Ny forskning støtter fortsat tal for marginaludvaskning anvendt i forbindelse med landbrugspakken

Gennem flere år er der efterlyst flere målinger og mere viden om, hvordan gødning og afgrøder påvirker udvaskningen af kvælstof fra dyrkningsjorden. Indtil videre er tallene fra rodzonemodellen NLES4, der blev anvendt i forbindelse med landbrugspakken, det bedste bud på hvordan udvaskningen ændres ved ændringer i gødningstilførsel. Selv om tallene fra NLES4 er usikre, bekræftes de i stigende omfang af uafhængige danske og internationale studier.

24.11.2017 | Claus Bo Andreasen

For yderligere at forbedre grundlaget for modellering på N-området udviklinges en ny og opdateret empirisk udvaskningsmodel baseret på flere markmålinger. Den statistiske databehandling foregår i disse måneder og vil blive publiceret i løbet af 2018. Foto: Aarhus Universitet

Ved plantedyrkning gælder det om at udnytte plantenæringsstofferne bedst muligt. Det gælder specielt for kvælstof, som kan udvaskes til vandmiljøet, hvis det ikke optages af afgrøden i løbet af vækstsæsonen.  

Ved dyrkning af især etårige afgrøder vil der altid være et tab af kvælstof. Tabet fra den enkelte mark afhænger af en række dyrkningsmæssige og klimatiske faktorer, som fx gødningsniveau, afgrøder, jordtyper, vejrlig og meget mere.   

Både for landbruget og i forhold til reguleringen af gødningsanvendelsen er det vigtigt at kende omfanget af tabet.  

Tabet kan bestemmes ved at opsamle jordvand, der siver ud af rodzonen, og måle indholdet af nitrat. For at opgøre udvaskningen ganges den målte koncentration med perkolationen, som er vand der strømmer ud af rodzonen. Sådanne målinger er imidlertid omfattende og ressourcekrævende, og det er umiddelbart ikke realistisk at måle nitrat og afstrømningen fra den enkelte mark. 

For at estimere tabet af kvælstof fra alle dansker marker er der udviklet en statistisk model, NLES4, som med udgangspunkt i de vigtigste faktorer beskriver gennemsnitsudvaskningen. 

Modellen er udviklet på basis af mange års konkrete målinger af udvaskning i mange forskellige marker. Der indgår 1467 markmålinger i datagrundlaget for den nuværende NLES-model. Heraf er omkring 1200 indsamlet i perioden 1990 frem til 2004.  

De vigtigste forklarende faktorer i NLES4 er: i) mængden af tildelt kvælstofgødning til marken både i form af handelsgødning og/eller husdyrgødning, ii) hvilke afgrødetyper, der dyrkes på marken, herunder hvilken afgrøden der blev dyrket året før og iii) særligt om der om efteråret er efterafgrøder, vinterkorn, vinterraps eller bar jord, iv) jordtype, og endelig v) den perkolation af vand, der strømmer gennem jorden, og som især forekommer om efteråret og vinteren. 

- De opsamlede data viser, at det især er jordtype, afgrøder og perkolation, der har betydning for forskelle i kvælstofudvaskning mellem disse elementer. Mængden af tildelt kvælstofgødning har dog mindre betydning for udvaskningsniveauet, så længe der gødes under det niveau, som planterne på marken kan optage. Det skyldes, at der er meget lav kvælstofudvaskning under græsafgrøder og noget højere efter korn og majs – altså at forskellen mellem afgrøderne er af størst betydning, forklarer seniorforsker Christen Duus Børgesen, Institut for Agroøkologi, som er en forskerne bag modellen. 

Anvendelsen af modellen i forhold til Fødevare- og landbrugspakken 

I forbindelse med myndighedsrådgivning forud for Fødevare- og Landbrugspakken i 2016 blev Aarhus Universitet bedt om at udarbejde en baggrundsanalyse ”Notat om tilbagerulning af tre generelle krav: Normreduktion, Obligatoriske efterafgrøder og Forbud mod jordbearbejdning i efteråret” (Børgesen et al., 2015).  

Her blev effekten af tilbagerulning af normreduktioner; og dermed mulighed for højere kvælstofgødningsniveauer gennemregnet med NLES4-modellen. Beregningerne, som omfattede alle landets dyrkede marker, tog udgangspunkt i det indberettede kvælstofforbrug for høståret 2011. Analysen repræsenterer således en situation, hvor gødskningsniveauet lå under økonomisk optimalt kvælstofniveau og således tiden før Fødevare- og landbrugspakken, der blev vedtaget i 2016.  

Effekten af den øgede anvendelse af handelsgødning på den samlede, gennemsnitlige marginaludvaskning på landsplan blev med NLES4 estimeret til ca. 20 procent.  Dette svarer til, at for hver 10 kg kvælstof, der tilføres marken over niveauet i 2011, så stiger udvaskning med 2 kg kvælstof.  

I debatten om Fødevare- og Landbrugspakken er det fremført, at NLES4-tallene ikke er tilstrækkeligt sikre, og at det er problematisk, at analyserne i forbindelse med forarbejdet til Fødevare- og Landbrugspakken førte til, at estimeringen af marginaludvaskningen blev ændret fra tidligere antaget 30 procent til nu 20 procent.  

- Vi er alle enige om, at det ville have været hensigtsmæssigt hvis vi havde haft et bedre forsøgsgrundlag, som kunne bidrage til at validere data fra NLES4 forud for vedtagelsen af Fødevare- og Landbrugspakken. Men der blev ikke givet os de fornødne ressourcer og specielt den tid der skulle til for at dette var muligt for os, hvorfor resultaterne blev offentliggjort med de nødvendige forbehold, men desværre uden usikkerhedsestimater, siger Christen Duus Børgesen.  

- Lignende nyere undersøgelser, som ikke indgår i datagrundlaget for NLES4-modellen, har siden bekræftet niveauet af marginaludvaskningstallene fra NLES4. Vi er derfor blevet bestyrket i, at niveauet for udvaskningsberegningerne og marginaludvaskningen foretaget med NLES4, ligger på et nogenlunde korrekt niveau, siger Christen Duus Børgesen. 

Fra 30 til 20 procent marginaludvaskning

Forklaringen på, at estimeringen af marginaludvaskningen blev ændret fra 30 til 20 procent, er dog forholdsvis simpel.  

I tidligere vurderinger blev marginaludvaskningen opgjort til omkring 30% - svarende til at 3 kg N udvaskes for tilførsel af 10 kg N over det gældende gødningsnorm. Dette var dels baseret på den tidligere NLES3 model og dels på balancebetragtninger. NLES3 modellen håndterede afgrøder og efterafgrøder anderledes end NLES4, og det betød en højere marginaludvaskning i NLES3. En del af årsagen hertil var også at tidligere gødningspraksis omkring udbringning af husdyrgødning faktisk også medførte større marginaludvaskning. 

Der er i dag er et lavere gødningsniveau og gødningen udbringes så det udnyttes bedst muligt, og disse forhold er bedre inkluderet i NLES4 end i NLES3. Dermed afspejler NLES4 bedre den marginaludvaskning, der gælder for den nuværende landbrugspraksis.  

Forskernes vurdering er derfor, at NLES4 modellen er et langt stærkere redskab til at estimere marginaludvaskningen, end marginaludvaskningen estimeret med NLES3. Nye beregninger med NLES4 viser en marginaludvaskning på 1/5 svarende til ca. 20%. 

Selve størrelsen for marginaludvaskningen er tilknyttet en stor usikkerhed, som både er usikkerheden i selve NLES4 modellen, en vis usikkerhed på gødnings- og dyrkningsdata, men især også en usikkerhed på, hvordan størrelsen for marginaludvaskningen afspejler helt almindelige gødnings- og dyrkningsforhold. I arbejdet med NLES-modellerne er det dog velkendt, at der er en meget lav marginaludvaskning for græs, brak og for korn med efterafgrøder. Hvis disse afgrødetyper dækker en større andel af det dyrkede areal vil marginaludvaskningen blive mindre. 

Danske forskningsresultater bekræfter niveauet for marginaludvaskning

Et andet spørgsmål i diskussionerne om marginaludvaskning er, i hvilket omfang marginaludvaskningen ændrer sig over tid, og ved ændret gødningsniveau.  

I NLES4 beregnes både en korttidseffekt og en langtidseffekt af øget kvælstof gødskning på udvaskningen. Langtidseffekten i modellen er beregnet ud fra kvælstof gødningsniveauet over en femårig periode. De 20 procent er således en ligevægtssituation i forhold til nutidig drift og et øget gødningsniveau.  

Ændringer i udvaskning over tid undersøges bl.a. i langvarige sædskifteforsøg. Forsøgene er etableret af professor Jørgen E. Olesen, Institut for Agroøkologi. Han fortæller, at der nu er nye forskningsresultater på vej. 

- Resultaterne er endnu ikke publicerede, men der er en indikation på, at den langsigtede marginaludvaskning ikke stiger så skarpt ved gødningsniveau omkring det optimale niveau som den kortsigtede marginaludvaskning. Dette stemmer også godt overens med responsen i NLES4. Pointen er, at den marginaludvaskning vi benytter (og skal benytte) ved vurdering af Landbrugspakken og andre politiske tiltag er den langsigtede effekt. Der findes meget få eksperimentelle undersøgelser af dette, men dem vi har bekræfter niveauet i NLES4, siger Jørgen E. Olesen.  

Jørgen E. Olesen peger på, at dette bekræftes af andre danske forsøg, som heller ikke indgår i NLES4 datasættet. Det er bl.a. undersøgelser, som er offentliggjorte i DCA rapporten ”Kvælstofudvaskning og gødningsvirkning ved anvendelse af afgasset biomasse”.

International forskning bekræfter danske tal

De danske tal bekræftes yderligere af internationale studier på området. Den tyske forsker Michael Wachendorf har således anvendt en række internationale markstudier af udvaskningen af kvælstof ved forskellige gødningsniveauer til at opbygge en generel empirisk udvaskningsfunktion, hvor udvaskningen alene afhænger af kvælstoftilførsel. Ved et gødningsniveau svarende til det nuværende danske niveau fås med denne model en marginaludvaskning på ca. 16 procent. Som tidligere nævnt, er marginaludvaskningen i NLES4 estimeret til ca. 20 procent. 

Åben workshop om marginaludvaskning

For yderligere at forbedre grundlaget for modellering på området har AU i aftalen med Miljø- og Fødevareministeriet, iværksat udviklingen af en ny og opdateret empirisk udvaskningsmodel baseret på flere markmålinger. Den statistiske databehandling foregår i disse måneder og vil blive publiceret i løbet af 2018.

Forskerne på området er stærkt interesserede i at få størst mulig åbenhed om det faglige grundlag for modelleringen i NLES4 og andre modeller.  

På den baggrund vil der nu blive taget initiativ til en åben, tværfaglig workshop, som skal forbedre det videnskabelige grundlag og den faglige dialog om marginaludvaskningen mellem landets universiteter. Ikke kun forskere, men også faglige organisationer og interesseorganisationer m.fl. vil blive inviteret med til mødet. 

DCA, Agro, Plantedyrkning