Debat: Husk afgrødernes CO2-optag

Kulstof findes i alle organiske forbindelser og herunder i de fossile brændstoffer som olie, kul og naturgas, der især gennem det seneste århundrede er udnyttet af menneskeheden og har medført den truende klimakrise.

Men kulstof findes også i jordbunden og i planterne, for hvilke kuldioxid (CO2) er det betydeligste næringsstof, der bidrager med op til 80 % af tørstofindholdet.

Kuldioxid (CO2) er et næringsstof på gasform: Begge bestanddele af CO2, nemlig kulstof og ilt, er vigtige byggesten for planterne. Gennem de seneste 60 år er luftens indhold af CO2 steget på grund af udledning fra forskellige kilder som især afbrænding af kul, olie og naturgas, vulkanudbrud og udånding fra højere organismer som dyr og mennesker. Ligeledes frigøres CO2 fra jorden under nedbrydning af organisk materiale ved hjælp af jordens indhold af mikroorganismer, orme m.v. Alt i alt er atmosfærens indhold af CO2 steget fra ca. 315 til 415 ppm (parts per million - dvs. antallet af CO2 -molekyler for hver million luftmolekyler) siden 1958, hvor de første målinger på den amerikanske ø-stat Hawaii fandt sted.

Man bør her skelne mellem det gamle kulstof fra de fossile kilder, som kul, olie og naturgas, og det kulstof, der cirkulerer i alt det levende - og har gjort det gennem århundreder i menneskehedens historie, uden at det har påvirket indholdet af CO2 i jordens atmosfære i stort omfang frem til den industrielle revolution.

Det vurderes, at landjordens vegetation årligt forbruger 5-10 % af atmosfærens indhold af CO2. En sukkerroeafgrøde på 75 ton modsvarer ca. 15 ton tørstof, der indeholder 7,1 ton kulstof svarende til 26 ton CO2. Det er en mængde CO2, der svarer til indholdet i 34 mio. m3 luft, som afgrøden "låner" fra luften, frem til den atter frigøres, når sukkeret fortæres, og planterester nedbrydes. Det kaldes den korte livscyklus. Tilsvarende eksempler kan laves for alle etårige afgrøder.

I Bæredygtigt Landbrugs projekt med satellitmåling af Danmarks CO2-udledning kan man se, hvordan afgrøder og skove i vækstsæsonen optager store mængder CO2, og hvorledes større byer udleder store mængder af primært fossilt kuldioxid. Billedet fra marker og skove ændrer sig over efteråret, hvor der er en nedbrydning af planterester, ligesom jordens åndingstab overstiger planternes optag, når væksten går i stå.

Kulstofbalancen i den danske agerjord

På Askov Forsøgsstation har Aarhus Universitet unikke gødningsforsøg, der blev anlagt tilbage i 1894. Forsøgene er blandt de ganske få i verden, som er blevet videreført i mere end 125 år. De grundlæggende forsøgsbehandlinger består af forskellige niveauer (0, ½, 1, 1½, 2 x mængde af behov) af kvælstof, fosfor og kalium tilført med husdyrgødning eller med handelsgødning (NPK) til de afgrøder, der typisk har været dyrket i forskellige perioder, siden forsøgene blev anlagt. Det specielle er, at man har analyseret kulstofindholdet i jordens pløjelag siden 1923. Overordnet set har der i perioden 1923 til 1985 været et årligt fald i jordens kulstofindhold i størrelsesordenen 65 kg C pr. ha, hvorefter der måske er sket en ikke signifikant stabilisering. Det kontinuerlige fald i jordens indhold af organisk stof i forsøgets marker og behandlinger beskrives som den reduktion af den oprindelige vegetations humuslag, der er sket efter opdyrkning.

En større dansk undersøgelse er lavet i Kvadratnettet, der består af et net af 600 måleflader fordelt over hele Danmark med landbrugsarealer og andre arealtyper, bl.a. skov. Målefladerne (punkterne) i Kvadratnettet er fordelt med en indbyrdes afstand på 7 km mellem hver måleflade. Hver måleflade er på 50 x 50 meter, hvilket svarer til ¼ ha.

Jord fra arealer i Kvadratnettet blev undersøgt første gang i 1986. Jordens indhold af kulstof er målt i 1986, 1997 og 2009 på et stort antal landbrugsarealer i Kvadratnettet. Resultaterne viser, at kulstofindholdet er steget på sandjord og faldet på lerjord, men i gennemsnit er det neutralt. Det vurderes, at forskellene skyldes forskelle i dyrkningsforhold, hvor der er flere græsmarker og typisk også mere husdyrgødning på sandjorden.

Hvad kan vi udlede af verdens ældste gødningsforsøg?

Ideen om at få planterne til at optage endnu mere CO2 og lagre det i dyrkningsjorden opstod i forbindelse med COP 21 i Paris i 2015. Målet var at få planterne til at optage 4 promille mere kulstof og lagre det i 20 år. Ideen var mere end velkommen iflg. David Powlson, som er jordbundsekspert og Lawes Trust Senior Fellow ved Rothamsted forsøgsstation i England, hvor man startede fastlæggende gødningsforsøg i 1843. Efterfølgende fandt videnskabsmændene ved Rothamsted generelt, at ideen om 4 promille ekstra kulstoflagring pr. år er urealistisk, selv om der i nogle sædskifter med græs i tre år i et fem- eller seksårs sædskifte kunne være tale om kulstoflagring, indtil en ny ligevægt indtræffer.

Hvad kan vi gøre for at lagre kulstof i jorden?

Det er i alles - og især landmændenes - interesse at opretholde og forbedre jordens kulstofindhold. Derfor efterlyser vi langvarige forsøg, der over de næste 100 år kan belyse, hvordan det kan ske.

De faktorer, der kan bidrage til at opretholde og forøge jordens humusindhold, er bl.a. græsmarker, halmnedmuldning og tilførsel af tilstrækkelige mængder kvælstof, fosfor og svovl, da binding af 1 t CO2 i jorden kræver ca. 18 kg N, 4 kg P og 3 kg S. Conservation agriculture er nævnt, og her er positive erfaringer fra praksis, men ikke så meget dokumentation fra Danmark. Biochar dannet ved pyrolyse af f.eks. halm er afprøvet, men produktionen er i Danmark fortsat meget begrænset. Direkte udtagning og vådlægning af lavbundsjorde er ikke en metode til lagring af kulstof i jorden.

Bæredygtigt Landbrugs projekt med satellitbaseret vurdering af CO2 -udledningen stiller spørgsmål ved det fornuftige i en storstilet indsats til at begrænse CO2-udledningen ved vådlægning af hovedparten af de lavbundsjorde, som det blev besluttet i landbrugsaftalen indgået på Christiansborg. Mange af dem vil udlede meget lidt CO2 ved fortsat dyrkning. Dyrkes disse arealer f.eks. med hvede (8-10 ton kerne + strå), optager hver hektar 11-14 ton CO2/år. Verden har brug for dette korn. Anvendes halmen til energi (f.eks. ved pyrolyse), kan den fortrænge kulbrinter svarende til 2-3 ton CO2/ha, og biochar kan derudover binde kulstof i jorden.

Kan plantedyrkning blive klimaneutral?

For 100 år siden, da Danmarks indbyggertal var 3.262.000, og over halvdelen af befolkningen boede i sognekommuner, var vi ikke klimaneutrale, for man fældede træ, gravede tørv og importerede kul og koks for at opvarme bygninger, ligesom jorden blev dyrket med heste og stude som trækkraft. Den danske dyrkningsjord var udpint og udbytterne begrænsede. Den situation skal vi ikke tilbage til.

Udbytterne er mangedoblet, og når vi i dag vurderer, hvordan planteavlen kan reducere udledninger fra indsatsfaktorer, vil vi ud over førnævnte ting som græsmarker, halmnedmuldning og evt. conservation agriculture pege på nogle konkrete indsatsfaktorer til på bedriftsniveau at optimere udbytterne og reducere udledningen af lattergas. Netop reduktion af lattergas kan give rigtig god mening, da udledning af 1 kg lattergas har en klimaeffekt, der modsvarer udledningen af 265 kg CO2 som følge af tilførsel af handels- og husdyrgødning:

Implementering af EU's Farm to Fork-politik

EU's Farm to Fork-politik synes ikke at bringe fremskridt på den måde, politikken implementeres i Danmark, selv om de 4 % udyrket areal i henhold til bruttoarealmodellen netop skulle bidrage positivt til kulstoflagringen.

En lagring, der f.eks. finder sted i læhegn, beplantninger, moser og overdrev (de 4 % skulle bl.a. lagre den mængde CO2, der modsvarer de udledninger, der sker fra forbruget af brændstof, gødning m.v., når markerne dyrkes).

Med hensyn til landbrugsaftalen må tiden vise, om den kommer til at indeholde positive elementer, der kan bidrage til lagring af kulstof i jord og afgrøde. Her skal blot nævnes, at mange jordbrugere også ejer skov, der kan lagre store mængder kulstof, når den passes forstmæssigt korrekt. Disse lagringer bør modregnes i en landbrugsvirksomheds klimaregnskab.

Med en årlig global befolkningstilvækst på 80 mio. (svarende til indbyggertallet i Tyskland) skal man tage fat om årsagen til det stigende CO2- indhold i luften: Forbruget af energi fra fossile brændstoffer som olie, kul og naturgas samt afbrænding af biomasse.

Der arbejdes intenst på, at større mængder CO2 lagres i landbrugsjorden og skovene, så de globale udledninger fra fødevareproduktionen kommer i balance. Det kræver massive forskningsindsatser at finde nye løsninger, der også kan implementeres i Danmark.