Tap av nitrogen (N) er et stort problem i landbruket, og i Europeiske direktiver blir det krevd forandring i landbrukspraksis for å redusere avrenningen. Ekstensiv mjølkeproduksjonen basert på heimeprodusert fôr er den mest effektive måten å bedre N-effektiviteten på. N-effektiviteten på gardsnivå reduseres dersom innkjøpet av fôr er høgt i forhold til planteproduksjonspotensialet på garden

Bleken, Marina Azzaroli

Hansen, Sissel

Steinshamn, Håvard

Norwegian

Organic Eprints

3FORSKNINGSNYTT • Nr 2 • 2004innholdet (Produkt, kg N ha-1 salg). Vardet salg av planteprodukter, blei nitro-genmengden i innkjøpt fôr redusert mednitrogenmengden i det som blei solgt(Fkjøpt = netto fôrinnkjøp). Det var ingentilfeller der det var netto salg av plante-produkter. Netto årlig innførsel av N ersummen av fôr, gjødsel, biologisk fikse-ring, atmosfærisk nedfall o.s.b. (Input,kg N ha-1).Intensitet kan uttrykkes på flere måter.ForklaringerFkjøpt = N i netto fôrinnkjøp = N i kjøpt fôr– N i solgte planteprodukt, kg N ha-1Igard  = Innført N i anna enn  fôr. Foreksempel: Kunstgjødsel, biologisk fikseringog atmosfærisk nedfall, kg N ha-1Input = Sum netto N-innførsel =  Fkjøpt +Igard, kg N ha-1Produkt = N i netto produksjon = N imjølk + N i kjøtt og livdyr – N i kjøptelivdyr, kg N ha-1Ogard = N-overskudd på garden = Input –Produkt, kg N ha-1SOgard  = spesifikt N-overskudd = N-overskudd per produsert enhet N i mjølkog dyr = (Input – Produkt) / Produkt, kgN/kg NLite nitrogentap fra mjølkegardersom baserer seg på egen fôrproduksjonTap av nitrogen (N) er et stort problem i landbruket, og i europeiskedirektiver blir det krevd forandring i landbrukspraksis for å redusereavrenningen. Ekstensiv mjølkeproduksjonen basert på heimeprodusertfôr er den mest effektive måten å bedre nitrogeneffektiviteten på. Nitrogen-effektiviteten på gardsnivå reduseres dersom innkjøpet av fôr er høgt i forhold tilplanteproduksjonspotensialet på garden.Mjølkeproduksjonen på stor-fe (sv. nötkreatur, da. kvæg) iEuropa har blitt mer inten-siv og i stor grad basert på innkjøp av fôr.Dette gjør det mulig å velge mellom flerefôrslag, og dermed kan fôrrasjonenlettere tilpasses kyrnes behov. Med bedrefôring og høgere mjølkeytelse (sv. -avkast-ning) kan utnyttelsen av nitrogen i dyraoptimeres. Siden vedlikeholdsbehovet(sv.underhållsbehovet) blir tynnet ut, hardet vært hevdet at intensiv, kraftfôr-basert drift forbedrer nitrogenutnyttel-sen i mjølkeproduksjonen (Tamminga,1992). En vanlig oppfatning er derfor atintensive bruk er mer nitrogeneffektiveenn ekstensive bruk med lågere ytelse,fordi tapet av nitrogen til omgivelsenemålt per produsert enhet mjølk er lågeremed intensiv drift.Effektiviteten i biologiske prosesser min-sker imidlertid vanligvis med økendemengde innsatsfaktor. I tillegg, kan fo-kus på bedringer av effektiviteten i endelprosess føre til at tap blir flytta til enannen delprosess i stedet for å øke effek-tiviteten til hele systemet. Det er derforviktig at nitrogeneffektiviteten i mjølke-produksjonen blir målt (sv. mätt)  oganalysert på gardsnivå. Dette arbeidetbegynte som et forprosjekt for å iden-tifisere den faktoren som har størstbetydning for nitrogeneffektiviteten imjølkeproduksjon. Vi sammenliga nitro-geneffektiviteten fra flere publisertegardsstudier i Europa. Tallene er klare:Garder som baserer seg på egenprodus-ert fôr utnytter nitrogen bedre og foru-renser mindre. Resultatene av dettearbeidet kan få politiske følger for hvilkeintensitet i mjølkeproduksjonen somforetrekkes. I mange europeiske land,som i Norge, er overproduksjon et stortproblem, samtidig som man ser at gam-mel kulturjord blir forlatt og gror igjen.Mjølkeproduksjon som hovedsaklig erbasert på heimeavla fôr kan bli meraktuelt og miljøriktig enn det en hartrodd tidligere. En kan konstatere at idea-let i økologisk landbruk om å tilpassedyretallet til planteproduksjonen på gar-den er miljømessig riktig. Det aktuali-serer også at et krav om sjølforsynings-grad bør bakes tydeligere inn i regel-verket for økologisk produksjon.GardsstudierNitrogenbalanser fra 21 publiserte under-søkelser av mjølkekusystemer, fra Italia isør til Norge i nord, blei brukt. Under-søkelsene inkluderte både økologiske ogkonvensjonelle driftsmåter. De fleste erbasert på gjennomsnittsverdier av mangepraktisk drevne bruk, mens noe er hentafra intensive studier på det en kan kalleprototyper (tabell 1). Vi utelukka ”indu-striell” mjølkeproduksjon, definert somdriftsformer der innkjøp av fôr var størreen egen produksjon. Siden mjølkeproduk-sjon alltid innebærer noe salg av dyr, harvi sett på summen av protein i mjølk ogdyr, omregnet til nitrogen (ca. 6.3 gproteiner per g N). Netto produksjon avmjølk og salgsdyr (minus eventuell kjøpav dyr) blei beregnet basert på nitrogen-Foto: Karin Ullvén4FORSKNINGSNYTT • Nr 2 • 2004Vanlig er å bruke dyretetthet, altså antalldyr per arealenhet, men vi fant at pro-duksjonen av mjølk og kjøtt per arealen-het gir et bedre mål på intensiteten. In-tensiteten i mjølkeproduksjonen i det inn-henta materialet varierte stort (mellom3000 og 13 000 l mjølk ha-1 og år og medi-anen var om lag 5000 l mjølk ha-1 og år).Lågest var intensiteten i Alpene og pånoen, men ikke alle, økologiske bruk. Denhøgeste intensiteten var i Nord-Europa.Mengde nitrogen i mjølk og salgsdyr iforhold til arealet varierte også mye,mellom 17 og 80 kg N ha-1 og år, med enmedianverdi på 33. Det var drift bådemed kombinert mjølke- og kjøttproduk-sjon og med mer reindyrka mjølkepro-duksjon. Dette gjenspeiler seg i forholds-tallet mellom nitrogen i mjølk og salgs-dyr som varierte mellom 2 og om lag 8,med en median på 4,4. Import av nitro-gen som netto fôrinnkjøp (Fkjøpt, kg N ha-1,der som nevnt salg av planteprodukterblei trukket fra) varierte fra mindre enn 2til nesten 80 kg N ha-1 og år, bortsett fra etsystem i Nederland der det var kjøpt innmer enn 180 kg N ha-1 og år.Nitrogenoverskuddangir potensielt N-tapFor å vurdere N-effektiviteten blei to N-indikatorer brukt:■ Totalt N-overskudd per bruksareal(Ogard = Input – Produkt, kg N ha-1), og■ Spesifikt N-overskudd per enhet N iprodukt (SOgard = (Input – Produkt) /Produkt).Senket skrift ”gard” viser til at det ikke ertatt hensyn til N-tap knyttet til produk-sjonen av fôret før det ankom garden.Nitrogenoverskuddet kan til en viss gradakkumuleres som organisk materiale ijorda og utnyttes for senere plantevekstetter hvert som det blir mineralisert. Et-ter mange år med tilnærmet konstantdrift vil mengdene som akkumuleres ogmineraliseres balansere hverandre. Nårdette skjer, er overskuddet identisk medsummen av nitrogentap via ammoniakk-fordamping, nitratutvasking og denitrifi-sering. Når vi ser på gjennomsnitt avflere garder og/eller flere år, er over-skuddet den beste målingen vi har pådet totale nitrogentapet til omgivelsene.Produksjonen per arealøkte med fôrinnkjøpetProduksjonen av mjølk og dyr økte medøkende nitrogeninnførsel totalt, menbare 13 % av hvert ekstra kg nitrogeninn blei funnet igjen i husdyrprodukta(figur 1A). Det var en klar sammenhengmellom innkjøp av fôr og produksjon(figur 1B), men dette var ikke nok til åøke nitrogenutnyttelsen på garden. Der-som gjødselvirkningen av den resir-kulerte husdyrgjødsla på garden holderseg konstant, burde behovet for kunst-gjødselnitrogen og andre nitrogenkilder,som biologisk fiksering, gå ned medøkende fôrinnkjøp. Slik var det absoluttikke. Mengden av andre nitrogen-input(Igard = hovedsaklig kunstgjødsel) øktemed fôrinnjøpet (Fgard). Økningen til-svarte nesten 2 kg N ha-1 ekstra for hvertkg N ha-1 i innkjøpt fôr (figur 1C).Sammenhengen mellom økt fôrinnkjøpog økt husdyrproduksjon, eller mellomnoen av de andre faktorene analysert, såut til å være lik mellom garder fra ulikedeler av Europa (alle lå langs den sammeregresjonslinjen). Det var heller ingenklare forskjeller mellom økologiske ogkonvensjonelle produksjonssystemer,men det var en tendens til lågere nitro-genimport per areal og således lågereoverskudd på de økologiske brukene.Den eneste som skilte seg ut var dennederlandske prototypen ’De Marke’som hadde klart høgere produktivitet iforhold til nitrogeninnsatsen jamførtmed de andre brukene. Tallene fra ’DeMarke’ blei derfor ikke tatt med i regre-Tabell 1. Driftsmåte (Ø: Økologisk, I:Integrert, K:konvensjonell), land, antall bruk ogperiode inkludert i gardsstudiene. Kilder: 1) Taube & Pötsch (2001); 2) Steinshamn et al. (itrykken); 3) Kaffka & Koepf (1989); 4) Scheringer & Isselstein (2001); 5) Chambaut & LeGall (1986); 6) van Gool (2001); 7) Halberg et al. (1995), Dalgaard et al. (1998); 8)Grignani (1996); 9) Cuttle (2002); 10) Thuen et al. (2003), med pers. medd.; 11) Aarts etal. (2000); Verbruggen et al. (1994). Fullstendig referanseliste er å finne i Bleken et al.(200x) eller kan fås ved å kontakte forfatteren.Nr Kilde Beskrivelse11Ø, A, 40 garder, 199821I, A, 51 garder, 199832Ø, N, prototype “Frydenhaug”, 1999/00-2001/0241K, A, 66 garder, 199853Ø, D, “Talhof” gard, biodynamisk siden 1929, 1972-198264Ø, D, 6 garder, 1995/96-1997/9875K, F, 43 garder, 1996-1997, ”lågest overskudd”84K, D, 10 garder, 199596-1997/98, 25% ”beste”96K, N, ca. 20 garder per år, 1991-1999, 25% ”lågest overskudd»10 7 Ø, DK, 14 garder, 1989-199111 8 K, I, 23 garder, 199212 5 K, F, 42 garder, 1996-1997, middels overskudd13 9 Ø, UK, prototype «Ty Gwyn», 1995 -199814 4 K, D, inkludert de 10 “beste”, 1995/96- 1997/9815 10 K, N, prototype «Sørås», 1998/99-2000/0116 11 K, NL, prototype «De Marke», 1993/94-1995/9617 5 K, F, 43 garder, 1996-1997, høgest overskudd18 6 K, N, ca. 20 garder per år, 1991-1999, 25% ”høgest overskudd»19 7 K, DK, 16 garder, 1989- 199120 12 K, B, 48 garder, 1991-199221 11 K, NL, gjennomsnitt spesialisert mjølkeproduksjon, 1993/94-1994/955FORSKNINGSNYTT • Nr 2 • 2004sjonsanalysene. Gjennomsnittsbruk iNederland hadde mye høgere produk-sjon (Produkt) enn alle de andre.Nitrogenoverskuddet økte medproduksjonsintensitetSom nevnt blei bare en liten del avnitrogenimporten funnet igjen i pro-dukta (figur 1A), og den totale nitro-genimporten tiltok med økende fôrinn-kjøp (figur 1C). Da var det ikke annet åvente enn at nitrogenoverskuddet perarealenhet økte sterkt med økende fôr-innkjøp, nesten 2,5 kg høgere overskuddfor hvert ekstra kg N i Fkjøpt (figur 1D).Fôrinnkjøp økte altså nitrogenover-skuddet på garden rekna per arealen-het, men gjør det også det per produsertenhet mjølk (summen av nitrogen i mjølkog salgsdyr)? Svaret er ja. Nitrogen-overskuddet per produsert enhet nitro-gen (det spesifikke nitrogenoverskudd= SOgard) hang tydelig og om lag likesterkt sammen med både overskuddetper arealenhet (Ogard), med importen avnitrogen annet enn fôr (Igard) og med dettotale innkjøpet av nitrogen til bruket(Igard + Fkjøpt) (tabell 2). SOgard hang ogsåtydelig, noe svakere men fortsatt statis-tisk sikkert, og positivt sammen medbåde netto fôrinnkjøp (Fgard, tabell 2) ogmed produksjon per arealenhet (Pro-dukt, figur 2). Det siste betyr at oppfat-ninga av at nitrogenoverskuddet perprodusert enhet går ned med økendeproduksjon er feil. Overskuddet per pro-dusert enhet økte med økende produk-sjon (figur 2). Dette fant vi til tross for atvi bare har tatt med nitrogenoverskuddetpå garden og neglisjerte både nitrogen-avrenning og denitrifisering som skjerved produksjonen av innkjøpt fôr.Fôrinnkjøp reduserte utnyttelsenav nitrogen i planteproduksjonenTeoretisk kan overskuddet på gardsnivåreduseres ved å importere fôr sidennitrogentapa knytta til dyrkinga av dettefôret er flytta ut av garden. En vet dess-Figur 1. A: Sammenhengen mellom total N-innførsel (Igard + Fkjøpt) og netto produksjon av Ni mjølk og kjøtt (inkludert livdyr) per arealenhet (Produkt). B: Sammenhengen mellom nettofôrinnkjøp (Fkjøpt) og netto produksjon av N i mjølk og kjøtt (inkludert livdyr) per arealenhet(Produkt).C: Sammenhengen mellom netto fôrinnkjøp (Fkjøpt) og innførsel av andre N-innsatsfaktorer (Igard). D: Sammenhengen mellom netto fôrinnkjøp (Fkjøpt) og overskuddet avN på gardsnivå (Ogard). Åpne sirkler: økologiske eller integrert drevne garder. Lukka sirkler:konvensjonelt drevne garder: Firkant: ’De Marke’.90 –80 –70 –60 –50 –40 –30 –20 –10 –A0 100 200 300 400 500 600R2 = 0,94Produkt = 13 + 0,131 x (Igard + Fkjøpt)Produkt, kg N ha-1Igard + Fkjøpt, kg N ha-1100 –90 –80 –70 –60 –50 –40 –30 –20 –10 –B0 100 200Produkt, kg N ha-1Fkjøpt, kg N ha-1R2 = 0,92Produkt = 19,8 + 0,360 x Fkjøpt400 –300 –200 –100 –0 –C05 0 100 150 200R2 = 0,90Igard = 56 + 1,89 x FkjøptInnførsel ikke-fôr (Igard), kg N ha-1Fkjøpt, kg N ha-1500 –400 –300 –200 –100 –0 –D05 0 100 150 200R2 = 0,95Ogard = 36 + 2,53 x FkjøptOverskudd per areal (Ogard) kg N ha-1Fkjøpt, kg N ha-1uten at bedre sammensetning av fôr i enrasjon kan effektivisere nitrogenutnyttel-sen i dyret (Tamminga, 1992). Innkjøpav fôr kan derimot føre til at gjødsel-mengden blir så stor at jorda blir tilførtmer enn det som effektivt kan utnyttesav plantene. Vi testa dette ved å se påsammenhengen mellom det spesifikkenitrogenoverskuddet og forholdstalletmellom nitrogen i innkjøpt og heimeavlafôr (Fkjøpt/Fgard). Siden bare noen få grans-kinger har opplysninger om den virke-lige planteproduksjonen på garden,estimerte vi denne for de fleste ved åbruke et konstant forhold mellom N-fôr/N i animalske produkt på 4,6 (ba-sert på anbefalt fôring i Norge (Blekenog Bakken, 1997)). Vi kunne da estimerefôrproduksjonen på garden (Fgard), ogTabell 2. Resultat fra regresjonsanalysemellom N-overskotet på gardsnivå (Ogard) ogtotal N-innførsel og resultat av regresjons-analyse mellom N-overskuddet per produsertenhet N i produkta (Spesifikt N-overskudd =SOgard = Ogard / Produkt) og: N-overskudd perareal (Ogard), innførsel av N annet enn fôr perareal (Igard), totale N-innførselen per areal (Igard+ Fkjøpt), N i netto innkjøpt fôr per areal (Fkjøpt)og N i produkta per areal (mjølk + livdyr,Produkt). Prototypen ’De Marke’ er ikke medi analysen.nR 2Ogard = - 14+0,87x(Igard + Fkjøpt)2 0 0,99SOgard = 2,3+0,0097xOgard 20 0,68SOgard = 2,0+0,013xIgard 20 0,69SOgard = 2,2+0,0083x(Igard + Fkjøpt)2 00,66SOgard = 2,7+0,023xFkjøpt 20 0,566FORSKNINGSNYTT • Nr 2 • 2004Håvard Steinshamn, Marina AzzaroliBleken & Sissel HansenE-post: havard.steinshamn@norsok.noHåvard Steinshamn er forsker ved Norsk sen-ter for økologisk landbruk (NORSØK). Ma-rina Azzaroli Bleken er 1. amanuensis i økolo-gisk landbruk ved Institutt for plante- ogmiljøvitenskap, Norges landbrukshøgskole.Sissel Hansen er forsker ved NORSØK.dermed regne ut Fkjøpt/Fgard. Resultatetviste at når mengden innkjøpt fôr (Fkjøpt)økte fra 0 til om lag like mye som detsom blei produsert på garden (Fkjøpt /Fgard = 1), så økte nitrogenkostnaden iplanteproduksjonen (figur 3). Mengdenitrogen tilført jorda i forhold til det somblei høsta økte fra 1,4 til 3,5 (figur 3A) ogoverskuddet per produsert enhet (SOgard)økte fra om lag 2 til 6 (figur 3B). Dissetallene inkluderer også nitrogen ihusdyrgjødsla som gikk tapt somammoniakk.Viktig å skille mellom plante- oghusdyrprodukterI denne oversikten har vi sett på drifts-former med netto salg av mjølk og dyr,og der innkjøp av planteprodukter erstørre enn salget av planteprodukter.Dette gjør det mulig for oss å estimerenitrogenoverskuddet per produsert en-het av mjølk og kjøtt (omregnet til N,som er et uttrykk for protein i mjølk ogdyr). Vi kunne ikke ha gjort det sammemed driftsformer som har netto salg avbåde plante- og dyreprodukter. Grunnentil det er at planter og dyr er på to for-skjellige ernæringsnivå. Drøvtyggere (sv.idisslare) spiser planter og introdusererdermed et mye mer komplisert krets-løp. Nitrogenutnyttelsen i jord-plante-systemet uten dyr er alltid større enn ijord-plante-husdyrsystemet.KonklusjonResultatene fra denne sammenstillingenav N-balanser indikerer at mer ekstensivdrift er den mest effektive måten å bedreN-effektiviteten på i mjølkeproduk-sjonen. Driftsintensitet beskrives bedreved hjelp av produkt per arealenhet (idette arbeidet omregnet til nitrogen imelk og dyreprodukter) enn ved antalldyr per arealenhet. Resultatene viserogså at nitrogeneffektiviteten på bruketreduseres viss innkjøpet av fôr er høgt iforhold til planteproduksjonspotensialetpå bruket. I europeisk sammenheng erdet krav om tiltak som reduserer av-renningen fra landbruket (Nitrate Direc-tives 91/676/EEC), og kravet har nå blittskjerpet for at myndighetene skal kunnebevise at tiltakene effektivt reduserer for-urensningen av vann i utsatte nedslags-felt (Water Framework Directive, 2000/60/EC). En balansert husdyrproduksjoni forhold til plantevekst ser ut til å væreavgjørende for å oppfylle disse kravene.Det har alltid vært et ideal i økologisklandbruk å tilpasse størrelsen på dyre-produksjonen til de naturgitte vilkårene,dvs. til den fôrproduksjonen som ermulig å oppnå på garden. Ved å holdeFigur 2. Sammenhengen mellom produksjonav N i mjølk og kjøtt per arealenhet (Pro-dukt) og N-overskuddet per produsert enhetN i mjølk og kjøtt (SOgard).7 _6 _5 _4 –3 –2 –1 –10 20 30 40 50 60 70 80 90R2 = 0,48SOgard = 1,8 + 0,0558 x ProduktSpesifikt overskudd (SOgard), kg N/kg NProdukt kg N ha-17 –6 –5 –4 –3 –2 –1 –0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0R2 = 0,64SOgard = 2,3 + 4,35 x (Fkjøpt/Fgard)Spesifikt overskudd (SOgard), kg N/kg/NFkjøpt/Fgard, kg N/kg NB 4 –3 –2 –1 –0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0R2 = 0,86N-kostnad = 1,4 + 2,20 x (Fkjøpt/Fgard)N-kostnad i planteproduksjonen, kg N/kg NFkjøpt/Fgard, kg N/kg NAFigur 3. A: Sammenhengen mellom forholdstallet N i innkjøpt fôr og N i heimeavla fôr (Fkjøpt /Fgard) og N-kostnaden i planteproduksjonen (forholdstallet mellom N tilført jord og N i høstaavling). B: Sammenhengen mellom forholdstallet N i innkjøpt fôr og N i heimeavla fôr (Fkjøpt /Fgard) og N-overskuddet per produsert enhet N i mjølk og kjøtt (SOgard). Åpne sirkler: økologiskeeller integrert drevne garder. Lukka sirkler: konvensjonelt drevne garder: Firkant: ’De Marke’.■LitteraturBleken, M.A., Bakken, L. 1997. The nitrogencost of food production: Norwegiansociety. Ambio, 26, 134-142.Bleken, M.A., Steinshamn, H., Hansen, S.200x. Global nitrogen pollution fromdairy farming. Manuskript sendt tiltidsskriftet Biogeochemistry.Nitrate Directives (91/676/EEC). http://europa.eu.int/comm/environment/water/water-nitrates/directiv.htmlTamminga, S. 1992. Nutrition managementof dairy cows as a contribution topollution control. Journal of DairyScience, 75, 345-357.Water Framework Directive (2000/60/EC).http://europa.eu.int/comm/environment/water/water-framework/index_en.htmlfast på dette prinsippet vil økologisklandbruk kunne garantere en generellhøg N-utnyttelse og lågt N-tap i mjølke-produksjonen.

Lite nitrogentap fra mjølkegarder som baserer seg på egen fôrprodukjson

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Organic Eprints