Kvælstof er det væsentligste næringsstof i planteproduktionen. Landbrugets kvælstofanvendelse kan om efteråret føre til ophobning af nitrat i jorden som kan tabes til vandmiljøet via udvaskning. Udvaskningen skaber store bekymringer verden over på grund af forurening af både grundvand og overfladevand. Især i Nordeuropa, hvor der opleves store mængder regn om vinteren, er der problemer med stor udvaskning af kvælstof til miljøet.

”Kvælstofudvaskning er et meget alvorligt problem i Danmark, og store dele af resten af verden. Om vinteren er der ofte ingen afgrøder i marken, og den lave fordampning giver stor nedsivning af vand til grundvand og dræn. Det betyder, at der ikke er noget, der fastholder nitratet, og det vaskes let ud i vandsystemet,” fortæller postdoc Jin Zhao fra Institut for Agroøkologi.

Efterafgrøder kan hjælpe

Ifølge forskerne er kvælstofudvaskningen afhængigt af vegetationsdækket på markerne, især om efteråret og vinteren. Efterafgrøder kan hjælpe med at optage og fastholde det overskydende kvælstof i jorden, som ellers ville være udvasket fra rodzonen. Derudover har efterafgrøder den fordel, at det kvælstof, de optager og fastholder, igen vil blive frigivet til jorden, når de nedmuldes og nedbrydes i foråret, og dermed fungere som gødning til den følgende afgrøde. Men efterafgrøder er meget forskellige i deres evne til at opsamle kvælstoffet.

”Vi har i tidligere undersøgelser fundet ud af, at man ikke kan være sikker på, at efterafgrøderne optager en masse kvælstof, bare fordi de er sået. Hvis de ikke har gode forhold i marken, og de dermed ikke gror godt nok, så vil de ikke kunne reducere kvælstofudvaskningen særlig meget. Jo bedre efterafgrøden har det, jo mere kvælstof vil de kunne optage og jo mindre vil blive udvasket til vandmiljøet,” forklarer postdoc Chiara De Notaris fra Institut for Agroøkologi.

Det handler altså ikke om bare at plante en efterafgrøder, men også om at så og pleje dem, så de vokser godt.

”Hvis ikke efterafgrøderne er gode nok, så vil man stadig opleve problemer med kvælstofudvaskning. Når efterafgrøden når vis dækning af jorden, så kan man være sikker på, at udvaskningen reduceres på et relativt stabilt niveau. Og det gælder ikke bare om at udså endnu flere planter, men at sikre at de vokser godt,” fortæller Chiara De Notaris. Derfor mener forskerne, at det er vigtigt at finde en måde, hvorpå effekten af efterafgrøderne vil kunne måles nemmere end ved at tage prøver i marken. Det kan være med til at flere lykkes med dyrkning af efterafgrøderne, mener forskerne.

Satellit og drone som måleredskab

Netop fordi kvælstofudvaskning er stort og udbredt problem i Danmark, er der mange forskellige regelsæt, hvor efterafgrøder indgår som virkemiddel. Reglerne handler blandt andet om, hvor der skal etableres efterafgrøder, hvor meget og hvornår. 

Du kan læse mere om reglerne her.

”I Danmark er der fastsat regler for brugen af efterafgrøder som virkemiddel mod kvælstofudvaskning, men det er meget tidskrævende for myndighederne at monitorere, fordi de fysisk skal ud og besøge hver mark. Derfor har vi undersøgt muligheden for at benytte remote sensing fra satelliter eller droner til at måle på markerne og til at finde ud af, om der overhovedet er plantet efterafgrøder, og hvor godt de dækker jorden,” forklarer Jin Zhao.

Forskerne har undersøgt tre forskellige vegetationsindeks, for at finde frem til den, der bedst kan bruges til at måle effekt af efterafgrøder på kvælstofudvaskningen.

”Vi har undersøgt Ratio Vegetation Index (RVI), Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) og Ratio Red Edge (RRE). Forskellen på dem er den måde, hvorpå de bliver beregnet. RRE kan for eksempel beregnes ud fra satellitinformationer, mens RVI ikke kan. Så ved at finde ud af, hvilken af de tre indekser, der fungerer bedst til at måle kvælstofudvaskning, kunne vi også konkludere, hvorvidt vi rent faktisk vil kunne bruge satellitmålinger eller ej,” forklarer Jin Zhao.

Forskernes målinger viste, at RRE var det indeks af de tre udvalgte, som fungerede bedst og mest stabilt igennem hele forsøgsperioden, selv ved et stort vegetationsdække på markerne.

”Ratio Red Edge var stabil og fungerede bedst i alle de år vi undersøgte. Og RRE kan beregnes ud fra satellitinformationer, hvilket betyder, at vi kan bruges satellitter og droner til at måle graden af kvælstofudvaskning, og det er gode nyheder,” fortæller Jin Zhao.

Inden dette kan bruges i praksis i dansk landbrug, er der dog brug for yderligere udvikling af metoden.

”Vi er nødt til at lave flere analyser. Det her er baseret på tre års observationer fra en enkelt forsøgslokalitet, men vi er nødt til at undersøge om det også gælder for andre jordtyper og dyrkningssystemer. Forhåbentlig vil landmænd og myndigheder inden for få år kunne benytte metoden, og dermed spare meget tid og arbejde, ”konkluderer Jin Zhao.

Publikation

Publikationen ”Autumn-based vegetation indices for estimating nitrate leaching during autumn and winter in arable cropping systems” bliver publiceret i Agriculture, Ecosystems & Environment i marts 2020. Den er skrevet af Jin Zhao, Chiara de Notaris og Jørgen Eivind Olesen.

Yderligere information         

Postdoc Jin Zhao, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. E-mail: jinzhao@agro.au.dk

Postdoc Chiara de Notaris, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. E-mail: cdn@agro.au.dk