Slik oppstår klimagasser i jordbruket

Foto_Peter Dörsch

Det er særlig to klimagasser som relateres til jordbruket: metangass og lystgass. Ved å måle utslippet fra ulike dybder ned i myra, kunne forskerne dokumentere forskjellen på klimagassen lagret nedi jorda med utslippet ut i lufta. Foto: Peter Dörsch

I 2019 ble klimagassutslippet fra jordbruket beregnet til 4,5 millioner tonn. Det er rundt 9 % av det totale klimagassutslippet på nasjonalt nivå. Men hva er egentlig en klimagass, hvordan oppstår den og hvordan kan utslippet fra jordbruket begrenses?

En klimagass er en gass som bidrar til økt oppvarming av jorda og atmosfæren rundt. De vanligste klimagassene er vanndamp (H2O), karbondioksid (CO2), metan (CH4) og lystgass (N2O). Dette er naturlige gasser og en nødvendig del av atmosfæren som gjør det levelig for oss på jorda.

Gassene holder på varmestrålene fra sola slik at jorda varmes opp. Dette kalles drivhuseffekten. Uten den ville verdenshavene vært dekket av is og store områder ville vært for kalde til å bo på.

Dagens klimaproblemer oppstår fordi menneskelig aktivitet kommer i tillegg til de naturlige utslippene, og nå har konsentrasjonen av klimagasser i atmosfæren blitt for høy og drivhuseffekten forsterkes.

Synnøve Rivedal er forsker i NIBIO, med kompetanse på klimagassutslipp fra jordbruksareal. Sammen med kollegaer har hun i en artikkelsamling satt fokus på hvordan vi kan begrense utslippene fra jordbruket gjennom agronomiske tiltak.

Foto2_Synnøve Rivedal.JPG
Ved omgraving av myr blir egnet mineralmasse lagt som et topplag over myrjorda i skråstilte lag hvor vannet kan drenere fra overflata til undergrunnen. Resultat fra metanmålinger på en slik omgravd myr, viste stor produksjon av metan i den nedgravde torva. Tilsvarende målinger lenger opp mot jordoverflata viste minket metankonsentrasjon. Utslippet i det øverste topplaget var svært lite. Foto: Synnøve Rivedal

Metangass dannes i dyr og myr

Det er særlig to klimagasser som relateres til jordbruket: metangass og lystgass. Jordbruket står for 9 % av det årlige norske klimagassutslippet på rundt 52 millioner tonn CO2-ekvivalenter. Utslippet fordeler seg på 59 % metan, 39 % lystgass og 2 % karbondioksid, etter at det er tatt hensyn til at gassene har ulikt oppvarmingspotensial. Gassene blir regnet om til CO2-ekvivalenter i forhold til varmeeffekten av CO2. Karbondioksid har en varmeeffekt på 1 kg, metan på 25 kg, og lystgass på hele 298 kg CO2-ekvivalenter.

Det har i lengre tid vært et stort mediefokus på metangassen som drøvtyggerne raper ut til sine omgivelser. Dette utgjør også størstedelen av jordbruket sitt metanutslipp. Metan dannes i naturen ved såkalte metanogene bakterier. Dette er en gruppe bakterier som reduserer karbondioksid til metan i miljøer uten oksygen. Slike miljøer kan være myr og oversvømt jord, men også i tarmsystemet hos dyr. Det er altså den samme prosessen som foregår i myra som i vomma til drøvtyggerne.

Internasjonal forskning har vist at det å fôre beitedyra med noen typer alger, som den tropiske rødalgen asparagopsis, kan redusere metangassutslippet fra både sau og storfe. Forskerne fortsetter jobben med å lete etter fôr som gir mindre utslipp, samtidig som det også jobbes med å finne ut hvordan beitedyr bidrar til karbonlagring i jorda.

Det er i dag sterke restriksjoner rundt nydyrking av myr. Men den myra som allerede er gravd opp har lett for å bli for våt, og det er behov for en god plan for drenering. Den vanligste metoden har vært grøfting, men ei grøfta myr der dreneringa ikke fungerer optimalt, kan ha store utslipp av metan, forteller Rivedal. Hun anbefaler omgraving av myra som et alternativt dreneringstiltak.

– Ved omgraving av myr blir egnet mineralmasse lagt som et topplag over myrjorda i skråstilte lag hvor vannet kan drenere fra overflata til undergrunnen. Resultat fra metanmålinger på en slik omgravd myr, viste stor produksjon av metan i den nedgravde torva. Vi gjorde tilsvarende målinger lenger opp mot jordoverflata, og metankonsentrasjonen minka. Utslippet i det øverste topplaget var svært lite.

– Det som skjer er at metanoksiderende bakterier i jorda omdanner metan til CO2. Det er gunstig siden CO2 har en mye lavere oppvarmingseffekt enn metan, forteller Rivedal.

Sau_LJH_cropped.jpg
I vomma på sauen foregår den samme prosessen som nede i myra. I slike miljøer uten oksygen, omdannes karbondioksid til metan. Når sauen raper eller myra graves opp slipper denne gassen ut som klimagass. Foto: Liv Jorunn Hind

Lystgass kan bli til ufarlig nitrogengass

Lystgass er den klimagassen fra jordbruket med størst globalt oppvarmingspotensial, med nesten 300 ganger så stort som karbondioksid, og over ti ganger så stort som metan.

– Lystgass er en gassformig nitrogenforbindelse som dannes naturlig i jorda, forteller Rivedal. Størst utslipp av denne gassen blir det når jorda er våt og det blir gjødslet med nitratholdig gjødsel.

– Under norske forhold, der jorda ofte er våt og det meste av mineralgjødsla inneholder rundt 50 % nitrat, er denitrifikasjon, en bakteriell nedbrytningsprosess i jorda, den viktigste kilden til lystgassutslipp.

Gjennom slik denitrifikasjon omdanner mikroorganismene i jorda nitrat til lystgass og deretter til ufarlig nitrogengass. Mesteparten av lufta vår består av nitrogen, en gass som er helt ufarlig i klimasammenheng siden den ikke bidrar til global oppvarming.

Avhengig av ulike forhold i jorda, som for eksempel lufttilgang og pH, kan prosessen stoppe opp på ulike stadium. Stopper det opp før lystgassen er omdannet til nitrogengass, er dette svært uheldig i klimasammenheng. Derfor er det så viktig at det siste leddet i denne nedbrytningsprosessen blir sluttført. Og det avhenger av riktig pH-balanse i jorda, forteller forskeren.

– Sterk N-gjødsling kombinert med lav pH i dårlig drenert og pakka jord, stopper prosessen og fører til økt lystgassutslipp. Under slike forhold vil kalking føre til økt pH-verdi som kan være med på å holde utslippene nede, mener Rivedal.  

Gjødselnedfelling_Svein Skøien.jpg
Direkte lystgassutslipp reduseres ved å spre bløtgjødsel når temperaturen er lav, pH i jorda er optimal og jorda er godt drenert med lite jordpakkingsskader. Stripespredning reduserer dessuten faren for ammoniakktap og indirekte lystgassutslipp. Foto: Svein Skøien

Må tilpasse seg økende nedbørsmengder

Klimaforskere har dokumentert at i løpet av de siste 30 årene har mengden nedbør økt som en følge av klimaendringer. Og det forventes enda større økning i årene som kommer. Bønder har med andre ord ikke annet valg enn å tilpasse seg klimatiske forhold med stadig mere regn.

– Det meste av kunstgjødsla som brukes i Norge inneholder nitrat og ammonium. Våt jord ved gjødsling, eller mye regn rett etter gjødsling, fører til økt utslipp av lystgass. Våt jord med høyt innhold av organisk materiale gir også utslipp av metan. Derfor antar vi at drenering er et godt tiltak for å redusere klimagassutslippet fra jordbruket, forteller Rivedal.

Et annet viktig agronomisk tiltak vil være å redusere jordpakking. I tillegg til å begrense klimagassutslippet, vil en løsere jord bidra til at plantene i større grad greier å benytte seg av næringsstoffer i gjødsla.

– For å begrense faren for jordpakking anbefaler vi at man så langt som råd unngår å kjøre på våt jord og at man velger utstyr som i størst mulig grad er tilpasset vekta jorda tåler. I tillegg kan det anbefales, der det er mulig, å gjødsle ved bruk av slangespredning i stedet for tunge vogner, oppsummerer Rivedal.

I artikkelsamlingen har forskerne mer inngående beskrevet disse og flere agronomiske råd som både reduserer klimagassutslipp og forbedrer jordstrukturen.

KONTAKTPERSON
12-13.jpg
Fakta

De vanligste klimagassene er vanndamp (H2O), karbondioksid (CO2), metan (CH4) og lystgass (N2O).
 

Jordbruket står for 9 % av det årlige norske klimagassutslippet på rundt 52 millioner tonn CO2-ekvivalenter. Utslippet fordeler seg på 59 % metan, 39 % lystgass og 2 % karbondioksid.
 

Gjeldende oppvarmingspotensial (GWP) for ulike klimagasser:

1 karbondioksid (CO2)-ekvivalent = varmeeffekt av 1 kg CO2

1 kg metan (CH4) = 25 kg CO2

1 kg lystgass (N20) = 298 kg CO2

Omdanning av nitrat til nitrogengass: nitrat (NO3) => nitritt (NO2) => nitrogenoksyd (NO) => lystgass (N2O) => nitrogengass (N2)

I et nylig publisert artikkelhefte fra NIBIO, NMBU, NLR og NORSØK, har forskere og rådgivere kommet med tips og oppdatert kunnskap om hvordan klimagassutslippet fra jordbruket kan reduseres.

Jord, drenering, klimagassutslipp – effekt av ulike agronomiske tiltak: https://hdl.handle.net/11250/2689864

synnøve_cropped.jpg
Forsker og stasjonsleder Synnøve Rivedal ved NIBIO Fureneset. Foto: NIBIO
Myr_Geir-Harald Strand.jpg
Udyrka myr lagrer store mengder karbon og er en viktig naturtype for biologisk mangfold. Derfor er det i dag strenge restriksjoner rundt nydyrking av myr. Foto: Geir-Harald Strand
Figur_Omgraving.jpg
Ved omgravd myr kapsles myra inn i løsere mineraljord som begrenser klimagassutslippet.
Regn_Siri Svendgård-Stokke.jpg
Klimaforskere forventer stadig større mengder nedbør i årene som kommer. Mye regn medfører bløte jorder som lett pakker seg, noe som kan bety økt klimagassutslipp. Dette er klimatiske forhold som det jobbes med å finne gode agronomiske løsninger for. Foto: Siri Svendgård-Stokke

Tekst frå www.nibio.no kan brukast med tilvising til opphavskjelda. Bilete på www.nibio.no kan ikkje brukast utan samtykke frå kommunikasjonseininga. NIBIO har ikkje ansvar for innhald på eksterne nettstader som det er lenka til.

Publikasjoner

Sammendrag

Dreneringstilstand- og drenering av dyrka jord er to sentrale forhold som vedkjem både agronomi og miljø. Dreneringstilstanden er avgjerande for realproduktiviteten i landbruket, og for at produksjonen skal vere så miljøvenleg som råd. Dreneringstilstanden har innverknad på driftsvilkåra og kor årsikker produksjonen i landbruket kan vera. Endra klima med meir nedbør, og meir nedbør også i veksetida, er noko som kan dokumenterast i den seinaste 30-års normalperioden (1991-2020) som snart er komplett. Auka nedbør framover er venta, slår klimaforskarane fast i framskrivingar. Situasjonsomtalen må føra til gjennomslag i handling, ved trong må omfanget av ny drenering aukast. Det som føreligg av opplysningar om kor mykje av dyrka areal i Noreg som ikkje har tilfredsstillande dreneringstilstand er frå Jordbruksteljinga i 2010, der bøndene i svar på tilleggsspørsmål gjev samla opplysning om at 8 % av dyrka areal ikkje er tilfredsstillande drenert. Truleg er det eit for lågt estimat. Årleg drenering av dyrka areal er no mindre enn halvdelen av kva det var før 1985. Fagheftet er ei samling av artiklar om jordfysisk tilstand og karbon i jord, om drenering og korleis drenering verkar på agronomi og samspelet i skjeringspunktet mellom agronomi og miljø. Utsleppet av klimagassar, og korleis det kan påverkast av dreneringstilstand og driftsmåte vert omhandla. Dei fleste artiklane er publiserte i Bondevennen frå mars til november 2020. Artiklane byggjer på resultat blant anna frå forskingsprosjekta Drainimp, Peatinvert, Protein Rich Forage, Longtermgrass, Migmin, Magge-pH og på Nasjonalt program for jordsmonnkartlegging. Forskingsprosjekta var finansiert av Norges Forskingsråd/Forskingsmidlar for jordbruk og matindustri og Horizon 2020. Landbruksnæringa og landbrukstilknytta verksemd (TINE, regionale samarbeidsråd i landbruket, FK Agri, FKRA, Pipelife), Stiftelsen fondet for jord- og myrundersøkelser, Fylkesmannen og fylkeskommunen i ei rekkje fylke var medfinansiørar. Formidlingsprosjektet, som dette heftet er ein del av, er støtta av Landbruksdirektoratet sitt Klima- og miljøprogram. Dette omfattar både nasjonale og fylkesvise midlar frå Hordaland og Sogn og Fjordane, no Vestland. Både forskingsprosjekta og formidlingsprosjektet er samarbeid mellom ulike avdelingar i NIBIO, NMBU, NLR og NORSØK. Formidlingsprosjektet er leia frå NIBIO Fureneset. Målet er at artiklane i dette heftet gjev fagleg forståing og grunnlag for tiltak for betre drenering og driftsvilkår, større arealproduktivitet og redusert utslepp av klimagassar. Artikkelsamlinga i heftet Drenering -Teori og praksis 2013 https://nibio.brage.unit.no/nibio-xmlui/handle/11250/2445537) har ei praktisk tilnærming til ulike problemstillingar ved drenering, medan denne har meir fokus på forskingsresultat. Det er ei offensiv målsetjing i den inngåtte klimaavtalen mellom landbruket og Regjeringa, der fleire av punkta er knytt til jordkultur, plantekultur og fôrkvalitet. Dette er ting som heng saman, og der jordkapitalen er grunnlaget. Heftet er produsert av Bondevennen SA i samarbeid med NIBIO Fureneset.