Biologisk gødning og recirkulering

Vi starter forløbet ud med et vigtigt teoretisk begreb, der hjælper med at forstå, hvordan behovet for pesticider og gødning grundlæggende kan sænkes i det danske landbrug.

Økologisk robusthed beskriver et økosystems evne til at fastholde sine vigtigste funktioner, når det bliver udsat for forstyrrelser. I jordbruget kan forstyrrelser for eksempel være tørke, skybrud, sygdomsangreb, nye skadedyr, høje priser på gødning eller en periode med manglende arbejdskraft.

Hvis vi bryder det ned, så henviser økologisk til samspillet i økosystemet og ikke, at bedriften nødvendigvis er certificeret økologisk. 

Robusthed betyder, at dyrkningssystemet kan modstå en belastning, komme sig bagefter og tilpasse sig, uden at de grundlæggende funktioner bryder sammen. Et robust system bliver ved med at omsætte næringsstoffer, opbygge rødder, infiltrere vand og producere en afgrøde, selv om betingelserne varierer. Robusthed betyder ikke, at marken aldrig forandrer sig, eller at udbyttet er ens hvert år.

Et økosystems økologiske robusthed kan beskrives gennem tre faktorer. Den første er modstandskraft, hvor systemet kun påvirkes i begrænset grad af en forstyrrelse. En jord med god struktur kan for eksempel optage et kraftigt regnskyl uden stor erosion eller overfladeafstrømning. Den anden er genopretning, det vil sige at systemet hurtigt kan vende tilbage efter belastningen. En flerårig kløvergræsmark kan eksempelvis begynde at vokse igen efter en tør periode, hvis rødder og vækstpunkter stadig er intakte.

Den tredje er tilpasning. Landmanden, afgrøderne og økosystemet kan ændre praksis eller sammensætning, når vilkårene ændrer sig. Det kan være at vælge en mere tolerant sort, flytte såtidspunkter eller ændre sædskiftet.

Nu har vi defineret økologisk robusthed, og de tre faktorer, det bestemmes af. Men hvad hjælper med at fremme den? 

Mangfoldighed og diversitet i marken er vigtig, hvor flere arter, sorter, rodtyper og nyttedyr udfører overlappende funktioner. Det gør systemet mindre afhængigt af én enkelt komponent. Vi bør også stræbe efter sunde kredsløb, hvor næringsstoffer og organisk materiale cirkulerer mellem jord, planter, dyr og restprodukter med så små tab som muligt. 

Hvis vi vil minimere påvirkningen fra mennesker, kan vi gå efter målrettet forstyrrelse. Det sker ved at tilpasse jordbearbejdning, trafik, gødskning og plantebeskyttelse, så de løser en opgave uden unødigt at skade jordstruktur og ikke-målorganismer. Sidst men ikke mindst er løbende observation og læring i centrum. 

Robusthed opstår ikke af en fast opskrift, men af evnen til at se, måle og justere.

Begrebet økologisk robusthed nævnes ofte i sammenhæng med begrebet regenerativt landbrug.
Det er ikke én entydig metode eller en fælles certificeringsstandard, men mere en filosofi om helhedsorienterede dyrkningssystemer, der sigter mod at forbedre jordens sundhed, biodiversitet, vandkredsløb og kulstofbalance samtidig med, at der produceres fødevarer og skabes en levedygtig bedrift.

Økologisk robusthed er derfor et muligt mål for regenerativ drift. En bedrift er ikke robust, blot fordi den bruger et bestemt redskab eller produkt. Den bliver robust, når flere indsatser tilsammen gør jorden, afgrøderne, økonomien og driften mindre sårbare.

Når produkter forlader bedriften som korn, grøntsager, mælk eller kød, følger næringsstoffer med. Kvælstof, fosfor, kalium, svovl og mikronæringsstoffer ender blandt andet i foder, fødevarer, spildevand og organisk affald. Hvis næringsstofferne ikke føres tilbage, opstår der en ubalance i kredsløbet.

Landbruget køber nye næringsstoffer, mens byernes reststrømme bliver et affaldsproblem.

Mange restprodukter kan i princippet bruges som gødning eller jordforbedring. Det praktiske spørgsmål er ikke kun, hvor meget næring et materiale indeholder. Det afgørende er, hvor meget der bliver plantetilgængeligt, hvornår det frigives, hvilke øvrige stoffer der følger med, og om materialet passer til jordens og afgrødens behov.

På Københavns Universitets forsøgsgård ved Taastrup har forskere i mere end 20 år undersøgt recirkulerende i det langvarige ´CRUCIAL’ forsøg. Navnet star på engelsk for “Closing the Rural-Urban Nutrient Cycle – Investigations through Agronomic Long-term experiments”. Selve markforsøget blev etableret i 2003.

Marken er opdelt i forskellige permanente forsøgsparceller.

De oprindelige behandlinger med bybaserede gødninger omfatter human urin fra adskilte toiletter, komposteret organisk husholdningsaffald og afgasset spildevandsslam. De sammenlignes blandt andet med kvæggylle, dybstrøelse, mineralsk NPK-gødning og ugødede parceller som kontrolbehandling. Nogle materialer er også tilført i doser over normal landbrugspraksis for hurtigere at undersøge mulige langtidsvirkninger. De høje forsøgsdoser er et forskningsgreb og skal ikke læses som en anbefaling til landbrugspraksis.

Der står ikke én bestemt plante på CRUCIAL-marken hvert år. Sædskiftet har hovedsageligt været domineret af vårsæd som byg, havre og hvede, men der har også været vinterafgrøder og enkelte andre afgrøder. Forskerne måler blandt andet udbytte og biomasse, planternes optag af næringsstoffer, jordens kulstof- og næringsstofpuljer samt ophobning af potentielt giftige grundstoffer. 

Visuelle forskelle i vækst og jordstruktur bliver dermed koblet til laboratorieanalyser. Alt dette fortæller lektor Dorette Sophie Müller-Stöver fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab. Hun leder forskningsgruppen for jordfrugtbarhed og recirkulering af næringsstoffer og har som ambition at undersøge, hvordan mere af den næring, der er samlet i byernes reststrømme, kan føres sikkert tilbage til dyrkningsjorden.

Opgaven for fremtiden er, beskriver hun, at sikre en fuld cirkel. Det vil sige, at når mennesker høster og forbruger afgrøder, skal alle affalds- og spildprodukterne samles sammen igen og føres tilbage til jorden, så de kan nære nye afgrøder. 

Det er vigtigt at genbruge næringsstofferne, fordi det koster ressourcer for klima og miljø at producere kunstgødning.  

Mineralsk handelsgødning gør det muligt at levere præcise mængder af de tre primære makronæringsstoffer kvælstof (N), fosfor (P) og kalium (K). Produktionen af dem er imidlertid afhængig af energi og geologiske råstoffer.

Det betyder ikke, at recirkulerede produkter altid er bedre end mineralsk gødning. En cirkulær løsning skal også være sikker, logistisk mulig og agronomisk effektiv. Fordelen er, at næringsstoffer, som allerede findes i samfundets kredsløb, kan erstatte en del af behovet for nye råstoffer.

Recirkulering mellem by og land er nødvendig, fordi fødevarer og næringsstoffer forlader bedriften. 

Men det første sted at lede efter ressourcer er på selve gården. Hver gang ammoniak fordamper fra gylle, en efterafgrøde mangler, eller halm fjernes uden at indgå i næringsbalancen, bliver bedriften mere afhængig af eksterne input.

Målet er ikke fuldstændig selvforsyning for enhver pris. Næringsstoffer, der sælges med afgrøderne, skal på et tidspunkt erstattes. Målet er at kende bedriftens strømme, mindske unødige tab og vælge eksterne input ud fra et dokumenteret behov. I kapitlet her kommer vi ind på fire vigtige indsatser på gården.

Først bør du starte med at lave et næringsstofbudget. Sammenlign tilførsel i foder, gødning, strøelse og biologisk kvælstoffiksering med fraførsel i afgrøder, dyr og solgte restprodukter.
Et samlet gårdbudget kan vise et overskud, selv om én mark mangler næring.

Du bør kende din jord og materialer. Brug jordprøver, gødningsanalyser og observationer af afgrøden. Organiske produkter varierer mere end deklareret mineralsk gødning, og en repræsentativ prøve er afgørende.

Et andet vigtigt fokus er at begrænse tab før indkøb. Tildæk lagre, optimer udbringningstidspunkt, nedfæld eller indarbejd efter behov, hold på vinterens nitrat med fangafgrøder og undgå fosforophobning på marker tæt ved stalden.

Næringen skal fordeles efter behov frem for per automatik. Husdyrgødning og kompost bør ikke automatisk køres på de samme lettilgængelige marker. En god logistik kan være lige så vigtig som et nyt produkt.

Alle afgrøder og restprodukter skal udnyttes strategisk. Nu til de vigtige hovedindsatser.

Planter kan kun optage næringsstoffer i bestemte kemiske former. Derfor varierer det, hvor effektivt de kan udnytte næringsstofferne i forskellige gødningsprodukter.

Det er noget, forskere undersøger i laboratorier, fordi svarene er afgørende for fremtidens brug af restprodukter og bioslam i markerne. Og dermed for at få et mere lukket kredsløb med genbrug af næring.

Første filter er mængde og kemisk form. Et laboratorietal for totalfosfor eller totalkvælstof fortæller ikke, hvor meget planten kan optage i den kommende sæson. Ammonium og nitrat er hurtigt tilgængelige kvælstofformer, mens organisk bundet kvælstof først skal mineraliseres. Fosfat kan være opløst, bundet til organisk materiale eller udfældet med jern, aluminium eller calcium.

Næste filter er behandling før marken. Kompostering, anaerob forgæring, separation, tørring, forbrænding og pyrolyse ændrer materialet. Forgæring omdanner en del af det organiske kvælstof til ammonium, mens kompostering stabiliserer kulstof og ofte giver en langsommere kvælstofvirkning. Jern- og aluminiumsalte på renseanlæg binder fosfor effektivt i spildevandet, men kan gøre en del af fosforen mindre tilgængelig for planter.

Det tredje filter er jordens kemi og biologi. pH, lerindhold, organisk stof og koncentrationen af jern, aluminium- og calciumforbindelser påvirker, om næringsstoffer bindes eller frigives. Temperatur, vand og ilt bestemmer samtidig mikroorganismernes omsætning. Det samme produkt kan derfor virke forskelligt på en sur sandjord og en kalkrig lerjord.

Det fjerde filter er tidspunkt og placering. Næringen skal frigives, mens der er aktive rødder til at optage den. Hurtigt tilgængeligt kvælstof uden en voksende afgrøde kan tabes som ammoniak, nitrat eller lattergas. Fosfor virker ofte bedst, når det placeres, så unge rødder kan nå det, mens overfladeudspredning kan øge risikoen for afstrømning.

Det femte og sidste filter er materialets kvalitet. Salte, plastrester, organiske miljøfremmede stoffer og potentielt toksiske grundstoffer kan begrænse anvendelsen. Cadmium, bly og kviksølv er uønskede, mens kobber og zink både er mikronæringsstoffer og kan blive giftige i høje koncentrationer. Derfor er dokumentation, renhed og gældende grænseværdier lige så vigtige som gødningsværdien.

Overordnet er det vigtigt at have øje for, at materialerne opfører sig forskelligt. 

Urin, gylle og mange afgassede biomasser har typisk en relativt stor andel hurtigt tilgængeligt kvælstof. De kan give en god førsteårsvirkning, men kræver præcis lagring og udbringning for at begrænse ammoniaktab og udvaskning.

Komposteret husholdningsaffald tilfører både næringsstoffer og stabiliseret organisk stof. Kvælstofvirkningen er ofte langsommere, mens gentagen tilførsel kan øge jordens kulstofindhold og biologiske aktivitet. Hvis dosen alene fastsættes efter kvælstofbehovet, kan fosfor og andre stoffer dog ophobes.

Spildevandsslam indeholder ofte meget fosfor og organisk stof, men tilgængeligheden afhænger stærkt af renseprocessen. Det er ikke et spørgsmål om, at landmanden vælger bestemte bakterier. Mikroorganismerne i renseanlæggets biologiske og anaerobe processer omsætter materialet, mens tilsætning af jern eller aluminium kan ændre fosforens kemiske form. Slam skal vurderes efter både næringsværdi, hygiejne, forureningsindhold og regler for anvendelse.

Aske indeholder ikke organisk kulstof og stort set intet kvælstof, fordi kulstof og kvælstof forsvinder under forbrændingen. Til gengæld kan den indeholde fosfor, kalium, calcium og andre mineraler. Kalium kan være let opløseligt, mens fosforens tilgængelighed varierer med råmateriale og temperatur. En aske kan også have høj pH og et højt saltindhold. På Københavns Universitet er der blandt andet forsket i fosfortilgængelighed i aske fra halm og spildevandsslam.

Biokul fremstilles ved opvarmning af biomasse med begrænset ilt. Det stabile kulstof kan blive i jorden længe, og porer samt overfladeladninger kan i nogle jorde forbedre vand- og næringsstofholdning. Men biokul er ikke én ensartet gødning. Biokul fra træ, halm, husdyrgødning eller slam har forskellig pH, saltindhold og næringsværdi, og produktionstemperaturen ændrer egenskaberne. Kvælstofvirkningen er ofte lille, mens fosfor og kalium kan være mere eller mindre tilgængelige. Derfor skal råvare, analyse og formål passe sammen.

En biostimulant er ikke bare “noget biologisk, der får planten til at vokse”. 

I EU-reglerne defineres en plantebiostimulant som et gødningsprodukt, der stimulerer plantens ernæringsprocesser uafhængigt af produktets eget næringsindhold. Formålet skal være at forbedre næringsstofudnyttelsen, tolerancen over for ikke-biologisk stress, kvalitetsegenskaber eller tilgængeligheden af bundne næringsstoffer i jord og rhizosfære.

Det skel er vigtigt. En gødning leverer næringsstoffer. En biostimulant påvirker plantens eller rhizosfærens processer. Et plantebeskyttelsesmiddel har til formål at bekæmpe en skadevolder eller beskytte mod sygdom. Det samme stof eller den samme mikroorganisme kan derfor høre til forskellige regelsæt alt efter produktets dokumenterede funktion og de påstande, producenten bruger.

Biostimulanter kan være interessante, fordi de anvendes i små mængder og i nogle situationer hjælper planten med at udnytte vand og næring bedre. De er dog ikke automatisk bæredygtige. Et produkt er først en forbedring, hvis det har en stabil effekt, ikke skaber nye risici og reelt reducerer ressourceforbrug eller tab. Virkningen varierer ofte med sort, udviklingstrin, jord, vejr og eksisterende dyrkningspraksis.

Hvad er biostimulanter? Og hvordan fungerer de?