I det europeiske prosjektet Fertilcrop (Fertility Building Organic Cropping Systems) har forskere undersøkt hvordan en kan bedre jordfruktbarheten i økologisk jordbruk og samtidig redusere tap av nitrogen til miljøet.

Ulike utfordringer

-Økologisk jordbruk er forskjellig fra konvensjonelt jordbruk. Blant annet gjødsles det med mindre mengder nitrogen i økologisk jordbruk og nitrogenet tilføres på en annen måte, forteller Sissel Hansen og Randi Berland Frøseth, forskere ved hhv. NORSØK og NIBIO.

I økologisk plantedyrking får plantene nitrogen gjennom bruk av planter som binder nitrogen fra lufta, dvs. belgvekster som f.eks. kløver, erter og bønner, og ved organiske gjødsel. Ved konvensjonell dyrking får plantene mye nitrogen gjennom kunstgjødsel.

Nitrogen på avveie vil gi store negative konsekvenser for miljø og klima. Både lystgass (N2O) og nitrat (NO3) er nitrogenforbindelser. Landbruket bidrar til rundt 70% av de menneskeskapte utslippene av lystgass. I tillegg til å være en drivhusgass bidrar lystgass til å bryte ned ozon-laget som beskytter oss mot ultrafiolett stråling. Plantene tar opp nitrat, men dersom nitrat vaskes ut av jorda fører det til eutrofiering av ferskvann og hav og forurensning av drikkevann. Nitrat er i tillegg en indirekte kilde til utslipp av lystgass, sier forskerne.

Økologiske gårder med korn, poteter og grønnsaker dyrker gjerne flere ulike vekster enn gårder som drives konvensjonelt. Det brukes også mer organisk gjødsel, belgvekster og såkalte fangvekster som skal hindra næringstap fra jorda utenom vekstsesongen. Det fører til at det som regel er mer organisk materiale og mer liv i jorda, og bedre jordstruktur ved økologisk plantedyrking enn ved konvensjonell.

Utslipp og utvasking regnet per arealenhet er større i konvensjonelt enn i økologisk jordbruk, mens de er omtrent like store per produsert enhet, f.eks. kg korn eller potet, fordi avlingene ofte er lavere. Forskerne Frøseth og Hansen understreker at begge driftsformer kan drives på en mer klimasmart måte. Dette prosjektet har imidlertid hatt fokus på økologisk produksjon. Et annet europeisk prosjekt de er med i, ResidueGas, undersøker utslipp av lystgass fra planterester i alle dyrkingssystem. Der er målet å forbedre nasjonale rapporteringer av klimagassutslipp fra planterester.

Det er stor risiko for utslipp av lystgass når det tilføres store mengder planterester som har et høyt innhold av nitrogen og karbohydrater som er lett tilgjengelig for organismene i jorda. Salat og hvitkløver er eksempler på vekster med mye lett nedbrytbart nitrogen, mens poteter, sukkerbeter og kålvekster inneholder mye lett nedbrytbare karbohydrater. Mekanisk knusing av planterestene, våt eller pakket jord, frysing deretter tining, opptørking etterfulgt av regn eller vanning og sur jord vil øke farene for utslipp av lystgass.

- Noen ganger må høsteklare grønnsaker pløyes ned fordi produsenten ikke får omsatt produktene. Dette gir sannsynligvis store klimagassutslipp, sier seniorforsker Hansen. Hun legger imidlertid til at dette skal de se nærmere på i ResidueGas. Risikoen for utslipp av lystgass ved nedpløying av grønnsaker kan være spesielt stor innen konvensjonell dyrking, siden en der bruker mye nitrogengjødsel og dermed har mye lett tilgjengelig nitrogen og karbohydrater på samme tid, sier hun.

I den vitenskaplige artikkelen skriver forskerne at jordarbeiding og naken jord øker faren for nitrat-utvasking betydelig, spesielt om det etterfølges av nedbørrike perioder uten plantevekst. Strategisk bruk av planter med dype rotsystem og fangvekster minsker faren for utvasking. En blanding av belgvekster og ikke-belgvekster er like effektivt som fangvekst som dyrking av en ikke-belgvekst alene, samtidig som det bidrar til å opprettholde fruktbarheten i jorda. En blanding av kløver og gras er for eksempel like bra fangvekst som gras alene.

Bedre resirkulering av nitrogen fra plantemateriale og bedre synkronisering av tilgangen på nitrogen med plantenes nitrogenbehov vil kunne bedre nitrogeneffektiviteten, og dermed øke avlingene og redusere utslipp av lystgass og utvasking av nitrat, sier forskerne til slutt.

Hele den vitenskapelige artikkelen kan leses her:

Hansen, S., Frøseth, R.B., Stenberg, M., Stalenga, J., Olesen, J.E., Krauss, M., Radzikowski, P., Doltra, J., Nadeem, S., Torp, T., Pappa, V., Watson, C.A., 2019. Reviews and syntheses: Review of causes and sources of N2O emissions and NO3 leaching from organic arable crop rotations. Biogeosciences 16, 2795–2819.