JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik Stallgödsel till vall, påverkan på kväve- och växthusgasförluster Grovfoderodling, Greppa näringen 15 september 2016 Lena Rodhe lena.rodhe@jti.se
JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik Industriforskningsinstituten SP, JTI, Swedish ICT och Innventia går i år samman i RISE (www.ri.se) JTI utvecklar kunskap för ökad hållbarhet med fokus på jordbruk, energi och miljö 2014-11-25 www.jti.se
Disposition Stallgödsel - egenskaper Risker för förluster: ammoniak, metan, lustgas Åtgärder för att minimera förluster vid spridning Hur påverkar åtgärderna avkastningen? Andra hänsyn vid spridning av stallgödsel till vall (hygien, markpackning, läglighet) Vad innebär behandling av stallgödsel (rötning, surgörning)? Hanteringsstrategi
Fastgödsel Hur hantera stallgödseln/rötrest för att minimera NH 3 och växthusgasavgång? Flytgödsel
Resurs Makronäringsämnen N, P och K Mikronäring Mullämnen - markstruktur
Kg/ton 4 3 2 Växtnäringsresurs Tot-N, kg/ton NH4-N, kg/ton P, kg/ton K, kg/ton Urin högt ph! 1 0 Fastgödsel, nöt 17 Flytgödsel, nöt 15 Urin, nöt 14 Källa: SNV rapport 4974
Stallgödsel på vall? Stallgödseln matchar bra vallens P- och K-behov Stor andel av gårdens areal är vall (75 % av gödseln från nötkreatur) Ger möjlighet till många spridningstidpunkter under året
Problem med stallgödsel? Lätt att förlora växtnäring N, P, K (gasemissioner, utlakning, immobilisering i mark), som kan skada i vatten och luft, ekonomisk förlust för lantbruket Växthusgaser Lukt Hygien Markpackning (tunga spridare pga. lågkoncentrerat gödselmedel)
Ammoniakavgång - spridningsmetod
Grundläggande vad styr NH 3 -avgången? NH 4+, aq + OH - NH 3, aq +H 2 O ph styr, vid 9,3 samma konc av NH 4+ och NH 3, vid ph 7 är 5% NH 3. NH 3, aq NH 3, gas Temperaturen styr Partialtrycket av ammoniak i luften (vindhastighet) Kontaktyta (storlek, egenskaper gödsel)
Temperaturen och givans betydelse för NH 3 - avgången efter spridning (flytgödsel)(svensson, 1993) NH3-koncentration, ppm 25 20 15 10 5 52 ton/ha 28 ton/ha 0 12 14 16 18 20 22 24 26 Markytans temperatur, C
Ts-haltens betydelse för NH 3 -avgången efter spridning(svensson, 1993)
Faktorer som styr ammoniakavgången, spridning Meteorologiska faktorer temp vind luftfuktighet Spridarteknik Gödsel ph ts flytegenskaper halt ammoniumkväve i kg per ton Giva Mark struktur, gröda, jordart, ph...
Spridningsteknik flytgödsel, 2012/13 (2008/09) Andel av grödarealen Källa :SCB Hela riket 63 % (46) släpslang 33 % (49) bredspridning 2 % (3) myllningsaggr. 1% (1) annan metod Götalands slättbygder 89 % (86) släpslang 9 % (13) bredspridning 3 % (1) myllningsaggr.
Tidpunkt under dagen (Flytgödsel till slåttervall; Frick & Menzi, 1997) 30 25 Kumulerad NH3-förlust (kg N/ha) 20 15 10 5 Morgen 6 Uhr Mittag 13 Uhr Abend 20 Uhr 0 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 Klockslag
Spridning flytgödsel till vall, 2 tidpunkter, 3 tekniker 120 Vårspridning Sommarspridning N-förlust som NH 3, % av tillfört NH 4 -N 100 80 60 40 20 0 Vårspridning Sommarspridning Bandspridning med släpslang Bandspridning med släpfot Öppen ytmyllning
Bandspridning med släpslangsramp
Placering av gödseln i marksektion Double disc tine Width 21 mm Tubulator Width 2 mm Depth 0-50 mm Depth 13-45 mm
Öppen ytmyllning, V-ställda skivor
Täckt ytmyllning: Utvecklad teknik för att minimera ammoniakavgången vid spridning av flytgödsel i vall Täckt ytmyllning, Prototyp 3
80 NH 3 emissioner, % av tillfört NH 4 - N Medeltal för 3 år 60 40 20 0 Band- Pressurised Shallow Öppen Shallow spreading spridning injection injection 1 injection ytmyllning 2 Spreading techiques Tubulator Täckt ytmyllning
Avkastning, efterföljande skörd 6000 5000 a bc a c c No Ingen fertiliser gödsel Bandspridning spreading Pressurised Inj. med tryckinjection Shallow Ytm, en skiva injection 1 Shallow Ytm., Två injection vinklade 2skivor 4000 3000 a a a a a b b b b 2000 1000 a a a a a 0 Year 1, Paper II Year 1, Paper III Year 2, Paper III Year 3, Paper III År 1 År 2 År 3
Avkastning och ammoniak Ytmyllning jämfört med bandspridning gav inte en högre avkastning i efterföljande skörd trots inbesparat kväve ca 20 kg NH 4 -N/ha. Orsaken kan vara t.ex. brist på vatten (och ej kväve), och eller långsam effekt (50% organiskt N) Senare treårig studie gav dock inte heller någon stor skillnad i avkastning mellan bandspridning och öppen ytmyllning vid spridning till andra skörd.
Behandling av gödsel? Det finns många metoder t.ex. biologiska, kemiska, mekaniska, och tillsatsmedel för att förädla och ta ut energi ur stallgödsel, och andra organiska gödselmedel Exempel rötning och surgörning
Växthusgaser från lager och efter spridning av rötad respektive icke rötad nötflytgödsel År 2009-2013 Även studier av NH 3 och kväveutnyttjande hos gröda! Stall Biogasanläggning Lagring Med och utan täckning Spridning + harvning Vår- och höstbruk Rötad gödsel Sommar/vinter Finansiär: SLF Mjölkprogrammet Orötad gödsel Sommar/vinter
Total N-förlust, kg NH3-N/ha NH 3 -avgång efter spridning, vårbruk (nedbrukning efter 4 timmar) 14 12 10 8 Orötad gödsel Rötad gödsel 21 % av ammoniumkvävet 6 4 2 5 % av ammoniumkvävet 0 0 10 20 30 40 50 Timmar efter spridning
Försurning av flytgödsel (tillsats av syra t.ex. svavelsyra, fosforsyra) I stall ph<5,5 ph<6,0-6,4 I lager Vid spridning ph<5,5/6,0
Fältförsök, surgörning av flytgödsel, orötad och rötad (ph 6)
Ammoniakavgång: Gödsel och rötad gödsel, med och utan syratillsats bandspriden på vall, andra skörd (ph 6) Spridning till andra skörd Surgörning av rötad eller orötad nötflytgödsel minskar effektivt ammoniakavgången efter spridning. NH 3 -emissionerna minskade för gödsel med 50 % på våren och med 75 % vid sommarspridning. För rötrest, minskade NH 3 - emissionerna med 90 % vid surgörning, dock större tillsats av syra (6 liter/m 3 ). Rodhe L., Delin S., Oostra H., Gustafsson K., 2015
Växthusgas Global uppvärmningseffekt under 100 år (GWP 100 ) av metan är 28 ggr högre än koldioxid och av lustgas 265 ggr högre (2013). (Tidigare 25 resp 298; NV räknar med 21 resp. 310) Uppvärmningseffekten räknas om till koldioxidekvivalenter (CO 2 ekv.)
Lustgasbildning Främst från mark med kväve, lagrad fastgödsel och flytgödsel med svämtäcke (syretillgång) Både vid nitrifiering (syretillgång) och denitrifiering (syrebrist) Tillskott av extra kol och kväve stimulerar lustgasbildning Markförhållanden från fuktigt till torrt och vise versa, tining frysning
Spridning Lustgas! Nötflytgödsel vall, efter första skörd Myllning - icke myllning Svinflytgödsel öppen mark, tidpunkter, tekniker
Påverkande faktorer, lustgas från stallgödslad mark Illustration: Jordbruksverket
Ytterligare växthusgaser: NH 3 indirekt N 2 O, påverkan tillverkning min-n, min-n i mark N 2 O-N i % av tot-n: Bandspridn 0,3%, täckt ytmyllning 1,1%
EFN 2 O, % av total-n EF N2O från litteraturen: Nöt- och svinflytgödsel (JTIrapport 402, bilagor 2 och 3) 4 3,5 3 Ca 200 kg tot-n/ha, myllning 2,5 2 1,5 1 0,5 Tidigare: Svensk klimatrapportering Nötflytgödsel Svinflytgödsel Nu: IPCC och Svensk klimatrapportering 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Försök
Fastgödsel (JTI-rapport 402). Mindre antal försök Lagring Risk för höga lustgasemissioner, speciellt från djupströgödsel (2,5-9,8 % av total-n). Metan från nötkletgödsel. Täckning av fastgödselhögar med plastduk minskar effektivt N 2 O-emissionerna. Spridning Litteraturgenomgång visar medeltal för EFN 2 O för fastgödsel på 2,2 % av total-n utan nedbrukning och 1,3 % med nedbrukning. För svinfastgödel högre vid nedbrukning än ej nedbrukning. Lågt för fjäderfägödsel.
Sammanfattning spridning Växthusgaser Goda råd för att minska utlakning gäller även för att minimera lustgasemissioner från mark dvs. lite lättlösligt N i mark på hösten, sprid när grödan har N-behov, anpassa efter gröda och årsmån (delade givor) Ge inte stora givor, även om grödan klarar av det Markfukten har stort inflytande på lustgasemissionerna, skapa inte wet spots Ytmyllning kan rekommenderas även ur klimatsynpunkt Fastgödsel kan ge stora lustgasförluster. Använd teknik som finfördelar gödseln, sprider jämt och i begränsade givor (även lokalt). Två-stegsspridare.
Resultat myllning i vall, hygien och spridningsteknik Möjligen en tendens att djupmyllning gav ett bättre resultat än bred- och bandspridning (Rammer, 1996) Ytmyllning statistiskt säker förbättring av ensilagekvalitet jämfört med bandspridning (Rodhe, Algerbo & Rammer, 2000) Svag tendens att ytmyllning med vinklade skivor gav bättre ensilagekvalitet än övriga gödseltekniker (Pauly & Rodhe, 2005).
Slutsatser spridning - ensilagekvalitet Stallgödsel på gröda/markyta ger ökad risk för försämrad ensilagekvalitet sprid till annan gröda Undvik att gröna växtdelar sölas ned vid spridningen. Därför: sprid direkt efter vallskörden på stubben eller sprid på hösten. Låg giva! Flytgödsel: Mylla om möjligt ned flytgödseln i vallen Flytgödsel: Bandspridning bättre än bredspridning Om spridning fastgödsel: Sprid på hösten och sönderdela ev. kockor på våren.
Tack! JTI-rapport nr 337: Ännu en dag på jobbet Täckt ytmyllning av flytgödsel i vall teknikutveckling, ammoniakavgång, växthusgaser och avkastning JTI-rapport nr 370: Växthusgasemissioner från lager med nötflytgödsel JTI-rapport nr 402: Växthusgaser från stallgödsel -Litteraturgenomgång och modellberäkningar JTI-rapport 416: Kvävegödsling till slåttergräsvall med nötflytgödsel och handelsgödsel.