hur säkert kan vi mäta kol i marken?
DESCRIPTION
Del av seminariet "Från kolkälla till kolfälla: Om framtidens klimatsmarta jordbruk" 8 maj 2012, 13.00 - 16.30 Kulturhuset, Stockholm Thomas Kätterer, professor, SLU, om hur vi kan påverka och mäta förändringar i jordbruksmarkernas kolförråd.TRANSCRIPT
![Page 1: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/1.jpg)
Hur kan vi påverka och mäta förändringar i
jordbruksmarkens kolförråd?
Thomas KättererInst. för mark och miljö
![Page 2: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/2.jpg)
Sveriges lantbruksuniversitetmark och miljö
Disposition
• Kolbalans och bördighet• Hur mäter man kolbalanser?• Kolbalansen i svensk jordbruksmark • Kolbalans beroende av växtföljder, stallgödsel,
skörderesthantering och N-gödsling• Långliggande fältförsök• En klimatneutral livsmedelsproduktion
![Page 3: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/3.jpg)
Sveriges lantbruksuniversitetmark och miljö
Markens kolbalans
Mängd och kvalitet av det tillförda organiska materialet kan påverkas
Nedbrytningen är svårare att påverka.Den styrs främst av • temperatur• vattenhalt • markegenskaper
fotosyntes
CO2
nedbrytning
foto: Erik Sindhoj
![Page 4: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/4.jpg)
Markkol och bördighet
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50
102030405060708090
Växttillgänglig vatten>100 svenska markpro-
filer
Kolhalt %
Växtti
llgän
glig
vatt
en
En fördubbling av mullhalten • fördubblar leveransen av N, P och S• ökar mängden växttillgänglig vatten med ca. 10%• minskar volymvikten med ca. 10% (ökad porvolym – bättre struktur)• höjer skörden (15% i ett försök) • har störst effekt i grövre jordar
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.90
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
VolymviktUltuna
Kolhalt %
Voly
mvi
kt (g
/cm
3)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
5
Levernas av växtnäring
Kolhalt %
Vä
xtn
äri
ng
40% ler
20% ler
![Page 5: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/5.jpg)
Hur mäter man kolbalansen?1. Mikrometeorologiska metoder (eddy flux)
Norunda; SLU Fakta Skog nr 2, 2000
Ett dygn
Ett år
Bra för förståelse av ekosystemBara korta tidsserier tillgängliga
![Page 6: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/6.jpg)
Hur mäter man kolbalansen?2. Förändringar i kolförråd i långliggande försök eller återkommande karteringar
1930 1950 1970 1990 201040
50
60
70
80
90
Ko
l i
ma
tjo
rde
n C
(to
n h
a-1
)
Betesmark
Åker fram till 1970, sedan betesmark
Åker sedan 1860
Kungsängen
Kätterer et al. 2004. NCAE 70:179-187
![Page 7: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/7.jpg)
Nationell rapportering: Kolbalanser i jordbruksmark beräknas med en dynamisk modell
Bygger på: • Heltäckande markinventering 1990-talet• SMHI-stationer• Jordbruksstatistik
Modellen körs för 864 kombinationer :8 produktionsområden; 9 grödtyper; 12 jordarter
Andrén et al. 2008. NCAE 81:129–144
Resultat• Kolförråden ökar från syd till norr• Mineraljordar nära balans• Organogena jordar förlorar
1 Mton C per år
PO 5,7,8
PO 1
![Page 8: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/8.jpg)
Långa tidsserier – värdefulla för modellkalibreringK
ol
(14C
%)
Kvar i marken Halm % Stallgödsel %
Efter 5 år 20 30
Efter 37 år 5 9
Halm Stallgödsel
Tatzber et al., SSSAJ 73:744-750
Stabiliseringen i marken beror på materialets och markens beskaffenhet
![Page 9: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/9.jpg)
Sveriges lantbruksuniversitetmark och miljö
Ultuna Ramförsök
![Page 10: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/10.jpg)
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 20200
1
2
3
4
5M
I
O
K
J
N
G
L
H
F
E
C
D
B
A
C %
(0
-20
cm
)
Samma mängd kol tillförs i olika former +/- mineralkväve
SvartträdaKontroll
Kalksalpeter
Halm
Halm+ N
Gröngödsel
Stallgödsel
Torv
Sågspån
RötslamStallgödsel+ P
Sågspån + N
Ammoniumsulfat
Cyanamid
Torv+ N
Kätterer et al. (2011) AGEE 141, 184-192
Markkol i Ultuna ramförsök
![Page 11: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/11.jpg)
Sveriges lantbruksuniversitetmark och miljö
Tillförsel av organiskt material och kvävegödsling leder till högre kolförråd i marken
![Page 12: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/12.jpg)
Sveriges lantbruksuniversitetmark och miljö
Vall och stallgödsel höjer kolhalten i bördighetsförsöken
Växtföljd 1 Växtföljd 2
Vårkorn Vårkorn
Vall Oljeväxter
Höstvete Höstvete
Sockerbetor Sockerbetor
• Högre mullhalter i vf1 (130 kg C per ha och år i genomsnitt)• Kolinlagringen beror på stallgödsel och skörderester/rötter• Vf-effekten minskar med ökande N-givor eftersom skillnaderna i
skörd minskar
20 ton stallg/vf
1 2 3 40
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200 Skörder-ester/rötterStallgödsel
Kvävenivå
Årl
ig k
olin
lagr
ing
I vf1
jäm
-fö
rt m
ed v
f2 (k
g C/
ha)
Försöken i Skåne
![Page 13: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/13.jpg)
Sveriges lantbruksuniversitetmark och miljö
Kvävegödslingens effekt på markens kolhalt (vf. utan djur - efter 50 år i bördighetsförsöken)
Mera skörderester/rötter höjer kolhalten
![Page 14: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/14.jpg)
Kolfastläggning i bördighetsförsöken (utan stallgödsel)
Slutsatser: • 1 kg N resulterar i 1 kg kolfastläggning• N-gödsling är i detta hänseende klimatneutral vid användning
av BAT-gödsel (3,6 kg CO2-ekv. per kg N)
![Page 15: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/15.jpg)
Fleråriga växter satsar mera på rotsystemet än ettåriga. Detta leder till mera positiva kolbalanser
3 långliggande fältförsök i Norrland
2
3
4
5
6
1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990
Ko
lko
nce
ntr
atio
n (
%;
0-20
cm
)
5 år vall /6 år3 år vall /6 år2 år vall /6 år1 år vall /6 år
Data från Ericson & Mattsson, 2000
• Relativa effekter är konsistenta• Absoluta effekter beror på fältens historik
![Page 16: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/16.jpg)
Effekten av åtgärder för kolfastläggning avtar med tiden
Hoosfield Continuous Barely, Rothamsted
35 ton stg per år sedan 1852
35 ton stg per år 1852-1871
Enbart mineralgödsel
• Stallgödselns effekt på kolförrådet avtar med tiden• Ett jämvikt ställer in sig efter ca. 200 år i vårt klimat
Johnston et al., 2009
![Page 17: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/17.jpg)
Strategier för att minska jordbrukets klimatpåverkan
Mera kol i marken • Hög produktion (N-gödsling)• Grön mark året om (fånggrödor)• Perenner (bioenergi, åkerkanter)• Rester från bioenergiprocesser (biokol, rötrester)• Växtförädling – större rotbiomassa, svårnedbrytbara skörderester,
perenna grödor• Minskad import av foder och livsmedel
Lägre lustgasutsläpp• Effektivare utnyttjande av kväve (stallgödsel lagring och
spridningstidpunkt)
![Page 18: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/18.jpg)
Swedish University of Agricultural SciencesSoil–Water–Environment
Ett jordbruk utan fossil energi
• Termisk förgasning av biomassa och restprodukter – biokol • Biodiesel – halm, Salix, hampa, rörflen mm.• Biogas – stallgödsel, vall • Grön handelsgödsel N (10% halmskörd tillräckligt för
jordbrukets N-behov) • Minskad jordbearbetning – minskar dieselförbrukningen,
minskar NP-läckage men förmodligen inte kolfastläggningen i vårt klimat.
Organogena jordar??
![Page 19: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/19.jpg)
Swedish University of Agricultural SciencesSoil–Water–Environment
Tack för din uppmärksamhet!
![Page 20: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/20.jpg)
Swedish University of Agricultural SciencesSoil–Water–Environment
Bilder för evtl. diskussion
![Page 21: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/21.jpg)
Swedish University of Agricultural SciencesSoil–Water–Environment
Organiska gödselmedel ökar kolhalt och bördighet
Finns det några nackdelar?
![Page 22: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/22.jpg)
Swedish University of Agricultural SciencesSoil–Water–Environment
Organiska gödselmedel höjer risken för utlakning på kort och på lång sikt
3 gånger så hög mullhalt – 3 gånger så höga mängder mineralkväve under vintern – 3 gånger sår hög risk för utlakning
(Data från Hoosfield, Powlson et al, 1989)
Harvning och sådd
Plöjning och gödsling
35 ton stg per år sedan 1852
Enbart mineralgödsel
![Page 23: Hur säkert kan vi mäta kol i marken?](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051514/54995d96b47959212d8b4804/html5/thumbnails/23.jpg)
Swedish University of Agricultural SciencesSoil–Water–Environment
Zhai et al. 2011; Agr. Sci. China 10(11): 1748-1757
Exempel: Lustgasutsläpp i vete efter spridning av stallgödsel
Höga utsläpp i försöksled med stallgödsel
Toppar sammanfaller med högt vattenhalt och höga temperaturer
Lustgas
Vattenhalt
Temp
Dagar