Följande presentation baseras på den forskning och försöksverksamhet som bedrivs vid Biodynamiska Forskningsinstitutet och Skilleby försöksgård i Järna. Kartan på bilden beskriver försöksgården Skilleby med lokaliseringen av de långliggande jämförande gödslingsförsöken som pågår på gården, mätstation för studier av näringsläckaget samt dammanläggningar. De långliggande fältförsöken på Skilleby startade 1991 och finns på varje skifte som en del av gårdens växtföljd och med användning av gårdens egen gödsel. Uppläggningen av dessa försök bygger vidare på den forskning som startade redan 1958 i Järna med jämförelser mellan olika odlingssystem och som sp småningom ledde till ett samarbete med Sveriges lantbruksuniversitet. År 1971 startade jämförande studier av konventionell och biodynamisk odling som resulterade i de första doktorsavhandlingarna med ekologisk odling (Dlouhý 1981, Pettersson, 1982 och Salomonsson, 1986). Dessa studier följdes av gårdsstudierna på Skilleby som startade 1981 med fokus på kväveförsörjningen, näringskretslopp, miljö och resurshushållning. Detta resulterade i en doktorsavhandling med jämförande gårdsstudier av konventionell och ekologisk odling med gårdar både i Mellansverige och i Skåne (Granstedt, 1990; 1992). Under åren utvecklades detta vidare till jämförande gårdsstudier i flera länder, först i Sverige och Finland (Granstedt, 2000) och från 2003 i hela Östersjöregionen inom ramen för ett EUprojekt, BERAS, Baltic Ecological Recycling Agriculture and Society (Granstedt et al, 2008). En del av dessa resultat presenteras i följande figurer och text. Fördjupad information kan hämtas från vetenskapliga rapporter och som finns att ladda ned från institutets hemsida www.jdb.se/sbfi, samt Beras projektets hemsida: www.beras.eu. Artur.Granstedt@jdb.se 1
Bakgrund: Flödande energi från solen, kretslopp och mångfalden av levande organismer i samverkan ger oss luften vi andas, vattnet vi dricker och maten vi äter. Livet på jorden utspelas i spänningsfältet mellan liv och död. Uppbyggandet av organisk substans genom växtrikets förmåga att binda solenergi genom fotosyntesen står i ett balanserat ekosystem i jämvikt med den nedbrytning som pågår hos alla levande varelser. Vår framtid är nu hotad av att nedbrytningen, förbränningen (den högra röda pilen) är större än återuppbyggnaden, ekosystemet jordens balans är rubbad, mer kol i form av CO 2 avges till atmosfären än vad som åter binds genom fotosyntesen. Artur.Granstedt@jdb.se 2
Ett allt varmare klimat sätts i samband med den ökningen av koldioxidhalten i luften som nu pågår. Den s.k. Keeling-kurvan är uppkallad efter dess upptäckare. Sicksacklinjen visar variationerna till följd av växtlighetens dominans på norra halvklotet med tillväxt och koldioxidassimilation under vår och sommar. När växtligheten dör och organisk substans bryts ner på hösten och vintern då ökar koldioxidhalten ånyo. Kurvan åskådliggör hur det avges mer koldioxid till atmosfären än vad växtligheten förmår binda. Artur.Granstedt@jdb.se 3
De globala kolförråden är huvudsakligen bundna i bergrunden, stora mängder i världshaven samt det som finns fossilt lagrat från jordens förhistoria. Koncentrationen i atmosfären runt jorden motsvarar bara 4 av 10 000 molekyler. Mellan förrådet i luften, kolet bundet i vegetationen (skogar utgör en väsentlig del) och markens organiska substans (humus och i norr också stora torvlager) pågår ett ständigt utbyte. Av den totala mängden i atmosfären motsvarande ca 760 milliarder ton så binder växtligheten så mycket som en sjättedel om året. Det nya i jordens historia är att mer kol avges till atmosfären än vad som åter binds. Både fossilt lagrat kol och av växtriket upplagrat kol i skogar och i humuslagret är nu i avtagande genom mänsklig verksamhet medan koldioxidhalten i atmosfären ökar. Artur.Granstedt@jdb.se 4
Avskogning och därav följande markförstöring för bland annat sojaodling till foder åt högproduktiva enkelmagade djur utgör ett väsentligt bidrag till koldioxidökningen i atmosfären utöver förbukningen av fossila lager av kol, olja och gas. Artur.Granstedt@jdb.se 5
Avskogning och humusnedbrytande odlingsmetoder leder till avtagande mullhalter och markförstöring som negativt påverkar klimatet, den globala vattenhushållningen och jordens långsiktiga produktionsförmåga. Även i Sverige sker en degradering av odlingsmarken i de spannmålsintensiva odlingsområdena. Enligt en rapport från FAO:s mark- och vattenenhet (FAO/ISRIC 2008/01 Global Assessment of Land Degradation and Improvement) är 20 % av den globala odlingsmarken, 30 % av skogsarealen samt 10 % av världens betesmarker degraderade. Artur.Granstedt@jdb.se 6
Utöver de ökande utsläppen av koldioxid bidrar också utsläppen av metangas och dikväveoxid kraftigt till växthuseffekten. Artur.Granstedt@jdb.se 7
I denna sammanställning av Svenska Naturvårdsverket beräknas maten stå för 28 % av klimatbelastningen räknat per person. Men då har man inte medräknat matens bidrag till avskogningen. Transportkostnader från butiken till bostaden, förvaring och matlagning som ligger i de andra sektorerna är inte heller medräknade. 8
Vår försörjning av livsmedel bidrar genom dagens produktionsmetoder både direkt och indirekt till utsläppen av växthusgaser. Jordbruket bidrar till växthuseffekten genom avskogning för röjande av ny åkermark till bland annat sojaodlingen som användes till djurfoder, metangasutsläpp från djurhållningen, konstgödseltillverkning som förbrukar både fossil energi och avger olika växthusgaser, drivmedel till maskiner och transporter, underhåll och tillverkning av maskinutrustning och byggnader. Jordbruket tillför mer energi baserat på huvudsakligen fossila resurser än energivärdet i de produkter som kommer från jordbruket. Till detta kommer användningen av fossil energi inom livsmedelsindustrin, transporter och distribution. Totalt kan jordbrukets och vår konventionella livsmedelsförsörjning beräknas ansvara för minst 40 % av utsläppen av växthusgaser. Artur.Granstedt@jdb.se 9
Diagrammet visar växthusgasbelastningen i ton koldioxid ekvivalenter per person och år (CO2 t e/p) i Sverige, Polen, globalt genomsnitt, det som bedöms som uthållig nivå om man accepterar en temperaturstegring med ca 2 o C och till sist den nivå som gäller för länder som Bangladesh. Bangladesh är ett av de länder som drabbas värst av de rika ländernas utsläpp. Artur.Granstedt@jdb.se 10
Ytansamlingar av cyanobakterier kan ses i satellitbilderna, som gulgröna, slingrande, områden på havsytan. De vita områdena i bilden är moln och de ljusblå områdena är höga moln vilket i vissa fall kan försvåra tolkningen. Mörkblå områden är vatten fritt från alger. I Östersjön är det främst två arter av cyanobakterier som blommar under sommaren och bildar ytliga ansamlingar. De dominerande arterna är Aphanizomenon flos-aquae och den giftiga Nodularia spumigena (Katthårsalg). Artur.Granstedt@jdb.se 11
När algerna dör och bryts ned på hösten förbrukas syre. Diagrammet till vänster visar hur syrehalterna avtagit i Bottehavet och vid Gotlandsdjupet och till höger ses utbredningen. När Syrehalten sjunker under noll så att underskott uppstår gynnas organismer som avger svavelväte som är giftigt för fiskar och andra syrekrävande vattenorganismer. Östersjöns avvattningsområde omfattar länderna Sverige, Finland, Estland, Lettland, Litauen, Polen, delar av Danmark och en del av Ryssland och Tyskland med totalt 85 millioner människor och en land yta på 160 millioner ha varav 30 miljoner ha är åker. Artur.Granstedt@jdb.se 12
Totalt ansvarar jordbruket för 59 % av den kväve och 55 % av den fosforbelastning på Östersjön som mänskliga verksamheter orsakar (den s.k. antropogena belastningen). Därutöver är privata och kommunala avlopp storbelastare. För avloppen finns tekniska lösningar medan den diffusa belastningen från de vidsträckta ytor som jordbruket utgör måste åtgärdas genom ändrade brukningsmetoder.
I Sverige ökade den genomsnittliga användningen av konstgödselkväve från 20 kg till 80 kg per ha och år från år 1950 till år 1980. Gapet ökade mellan tillförd mängd växtnäring i konstgödsel och mängden växtnring i jordbruksprodukter. Artur.Granstedt@jdb.se 14
Utöver tillförsel av konstgödselkväve så tillförs jordbruket kväve i form av importerade fodermedel, framför allt sojaprotein. I Sverige importeras ca 30 % av djurens foder. Differensen mellan tillförseln på total 110 kg kväve per ha odlad åker och år och bortförsel på 30 kg i form av kött, mejeriprodukter och vegetabilieprodukter är det överskott som belastar miljön. Det direkta markläckaget från jordbruket utgörs av cirka en tredjedel av detta överskott medan resten avges till luften i form av ammoniumföreningar från djurhållningen samt emissioner av kväveföreningar från marken till luften. En del avges I form av lustgas (N 2 O) som är en mycket stark växthusgas. Även fosfortillförseln ökade från 1950 till 1980 i form av konstgödsel och importerade fodermedel. Fosforgödselanvändningen har därefter minskat men tillförseln är fortfarande hög i förhållande till utbytet i livsmedelsprodukter och överskotten är höga på de foderimporterade djurgårdarna. Artur.Granstedt@jdb.se 15
I konventionellt jordbruk fortsätter tillförseln av kväve i form av konstgödsel (artifizial fertilizers)och importerat foder som sojaprotein (imported fodder) att öka i förhållande till borförseln genom produktion av livsmedelsprodukter (vegetabilie och animalieprodukter grön kurva). Skillnaden mellan tillförsel och avsalu- produktion (surplus) och därmed potentialen för kväveförluster fortsätter att öka i konventionellt jordbruk. Detta är en konsekvens av fortsatt koncentration av djurhållning. Den minskning som förekommer är resultat av ökande arealer ekologisk odling.
Samtidigt med den ökande användningen av lättlösliga mineralgödselmedel och specialisering i jordbruket ökade även användningen av kemiska bekämpningsmedel. Den totala bekämpningsmedelsanvändningen har fortsatt att öka i Sverige efter 1990 här angivet i antal tusen hektardoser per år, detta trots den ökande andelen kontrollerad ekologisk odling helt utan kemisk bekämpning ökat från 1 % av åkerarealen till 18 % av åkerarealen under samma tid. Källor: Jordbrukstatistisk årsbok, åren 1990 2010. Sveriges officiella Statistik.
Kortsiktig förbrukning av jordens resurser har pågått i långa tider. Redan det tidiga Svedjejordbruket är exempel på detta. Svedjebruk förekom här i Norden fram till i början av 1900-talet som ett komplement till den övriga odlingen. När marken svedjas frigörs i både vegetationen och i marken anrikade näringsämnen som naturen under lång tid byggt upp. Uppodlingen skedde med hjälp av elden och bearbetning av jorden. Den röjda marken gav foder till djuren och näring åt människan. När näringskapitalet i marken tog slut flyttade man bosättningar och odlingar och ny mark svedjades. Människorna var färre till antalet och ännu för några hundra år sedan fanns stora ännu inte uppodlade områden i världen. Dagens rovdrift med skogsskövling framför allt i de tropiska länderna och förbrukning av fossila bränslen har nu globala konsekvenser. Här i Norden utvecklades mer resurshushållande odlingsformer redan under järnåldern. Ett kallare klimat bidrog antagligen till detta. Under några få sommarmånader gällde det att samla i ladorna foder till husdjur och mat åt människor så att det räckte över den långa kallare årstiden. Artur.Granstedt@jdb.se 18
På de i den av Brusewitz och Emmelin (1985) dokumenterade landskapsbilden från ett område i Roslagen kan man följa jordbrukets vidare utveckling. Bofasta bybildningar utvecklades i redan slutet av bronsåldern (ca 800 f. kr) när klimatet blev kallare. Det möjliggjordes tack vare betesdjuren och kultiverandet av naturmarken med beteshagar och ängsslåtter som gav vinterfoder. Djuren gav mjölk, kött som räckte över vintern men djuren gav även gödsel. Endast en mindre del av arealen plöjdes upp som åker. Användning av den under vintern ansamlade gödseln till att gödsla åkrarna gjorde det möjligt att odla samma mark år efter år med avbrott för träda var tredje eller fjärde år utan att man behövde bruka upp ny mark. Åkern göddes på ängsmarkens bekostnad. Detta beskrivs av uttrycket: Äng är åkers moder. Slåtterängens mångfald av träd med djupare rötter och som också skördades, buskar och mångfald av örter med inslag även av olika kvävefixerande baljväxter bidrog till att man kunde utnyttja markens näringsreserver. Regenerationsförmågan var hög. Detta jordbruk var uthålligt under många århundraden. Men även detta jordbruk blev till rovdrift på sikt. En utarmning skedde av ängsmarken när foderproduktionen på ängsmarken begränsas av tillgången på näringsämnen i marken. Storleken på skördarna från ängsmarken, som också inkluderade skördar från busk och trädvegetation (hamling), samt myrslåtter begränsade tillgången på foder och gödsel och begränsade därmed också jordbrukets försörjningsförmåga samtidigt som befolkningen växte. Artur.Granstedt@jdb.se 19
I slutet av 1700-talet klarade ej längre det gamla slåtterjordbruket att försörja oss med mat. Befolkningen ökade från 2 miljoner till 7 miljoner på 150 år. Hur var det då möjligt att försörja denna ökande befolkning med mat under de 150 åren? Många tror att konstgödseln gjorde det möjligt att producera mera mat. Det är fel. Den stora befolkningsökningen på 200 % skedde innan dess och ur en svältsituation för en del av befolkningen. Hur gick det till? Artur.Granstedt@jdb.se 20
Svaret finns här. Baljväxternas stora kapacitet att genom symbios med baljväxtbakterierna fixera luftkväve möjliggjorde den agrara revolutionen långt innan det fanns någon konstgödsel. Baljväxternas egenskaper var väl kända redan under antiken. En klövervall kan under mellansvenska förhållanden ge en vallskörd på ca 40 ton per ha (7 ton torrsubstans) och binda 200 kg kväve per ha ur luften. (Dagens konventionella gräsvallar utan klöver måste gödslas med ca 200 kg konstgödsel kväve för ge få samma skörd.) Den forna slåttervallen gav bara en fjärdedel så mycket. Förutsättningarna för vallens tillväxt är god övrig näringsämnesförsörjning och som säkerställs genom att de mesta mineralämnena, särskilt kalium återfördes via stallgödsel och urin från djurhållningen. God vattenförsörjning krävs samtidigt som marken måste vara väldränerad så att det är tillräckligt mycket luft i marken. Fixeringen av luftkväve, till för växten tillgängliga kväveföreningar, är en energikrävande process. Genom fotosyntesen bunden solenergi och den biologiska kvävefixeringen är ömsesidigt betingande processer. Det är från luften i markens por- och spricksystem baljväxtbakterierna som finns i de uppsvällda knölarna på rottrådarna hämtar luftkvävet samt syret för förbränning av de genom fotosyntesen bildade kolhydraterna. Vallbaljväxterna bidrager också genom sitt djupa rotsystem och genom symbios med rostsvampar (mykorrhiza) till att göra viktiga mineralämnen ur markförrådet tillgängliga Artur.Granstedt@jdb.se 21
Vallen med klöver och andra baljväxter har dels en förfruktsverkan i form av skörderester och rötter som tillför näring till de närmast efterföljande grödorna när dessa brukas ned och förmultnar i marken före nästa gröda i växtföljden och dels en gödslingsverkan via djurens gödsel. Detta produktiva klövervalls- och kretsloppsbaserade jordbruk byggde på varje gårds egna lokala och förnyelsebara resurser. Jordbruket var också självförsörjande med sin dragkraft för alla åkerarbeten och transporter hästarna vars foder också var en viktig del av odlingen. Artur.Granstedt@jdb.se 22
Försörjningskrisen i slutet av 1700-talet vändes till att Sverige kunde exportera livsmedelsprodukter dryg hundra år senare samtidigt som den egna befolkningen ökade. Detta möjliggjordes genom den ökande andelen vall med baljväxter. Ordnade växtföljder med balans mellan närande baljväxtvallar och tärande spannmålsgrödor underlättades av de stora skiftesreformerna. Detta på egna resurser högproduktiva jordbruk utvecklades från den nöd som gällde för delar av den fattigare landsbygdsbefolkningen i slutet av 1700 talet och i början av 1800-talet och som också ledde till en betydande utvandring. Förändringsprocessen började tidigare i andra delar av Europa, kom till Danmark där jordbruket förändrades i grunden under 1700-talet tack vare klöverodling och mångsidiga växtföljder och slutligen till Sverige och något senare till Finland (Kjaergard, 1994; Granstedt, 1998). Vid slutet av 1700-talet beräknades den plöjda åkern till drygt 1 miljon ha medan ängsmarken var nästan tre miljoner ha. Införandet av växtföljder med baljväxtvallar på åker innebar att den plöjda åkerarealen ökade på ängsmarkens bekostnad. Den uppodlade arealen var som störst i början av 1900-talet. Skiftesreformerna, bättre redskap, starkare hästar och utdikning av våtmarksängar var viktiga förutsättningar. Den odlade kulturvallen med baljväxter gav flerdubbelt högre skördar än den tidigare ängsvallen, gav mer foder till djuren, ökad produktion av kött och mjölk och samtidigt mera gödsel tillbaka till åkern och som i sin tur möjliggjorde ökad produktion av spannmål och näringskrävande grödor som potatis som tidigare hade stor betydelse för livsmedelsförsörjningen. I början av 1900-talet blev Sverige även exportör av livsmedel och foder. Aldrig har vi haft ett så högproduktivt jordbruk baserat på egna, lokala och förnyelsebara resurser som tiden innan konstgödseln infördes i början på 1900 talet. Jordbruket var då också självförsörjande med sin egen dragkraft, 750 000 hästar vars foder också producerades av detta självförsörjande jordbruk. Artur.Granstedt@jdb.se 23
Människan griper in och förändrar natur och landskap för att klara sin överlevnad på jorden. Historien visar hur vi människor kortsiktigt kan förbruka den resursbas vi skulle behöva för framtiden men också hur vi kan förädla och förkovra densamma. Från den ursprungliga byn ser vi nu efter skiftesdelningen tre gårdar, var och en med sin välväxtföljd i vilken de symbiotiskt kvävefixerande baljväxterna utgör en viktig del. På varje gård fanns djur anpassade till den egna foderproduktionen och vars gödsel och växtnäring återfördes till åkern. Drivkrafterna var de ekologisk grundprinciperna solenergi, kretslopp av näringsämnen och biologisk mångfald och som man nu lärt sig att utnyttja till mänsklig nytta. I början av 1900 talet blev Sverige t.o.m. exportör av foder och livsmedelsprodukter. Detta jordbruk som vuxit fram genom odlingshistorien bröt samman efter 1950 med konstgödselns införande. Artur.Granstedt@jdb.se 24
Samma landskapsområde men nu med bilden totalt förändrad. Gårdar, hagar och djur är borta. Här är nu specialiserad spannmålsodling utan varken vallar eller djur och markerna utgör endast en del av en större gård. Strukturrationaliseringen efter 1950 har här gått hårt fram med sammanslagning av odlingsmarkerna till stora gårdsenheter och specialisering. Framställning och användande av konstgödsel med hjälp av fossil energi gjorde det möjligt att bortrationalisera det fram till dess för folkförsörjningen nödvändiga kretsloppet av gödsel via djur och användande av baljväxter för biologisk kvävefixering. Den nu ensidiga odlingen av spannmålsgrödor ledde till ökande problem med ogräs, skador och sjukdomar och som i sin tur ledde till ökande användning av bekämpningsmedel. Djurhållningen överfördes alltmer till specialiserade djurgårdar med sina problem och framför allt stora förluster av växtnäring. Artur.Granstedt@jdb.se 25
En näringsbalans på gårdsnivå visar hur mycket näringsämnen som tillförs i form av kvävefixering, fodermedel, utsäde och konstgödsel (input) och hur mycket som avges (output) i form av försålda växtprodukter och djurprodukter. Mellanskillnaden är ett överskott som slutligen kan gå förlorat till luften eller vattensystemen.
De specialiserade spannmålsgårdarna dominerar i slättbygdområdena. I genomsnitt tillförs ca 150 kg kväve per ha huvudsakligen i form av konstgödsel till de spannmålsgårdar som är anslutna till rådgivningsprogrammet greppa näringen och där årliga beräkningar av växtnäringsbalanserna görs. Utbytet av kväve i växtodlingsprodukter som brödsäd, fodersäd och oljeväxter är här 105 kg kväve per ha. Detta utbyte kan med dagens teknik effektiviseras ytterligare men som genomsnitt blir här ett kväveöverskott på ca 45 kg kväve per ha. Det är inte på dessa gårdar vi har de riktigt stora förlusterna av kväve och fosfor uppstår och som drabbar Östersjön. Men förutsättningar för detta skapas här därför att det som odlas här till största delen är djurfoder (över 80 %) och vars växtnäringsinnehåll ej recirkuleras utan blir till överskott någon annanstans, på de specialiserade djurgårdarna som får sitt foder från växtodlingsgårdarna. Spannmålsgården är helt beroende av att årligen tillföra ny växtnäring och som kostar stora resurser av fossil energi och utsläpp av växthusgaser att producera industriellt. Artur.Granstedt@jdb.se 27
Växtnäringen i det djurfoder som odlas på spannmålsgårdarna koncentreras på de allt färre djurgårdarna. Utöver foder från landets spannmålsgårdar sker som tidigare framhållits också en betydande import av kväve med importerat proteinfoder för att uppnå dagens höga kött- och mjölkproduktion. Många konventionella djurgårdar köper dessutom till konstgödselkväve. Med allt fler djur på de specialiserade djurgårdarna, blir överskotten av växtnäring i gödsel här allt större och som går förlorad ut i den omgivande miljön. Djurhållningen och gödselproduktionen på de flesta djurgårdar är två till tre gånger större än vad som kan utnyttjas av gårdens grödor figuren visar ett genomsnitt för mjölkgårdar anslutna till greppa näringen åren 2000-2006, överskottet är här i genomsnitt ca 130 kg kväve och 3 kg fosfor per ha. Överskottet av växtnäring i form av ej utnyttjad stallgödsel ökar med ökad djurhållning till följd av motsvarande större inköp av växtnäring med foder. Vid en djurtäthet på 1,2 djurenheter 1) per ha blir överskottet 150 kg N och 6 kg P/ha. Jordbruket står för cirka hälften av den antropogena kväve och fosforbelastningen till Östersjön. Dagens intensiva djurhållning medför också betydande djurhälsoproblem, användning av antibiotika och reser frågor om djurens välbefinnande särskilt i svin och fjäderfäproduktionen. 1) En djurenhet motsvarar en fullvuxen mjölkko Artur.Granstedt@jdb.se 28
Skeendet kan sammanfattas i fyra bilder. Vi har ett allt mer linjärt flöde av växtnäring. Tillförsel av handelgödsel till växtodlingen, överföring av växtnäring via både inhemska och importerade foderprodukter till den specialiserade djurhållningen (mjölk-, kött-, fläsk-, fjäderfä- och äggprodukter) och vars växtnäringsöverskott i slutändan bl.a. läcker ut i havet. Linjära flödena av naturresurser istället för kretslopp innebär både att ändliga resurser förbrukas och att miljön skadas. Dagens framställning och användning av konstgödsel innebär att fossila resurser förbrukas och medför miljöskador som drabbar både havet och klimatet. Den ensidiga spannmålsodlingen utan återförsel av allsidigt sammansatt stallgödsel innebär dessutom att odlingsmarken på dessa gårdar utarmas allt mer på de spårämnen som bortförs med grödorna och som inte finns i konstgödseln. Näringsinnehållet av spårämnen i brödsäd från konventionella spannmålsgårdar och i vårt dagliga bröd är i avtagande. Artur.Granstedt@jdb.se 29
De specialiserade djurgårdarna finns framför allt i det såkallade animaliebältet I södra Sverige, det innebär ett flöde av växtnäring med fodergrödor från spannmålsdistrikten i Mellansverige till Sydsverige där näringsöverskotten och förlusterna är störst. Områden med koncentrerad djurhållning och särskilt stora växtnäringsöverskott kan lokaliseras i alla Östersjöländer. I Finland är djurhållningen särskilt hög i till exempel Österbotten. 1 a.u. (animal unit) är detsamma som en djurenhet. (One a.u. equals either 1 dairy cow, 2 young cows, 3 sows, 10 fattening pigs or 100 hens).
Skulle de nya EU-länderna Estland, Lettland och Polen komma upp till våra näringsämnesförluster så skulle belastningen av kväve och fosfor öka till ännu högre nivåer enligt flera studier. Dagens allvarliga situation för Östersjön och den nya hotet från öst är bakgrunden till ett omfattande aktionsprogram för att rädda Östersjön. Aktionsprogrammet sker i samverkan mellan samtliga länders regeringar runt Östersjön och inom HELCOM (Baltic Sea Action Plan). Artur.Granstedt@jdb.se 31
32
33
I det av EU delfinansierade projektet BERAS (Baltic Ecological Recycling Agriculture and Society) analyserades dels dagens situation i jordbruket vad gäller växtnäringshushållningen i de olika Östersjöländerna och växtnäringshushållningen på totalt 48 ekologiska typgårdar representativa för olika odlingsförhållanden i hela Östersjöområdet. Också energihushållning och klimateffekter studerades baserat på insamlade gårdsdata samt också konsekvenserna av en förändrad konsumtion baserat på mera närodlad och lokalt förädlad mat från ekologiska kretsloppsgårdar. Artur.Granstedt@jdb.se 34
Resultaten från BERAS-projektet visar: Ekologiska kretsloppsgårdar har mer än 50 % lägre kväveöverskott per ha än i det genomsnittliga konventionella jordbruket (Granstedt et al 2005; 2008). Det överensstämmer väl med resultaten från de gårdsstudier som tidigare gjorts i Finland och Sverige (Granstedt, 1990, 2000). Dagens ekologiska jordbruk innebär inte att man går tillbaka till ett föråldrat arbetskrävande jordbruk, däremot att man med hjälp av dagens teknik och stora biologiska kunnande åter driver jordbruket enligt grundvillkoren för uthålliga ekosystem: kretslopp av växtnäring och organiskt material, flödande energi från solen och skydd av den biologiska mångfalden. Artur.Granstedt@jdb.se 35
Det genomsnittliga kväveöverskottet på de 12 ekologiska kretsloppsgårdarna uppgick till 36 kg kväve per ha och år jämfört med 79 kg kväve per ha odlad åker i det konventionella jordbruket (Granstedt, et al 2008). Avgörande för det lägre näringsöverskottet är nästan hälften så hög tillförsel (57 kg N per ha) jämfört med det konventionella jordbruket (110 kg per ha). Den trots detta endast 8 % lägre skördenivån möjliggöres av den recirkulering av växtnäring som sker med stallgödsel, urin och skörderester som beskrivs i följande figurer. Det lägre output av livsmedelsprodukter beror på en högre andel vallfoderbaserad produktion av kött och mjölk från idisslare jämfört med foderutbytet hos enkelmagade djur som svin och fjäderfä som dominerar djurhållningen i det konventionella jordbruket.
En mer detaljerad beskrivning av växtnäringsflödena (kväve, fosfor och kalium kg per ha och år) på en ekologisk kretsloppsgård (ERA) beskriver tillförsel i form av importerade fodermedel (feed stuffs), inköp av utsäde, biologisk kvävefixering, inomgårdscirkulationen av näringsämnen vi skörderester och rotbiomassa (harvest remains) och stallgödsel, förluster från djurhållningen samt förluster från marken samt avsalu av vegetabilie produkter (brödsäd) samt animalieprodukter (mjölk och kött).
Gårdsexemplet visar fördelningen av grödor på den biodynamiska försöksgården Skilleby och som är representativ för genomsnittet av de 48 ekologiska kretsloppsgårdarna. Som synes åtgår så mycket som 84 % av odlingsarealen för odling av foder till de till gårdens produktion anpassade antalet djur (47 mjölkkor 39 ungdjur, 10 kalvar och 29 får år 2003). Den återstående arealen är avsalugrödor som brödsäd och även potatis och en mindre del grönsaker och som motsvarar genomsnittet i jordbruket. Arealfördelningen motsvarar dagens konsumtion där animalieprodukter står för 2/3 av proteinförsörjningen. Notera också att all fast stallgödsel är processad i försöksgårdens biogasanläggning vilket förbättrar gårdens energibalans och ökar hushållningen med växtnäring. Anläggningen kan kompletteras med tillförsel av ekologiskt odlat storköksavfall vilket ytterligare ökar andelen recirkulerade växtnäringsämnen tillbaka till jordbruket. Artur.Granstedt@jdb.se 38
I BERAS-projektet har potentialen vad gäller minskade kväveförluster utvärderats för det ekologiska kretsloppsjordbruket (ecological recycling agriculture - ERA). ERA baseras på grundläggande ekologiska principer: biologisk mångfald, kretslopp mellan växtodling, djurhållning, gödsel och marken. Detta förverkligas genom mångsidiga växtföljder med klöver, en till den egna foderproduktionen anpassad djurhållning, omsorgsfull gödselhantering med kompostering och åtgärder som gynnar markens bördighetsegenskaper.
Det genomsnittliga kväveöverskottet i det svenska jordbruket beräknades till 79 kg per ha och år och till 36 kg per ha och år på de 12 svenska BERAS gårdarna. Den totala animalieproduktionens omfattning är i denna jämförelse densamma i både konventionell och ekologisk odling (0,6 djurenheter per ha) men med den väsentliga skillnaden att djuren är arealmässigt fördelade i förhållande till varje gårds egen foderproduktion på BERAS-gårdarna och som förhindrar att stora outnyttjade gödsel- och näringsöverskott uppstår. Ammoniakförlusterna från djurhållningen blir densamma vid samma totalmängd djur men överskottet som belastar marken och som slutligen leder till läckage till Östersjön är 70 75 % lägre. Artur.Granstedt@jdb.se 40
För god hushållning med växtnäring krävs både att djurhållningen är anpassad till foderproduktionen så att ej överskott av växtnäring uppstår och att den recirkulerande stallgödseln utnyttjas med största möjliga effektivitet. Bästa möjliga teknik med och utan kompostering, hantering av stallgödseln, i tre gödslingsnivåer med och utan biodynamiska preparat samt med upprepningar för statistisk bearbetning utvärderas i institutets långliggande försök. Dessa försök startade 1991 och genomförs på samtliga skiften i den femåriga växtföljden Artur.Granstedt@jdb.se 41
Beräkningarna av läckageförluster från marken bekräftas av gjorda mätningar från fält (sampling point). Provtagningarna tas innan dräneringsvattnet rinner ut i Skillebyån och som i sin tur rinner ut i Järnafjärden och Östersjön. Artur.Granstedt@jdb.se 42
Programmet för minskande växtnäringsförluster inkluderar också vintergrön mark, vallinsådd funger som sk fånggröda, anpassning av tidpunkter för gödsling och jordbearbetning samt anläggning av våtmarker. Mellan mätstationen för dräneringsvattnet från åkerskiftena på föregående bild och Skillebyån är en 1000 kvm stor damm anlagd med uppgift att ytterligare minska kväve och fosforförlusterna till vattendraget Skillebyån. Proverna tas även vid utflödet från dammen till ån. Utflödet sker och via en nivåreglerande vattentrumma i dammvallen längst bort på bilden. En minskning sker här av kväveförlusterna med ca 25 %. Artur.Granstedt@jdb.se 43
Tre scenarier har presenterats i BERAS-projektet: 1) Dagens belastning på Östersjön (Today situation). 2) Ett specialiserat jordbruk i de Baltiska länderna och Polen enligt svensk modell (Conventional scenario). Det skulle innebära en ökning av den totala kvävebelastningen med närmare 60 %. 3) Omläggning till ekologiskt kretsloppsjordbruk i enlighet med resultaten från de 48 typgårdarna (ERA scenario). Det skulle innebära en minskad belastning med närmare 50 % och inget fosforöverskott (Granstedt et al, 2008). De mer begränsade åtgärder som nu föreslås utan en omläggning av jordbruket i enlighet med de ekologiska grundvillkoren bedöms leda till en fortsatt ökad belastning på Östersjön vartefter jordbruket utvecklas i konventionell riktning också på andra sidan Östersjön. Artur.Granstedt@jdb.se 44
Utöver minskat näringsläckage förbrukar det ekologiska kretsloppsjordbruket ca hälften så mycket energi, huvudsakligen genom att det inte förbrukas fossil energi för att framställa mineralgödselmedel. Jämför man emissionerna av växthusgaser så bidrar även minskad avgång av dikväveoxid från marken och ingen import av foder till lägre klimatbelastning. Däremot använder man fossil energi till traktorer och maskiner liksom det konventionella jordbruket och avgång av metangas från djurhållningen är högre då en större andelen av djuren är idisslare.
Livsmedelsmedelskonsumtionen belastar klimatet så som beskrivits i inledningen. Dagens jordbruksproduktion (Agriculture) påverkar klimatet genom förbrukningen av fossil energi till framställning av gödselmedel, bekämpningsmedel, drivmedel till traktorer, byggnader och maskiner, metangasutsläpp från husdjuren mm. Därutöver förbrukas fossil energi vid förädlingen av livsmedel och transporter. Från produktion fram till att vi köper maten är den totala belastningen ca 1000 kg CO2 ekvivalenter per person och år enligt de beräkningar som gjordes i BERAS-projektet för den basmat som kommer från jordbruket. Avskogning och markförstöring för produktion av importerat foder belastar klimatet ytterligare i en omfattning som antagligen är ännu högre, men data saknas ännu för en mer fullständig beräkning. Motsvarande mängd mat från de ekologiska kretsloppsgårdarna i BERAS- projektet har här en 25 % lägre klimatbelastning (scenario 2). Alla data är baserade på de dokumenterade BERAS-gårdarna där lägre skördar samt en större andel vallbaserad köttproduktion jämfört med det konventionella jordbruket ingår i beräkningarna. Fallstudier i Järnaregionen visade att om maten dessutom är lokalt producerad och förädlad så kan klimatbelastningen reduceras med totalt 33 % (scenario 3). Studierna av kostvanorna hos 15 familjer i regionen visade att en 70 % minskad köttkonsumtion och i stället mera trädgårdsprodukter dessutom innebar en ytterligare minskning, en reducerad klimatbelastning med drygt 50 % (scenario 3). Här har ännu inte tagits hänsyn till den reducering av klimatbelastningen som en ökad mullhaltsuppbyggnad innebär i ett mer vallbaserat ekologiskt jordbruk. 46
I BERAS- projektet studerades matkonsumtion och matkostnader för 15 familjer i Järnaregionen och som baserade en stor del av sin försörjning med mat från BERAS-gårdar inom närområdets odling och förädling (JECO). Dessa som jämfördes med medelsvenskens konsumtion (CONV) här uppdelat i kött och fiskprodukter, mjölkprodukter, trädgårdsprodukter, potatis och spannmålsprodukter. Järnagruppen åt cirka 70 % mindre kött än medelkonsumenten och köttet var huvudsakligen från idisslare och man åt nästan ingen kyckling eller svinkött. Däremot åt man omkring dubbelt så mycket grönsaker och rotfrukter som medelsvensken. Utöver minskad belastning på klimatet så halverades arealbehovet per capita till hälften jämfört med medelsvensken, från 0,4 till 0,2 ha per capita. Matkostnaden var cirka 25 % högre än för medelsvenskens konsumtion (Larsson, Granstedt and Thomsson, 2011). Utförlig information om studien finns i BERAS rapport nr 5 (Granstedt, Thomsson och Schneider, 2005). Beaktas även ökande mullhalt i marken som påvisats i våra långliggande försök i valldominerade växtföljder med recirkulering av stallgödsel så kan matens klimatbelastning elimineras ytterligare.
De långliggande försöken visar att med en hög vallandel (här tre år vall av fem år i växtföljden) så sker en kraftig humusuppbyggnad och kolbindning i marken jämfört med en lägre vallandel. Kompostering av gödseln ger en något högre mullbildning. Vid ensidig spannmålsodling kan motsatsen ske med en nedbrytning av humus och avgång av organiskt bundet kol. Marken som möjlig upplagrare av organiskt bundet kol bekräftas här. Som framgår av bilden (t.v.) så sker denna humusuppbyggnad etappvis i samband med vallgrödorna och recirkulation av stallgödseln, medan det sker en förbrukning när stråsäd odlas. Mullhaltsökningen här motsvarar 400 kg kol per ha och år i matjorden 0-20 cm (över 1500 kg koldioxidekvivalenter per ha och år). De äldre långliggande försök som pågick under 30 år i Järna visade att det dessutom kan ske en betydande humusuppbyggnad i alven. De nu pågående studierna tyder på liknande resultat. 48
Emissionerna av växthusgaser från livsmedelsproduktionen inklusive jordbruk, förädling och distribution fram till bitik beräknades i BERAS projektet till 1000 kg koldioxidekvivalenter per capita (BERAS rapport 5). Till detta kommer utsläpp av växthusgaser till följd av förändrad markanvändning vid produktion av importerade livsmedel och fodermedel, troligtvis betydligt mer än 200 kg CO 2 eq. Samma mängd mat från enbart ERA gårdar, men med mera kött från gräsätande idisslare och motsvarande mängd mindre fläskkött, minskar i denna jämförelse växthuseffekten från matproduktionen med 25 % (ERA). Beaktas även ökningen av mullhalten i matjorden enligt de långliggande studier som genomförts på Skilleby försöksgård så minskar växthuseffekten med 55 % (ERA.SOM). Baseras maten på lokalt distribuerade och förädlade livsmedel från ERA gårdar så kan växthuseffekten minska med ca 65 % enligt resultaten från Järna studien (ERA.SOM.LOC). Beaktas även den självförsörjning med energi som dokumenterats från gårdsbaserad biogasproduktion innebär så kan växthuseffekten minska med 75 % (ERA.SOM.LOC.BG). En omläggning till en diet med 70 % mindre kött skulle enligt järna studien innebära en minskning med 85 % (ERA.SOM.LOC.BG.VEG). Marken som kolsänka är troligtvis högre om uppbyggnaden av organiska substans även i djupare markskikt beaktas och ännu högre om mer permanenta gräsmarker kan etableras, särskilt vid en kostomläggning som skulle kräva mindre areal plöjd åker. Animalieproduktion enbart baserad på grästande idisslare innebärande 70 % mindre och motsvarande mer nuttig mat från grönsaker och rotfrukter skulle minska den erforderliga arealen åker för livsmedelsproduktion med drygt 50 % till 1, 7 miljoner ha och motsvara världsgenomsnittet på 0,2 ha per capita.
Resultaten vad gäller högre mullhalter i ekologisk och biodynamisk odling är likartade med dem från det s.k. DOK försöket i Schweiz med jämförande studier av biodynamisk (D), organiska (O) och konventionell (K) odling som genomfördes under 20 år. Högre mullhalter särskilt i biodynamisk odling med komposterad gödsel påverkar ett flertal mätbara bördighetsegenskaper. Försöksresultaten från det svenska försöket visar att detta långsiktigt också påverkar positivt skördeutvecklingen.
Kretsloppsjordbruk har även betydelse för matens kvalitet. Jämförelser av mineralämnesinnehåll i biodynamiskt och konventionellt odlad brödsäd visar relativt högre värden för biodynamisk odling med recirkulering av stallgödsel både från långliggande jämförande odlingssystemförsök och studier av gårdspar med likartade geografiskt naturgivna betingelser men skilda odlingssystem åren 2006 och 2007 (Presentation Granstedt, KSLA 2008). Artur.Granstedt@jdb.se 51
2/24/2012 Den konventionella maten och dess produktion svarar för 40 % av klimatbelastningen och 50 % av övergödningen (N och P), spridning av pesticider, en omfattande global markförstöring och avskogning. Historien lär oss konsekvenserna av såväl rovdrift som möjligheten att skapa bördig jord åt allt fler. Omläggning till Ekologiskt kretsloppsjordbruk innebär: -Minskade näringsöverskott och emissioner av växthusgaser -Ökande humushalt och bördighet marken som kolsänka -Ekologiskt kretsloppsjordbruk och ökad lokal självförsörjning ger halverad klimatbelastningen från livsmedelskedjan -Kombinerad med minskad köttkonsumtion (-70 %) kan vi eliminera klimatbelastning, halvera arealutnyttjande och ge mat åt alla baserad på lokala och förnyelsebara resurser) -Ekologiskt kretsloppsjordbruk innebär också ökad näringsinnehåll i såväl mark som gröda. 52
Prenumerera på forskningsinformation! 4 brev/år, kr 300 Biodynamiska Forskningsinstitutet Pg 13 01 05-0 (Skriv din adress!) Artur.Granstedt@jdb.se 53