Reduksjon i organisk materiale

Det er publisert mye fra slike langvarige forsøk i Norge og andre land. Ett tydelig resultat fra forsøkene er at det oftest skjer en gradvis reduksjon jordas innhold av organisk materiale. Nedgangen er størst ved korndyrking uten bruk av husdyrgjødsel og uten eng i vekstskiftet. Med bruk av husdyrgjødsel og mye eng i omløpet viser det seg at det kan bli en svak økning i jordas moldinnhold.

Jordbruksforskere og bønder over hele verden er selvsagt opptatt av dette. Innholdet av organisk materiale i jorda har stor betydning for fysiske og kjemiske egenskaper og en vesentlig faktor for jordhelse og jordkvalitet.

Globalt har det vært et gigantisk tap av jordkarbon til atmosfæren i den perioden mennesker har drevet med rydding av land og med jordbruk. Dette har bidratt til økning av CO₂ i atmosfæren og til degradering av jordsmonnet.

Hva er karboninnholdet i jord?

Vi kan ta et regneeksempel for en jord med 5 prosent moldinnhold ifølge jordanalysen. Dette betyr 2,9 prosent vektprosent karbon i jorda. Innholdet av karbon kan beregnes som moldinnhold (vektprosent tørr jord) dividert med 1,7.

Vi tar for oss ploglaget til 25 cm dybde. Det er i dette sjiktet jordprøven er tatt. Dette jordlaget inneholder da 325 tonn jord per dekar dersom vi regner en jordtetthet på 1,3 kg/dm3. Innholdet av karbon i dette jordlaget vil være ca. 9 400 kg.

Hvordan måle dette?

Det er mulig å følge det organiske karbonets kretsløp, selv om det forutsetter et omfattende oppsett av målinger og analyser for å finne eksakte tall. Det er en årlig tilførsel av organisk materiale til jorda gjennom planterester, røtter, gjødsel og såfrø. Så blir det fjernet ved høsting og til en viss grad ved utvasking. Men mye av det som tilføres til jorda blir brutt ned og omsatt av organismer i jorda.

Det eksakte innholdet i jord kan også være vanskelig å måle. Det er stor variasjon på åkeren, og det avtar som regel raskt med jorddybden. Endringene over tid er svært små i forhold til det totale innholdet og dermed vanskelig å skille fra den naturlige variasjonen.

Karbonkretsløpet

Det organiske karbonet i jorda inngår i et kretsløp. Organisk materiale i jord brytes ned og omdannes. Noe blir til CO₂. Noe organisk materiale vaskes ut av jorda, og noe tapes ved jorderosjon. Så tilføres det organisk karbon til jorda i form av gjødsel og såfrø. Den største tilførselen skjer likevel gjennom plantenes fotosyntese. Selv om avlingen blir høstet, blir det tilført i størrelsesorden 350 kg karbon per dekar til jorda fra fotosyntesen i form av røtter og planterester.

I jordbruket fjerner vi mye karbon med avlingen, og vi setter fart i den biologiske omdanningen av organisk materiale i jorda. Det som blir tilført jorda, blir omdannet raskt, og en del av det opprinnelige organiske materialet blir også omdannet. Dette fører altså oftest til en negativ karbonbalanse i åkerjord.

Klimakalkulatoren

Klimakalkulatoren inneholder en modell for å beregne denne karbonbalansen på den enkelte gård, og faktisk på det enkelte skifte. Vi viser ikke likningene her, men modellen bygger på at det er flere forhold som påvirker karbonbalansen. Disse faktorene er stort sett kjent fra forskningen og fra målinger i langvarige forsøk. Man kjenner lovmessigheten for å beskrive en matematisk beregningsmodell.

Faktorer som påvirker karbonbalansen:

• Jordas opprinnelige innhold av organisk materiale (moldinnhold).

• Nedbrytningshastigheten av organisk materiale. Denne er påvirket av klimafaktorer som temperatur og jordfuktighet.

• Tilførsler av organisk karbon fra røtter, planterester og organisk gjødsel. Her spiller både avlingsnivå og vekst inn på resultatet.

• Om disse planterestene er lett nedbrytbare eller består av lignin og andre materialer som er tungt nedbrytbare.

• Fjerning av organisk materiale med avling.

• Jordarbeidingsmetode.

Disse faktorene kan hentes inn automatisk som parametere for beregning i klimakalkulatoren. Jordas moldinnhold hentes fra jordsmonnskartet, klimafaktorer hentes fra Meteorologisk institutt, tilførsler og høstet avling hentes fra gårdens gjødsel- og skifteplan. Mengde planterester hentes fra tabeller for typiske mengder av røtter og planterester fra forskjellige vekster. Jordarbeidingsmetoden betyr noe. Ved redusert jordarbeiding blir nedbrytningshastigheten noe lavere enn ved pløying. Jordarbeidingsmetode registreres manuelt i klimakalkulatoren.

Kalibrert for norske forhold

Modellen er utviklet i Sverige, men kalibrert for norske forhold, det (tilpasset resultater fra langvarige norske forsøk). Den er likevel ikke kalibrert for langvarig eng. For organisk jord brukes den heller ikke i kalkulatoren. Her brukes i stedet en fast faktor for karbontap på 500 kg fra organisk jord. En ytterligere begrensing er at beregningen ikke gjøres for arealer som ikke er jordsmonnskartlagt av NINBIO Før vi eventuelt får videreutviklet beregningsmodellen, vil det være mange gårder hvor denne karbonbalansen ikke kan beregnes.

Hva kan karbonbalansen bety for klimagassutslippet?

Karbonlagring i jord er en del av landbrukets klimaplan. Vi ønsker å lagre mer karbon i jorda, og stimulerer til metoder og driftsformer som medfører en positiv karbonbalanse. Grasdyrking og bruk av fangvekster kan bidra til karbonlagring.

Vi kan ta ut statistikk fra Klimakalkulatoren og vise et gjennomsnitt for gårder med melkeproduksjon som er registrert i kalkulatoren. Vi ser at det er en svak positiv karbonlagring på disse gårdene. Dette betyr faktisk merkbar reduksjon av det beregnede klimagassavtrykket for melk. Den positive karbonlagringen kompenserer for noe av utslippene som er knyttet til melkeproduksjonen.