Markkol under långvarig vall och stråsäd efter 35 år Samma försöksupplägg på 2 platser 0.82 ton C per ha och år 0.33 ton C per ha och år 0.30 ton C 0.24 ton C Inlagringenspotentialen i alven skiljer sig mellan platserna Börjesson et al., 2018 BFS

6 Majs Väldränerad Vattensjuk Rotsystemets arkitektur styrs av genetiken och miljön (vatten, näring, temperatur, mekaniskt motstånd m.m.) Rich & Watt 2013 J Exp Bot 64

7 Fånggrödor, agroforestry, energiskog och kantzoner fångar kväve och kol Resultat från svenska försök (16-24 år): 0,32 ton C per hektar och år med fånggröda motsvarande 0,4% av kolförrådet i matjorden Inlagringspotential i Sverige för 0,5 Mha (vårsådd areal): 0,6 Mton CO 2 per år Photo: Gunnar Torstensson. Timothy and English Ryegrass Poeplau et al., Geoderma Regional 2015

8 Kätterer et al., Acta Agric. Scand. Hög produktion leder till hög kolhalt i marken Kolinlagring 0-20cm (kg C ha -1 år -1 ) långliggande försök y=1.6x-0,0038x 2 R2= N gödsling (kg N ha -1 år -1 ) Varje kilo N höjer kolförrådet i matjorden med drygt 1 kg C per hektar i genomsnitt

9 Låga skördar (t.ex. ekologisk odling) ökar arealbehovet -> avskogning -> lägre kolförråd i marken även någon annanstans Arealbehov för att producera en viss mängd Intensiv produktion Bioenergi Skog/Natur Extensiv produktion Skog/Natur Mark C Mark C Bra åkermark är en begränsad resurs. Produktionen per yta måsta öka för att försörja en växande befolkning

10 Andelen C från halm som stabiliseras Rötter har en större effekt på kolinlagring jämfört med samma mängd ovanjordiska skörderester Lerhalt % 18 parvisa jämförelser halm bortförd vs. halm kvarlämnat 7 försök år Fastläggningen ökar med lerhalten Andelen C från rötter som stabiliseras är mera än dubbel så hög som den från ovanjordiska skörderester Barley root tip (E. Sindhøj) Kätterer et al., AGEE 2011, 2014 Menchetti et al., AGEE 2015 Poeplau et al. Geoderma Ghafoor et al., BFS 2017

11 Djupplöjning till 1 meter ökade kolförrådet med 42% i genomsnitt över 10 lokaler i Tyskland efter år Alcántara et al., GCB 2016

12 Markvård i Island Restaurering av överbetade och erodera marker ökade kolförrådet i marken med 0.6 ton C per ha och år i genomsnitt över 50 år (Arnalds et al., 2000)

13 Bolidens sandmagasin i Aitik, utanför Gällivare Sedan 2002 har ton rötslam används för vegetationsetablering

14 Undvik bar mark

15 Markens kolbalans kan påverkas, främst genom primärproduktion Photosyntes, primärproduktion Val av gröda, gödsling, bevattning m.m. Från andra sektorer (skogen) Återkoppl ing Skörderester Rötter Djur Industri (livsmedel och bioenergi) Kol i marken Handel Konsument Gödsel/Avfall/Toalettavfall (behandlingsmetoder: rötning, kompostering, biokol m.m.) Styrs av klimat, jordart, dränering, m.m. Kätterer et al., Acta Agric. Scand.; Kirchmann et al., 2015 Den ekologiska drömmen

16 Kolinlagringen avtar med tiden Hoosfield Continuous Barley, Rothamsted 35 ton stallgödsel per år sedan 1852 Mineralkväve under höst och vår 35 ton stallgödsel per år, Risk för utlakning, N 2 O Enbart mineralgödsel Jämvikt nås efter mera än 100 år i vårt klimat Höga mullhalter ökar risken för kväveläckage och lustgasemissioner Johnston m.fl., 2009; Powlson et al, 1989

17 Dränerade mulljordar stor källa för CO 2 och N 2 O Örjan Berglund 2 m subsidens på 100 år (Bälinge, Uppland)

18 Dränerade mulljordar (Harbo, Uppland) 2D Graph Cultivated Set aside CO2 Spannmål F CO2 (g m -2 ) Grönträda -600 jan jul jan jul jan jul jan jul jan jul jan CH4 uptake > 200 kg CO 2 eq yr -1 F CH4 (g m -2 ) maj sep jan maj sep jan maj Hadden & Grelle, 2017

19 Sammanfattning: Åtgärder för kolinlagring (ton C per ha och år) baserad på litterarstudier >1000 försök Plöjningsfri Skördrester lämnas 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 N-gödsling Perenna vs. annuella grödor Fånggrödor Stallgödsel m.m. Oklart hur skall vi hantera mulljordarna? Bolinder, Freeman, Kätterer, 2017

20 Tack för din uppmärksamhet! Tack till alla som har bidragit, särskilt: Martin Bolinder, Gunnar Börjesson Christopher Poeplau, Lorenzo Menichetti Katharina Meurer, Holger Kirchmann, David Hadden, Achim Grelle Tack till våra finansiärer, främst Formas och SLF