Klima & miljø

Anvendelse av nitrogengjødsel i landbruket

NPK-gjødsel
I mange europeiske land var det en sterk økning i bruken av nitrogengjødsel fra 1950 til 80-tallet. Denne økningen var ofte drevet fram av offentlige støtte. Som en følge av overproduksjon og negative effekter på miljøet, ble det i EU lavere priser på planteprodukter. Det førte igjen til mindre bruk av nitrogengjødsel siden det ble mindre lønnsomt å presse fram høye avlinger.
Norge har høyere forbruk av N-gjødsel per dekar enn Danmark, Finland og Sverige.


Matthias Koesling, Bioforsk Økologisk (This article in English)

Historien om gjødsling med nitrogen
Etter 1945, da mange europeiske land fremdeles importerte mer mat enn de eksporterte, støttet myndighetene i mange land i Europa bruk av kunstgjødsel og pesticider. Med økende overskudd av landbruksprodukter og mer fokus på miljøeffektene av intensiv bruk av industrielle innsatsfaktorer i landbruket, innførte EU ulike tiltak for å redusere produksjonen på 80-tallet. Noen eksempler er: melkekvoter, brakkleggingstilskudd (set-aside) og lavere priser for mange produkter fra landbruket. Bønder ble samtidig anbefalt å redusere bruken av kunstgjødsel og til å bruke gjødselplaner.
 
Dette studiet har som hensikt å analysere hvordan nitrogengjødselbruken har utviklet seg i ulike land i og utenfor EU under ulike økonomiske betingelser de siste 40 årene, og hvilken innvirkning forandringene i N-gjødslinga har hatt på effektiviteten i planteproduksjonen. 

Klikk for større figur!

Material og metoder
Statistikk for landbruksareal (bare for konvensjonelt areal), N-gjødsling, avlingstall og priser ble samlet inn for et utvalg europeiske land; hovedsakelig fra FAOSTAT (2005) og EUROSTAT (2005). Målet var å teste om gjødselbruken i hvert enkelt land kunne forklares statistisk ved hjelp av gjødselprisen og kornprisen. Landene i studien var Danmark, Finland, Tyskland, Nederland, Norge, Sverige og Storbritannia.

Litt økonomisk teori
Gitt at en bonde ønsker å maksimere sin forventa profitt av N-gjødselen brukt, så er maksimal profitt bestemt av produksjonskurva for den gitte veksten, prisen på N-gjødsel og salgsprisen for veksten (neoklassisk tilnærming).

Produksjonskurva beskriver forholdet mellom mengde N-gjødsling og avling. Økt N-gjødsling fører til økte avlinger, men til avtagende merutbytte. Ved profittmaksimum for N-gjødsling, er marginalproduktet likt det relative prisforholdet mellom nitrogenprisen og produktprisen. Alle andre faktorer er forutsatt uten påvirkning av den optimale N-gjødselbruken. Derfor er det forventet at bruken av gjødsel avhenger både av prisen på selve gjødsla og prisen på produktet. For å teste denne hypotesen, ble enkel lineær regresjon brukt.

Resultat og diskusjon
Ei grov sammenligning av N-gjødselbruken mellom ulike land er av begrenset verdi, fordi gjødslingsnivået reflekterer forskjeller i jord og klima, dyrkingssystemer, tilgang på husdyrgjødsel, relative priser osv. (Vedeld 1997).
 
I alle år siden 1950, har N-gjødslinga (kg N per dekar) vært høyest i Nederland. Mer enn to ganger så mye N-gjødsel har vært brukt her enn i andre EU-land (Figur 1). Fra 1950 til tidlig på 80-tallet økte den gjennomsnittlige gjødslinga fra 7 til 25 kg. Fra år 2000 ble den redusert til rundt 15 kg. Danmark, Tyskland og Norge var andre land hvor bøndene i snitt brukte mer enn 10 kg N-gjødsel per dekar og år fra 70-tallet til slutten på 80-tallet. Jo mer N-gjødsel bøndene i disse landene i denne perioden brukte, jo mer reduserte de bruken fra slutten på 80-tallet. I motsetning til i Nederland, Danmark og Tyskland, reduserte bøndene i Norge N-gjødslinga bare i liten grad.
 
Mengden areal til ulike typer vekster har variert mye med tida i Europa. Anbefalte mengder N-gjødsling varierer dessuten for ulike vekster. Derfor vil et skifte av vekst påvirke den totale N-gjødselbruken. 

Klikk for større figur!

Som ei grov tilnærming til N-gjødseleffektiviteten for hvert land og år, ble hvert enkelt lands N-gjødselbruk holdt sammen mot hveteavlingene. Hveteavlinga og -prisen ble brukt som indikator for korn på grunn av god datatilgang. Resultatene må imidlertid brukes med forsiktighet, siden andelen av jordbruksarealet med hvete i de utvalgte landene bare var mellom 1 og 12 % i 1961, og økte til mellom 6 og 23 % i 2002.
 
Bruken av N-gjødsel økte i alle land på 60-tallet og på mesteparten av 70-tallet, mens N-gjødseleffektiviteten avtok. Bønder i land med størst bruk av N-gjødsel på 80-tallet, slik som Nederland, Danmark og Tyskland, reduserte N-gjødslinga på 80- og 90-tallet uten å redusere avlinga i særlig grad.

Næringsstoffbalanser
Både naturgitte forhold, tradisjoner og ulike priser ga forskjellige næringsstoffbalanser for de ulike landene. Andrews (2001) estimerte næringsstoffbalanser i jord (inkl. atmosfærisk avsetning, husdyrgjødsel, biologisk nitrogenfiksering og kunstgjødsel) for 15 EU-land i 1995. N-budsjettet var positivt i alle land. For Polen, Sverige og Storbritannia var overskuddet mellom 2 og 4 kg N per dekar. For Finland, Frankrike og Danmark var overskuddet mellom 5 og 7,5 kg N per dekar. For Tyskland var det rundt 10 kg og for Nederland rundt 21 kg N per dekar. Rysstad (1990) hevder at i Norge ble bare 60 % av nitrogenet til korn tatt bort med avlingene. For alt landbruksareal i Norge, estimerer Dahl (1990) at ca 130 millioner kg (ca 12,5 kg N per dekar) forsvinner. Noe av nitrogenoverskuddet lagres i grunnen, noe forsvinner som avrenning til vassdrag, og noe fordamper som ammoniakk.

 

 Nitrogenbalanse (kg N per dekar)

 Areal hvete i % av totalt jordbruksareal i 2000

 Danmark

 7,2

 9

 Finland

 5,1

 25

 Frankrike

 5,7

 7

 Nederland

 21,3

 7

 Norge

 12,5

 7

 Storbritannia

 4,0

 13

 Sverige

 3,8

 13

 Tyskland

 10,2

 18

 Østerrike

 1,6

 9


 
En lineær regresjon for tidsseriene for landene i denne studien viste at ei økning i hveteprisen økte bruken av N-gjødsel. Denne sammenhengen var signifikant på 5 %-nivå, bortsett fra i Frankrike og Finland. På grunn av denne korrelasjonen og relativt høge priser på planteprodukter i Norge, synes det å være utfordrende å nå målet i Nordsjøavtalen om å redusere mengden næringsstoffer med 50 % (Miljøverndepartementet 1999). Effekten av N-gjødselprisen på N-gjødselbruken var ikke så tydelig som hveteprisen. Som forventet var en høyere N-gjødselpris negativt korrelert med N-gjødslinga i Danmark, Finland og Sverige (signifikansnivå <10 %). I Frankrike og Storbritannia, var høyere N-gjødselpris positivt korrelert med N-gjødslinga.

Konklusjoner
Det var en kraftig økning i N-gjødslinga fra 1950 til 80-tallet for alle landene som var med. Selv om hvete ble dyrket på bare 6 til 23 % av jordbruksarealet i 2002 i de deltakende landene, ble det vist at de årlige hveteprisene var positivt korrelert med N-gjødslinga.

Referanser

  • Andrews, K. (2001) Study on the Impact of Community Environment - Water Policies on Economic and Social Cohesion. European Commision Directorate General - Regional Policy, Brussels, 69 pp.
  • Dahl, E. (1990) Landbruk og miljø. Økologi, landbruk og forurensninger. Agriculture and the Environment. Ecology, Agriculture, and Pollution. Landbruksøkonomisk Forum. 7. årgang, 23-33.
  • EUROSTAT data (2005) http://epp.eurostat.cec.eu.int/portal/page?_pageid=0,1136206,0_45570467&_dad=portal&_schema=PORTAL  last accessed September 2005.
  • FAOSTAT data (2005) http://faostat.fao.org/faostat/collections?version=ext&hasbulk=0&subset=agriculture last accessed September 2005.
  • Miljøverndepartementet (1999), The North Sea. An integrated Approach for Sustainable Development. Oslo, 14 pp.
  • Rysstad, S. (1990) Vegledning eller miljøavgift? Extension Service or Environmental Taxes? Landbruksøkonomisk Forum. No 4, 1990, 34-46.
  • Vedeld, P.O. (1998) Farmers and Fertilisers - a Study of Adoption and Response to Price Change among Norwegian Farmers. Dr. scient. thesis, Agricultural University of Norway, Ås, 400 pp.

Kilde
Koesling M (2005). Development of nitrogen fertilisers used in agricultural production. I: N management in agrosystems in relation to the Water Framework Directive. J.J.Schröder & J.J. Neeteson (red.). Proceedings of the 14th N Workshop, October 2005, Maastricht, Nederland. Side 30-32.