Nya metoder för att minska växthusgasavgång från odlade torvjordar

Relevanta dokument
Lustgas från mark jordbrukets stora utmaning. Hur fungerar det och vad kan vi göra?

Dränerade våtmarker, storlek på emission och rapportering till UNFCCC och Kyoto. Åsa Kasimir Klemedtsson

Odlade torvjordar och växthuseffekten pilotprojekt

Slamspridning på åkermark

Stallgödseldag i Nässjö 11 nov 2008

Jordbrukets klimatpåverkan och det ekologiska jordbrukets utmaningar

Mikronäringsämnen i spannmålsgrödor

Vad betyder slam för markens bördighet? Gunnar Börjesson & Thomas Kätterer, SLU

Slamspridning på åkermark

Potatisodling och dess påverkan på klimatet

Lustgas från mark - jordbrukets stora utmaning

Lustgas från mark - jordbrukets stora utmaning

Jordbrukets klimatpåverkan

Anammox - kväverening utan kolkälla. Var ligger forskningsfronten? E. Płaza J.Trela J. Yang A. Malovanyy

Kväve-efterverkan i höstvete efter höstraps. Lena Engström Institutionen för Mark och Miljö Sveriges Lantbruksuniversitet, Skara

Odlad organogen jord (ha) - grödfördelning. Organogena jordar. Organogena jordars utsläpp av växthusgaser

Mineralinblandning i torv och dess påverkan på koldioxidutsläpp Mineral admixture in peat and its impact on carbon dioxide emissions

Kalkningens påverkan på växthusgasemissioner från odlad torvjord

Slamtillförsel på åkermark

Foto: Per-Erik Larsson. Mekaniskt Vallbrott

Manganbrist kan orsaka utvintring av höstvete och höstkorn

Mikronäringsämnen i svenska grödor - Vilka mängder tas upp och vilka faktorer påverkar upptaget?

- Vilka mängder tas upp och vilka faktorer påverkar upptaget? Karin Hamnér Inst. för mark och miljö, SLU

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

Institutionen för mark och miljö

LUSTGAS FRÅN MARK HUR MINSKA?

Organogena jordars utsläpp av växthusgaser

Räkna med vallen i växtföljden

Effekt av gödslingsstrategier och markfaktorer

Klimat och Mat. Fil.dr. Åsa Kasimir Klemedtsson vik. Universitetslektor vid Inst. för Växt- och Miljövetenskaper, Göteborgs Universitet

Institutionen för mark och miljö

Kemisk stabilisering av spårämnen i förorenad jord: fungerar det? Jurate Kumpiene

Utsläpp av växthusgaser från torvmark

Manganbrist kan orsaka utvintring av höstvete och höstkorn, HST-1005

Kvävedynamik vid organisk gödsling

Förbättrad kvävehushållning vid lagring och användning av fast stallgödsel i ekologisk odling Obs! Förkortad version!

Variation av infiltration och fosforförluster i två typområden på jordbruksmark engångsundersökning (dnr Mm)

Lustgas från jordbruksmark

Tabell 1. Makronäringsinnehåll i grönmassan av åkerböna vid begynnande blomning på fyra försöksplatser med olika behandlingar av svaveltillförsel

H , Växtodling

Klimat och miljö vad är aktuellt inom forskningen. Greppa Näringen 5 okt 2011 Christel Cederberg SIK och Chalmers

Grundvattenkvaliteten i Örebro län

Slam som fosforgödselmedel på åkermark

Applikationen kan vara olika beroende på växtens tillstånd. Groupe coopératif région centre, France (service technique)

Snabbare etablering med argrow än med Wallco

Biogas som värdeskapare

SWETHRO. Gunilla Pihl Karlsson, Per Erik Karlsson, Sofie Hellsten & Cecilia Akselsson* IVL Svenska Miljöinstitutet *Lunds Universitet

Klimat och klimatgaser. Anna Hagerberg Jordbruksverket Greppa Näringen

Fosfor och kväveinteraktioner samt mulluppbyggnad i svenska långliggande försök

Är vi för sent ute när vi bekämpar fleråriga ogräs?

Bibliografiska uppgifter för Odlingssystemets ekologi - gröngödsling som mångfunktionellt redskap i grönsaksodling - mobil gröngödsling

Dränering och växtnäringsförluster

DATUM MÄNGD KG/HA N P K

Klimatpåverkan av rötning av gödsel

Slamspridning på Åkermark

Parameter Metod (Referens) Mätprincip Provtyp Mätområde. Ammonium SS EN-ISO 11732:2005 Autoanalyzer III 1:1, 2, 4 0,04 0,2 mg/l

Åkermark som kolsänka - att inkludera kolinbindning i analys av biogassystem LOVISA BJÖRNSSON

Reglerbar dränering mindre kvävebelastning och högre skörd

Kväveformer och kväveeffektivitet. Yara försök 2018

Mangan och zink kan hämma rotröta hos rödklöver

ESKILSTUNA ENERGI & MILJÖ VATTEN & AVLOPP LABORATORIUM

Gödsling, stallgödsel och organiska restprodukter

Publikationslista för Lena Engström

Slamspridning på åkermark

Gödslingsguiden. Grunden för medveten gödsling. Växande insikter

Växthusgasutsläpp vid sandinblandning i torvjordar Greenhouse gas emissions from sand amended peat soils

Institutionen för markvetenskap Avdelningen för växtnäringslära

FERMAWAY vattenreningssystem - i korthet -

Jordbrukets klimatpåverkan

Slamspridning på åkermark

Dricksvattenkvalitet Vålberg, Edsvalla och Norsbron

Körskador som inte syns på ytan vad händer egentligen i marken?

Bilaga nr 8. Analys av mätdata i Telge Återvinning AB:s miljörapporter Mätpunkt YV3

Hur beter sig ett bekämpningsmedel i marken? Nick Jarvis Institution för Mark och Miljö, SLU

Styrkor och svagheter i jordbrukets klimatpåverkan

Syra till gödsel sparar kväve

Sammanfattning. Inledning

Framtidens växtodling i sydöstra Sverige

Kan mikrobiell elektrokemi tillämpas inom avloppsvattenrening?

Utvärdering av jordblandningar för ekologisk produktion av småplantor

Användning av fungicider på golfgreener: vilka risker finns för miljön?

Slutrapport Hästars fosforbehov Projektets syfte, hypoteser och slutsatser

Jordbruksmarken som kolkälla eller kolsänka vad är potentialen för ökad kolinlagring? Thomas Kätterer Sveriges Lantbruksuniversitet

Odlad organogen jord (ha) - grödfördelning. Organogena jordar. Organogena jordars utsläpp av växthusgaser

Grass to biogas turns arable land to carbon sink LOVISA BJÖRNSSON

Biogasens möjligheter i Skåne. Desirée Grahn Verksamhetsledare, Biogas Syd Landskrona,

Behandling av avfall från saneringen i Bengtsfors

Laboratorier Karlskrona kommuns Laboratorium Lyckeby Ackrediteringsnummer 1042 Laboratoriet i Lyckeby A

Inomfältsvariation i markegenskaper och koldioxidavgång Pilotprojekt på odlad torvjord

Klimatsmart utfodring Kol i mark sänka eller utsläpp i foderproduktionen? Christel Cederberg, SIK/Chalmers Greppa Skövde 24/1 2013

Konsumtion, energi och klimat. Annika Carlsson-Kanyama FOI och LTH

P OCH K I MARK OCH VÄXTER - HÅLLER DAGENS GÖDSLINGS- STRATEGIER?

Syfte Att visa på behovet av kaliumtillförsel i äldre ekologiska vallar på lättare mineraljordar vid låg nivå på stallgödseltillförsel.

Proteinkvalitet i fodersäd. Bengt Lundegårdh Global Organic Sweden AB

HUR KAN MAN FÖRBÄTTRA ÄRTANS PROTEINVÄRDE OCH MINSKA KVÄVEFÖRLUSTERNA?

Kväve former och transformering. Lars Leonardson Ekologiska inst/limnologi Lunds universitet

BMP-test Samrötning av pressaft med flytgödsel. AMPTS-försök nr 2. Sammanfattning

Kolinlagring i jordbruksmark. Thomas Kätterer Sveriges Lantbruksuniversitet, Uppsala

Organiska gödselmedel till Höstvete Samanställning M3-1010

Bilaga 1. Förslag till förordning Utfärdat den xx Regeringen föreskriver 1 följande

Transkript:

Nya metoder för att minska växthusgasavgång från odlade torvjordar Örjan Berglund, Inst. f. mark och miljö, SLU Kerstin Berglund, Inst. f. mark och miljö, SLU Bakgrund Odlade torvjordar avger stora mängder växthusgaser, främst CO 2 och N 2 O, men vid översvämningar även CH 4. För att kunna bruka åkrarna behövs en dränering, dels för att tillgodose växtrötternas syrebehov och dels för förbättrad markbärighet som gör att man kan köra med traktorer och redskap. Tidigare forskning har visat att en förhöjd grundvattenyta till 40 cm, mot i vanliga fall 80-100 cm, inte minskar växthusgasavgången (Berglund et al., 2011). Pågående forskning som jämför hur olika grödor (Norberg et al., 2011) och olika bearbetningssystem (Örjan Berglund, pågående mätningar på Gotland) visar inte heller på att det är någon viss gröda eller något visst system som ger avsevärt lägre emissioner av CO 2. Pågående forskning i Harbo där en övergiven torvåker jämförs med en intilliggande brukad torvåker, visar inte heller att den övergivna åkern avger mindre växthusgaser än den brukade. Nya åtgärder måste utvärderas för att hitta metoder att minska växthusgasavgången, framförallt CO 2 och N 2 O. I detta projekt testades vilken effekt tillsats av nitrifikationshämmare samt förhöjd koppargödsling har på växthusgasavgången från torvjordar. Nitrifikationshämmare Kväve kan förekomma i många olika former i marken och hur det fördelar sig på olika former är i hög grad en funktion av mikrobiell aktivitet. Kvävets kretslopp vid nedbrytning av organiskt material kan schematiskt beskrivas enligt fig. 1, och för överföringen till de olika formerna svarar olika mikroorganismer.

Figur 1. Nitrifikationshämmare påverkar ammoniumoxidationen direkt (pil i fet stil). Övriga processer i kväveomsättningen i mark påverkas indirekt i (NH3 = ammoniak, NH4+ = ammonium). Tillfört ammoniumm eller organiskt bundett kväve oxideras till nitrit av bakterien nitrosomonas och vidare till nitrat av nitrobacter i en process som kallas nitrifikation. I den processen kan en stor del av den totala N 2 O produktionen bildas (Koops et al., 1997). Om man med en nitrifikationshämmare kan påverka mikroorganismerna eller deras enzym så att processen går långsammare skulle det minska den totalaa mängden nitrat som finns f tillgängligt samt förskjuta f processen i tid så att växterna hinner etablera sig på våren och då d kunna konkurrera med mikroorganismernaa om kvävet. Detta borde leda till lägre N 2 O emissioner. e Det är på senhöst/ /vinter/vår som risken för N 2 O avgång kan vara hög, uppp till 40 % av den totala emissionen (Alm et al., 1999) på grund avv att det inte finns någon gröda somm konkurrerar om kvävet. Hittills har man i Sverige testat Didin (dicyandiamid, DCD) ochh N-serve (2-klor-6- (triklormetyl) pyridin) (Hansson et al., 1988). I fältförsök på lätta mineraljordar kunde man se högre skördar samt lägre utlakning av kväve då man använde Didin tillsatt i flytgödsell (Nilsson, 1991). Nyligen har man på Nyaa Zeeland utvecklat ett preparat p somm heter Eco-N (där den verksamma substansen också är DCD) och som har minskatt N 2 O emissionerna från betesmark (på mineraljord) med 70%. Man har också räknat på hur man skulle kunna använda denna åtgärd i rapporteringen till IPCC (Clough et al., 2007). Koppar Koppar är ett mikronäringsämne som mann behöver gödsla torvjordarna medd för att inte kopparbrist skall uppstå. Koppar inhiberar dessutom vissa exo-enzym (bl.a a fosfatas) som mikroorganismernaa producerar för att kunna bryta ner det organiska materialet i torvjordarna. Detta har visats på kanadensiska torvjordar med ett naturligt högt kopparinnehåll (Mathur et al., 1978) samt i fältförsök därr koppargödsling skapat olika kopparinnehåll i marken (Mathur

et al., 1979). Hur koppartillsatsen påverkar gasavgången på våra svenska jordar och med vårt klimat vet vi inte. Projektets syfte Syftet med denna undersökning var att testa följande hypoteser: En tillsats av nitrifikationshämmare på odlad torvjord minskar N2O emissionen. En hög koppargödsling minskar CO2 avgången från våra torvjordar. Metod För att testa effekten av nitrifikationshämmare och koppargödsling användes en odlad torvjord från Örke utanför Uppsala, ett försöksfält med en för svenska förhållanden typisk torvjord (Berglund, 2011). Små lysimetrar (20 cm i diameter, 20 cm höga) slogs ned från markytan för att ta ostörda jordprov. Didin och koppar löstes i en vattenlösning och blandades in i de översta 5 cm av provet. Därefter placerades lysimetrarna inomhus i laboratoriet med konstant temperatur (20 C). Lysimetrarna vägdes och för varje vecka tillsattes så mycket avjoniserat vatten att vattenhalten hölls på samma nivå. Koldioxidemissionen mättes genom att en mörk kammare (huv) placerades ovanpå lysimetern och luften i kammaren cirkulerades genom en Vaisala GMP-343 CO 2 analysator med 4 upprepningar av varje behandling. Från koncentrationsökningen av CO 2 räknades emissionshastigheten ut (Berglund et al., 2010). För att mäta N 2 O- och CH 4- emissionen samlades gasprover i en 22 ml glasflaska 0, 10, 20, 30 minuter efter att man placerat kammaren över jorden med 3 upprepningar av varje behandling: Koncentrationen av dessa gaser analyserades med en gaskromatograf. Gasavgången mättes 1 gång per vecka under 3 månader enligt nedanstående försöksplan Led Kontroll Ingen tillsats Led Cu Led Di Led Cu Di Tillsats av nitrifikationshämmare (Didin/Eco-N) motsvarande 20 kg/ha Tillsats av CuSO 4 motsvarande 100 kg Cu/ha Tillsats av både nitrifikationshämmare 20kg/ha och CuSO 4 100 kg Cu/ha Jordprover togs ur varje lysimeter och analyserades avseende NH 4, NO 3, ph, elektrisk ledningsförmåga, Tot-C, Karbonat-C, Org-C, Tot-N, K-AL, P-AL, Na-AL, Ca-AL, MG-AL, Cu-AL, Fe-AL. Resultat och diskussion Resultatet av jordanalysen presenteras i tabell 1. Det växttillgängliga kopparinnehållet är högre i de led som koppargödslats. Dock syns ingen effekt av nitrifikationshämmaren vad avser koncentrationen av NH 4 eller NO 3. Det syns heller ingen signifikant skillnad vad gäller N 2 O avgången mellan leden (Figur 2). Undersökningar i bl.a. Nya Zeeland och USA har visat att Didin binds väldigt hårt till det organiska materialet (Sahrawat et al., 1987; Welten et al., 2012), så eventuellt behöver man ha en högre giva än 20 kg/ha för att få någon effekt på nitrifikationen och/eller att man blandar in den i en större jordvolym. Metanemissionen är

mycket låg eller negativ vilket är vanligt på odlade torvjordar som inte är vattenmättade (Glenn et al., 1993). Däremot gav koppar- och Didin-gödslingen en negativ effekt på koldioxidavgången (Figur 2), då CO 2 avgången är högre från kontrollledet jämfört med alla andra led (Tabell 2) som visar skillnaderna i medelvärde mellan leden. Tabell 1. Kemisk analys av jorden (medeltal av 4 upprepningar) Led Kontroll Cu Di Cu Di Vattenhalt (%) 69.9 70.1 69.9 69.6 NH 4 N (mg/kg) 14.6 12.4 14.2 12.4 NO 3 N (mg/kg) 241 253 239 312 Torrsubst. (%) 82.8 82.4 82.3 81.7 ph 5.8 5.8 5.8 5.7 Elektrisk kond. ms/m 265.2 327.3 288.3 354.3 Tot C (% av TS) 46.6 46.2 47.4 45.4 Karb C (% av TS) 0.3 0.3 0.3 0.3 Org C (% av TS) 46.3 45.9 47.0 45.1 Tot N (% av TS) 3.2 3.2 3.3 3.1 K AL (mg/100g ts) 9.0 7.5 8.8 7.5 P AL (mg/100g ts) 7.4 7.1 8.0 7.3 Na AL (mg/100g ts) 10.0 9.6 10.7 9.0 Ca AL (mg/100g ts) 1445 1483 1442 1450 Mg AL (mg/100g ts) 24.1 25.7 26.2 23.9 Cu AL (mg/100g ts) 0.0 1.3 0.0 1.4 Fe AL (mg/100g ts) 110 107 106 106 Tabell 2. CO2 avgång för 4 upprepningar och 12 mättillfällen Led CO2 (mg/m2/h) Standardfel F.G t Value Pr > t Control 662.8 26.1547 140 25.34 <.0001 CU 568.3 26.1547 140 21.73 <.0001 CuDi 503.2 26.1547 140 19.24 <.0001 Di 534.3 26.1547 140 20.43 <.0001 Tabell 3. Skillnader i CO2 emission (medelvärde) mellan leden t Värde Pr > t Led Led Estimat Standardfel F.G Control CU 94.5 37.0 140 2.55 0.0117 * Control Di 128.6 37.0 140 3.48 0.0007 *** Control CuDi 159.6 37.0 140 4.32 <.0001 *** CU Di 34.0 37.0 140 0.92 0.3589 CU CuDi 65.1 37.0 140 1.76 0.0805 Di CUDi 31.1 37.0 140 0.84 0.4022

CO2 (mg/m2/h) CH4 (ug/m2/h) N2O (ug/m2/h) Figur 2. N2O, CH4 och CO2-emission från torvjord i lysimetrar för leden; obehandlad, koppar, didin, koppar+didin Slutsatser Den uteblivna effekten på lustgasemissionen genom tillsatsen av nitrifikationshämmare skulle kunna bero på att den höga halten organiskt material i torven binder Didin så hårt att den inte påverkar de aktiva enzymen. Dock så har både koppar och Didin minskat CO 2 avgången från

jorden med 14-24%. Utifrån dessa resultat skulle det dels vara intressant att se vid vilken giva Didin skulle ge effekt på N2O avgången, dels att närmare studera de mekanismer som påverkar CO2 avgången vid tillsats av Didin. Referenser Alm, J., S. Saarnio, H. Nykänen, J. Silvola and P. Martikainen (1999). "Winter CO 2, CH 4 and N 2 O fluxes on some natural and drained boreal peatlands." Biogeochemistry 44(2): 163-186. Berglund, Ö. (2011). Greenhouse gas emissions from cultivated peat soils in Sweden. AgrD. Doctoral Thesis, Swedish University of Agricultural Sciences. Berglund, Ö. and K. Berglund (2011). "Influence of water table level and soil properties on emissions of greenhouse gases from cultivated peat soil." Soil Biology and Biochemistry 43(5): 923-931. Berglund, Ö., K. Berglund and L. Klemedtsson (2010). "A lysimeter study on the effect of temperature on CO 2 emission from cultivated peat soils." Geoderma 154(3-4): 211-218. Clough, T. J., H. J. Di, K. C. Cameron, R. R. Sherlock, A. K. Metherell, H. Clark and G. Rys (2007). "Accounting for the utilization of a N2O mitigation tool in the IPCC inventory methodology for agricultural soils." Nutrient Cycling in Agroecosystems 78(1): 1-14. Glenn, S., A. Heyes and T. Moore (1993). "Carbon-Dioxide and Methane Fluxes from Drained Peat Soils, Southern Quebec." Global Biogeochemical Cycles 7(2): 247-257. Hansson, G., L. Klemedsson, L. G. Nilsson and L. Torstensson (1988). Nitrifikationshämmare i Jord. Substanser och effekter.129 pp. Solna, Statens Naturvårdsverk. Koops, J. G., M. L. van Beusichem and O. Oenema (1997). "Nitrogen loss from grassland on peat soils through nitrous oxide production." Plant and Soil 188(1): 119-130. Mathur, S. P., H. A. Hamilton and M. P. Levesque (1979). "The Mitigating Effect of Residual Fertilizer Copper on the Decomposition of an Organic Soil in Situ." Soil Science Society of America journal 43(1): 200-203. Mathur, S. P. and R. B. Sanderson (1978). "Relationships between copper contents, rates of soil respiration and phosphatase activities of some Histosols in an area of southwestern Quebec in the summer and the fall." Canadian Journal of Soil Science 58(2): 125-134. Nilsson, L. G. (1991). Nitrifikationshämmare--flytgödsel, Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för markvetenskap, Avd. för växtnäringslära. ISBN Norberg, L., Ö. Berglund and K. Berglund (2011). Do crops matter? CO2 emission from cultivated peat soil. 24th NJF congress. Food, Feed, Fuel and Fun - Nordic Light on Future Land Use and Rural Development, Uppsala, NJF. Sahrawat, K. L., D. R. Keeney and S. S. Adams (1987). "Ability of nitrapyrin, dicyandiamide and acetylene to retard nitrification in a mineral and an organic soil." Plant and Soil 101(2): 179-182. Welten, B., M. Kear, M. Dexter and A. Judge (2012). "Efficiency of DCD extraction from soils." Advanced Nutrient Management: Gains from the Past Goals for the Future, Fertilizer and Lime Research Centre, Massey University, Palmerston North, New Zealand: 5.