Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Efterafgrøders frigivelse af kvælstof sat under lup

Mineraliseringen af efterafgrøder frigiver kvælstof til kommende afgrøder, men det kan også være skyld i udvaskning af nitrat til skade for vandmiljøet. Nu har forskere fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet kigget nærmere på, hvordan forskellige efterafgrøder omsættes i jorden, og hvordan de frigiver kvælstof til de efterfølgende afgrøder.

02.06.2020 | Camilla Brodam

Foto: AU Foto

Det moderne landbrug er i høj grad afhængig af kvælstofgødning for at få bedre afgrøder og højere afkast, men det skaber på samme tid en stor udfordring for erhvervet. Det er vanskeligt at skabe en bæredygtig recirkulering af kvælstof til afgrøderne uden at risikere udvaskning. Globalt er landbrug baseret på ofte simple dyrkningssystemer, hvor afgrøderne har en relativt kort periode til at optage kvælstof. Når afgrøden kun optager kvælstof i den korte periode, risikerer man store tab af kvælstof, bl.a. i form af udledning af lattergas (N2O) eller udvaskning af kvælstof. Ifølge forskere fra Institut for Agroøkologi er det nødvendigt med strategier for fastholdelse og recirkulering af det overskydende kvælstof i jorden. 

 ”Vi har undersøgt omsætningen af forskellige typer efterafgrøder, og hvor meget kvælstof, der frigives fra dem, men vi er ikke stoppet der. Vi har også undersøgt de forskellige typer nærmere, for at se på omsætningen af rod og af top ved hver type. Det har vi gjort, for at få mere viden om, hvor meget af kvælstoffet der bliver tilgængeligt for den følgende afgrøde, og hvor meget der først frigives på et senere tidspunkt,” fortæller seniorforsker Peter Sørensen fra Institut for Agroøkologi. ”Vi undersøgte endvidere rod og top hver for sig, idet det i nogle tilfælde kan være interessant at høste toppen.” 

Udvaskning af kvælstof

Efterafgrøder dyrkes primært for at mindske udvaskning af kvælstof i efterårs- og vinterperioden, hvor der ikke dyrkes afgrøder. De lovpligtige efterafgrøder må i dag ikke indeholde bælgplanter, som kan fiksere kvælstof fra atmosfæren. Forskning viser dog, at hvis man vælger at blande efterafgrøden med bælgplanter, kan yderligere kvælstof blive tilføjet jorden ved nedpløjning og samtidig reducere kvælstofudvaskningen.  

”Hvis man blander bælgplanter i efterafgrøden, så er de effektive til at mindske udvaskningen mens de gror, men de binder også noget af kvælstoffet, og det bliver efterfølgende frigivet, når efterafgrøden pløjes ned i jorden. Og det kvælstof kan give ekstra kvælstof til den følgende afgrøde, men det kan måske også medføre øget udvaskning i de følgende år. Efterafgrøderne har med andre ord ikke så stor en effekt, som man kunne ønske sig i forhold til udvaskning, medmindre man tilpasser sin dyrkningsstrategi. Men det kræver viden om, hvordan efterafgrøden opfører sig, når den omsættes i jorden eller hvornår og hvor meget kvælstof den frigiver. Det er det, vi har undersøgt her,” fortæller Peter Sørensen. 

Frigivelse af kvælstof ved forskellige typer af efterafgrøde

Forskerne undersøgte fire forskellige typer af efterafgrøde:

  • Rødkløver 
  • Vintervikke
  • Rajgræs
  • Olieræddike

For hver art har forskerne undersøgt omsætningen af top og rod separat, for at skabe et bedre billede af, hvad der sker, hvis man nøjes med at lade rødderne blive tilbage i jorden, eller hvis man pløjer hele planten ned inden såning af en ny afgrøde. 

”Vi fandt ud af, at der hurtigere frigives kvælstof fra top- end fra rodmateriale, så der hurtigere bliver kvælstof tilgængelig for den nye afgrøde. Vi har sat tal på, hvor meget kvælstof, der er i sådan en efterafgrøde, hvor meget og hvor hurtigt, det bliver frigivet de første måneder,” fortæller Peter Sørensen. 

Selve forsøget blev lavet under forårslignende forhold ved 10 graders varme i laboratoriet. Og de fandt, at nogle af efterafgrøderne frigiver meget kvælstof allerede indenfor de første tre uger. 

”Vintervikke og rødkløver frigiver deres kvælstof meget hurtigt, mens rajgræs og olieræddike i stedet binder kvælstof til at begynde med, hvorefter de frigiver små mængder meget langsommere og over en længere periode. Hvor vintervikke og rødkløver efter 100 dage har frigivet 30-40% af deres kvælstof, så har rajgræs og olieræddike kun frigivet ca. 17% fra toppen,” forklarer Peter Sørensen. 

100 dage

Forskerne brugte en periode på 100 dage til at måle frigivelsen af kvælstof ved de forskellige efterafgrøder. De 100 dage repræsenterer omtrent perioden, fra efterafgrøden pløjes ned i jorden, og frem til en ny efterfølgende afgrøde stopper optagelsen af kvælstof. 

”Vi vil gerne have kvælstof, som er tilgængelig for næste afgrøde så hurtigt som muligt, så det kan blive optaget hurtigere. Vi ser i resultaterne, at rajgræs og olieræddike kun når at frigive 10-20% på den periode. Det betyder, at der er 80-90% tilbage i jorden, når man har høstet. Det kvælstof vil blive frigivet over en længere periode og kan bidrage til øget kvælstofudvaskning på længere sigt,” fortæller Peter Sørensen.  

”Selvom efterafgrøder efterlader kvælstof i jorden, der kan udvaskes senere, så har de samlet set stor betydning for at reducere nitratudvaskningen. Det er dog vigtigt, at vi tager højde for deres gødningsvirkning og prøver at udnytte denne bedst muligt. Ved at iblande kvælstoffikserende arter er der mulighed for større gødningsvirkning i den følgende afgrøde,” forklarer Peter Sørensen. 

Bag om forskningen

Samarbejdspartnere: Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet, Beijing Forestry University og Northwest Agricultural and Forestry University i Kina.

Finansiering: HighCrop og RowCrop projekterne, som er en del af Organic RDD og RDD2 programmerne, som er koordineret af ICROFS og finansieret af Miljø- og Fødevareministeriet. 

Interessekonflikter: Ingen

Læs mere: Du kan læse publikationen ”Carbon and nitrogen mineralization differ between incorporated shoots and roots of legume versus non-legume based cover crops”. Den er skrevet af Fucui Li, Peter Sørensen, Xiaoxi Li og Jørgen E. Olesen. 

Kontaktinformation: Seniorforsker Peter Sørensen, Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet. E-mail: ps@agro.au.dk. Tlf.: 25125632.

Forskning, Agro, DCA