Emissionsfaktorerna från IPCC (2006) summerar kunskapsläget generellt på bästa möjliga sätt, även om de är föremål för kontinuerlig diskussion och revi- sion. De lokala modifi eringar som Naturvårdsverket infört för den svenska rapporteringen är förankrade i svensk forskning. Det fi nns ingen anledning att här komplettera med referenser till olika rapporter om dessa allmänna frågor (se dock en kommentar i nästa avsnitt). Däremot kan det vara av intresse att referera arbeten som behandlar hur olika odlings- och brukningsåtgärder påverkar växthusgasutsläpp, med förhoppningen att de kan vara till nytta för en åtgärdsinriktad diskussion.
Jordbruksverkets rapport 2004:1, Förutsättningar för en minskning av växthusgasutsläppen inom jordbruket, ger den allmänna ramen. För växtod- lingens del anges som de viktigaste huvudpunkterna hur man behandlar orga- nogena jordar samt betydelsen av en god kvävehushållning.
KVÄVE OCH DIKVÄVEOXID
Vikten av en god kvävehushållning behöver fortfarande betonas. Att tillverk- ningen släpper ut mindre ändrar inte på detta.
Enligt IPCC standard med emissionsfaktorer blir utsläppen direkt pro- portionella mot kvävemängden. Det bör observeras att emissionsfaktorerna är avsedda för breda nationella sammanräkningar. För enskilda fall fi nns diskussion, inte minst från den svenska forskargruppen i ämnet (Kasimir- Klemedtsson et al). I svenska försök har moderata givor av kväve gett föga merutsläpp, och även andra undersökningar tyder på att det är mera kväve- omsättningen i marken som ger dikväveoxid ganska oberoende av gödslingen vid lägre givor (Kaiser et al 1998, Jungkunst et al 2006). Det visar att vi inte kan slippa ifrån dikväveoxid genom att avstå ifrån eller starkt reducera göds- lingen. Dock poängterar en del resultat att vid högre givor får vi betydande effekter.
Några olika erfarenheter och rapporter
Gunnarsson et al (2000) redogör i Fakta Jordbruk för erfarenheter från Mellby-försöken. Mark som inte gödslats på 17 år avgav trots det 1-2 kg kväve som dikväveoxid. Mineralgödsel påverkade inte den siffran.
Svinfl ytgödsel gav betydligt högre värden som väntat men ett observandum är att fånggrödan rajgräs ökade avgången av dikväveoxid. Men det kan vara för- hastat att generalisera till fånggrödor i allmänhet. Det var fånggröda i kom- bination med hög fl ytgödselgiva och det kanske är en känsligare kombination än fånggröda i en odling utan höga stallgödselgivor.
Perälä et al (2006) fann i fi nska försök att radmyllning (injektion) av fl ytgödsel gav mera dikväveoxid än bredspridd och nedbrukad. Radmyllad mineralgödsel gav små förluster. Det fi nns ingen jämförelse med bredspridd
mineralgödsel. I Sverige gjordes försök med radmyllning jämfört med bred- spridning (Svensson et al 1999). Det var liten avgång dikväveoxid överhuvud- taget, och särskilt från radmyllat kväve.
Baggs et al (2002) redogör för försök med nedbrukning av fi berrikt pap- persbruksslam. Denna produkt är tänkt att minska utlakningsförluster av kväve genom att binda det biologiskt. Men den ökade starkt förlusterna av dikväveoxid.
Gregorich et al (2005) rapporterar från omfattande arbeten i östra Kanada. Plogfri odling gav högre förluster av dikväveoxid än vanlig plöj- ning. Nedbrukning av halm gav högre förluster än att lämna resterna på ytan. Stallgödsel (slurry) gav högre förluster än mineralgödsel. Perenna grödor (gräs eller lusern) gav små förluster.
En stor del av dikväveoxidförlusterna sker under vinterns frysningsupp- tiningscykler.
Baggs et al (2000) summerar arbeten i Skottland. Nedbrukning av kväve- rika skörderester gav störst förluster av dikväveoxid. Från samma forskarteam summerar Smith et al (1997): Citat (översatt): ” bättre tidsanpassning och placering av kväve samt optimering av markens fysiska egenskaper, särskilt åtgärder för att undvika blöta förhållanden och markpackning bör minska förlusterna av dikväveoxid.”
Svenska preliminära mätningar på Logården i Västergötland ( SLU Markvetenskap, Avd för Precisionsodling 2006): N2O-emissionerna varie- rade, men det var generellt högre emissioner för ekologisk odling jämfört med integrerat.
Liu et al (2006) om effekten av radmyllning i Colorado: djup place- ring, 10 cm eller mer, reducerade N2O med 50 %. I allmänhet ökade N2O- förluster vid plogfri odling.
MULL, KOL OCH KOLDIOXID
Mull är organiskt kol i marken. Minskar mullhalten emitteras koldioxid, ökar den bindes koldioxid. När organiska jordar odlas minskas mullhalten och betydande utsläpp av koldioxid blir följden. Men detta är en specialfråga utanför denna rapports område.
Odlingsåtgärderna påverkar mullhaltsutvecklingen på alla jordar och här spelar även kväve in. Markens mullhalt är långsiktigt resultatet av en balans mellan tillförsel av kol och nedbrytning av markens kol. Det är processer med sekler på tidsaxeln. I medeltal tycks Sveriges mineraljordar vara någorlunda i jämvikt (Markdatabasen), men det fi nns stora variationer. Högre mullhalter minskas under koldioxidutsläpp medan de lägsta mullhalterna vid god odling ökar mullhalten och kan sägas absorbera koldioxid.
I de svenska bördighetsförsöken som nu gått i 50 år är det högre mullhal- ter i gödslade led (Carlgren et al 2001). Det behöver inte innebära att mull- halten stiger men den bibehålls bättre. Högre mullhalter är inte i jämvikt med
öppen växtodling där marken bearbetas, utan halterna sjunker. Därför blir utvecklingen olika på olika platser. Men helhetserfarenheten är entydig: mull- halten i marken gynnas av:
• goda skördar som ger mycket rotrester och skörderester • halm och skörderester som återgår till marken
• stallgödsel etc.
• vallar och perenna grödor
Minskad jordbearbetning, plogfri odling diskuteras som ett sätt att binda kol i marken. En summering av amerikanska erfarenheter ger en kolbind- ning för plogfritt (”no till”) jämfört normal plöjning på mellan 0 och 500 kg kol per hektar och år för olika områden och situationer, medeltal ca 200 (Franzluebbers et al 2005). Otvetydigt binds kol i markens övre skikt men det fi nns en diskussion om att helhetseffekten vad gäller att minska koldioxidut- släpp är överskattad (Dolan et al 2006, Baker et al 2006).
ÅTGÄRDER, SAMMANFATTNING AV OVANSTÅENDE
Det är viktigt att arbeta för en god kvävehushållning. Mark- och skörderela- terad gödsling, delade givor för bästa anpassning, precisionsodling, radmyll- ning, effektiva gödselmedel hjälper till med detta.
En princip att försöka uppfylla: håll så litet kvävelager i marken som möj- ligt. T ex ska höga givor tidig vår undvikas.
De högsta gödslingsintensiteterna är mindre effektiva vad gäller kväve- effektivitet och växthusgaser. Här fi nns en utmaning för alla aktörer inom fältet. När den snäva marknadsekonomin styr mot högre generella gödselgivor bör agronomiska och ekologiska anpassningsmetoder komma in med större tyngd. Styråtgärder kan behövas.
Nitrat ger mindre dikväveoxid än ammonium. Man kan påverka genom att välja gödselmedel (Bouwman et al 2002).
Packning och dålig struktur ökar risken för växthusgasutsläpp.
Motåtgärder: bra växtföljd, hänsyn till mullhaltsutveckling, anpassad bearbet- ning och arbete för minimerad markpackning.
När det gäller fånggrödor och bearbetning får vi konfl ikt mellan olika mål. Fånggrödor minskar utlakning och sparar kol i marken men kan vid ned- plöjning öka dikväveoxid. Reducerad bearbetning sparar traktorbränsle och ger lägre kväveförlust och kan möjligen öka mullhalten och därmed binda kol (en diskuterad fråga), men kan öka avgången av dikväveoxid. Det fi nns både plus och minus.
Genom att lämna skörderester eller en fånggröda över vintern och bruka ner på våren kan man möjligen vinna miljöfördelar på båda håll (en förhopp- ning som har visst stöd i en referens ovan om perenna grödor).
Diskussion
ALLMÄNT
Det fi nns många undersökningar och LCA-arbeten om energi och växthus- gaser i jordbrukssystem. Endast få har omtalats här. För 2007 har viktiga bakgrundsparametrar ändrats, dels rekommendationerna från IPCC, där den viktigaste förändringen är att baljväxtkväve som direkt blir skördeprodukt inte antas ge någon N2O-emission, dels utvecklingen inom gödselindustrin, vilket lett till starkt minskad emission av växthusgaser och fortsatt minskning av energiinsatsen. Tidigare beräknade värden är därför inte kvantitativt rele- vanta (Jordbruksverket, 2008).
Kanske kan invändas att industrins program bara har börjat och att vi har andra medelvärden i dag. Men redan i dag fi nns produkter tillgängliga (SJV, 2008). Och ska en miljöberäkning ha mer än akademiskt värde måste den syfta framåt. Om frågan om N2O-utsläpp anses viktig skulle tekniken få snabb spridning världen över om N2O inkluderades i utsläppsrättssystemet.
Här har räknats på specifi ka försöksdata, som har förankrats i ett vidare spektrum av data från andra håll, från försök och praktisk odling. De speci- fi ka siffror som kommer fram är väl lämpade för jämförelser inom systemet, men de är självklart beroende av hur man har odlat, brukat och gödslat i de försök som utgör bakgrund. Siffrorna är också beroende av hur systemet avgränsats. Här har inkluderats fasta åtgärder i driften, som anskaffning och underhåll av maskiner och behövliga anläggningar. I en del studier bortses från detta, och det kan man göra om jämförelsen inte innefattar stora produk- tionsskillnader. Men allt detta gör att man inte utan vidare kan lyfta ut siffror från sitt sammanhang och jämföra med andra undersökningar.
Denna studie gäller växtodling, men växtodlingsdelen på kreaturshål- lande system med vall och stallgödsel har också behandlats. Man kan säga att studien har satt ljuset på den stora skillnaden mellan dessa system vid odling utan användning av mineralgödselkväve. Vid ren växtodling blir det inte mycket mer än halv produktion (55 %) i drift utan direkt användning av mineralgödsel, medan vid kreatursdrift den kan hållas uppe vid 75 %, Problemet vid ren växtodling är att kvävet från t ex en gröngödsling med klöver inte gör nytta mer än ett år i stort sett. Det går inte att gröngödsla vart- annat år. Den utveckling som pågår nu är att använda grönmassa till biogas och lagra det kväverika slammet för att användas som gödsel till de grödor som behöver det. Det bör kunna ge andra möjligheter.
När vi beräknar per produkt (t ex energiinsats per kg vete) blir det små skillnader i energi och växthusgaser mellan system med och utan mineral- gödselkväve. De är för små att ta fasta på. Det fi nns egentligen bara en skill- nad att notera: mineralgödselkväve har gett en större energiinsats per kilo produkt i det kreaturshållande systemet. Detta måste ses tillsammans med djurproduktionen och kan inte fullt ut utvärderas här. I sig har gödslingen av den klöverrika vallen varit motiverad. 130 kg N har gett en merproduktion av 2400 kg torrsubstans per år (tiden 2000-2005), vilket är en lönsam insats. Energimässigt har man satt in 4550 MJ (130*35) och fått ut i för djuren till-
gänglig energi (10 MJ/kg ts) ca 24000 MJ, mer än 5 ggr insatsen. Men klö- vern har gett 8 ton torrsubstans utan mineralgödselkväve, därför sjunker det specifi ka värdet.
Egentligen illustrerar detta resonemang att det specifi ka värdet per pro- duktenhet som LCA-standarden föreskriver får tolkas med försiktighet. Det förutsätter att produktionsmöjligheter inte begränsar (i exemplet i förra stycket vore det energimässigt bättre att öka klövervallens areal med 30 % än att gödsla). För samhället nyttig energi mäts bättre med produktionen av net- toenergi. Alla gödslade system blir med det måttet väsentligt bättre än de som försörjs med enbart baljväxtkväve. Det accentueras starkt om bioenergi kom- pletterar. För växthusgaser ger gödslingen stora möjligheter till reducering av samhällets växthusgasutsläpp.
Det visar sig emellertid att vid höga kvävegivor passerar vi vad som kunde kallas ”miljömässigt optimum”. Inte bara värdet per kg produkt blir sämre utan vid det sista kvävesteget går vi till ett sämre läge också för absolutvärden för växthusgaser. Ett ökat kvävefl öde belastar också biosfären på fl era sätt. Smil (2001) betonar att biosfärens ökande innehåll av tillgängligt kväve är ett problem som kan vara svårare att hantera än växthusgasutsläppen. Vi har miljömässigt inte råd med ineffektiva ökningar av kvävefl öden i jordbruket, men marknads- och produktionsekonomi kan i dag inte hantera den frågan tillfredsställande.
Övriga miljöfrågor som ammoniakavdunstning och utlakning har behand- lats ovan och några har tagits upp i bilaga 1. I Jordbruksverkets rapport 2005:13 fi nner man i stort sett inga miljöfördelar för ekologiskt jordbruk i frågor som rör växtnäring och miljö. Bakgrunden är konkreta uppgifter från svenska gårdar. Det är något mindre kväveöverskott på ekologiska mjölkgår- dar, men risken i allmänhet för ammoniakavdunstning och utlakning bedöm- des snarast större. Kirchmann (2005) går igenom ett fl ertal försöksrapporter där ekologisk och konventionell odling jämförs och fi nner mindre risker för växtnäringsförluster i konventionell drift. Ett villkor är dock att göds- lingen sköts rätt med sikte på effektivitet och gott utnyttjande. Bergström et al (2005) betonar vikten av att näringsbalanser och växtnäringsutnyttjande hålles under kontroll samt att kretsloppsmöjligheter tas tillvara.
OM KVÄVEGÖDSLING OCH FRAMTIDA ENERGIFÖRSÖRJNING
T. E. Crews och M. B. Peoples (Crews et al 2004) tar upp frågan om det är tillrådligt för mänskligheten att göra sig beroende av en energikrävande indu- striprocess för sin livsmedelsförsörjning? Vad händer när fossil energi blir knapp? Frågan är relevant även om kvävegödseltillverkningen bara tar en liten del av världens energikonsumtion (2 %). Men lyckligtvis är processen inte beroende av naturgas som i dag är den övervägande energikällan. Vad som behövs för ammoniaksyntesen är energi, luft och vatten. Där fi nns en stor fl ex- ibilitet när det krävs. T ex skulle vattenkraft i avlägsna områden kunna driva ammoniakfabriker utan att inkräkta på andra energiintressen. Ammoniak är koncentrerad och lätt att transportera. Det fi nns utvecklingsmöjligheter vid
OM KRETSLOPP
I beräkningarna i denna rapport har hälften av systemen inneburit vall och stallgödsel och därmed ett internt jordbrukskretslopp. Ytterligare effektivise- ringar här är viktigt och betydande arbeten pågår (Jordbruksverket, Greppa Näringen). Den administrativa styrningen med gödselräkenskaper i Danmark ger ett bra bakgrundsperspektiv, men Sverige införde i stället tidigt lagstiftning som begränsade djuren i förhållande till arealen. Men dessa frågor påverkar inte jämförelserna i denna rapport .
Totalt sett är kretslopp en vida större fråga. Det nämndes inledningsvis att över hälften av jordens befolkning nu bor i städer. Vi har ett massivt och ökande fl öde av växtnäring från marken till städerna och bara mycket små, isolerade och diskuterade ansatser till återföring. Vi kan balansera med mine- ralgödsel, men för långsiktig hållbarhet behövs bättre kretsloppsutveckling. Motorn till detta kan knappast vara växtnäringsbrist i jordbruket eller mat- brist i allmänhet, den måste ligga i den urbana sektorn primärt. Industrin har gjort fl era ansatser från 1970-talet och framåt. Låt oss hoppas på framtida satsningar som lyckas bättre.
Ett enskilt jordbruk är ganska lätt att göra hållbart, men för att samhället ska vara hållbart krävs att existerande jordbruk även försörjer den ”ohåll- bara” staden.
Utvecklingen på bioenergisidan fordrar uppmärksamhet. Hur kan bio- energins restprodukter användas? Skapas nya storskaliga växtnäringsfl ödes- problem?
OM BIOLOGISK MÅNGFALD
I beräkningarna har antagits att en arealresurs används till bioenergi. Den kan också användas till biologisk mångfald och i många olika kombinationer. Jordbruksutvecklingen borde ägna mer intresse åt denna fråga, som samspe- lar starkt med landskapet och i viss mån med växtskyddsfrågor. I Bilaga 5 ges exempel på scenaria där också biologisk mångfald kommer in.
KVÄVECYKELN
Ovan har gjorts ett par hänvisningar till globala kvävefl öden som sådana (Crutzen 2007, Smil 2001, Galloway et al 2008). Kväve påverkar de fl esta ekosystem. Ökad kvävetillgång medför förändringar. Mänskligt styrda aktivi- teter ger numera en biologisk produktion som matchar den från naturen själv (Vitousek 1997). Och det mänskliga samhället ökar sin dominans. En priorite- rad uppgift borde vara att effektivisera hela kvävecykeln, att minska förluster i alla led. Det innebär också att kvävegödslingens effektivitet är viktig på ett allmänt globalt plan.
Det kan vara på sin plats att föra en sådan övergripande syn ett steg vidare. John P. Holdren gör en aktuell genomgång av globalt viktiga frågor betitlad ”Science and Technology for a Sustainable Wellbeing (Presidential Address, American Association for the Advancement of Science, Tidskriften
Science 25 Jan 2008), översatt citat:” Vi behöver mer studier över framtida
arealbehov för mat och foder, fi ber, bioenergi och infrastruktur – i stället för att tro att vart och ett kan betraktas separat – och försöka förena dessa kom- binerade behov med vad som behövs för skogar och andra ursprungliga eko- system som ger kolbindning och andra ekosystemtjänster samhället inte kan undvara. ... Vi behöver teknologi för att få fram mat, fi ber och bränsle från jordbruks- och skogssystem på mindre ekologiskt störande sätt än vad som sker i dag.”
Detta är intet nytt, men det är intressant att det lyfts fram. Frontlinjen i arbetet går bl a i utnyttjandet av den kunskap vi får fram även i lokala försök av den typ som här behandlats.
EKOLOGISKT GRUNDADE GÖDSLINGSREKOMMENDATIONER
Ovan gavs ett möjligt kriterium för en ekologiskt och miljömässigt grun- dad rekommendation med avseende på växthusgaser: skördeökningen bör ej understiga 10 kg spannmål per kg kväve, annars passeras optimum för växthusgassituationen. Bakgrunden har redovisats, men det är klart man kan räkna på andra sätt. T ex kan mer effektiva bioenergigrödor pressa detta värde. Å andra sidan fi nns fl er faktorer än växthusgas att ta hänsyn till. Följande tabell 9 är beräkningar på Bördighetsförsöket Örja, som redovisats i tabell 7.
Tabell 9.
Bördighetsförsöket Örja. Medel 6 växtföljder, 24 år.
Skördedata och kvävebalans för höstvetegrödan. Utlakningsdata beräknade för hela växtföljden med beräkningsprogrammet Stank in Mind (Jordbruksverket). Växthusgas för hela växtföljden enligt princip i bilaga 2. Kg/ha eller kg/ton.
Växtfölj 1 med vall och stallgödsel Växtfölj 2, växtodling utan vall och stallgödsel Kvävegiva Skörd N-balans Utlakn/ton Växth. g/ton Skörd N-balans Utlakn/ton Växth. g/ton
0 4500 -58 6,7 240 2800 -35 11,4 260
50 6400 -31 5,2 240 5000 -10 7,4 230
100 7200 -3 5,5 260 6800 6 6,9 240
150 7400 24 7,2 310 7300 29 8,5 290
Om vi följer kvävets utbytessamband från givan 0 och uppåt har vi först en del där skörden ökar och samtidigt utlakning och växthusgasutsläpp per producerad enhet minskar eller är konstant. Detta gäller tills skörden börjar närma sig odlingsplatsens potential. Men sedan blir det annorlunda. I sista steget minskar skördeökningen och ökar miljöbelastningen.
Man skulle kunna säga att ”Lagen om avtagande merutbyte” gäller för produktionen men att för utsläpp och resursförbrukning vi i stället har en ”Lag om tilltagande påverkan”, vad gäller utbytessambandets övre del. Jämför också diagram 1 och 2 och bild 1.
Det kan bli konfl ikt mellan ekonomi och miljö. De prisrelationer som gällde för hösten 2007 skapade en sådan situation, trots de förhållanden i
Sverige som motverkar detta (kväveskatt mm). Marknadens styrning räcker inte för miljöfrågorna, vilket i och för sig är ett viktigt principiellt konstate- rande.
Ekonomernas första lösning är att öka skatten på kväve. Det vore möjligt om det gällde alla som agerar på marknaden, men så är ju inte fallet i vår glo- baliserade värld.
Ett annat sätt är att inte binda kvävegödslingen till aktuella prisfl uktua- tioner, och detta tillämpas av den offi ciella rådgivningen i t ex England och Frankrike. Från ett fält som brukar ge 5 ton vete bortförs ca 100 kg kväve och från ett som brukar ge 8 ton bortförs 160. Detta kan vara en utgångspunkt för en rekommendation, som justeras för kvävetillgång i marken, stallgödsel osv. Det blir då en ekologisk grund för kvävegödslingen, nivån kommer att närma sig balans och utbyteskurvans allra översta del där effektiviteten är låg undvikes.
Det skulle fi nnas anledning att ytterligare vidareutveckla och profi lera konceptet: en svensk gödslingsmodell som kombinerar produktion och miljö.
Konceptet är inte nytt. Ekologiskt grundade rekommendationer har framförts av Hydro Agri (nuvarande Yara) på 1990-talet (Hydro Agri
Gödslingsråd 1998/99). och diskuterats på Nordiska Jordbrukares Förenings kongress 1999 (Bertilsson 1999).
Faktiskt är en del av detta konkret verklighet i dag, även om det inte pre- senteras som ett koncept. Det gäller olika tekniker och metoder för att dif-