Klima & miljø

Lystgass i landbruket

- faktorer som påvirker utslipp

Dårlig drenering (Foto: Mona Ringnes)

Lystgass (N2O) er en nitrogenforbindelse som bidrar til global oppvarming. Hvert kg lystgass har samme oppvarmingseffekt som 300  CO2-ekvivalenter*. Her beskrives kilder til lystass, noen faktorer som påvirker lystgassutslipp og muligheter til å redusere utslipp fra landbruket.

*Avhengeig av hvor lang halveringstid som regnes varierer tallene noe. IPCC IInternational Panel of Climate Change) regner  fra og med 2006 296 CO2-ekvivalenter mens de tidligere regnet 310. Viktige kilder for lystgassutslipp fra landbruket er denitrifikasjon, produksjon av kunstgjødsel og forbrenning av fossilt brensel (i jordbruksproduksjon og transport). 

Denitrifikasjon

Denitrifikasjon er en naturlig prosess som reduserer nitrat (NO3) og nitritt (NO2) til nitrogenoksid (NO), lystgass (N2O) eller molekylært nitrogen (N2). Denitrifikasjon kan skje overalt hvor det er tilgjengelig NO3 og mangel på oksygen, blant anna jord og lager for husdyrgjødsel er viktige i landbruket.

I tillegg vil reaktivt nitrogen som tapes ut av jordbrukssystemet bidra til økt denitrifikasjon andre steder. Eksempler på dette er ammoniakkfordampingfra gjødsel og nitratutvasking fra jord.

Ved produksjon av kunstgjødsel, med dagens renseteknologi, i Norge dannes det ca 0,01 kg N2O per kg N produsert (tall fra Yara1).

Faktorer som påvirker utslipp av lystgass fra jorda

Dentrifikasjon og andel lystgass som dannes varierer mye og påvirkes av blant annet NO3-konsentrasjon, oksygentilgang, fuktighet, temperatur, pH og tilgang på lettløselig karbon (energi). Størst andel lystgass blir det når forholdene er delvis reduserende.

Selv om jord eller gjødsellager er overveiende aerobt, vil anaerobe lommer kunne forårsake store utslipp av N2O fra små områder. Veksling mellom anaerobe og aerobe forhold vil kunne øke utslippene betydelig.

Etter sterk nedbør eller kraftig vanning vil det være fare for store utslipp av lystgass dersom det er en høy konsentrasjon av nitrat i jorda. Faren er størst på dårlig drenert jord og tett jord med dårlig struktur.

Ett langvarig forsøk med gjødsling og jordpakking i siltig finsand i Surnadal på Nordmøre viste at andel av tilført N i NH4NO3 tapt som lystgass økte svært mye som en følge av traktorkjøring2 (se figurer under). Den ekstra jordpakkingen var to kjøringer med 4 tonns traktor hjul i hjul kort tid før gjødsling. Målingene ble gjort tidlig på sommeren.

Konsentrasjon av lystgass i jordlufta i 7-12 cm dybde etter gjødsling med NH4NO3 ved ulik jordpakking.
 
 
Tap av N2O tidlig sommer i prosent av nitrogen tilført med NH4NO3. Det er ikke tatt med eventuelle tap de 11 månedene hvor vi ikke har registrert tap og heller ikke N2O-utslipp fra annet tapt nitrogen.

Nitrogeneffektivitet

Det er nær sammenheng mellom nitrogenoverskudd og nitrogeneffektivitet (mengde produkt per enhet nitrogen tilført) og både det totale utslipp av drivhusgasser og utslipp av lystgass.

For eksempel sank utslippet av drivhusgasser fra melkeproduksjonsbruk med 50 % når nitrogeneffektiviteten økte fra 12,5 til 25 % (N2O, CH4, CO2 målt i CO2- ekvivalenter per kg melk)3.

Økologisk og konvensjonelt

Det er gjort få målinger i Norge som sammenligner lystgassutslipp fra konvensjonelt og økologisk landbruk. En statlig svensk rapport konkluderte nylig at det er større utslipp av N2O fra konvensjonell enn økologisk landbruk per hektar og at utslipp per produktenhet er som i konvensjonelt landbruk eller noe lavere4

Årsaken til mindre forskjell mellom de to produksjonsmetodene per produktenhet enn per hektar, skyldes at avlingsnivået er lavere i økologisk landbruk. Rapporten referer til gjennomsnittstall. Det er imidlertid store variasjoner avhengig av produksjonsopplegg og agronomisk dyktighet.

Biologisk nitrogenfiksering

Biologisk nitrogenfiksering er den viktigste nitrogenkilden i økologisk landbruk og gir svært små utslipp av N2O, men fordi utslipp av lystgass er svært påvirket av nitrogenoverskuddet må det nitrogenet som tilføres ved biologisk nitrogenfiksering også tas med i regnskapet når utslipp av lystgass estimeres.

På grunn av det generelt lave gjødselnivået i økologisk landbruk vil det være størst fare for lystgassutslipp fra økologisk landbruk når enga brytes. Dette skyldes akkumulering og binding av nitrogen i eng.

I økologiske dyrkingssystem i Skottland med 3 år eng og 3 år åker uten annen nitrogentilførsel enn biologisk nitrogenfiksering, ble det funnet dobbelt så store nitrogenutslipp fra åker som fra eng5.

Eksempler på tiltak som kan redusere utslipp av lystgass fra jorda

Fordi det er så nær sammenheng mellom nitrogeneffektivitet og utslipp av lystgass vil tiltak som minsker nitrogenoverskuddene og dermed bedrer nitrogeneffektiviteten minske utslipp av lystgass.

En undersøkelse fant et nitrogenoverskudd på 13 kg N per daa på gårdsnivå6. Dette er mye høyere enn beregnede nitrogentap gjennom ammoniakkfordamping, utvasking og denitrifikasjon tilsammen.

En undersøkelse av nitrogeneffektivitet i hveteproduksjonen viste at det i Norge produseres ca 40 kg hvete per kg tilført kunstgjødselnitrogen. Dette er mye lavere nitrogeneffektivitet enn i Sverige og Danmark7. I Norge burde det derfor være mye å vinne på å bedre nitrogeneffektiviteten.

En annen undersøkelse fant at mjølkeproduksjon basert på heimeprodusert fôr er en effektiv måte å bedre nitrogeneffektiviteten på. De sammenstilte data fra 21 melkeproduksjonsgårder i hele Europa (økologiske og konvensjonelle) og fant at nitrogeneffektiviteten på gårdene sank med økende nitrogentilførsel og nitrogenintensitet8.

En del tiltak vil minske de direkte lystgassutslippene fra tilført gjødsel. Viktig er god drenering og en gjødsling- og jordarbeidingspraksis hvor høy konsentrasjon av lett tilgjengelig nitrogen unngås.

Fordi det er gjort få målinger av lystgassutslipp i Norge er estimatene av lystgassutslipp hovedsakelig basert på utenlandske undersøkelser. I forskningsprosjektet «Creating a scientific basis for an integrated evaluation og soil-borne GHG emissions in Norwegian agriculture» finansiert av Norges Forskningsråd, samarbeider UMB og Bioforsk om å utføre helårsmålinger av lystgassutslipp fra like produksjonsopplegg

Referanser

 

1 www.yara.no

2 Hansen, S., J.E. Mæhlum & L.R. Bakken. 1993. N2O and CH4 fluxes in soil influenced by fertilization and tractor traffic. Soil Biol. Biochem. 25:621-630.

3 Olesen, J.E., K. Schelde, A. Weiske, M.R. Weisbjerg, W.A.H. Asman & J. Djurhuus. 2006. Modelling greenhouse gas emissions from European conventional and organic dairy farms. Agric. Ecosys. Environ. 112:207-220.

4 Wahlander, J. (red). 2008. Minska jordbrukets klimatpåverkan! Del 1. Introduktion och några åtgärder/styrmedel Svenska Jordbruksverket. Rapport 2008:11.

5 Rees, R.M., B. Ball, K. Topp & C. Watson. 2008. Nitrous oxide emissions from a grass arable rotation in NE Scotland. International Symposium Organic agriculture and climate change, Enita Clermont, France, 17-18 April. http://www.abiodoc.com/fileadmin/uploads/Colloque/Diaporama/TH05/19_Rees.pdf

6 Bleken, M. & L.R. Bakken. 1997. The Nitrogen Cost of Food Production: Norwegian Society. Ambio 26(3):134-142.

7 Koesling, M. 2006. Anvendelse av nitrogengjødsel i landbruket. Agropub.

8 Bleken, M.A., H. Steinshamn & S. Hansen. 2005. High nitrogen costs of dairy production in Europe: Worsened by intensification. Ambio 34(8):598-606.