Lustgas från mark - jordbrukets stora utmaning

Relevanta dokument
Lustgas från mark - jordbrukets stora utmaning

LUSTGAS FRÅN MARK HUR MINSKA?

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

Växthusgasernas kemi och biologi

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

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

Potatisodling och dess påverkan på klimatet

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

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

Klimat och klimatgaser. Anna Hagerberg Jordbruksverket Greppa Näringen

Kväveeffektiv jordbearbetning resultat av 10 års forskning, Uddevallakonferensen, januari 2015 Åsa Myrbeck

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

Jordbrukets klimatpåverkan och det ekologiska jordbrukets utmaningar

Jordbrukets klimatpåverkan

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

Mikronäringsämnen i spannmålsgrödor

Remiss-svar från Göteborgs Universitet på förslag till Ramprogram för forskning inom ekologisk produktion och konsumtion

Ett fossilfritt och klimatsmart lantbruk Hur ser det ut? Hur når vi dit?

Publikationslista för Lena Engström

Värdera metan ur klimatsynpunkt

Baljväxter en förutsättning för framtidens hållbara jordbruk?

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

Räkna med vallen i växtföljden

12 Jordbrukets miljöpåverkan

Styrkor och svagheter i jordbrukets klimatpåverkan

Grass to biogas turns arable land to carbon sink LOVISA BJÖRNSSON

Biogas som värdeskapare

Jordbrukets klimatpåverkan

Jordbrukets utsläpp och trender

IPCC Guidelines for national greenhouse gas inventoriesi

Om kväve i mark och gröda förekomst, omsättning och förlustvägar till luft och vatten. speciellt om fånggrödor och jordbearbetning

Kvävedynamik vid organisk gödsling

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

Gräs till biogas gör åkermark till kolsänka LOVISA BJÖRNSSON

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

EN BÄTTRE BALANS MED SVAGT SJUNKANDE TRÄVARUPRISER 2015 OCH EN NY PRISUPPGÅNG I MITTEN AV 2016

Hållbar intensifiering. MER skörd och MINDRE miljöpåverkan

Utsläpp av växthusgaser från jordbrukssektorn och effekter i Sverige av den globala uppvärmningen

Arbetstillfällen

Kväveformer och kväveeffektivitet. Yara försök 2018

Atmosfär. Ekosystem. Extremväder. Fossil energi. Fotosyntes

SYFTET med presentationen är att den ska vara ett underlag för vidare diskussion i KLIMATFRÅGAN.

Biogasproduktion från vall på marginalmark

Hur mycket vatten behöver vi till växtodling?

Livsmedlens miljöpåverkan ur ett livscykelperspektiv. Christel Cederberg Svensk Mjölk Vattendagarna 21 nov 2006

Klimatpåverkan av rötning av gödsel

Innehåll

Odling av baljväxter för ett hållbart jordbruk

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

Läckage av vattenlösligt organiskt material (DOM) i skogsmark - Påverkan av platsens egenskaper, klimat och surt regn.

2016, Arbetslösa samt arbetslösa i program i GR i åldrarna år

Bioenergi från jordbruket i ett systemperspektiv

EN BÄTTRE BALANS MED SVAGT SJUNKANDE TRÄVARUPRISER 2015 OCH EN NY PRISUPPGÅNG I MITTEN AV 2016

Rörflen som biogassubstrat

EN BÄTTRE BALANS MED SVAGT SJUNKANDE TRÄVARUPRISER 2015 OCH EN NY PRISUPPGÅNG I MITTEN AV 2016

Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2014

Mat, klimat och miljö en titt i kristallkulan

Klimat och miljö utmaningar och möjligheter för svensk mjölk och nötkött. Christel Cederberg Växadagarna 2018

Hållbar Grönsaksodling - klimatcertifiering enligt den svenska modellen Enar Magnusson, Findus Grönsaker

Framtidens växtodling i sydöstra Sverige

FAKTABLAD. Så här producerar vi mat för att samtidigt hålla jorden, vattnet och luften frisk!

Dikning och växthusgaser Göteborg 22 okt 2013 Rune Hallgren LRF

I korta drag. Åkerarealens användning 2003 JO 10 SM Preliminära uppgifter i mars 2003

Gödsling, stallgödsel och organiska restprodukter

Stallgödseldag i Nässjö 11 nov 2008

Fosfor och kväveinteraktioner samt mulluppbyggnad i svenska långliggande försök

Nya metoder för att minska växthusgasavgång från odlade torvjordar

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

Hållbar livsmedelsförsörjning en lokalt global fråga som inte kan lösas med en enskild åtgärd

Klimatsmart utfodring Kol i mark och vegetation sänka eller utsläpp?

12 Jordbrukets miljöpåverkan

Introduktion till jordbrukets klimatpåverkan och klimatutsläpp på gårdsnivå. Anna Hagerberg

Idisslarnas klimatpåverkan Stor eller liten? Stefan Wirsenius Chalmers tekniska högskola Elin Röös Sveriges lantbruksuniversitet

Klimatkollen växtodlingsgård 20A

Lustgasavgång från jordbruksmark

HYPE-modellen Hydrological Predictions for the Environment

Dränering och växtnäring. Katarina Börling Jordbruksverket

Avtryck i miljön från den svenska livsmedelskonsumtionen

Produktiviteten, effektiviteten och klimatet

Nationell forskning om kolinlagring i mark. Thomas Kätterer Sveriges Lantbruksuniversitet

Lönsam hållbarhet i biogas Är det möjligt? Thomas Prade, Biosystem och teknologi, Alnarp

Klimatpåverkan från växtodling

Kväve i ett internationellt perspektiv. Peringe Grennfelt IVL Svenska M iljöinstitutet

Baljväxtrika vallar på marginalmark som biogassubstrat

Fossilförbannelse? Filip Johnsson Institutionen för Energi och Miljö Pathways to Sustainable European Energy Systems

Kolinlagring i jordbruksmark. Thomas Kätterer Sveriges Lantbruksuniversitet, Uppsala

Observationer Förlängda tidsserier

Lustgas från jordbruksmark

Vad orsakar brunifieringen av svenska vatten detta vet vi idag Lars J. Tranvik Núria Catalan Anne Kellerman Dolly Kothawala Gesa Weyhenmeyer

Kväveläckage från jordbruket

Vad händer med havsnivån i Stockholms län - vad behöver vi planera för? Signild Nerheim SMHI

Vi arbetar för att öka användningen av bioenergi på ett ekonomiskt och miljömässigt optimalt sätt.

STATISTIK FRÅN JORDBRUKSVERKET

Klimatförändringar Hur exakt kan vi förutsäga. Markku Rummukainen Lunds universitet

Vad händer med havsnivån i Stockholms län - vad behöver vi planera för? Sten Bergström SMHI

12 Jordbrukets miljöpåverkan

Barley yellow dwarf virus and forecasting BYDV using suction traps

Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2014

Jordbrukets klimatpåverkan

Transkript:

Lustgas från mark - jordbrukets stora utmaning FD Åsa Kasimir Klemedtsson Inst. f. Geovetenskaper, Göteborgs universitet asa.kasimir@gvc.gu.se Nässjö 2014-03-11

N 2 O, nu den tredje viktigaste långlivade växthusgasen Koncentration av N 2 O vid WMO/GAW luftprovtagningsstationer, som funktion av latitud och år 1980-2010.

N 2 O i atmosfären För-industriell [N 2 O]=270 nmol / mol Tillförsel: 10,2 Tg N 2 O-N / år Bortförsel: 10,2 Tg N 2 O-N / år Steady-state Atmosfär Ekosystem Crutzen et al. (2008) Atmos. Chem. Phys. 8, 389-395

N 2 O i atmosfären För-industriell [N 2 O]=270 nmol / mol Tillförsel: 10,2 Tg N 2 O-N / år Bortförsel: 10,2 Tg N 2 O-N / år År 1995 [N 2 O]=315 nmol / mol Tillförsel: 15,8 Tg N 2 O-N / år Bortförsel: 11,9 Tg N 2 O-N / år Antropogen global tillförsel: 5,6-6,5 Tg N 2 O-N / år Därav jordbruk: 4,3-5,8 Tg N 2 O-N / år

IPCC Physical Science Basis, AR4 chapter 2 - The primary driver for the industrial era increase of N 2 O was concluded to be enhanced microbial production in expanding and fertilized agricultural lands.

N-fixering Global tillförsel av kväve från atmosfärens N 2 till "reaktivt N" T=10 12 500 Tg N år -1 400 300 200 100 Fossila bränslen BNF odlade Haber-Bosch BNF, hav BNF, land Åska 0 1860 1990 2050 (Galloway et al. 2004, Biogeochemistry)

AR5 I, Climate Change 2013, the Physical Science Basis Chapter 6

Nr-cycle connected to C-cycle C N

Gruber & Galloway, Nature 2008

Erisman et al. Nature Geoscience 2008

Hole in the Pipe NO N 2 O NO N 2 O N 2 NH 4 + NO 3 - Nitrifikation Denitrifikation Utlakning (Firestone & Davidsson, 1989) AR5: A global denitrification rate is much more difficult to constrain than the BNF

Fritt oorganiskt Nr Immobilization Organic N Mineral N NH 4 + NO 2 - NO 3 - Mineralization Netto mineralisering avgörande för N 2 O

Svensk rapportering till klimatkonventionen (UNFCCC) TABLE 4.D SECTORAL BACKGROUND DATA FOR AGRICULTURE Inventory 2011 Agricultural Soils Submission 2013 v1.1 (Sheet 1 of 2) SWEDEN GREENHOUSE GAS SOURCE AND SINK CATEGORIES IMPLIED EMISSION ACTIVITY DATA AND OTHER RELATED INFORMATION EMISSIONS FACTORS Description Value N 2 O kg N/yr kg N 2 O-N/kg N (2) (Gg) 1. Direct Soil Emissions N input to soils 8.04 1. Synthetic Fertilizers Nitrogen input from application of synthetic fertilizers 168,303,354.87 0.01 2.12 2. Animal Manure Applied to Soils Nitrogen input from manure applied to soils 62,299,506.63 0.02 2.45 3. N-fixing Crops Nitrogen fixed by N-fixing crops 35,840,293.69 0.01 0.70 4. Crop Residue Nitrogen in crop residues returned to soils 47,057,194.82 0.01 0.92 5. Cultivation of Histosols (2) Area of cultivated organic soils (ha/yr) 144,800.00 8.00 1.82 6. Other direct emissions (please specify) 0.03 Use of sewage sludge as fertilizers (specify) 1,556,993.76 0.01 0.03 2. Pasture, Range and Paddock Manure N excretion on pasture range and paddock 45,126,565.41 0.02 1.42 3. Indirect Emissions 2.67 1. Atmospheric Deposition Volatized N from fertilizers, animal manures and other 36,829,719.71 0.01 0.58 2. Nitrogen Leaching and Run-off N from fertilizers, animal manures and other that is lost through leaching and run-off 53,283,000.00 0.03 2.09 4. Other (please specify) 2.21 Cultivation of mineral soils Area of cultivated mineral soils (ha) 2,815,000.00 0.50 2.21

N 2 O emission, kg N ha -1 yr -1 IPCC EF för direkt emission från jordbruksmark = 1% av N-givan hamnar i N 2 O 7 5 3 1 y = 0,0125x + 0,91 R 2 = 0,84-1 0 100 200 300 400 500 N application, kg N ha -1 yr -1 Bouwman A.F., Nutrient Cycling in Agroecosystems 1996

FIE (Fertiliser Induced Emission) Har blivit till ett begrepp i.e. emission beror av gödsling

N 2 O från Sandjord, Mellby i Halland. Två led med 120 kg N ha -1 år -1, Kalcium Ammonium Nitrat, och en ogödslad kontroll. Samma emission från alla led: 2 kg N 2 O-N ha -1 år -1. Markens brukningshistoria avgörande, inte gödslingen. 200 1995 1996 1996 1997 1997 Control Broadcasting Drilling 150 µg N 2 O-N m -2 h -1 100 50 0 May June May June July August September October November December February March April May June

Logården experimental farm Organic Spring Wheat Green Manure Ley Winter Oil Seed Rape Winter Wheat Green Manure Ley Winter Rye Field Beans Integrated Spring Wheat Green Manure Ley Green Manure Ley Winter or Spring Rape Winter Wheat Oats Field Beans Manual Chambers

C2 and B1 C5 and B7 C3 and B4 Median för de olika grödorna (kg N 2 O-N ha -1 år -1 ): 600 400 C2 and B1 Logården, lerjord B7 B4 B5 Winter Rye (C2 = Oats) 0,12 200 0 1000 900 400 C6 and B2 Field Beans 0,15 200 µg N2O-N m -2 h -1 0 400 200 0 400 200 B4 B7 C6 and B2 B4 Y Data 600 400 200 C2 and B1 B2 B5 C5 and B7 B1 Wheat Green Manure 0,09 0,04 0 0 Oct Jan Apr Jul Oct Jan Apr Jul Oct Jan Apr Jul Oct 2005 2006 2007 Median för de olika åren (kg N 2 O-N ha -1 år -1 ): 0,4 0,4 0,1 0,03

Inte högre emission efter handelsgödsel. 100 80 121 kg N i NP 60 kg N i Axan 100 80 µg N2O-N m -2 h -1 60 40 20 µg N2O-N m -2 h -1 60 40 20 0 0-20 Apr May -20 Apr May 2006 2007

Spannmål odlad på mineraljord i norra Europa Låg emission från Logården, integrerat vårvete på lerjord Medelemission kg N 2 O-N ha -1 yr -1 Ogödslat: 2,2 ± 0,3 Gödslat 3,4 ± 0,7 Logården: 0,9 ± 0,1 Kasimir Klemedtsson & Smith, 2011 Biogeosciences

N 2 O intensitet Lustgasemission i förhållande till skördens kväveupptag g N 2 O-N per kg N i biomassa ovan jord 40 30 20 10 0 100 200 300 400 Kvävegödsling, Kg N ha -1 år -1 efter Van Groenigen et al. 2010, Towards an agronomic assessment of N 2 O emissions: a case study for arable crops. European Journal of Soil Sciences

Dränering av organogen mark frigör kol och kväve C N

Process - våtmark I vattenmättad jord ansamlas växtrester (torv) för att nedbrytningen är långsam i syrefri miljö. N 2 O = zero CH 4 CO 2 C N I Sverige 7 Mha våtmarker

Process dränerad mark Upplagrat växtmaterial börjar brytas ner, varvid kol och växtnäringsämnen som kväve frigörs. skogsmark CO 2 N 2 O von Arnold et al. 2005 CO 2, ton C ha -1 yr -1 Drain level: Well 3.0 (2.49-3.51) Poorly 1.9 (1.45-2.35) Ditch C N Ernfors et al., 2007 N 2 O, kg N ha -1 yr -1 Boreal 2.6 (0.2-19) Temperate 3.3 (0.1-44)

Svensk rapportering till klimatkonventionen (UNFCCC) TABLE 4.D SECTORAL BACKGROUND DATA FOR AGRICULTURE Inventory 2011 Agricultural Soils Submission 2013 v1.1 (Sheet 1 of 2) SWEDEN GREENHOUSE GAS SOURCE AND SINK CATEGORIES IMPLIED EMISSION ACTIVITY DATA AND OTHER RELATED INFORMATION EMISSIONS FACTORS Description Value N 2 O kg N/yr kg N 2 O-N/kg N (2) (Gg) 1. Direct Soil Emissions N input to soils 8.04 1. Synthetic Fertilizers Nitrogen input from application of synthetic fertilizers 168,303,354.87 0.01 2.12 2. Animal Manure Applied to Soils Nitrogen input from manure applied to soils 62,299,506.63 0.02 2.45 3. N-fixing Crops Nitrogen fixed by N-fixing crops 35,840,293.69 0.01 0.70 4. Crop Residue Nitrogen in crop residues returned to soils 47,057,194.82 0.01 0.92 5. Cultivation of Histosols (2) Area of cultivated organic soils (ha/yr) 144,800.00 8.00 1.82 6. Other direct emissions (please specify) 0.03 Use of sewage sludge as fertilizers (specify) 1,556,993.76 0.01 0.03 2. Pasture, Range and Paddock Manure N excretion on pasture range and paddock 45,126,565.41 0.02 1.42 3. Indirect Emissions 2.67 1. Atmospheric Deposition Volatized N from fertilizers, animal manures and other 36,829,719.71 0.01 0.58 2. Nitrogen Leaching and Run-off N from fertilizers, animal manures and other that is lost through leaching and run-off 53,283,000.00 0.03 2.09 4. Other (please specify) 2.21 Cultivation of mineral soils Area of cultivated mineral soils (ha) 2,815,000.00 0.50 2.21

IPCC Wetland supplement

Organogen jord, morotsodling och ingen gödsling N 2 O flux / g m -2 h -1 5000 4000 3000 2000 1000 0 a) 800 600 400 200 0 Sep Oct Nov -1 conc / g N g dry soi l NO 3-200 150 100 50 b) NO 3 - NH 4 + 30 25 20 15 10 5 NH 4 + conc / g N gdry soil -1 Under 149 dagar 41 (± 2.8) kg N 2 O ha -1 0 90 c) 0 WFPS / % 80 70 60 air temperature / o C 25 20 15 10 5 0 d) air temperature rain -5 0 Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 60 40 20 rain/ mm

Mera Falköpingmätningar Gräs Spannmål = 2 kg N 2 O ha -1 år -1 = 1 kg N 2 O-N ha -1 år -1 = 15 kg N 2 O ha -1 år -1 = 10 kg N 2 O-N ha -1 år -

Falköping skog

NUE, Nitrogen-use Efficiency N 2 O NH 4 NO 3 SOM NH 4 + 40% 60% 2000-4000 kg N ha -1 i matjorden NO 3 - Flöden och process-täthet avgör om det blir N över för andra processer; nitrifikation, denitrifikation, ammonikavdunstning, utlakning

Markfuktighet

Produktion styr Bleken and Bakken, 1997: Mängd N som behöver tillsättas i primärproduktionen för att erhålla en produkt som innehåller 1 kg N: 1 kg N i Produkt Kg kväve till åker: Grönsaker och spannmål 3 kg N Mjölkprodukter 14 kg N Köttprodukter, ätbara delar 21 kg N 1 kg N i Mjöl 2 kg N sprids 1 kg N i Mjölk 13 kg N sprids 1 kg N i Kött 20 kg N sprids

Överflöd av Nr bör undvikas