Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Kalkning af sur jord reducerer udledning af lattergas og øger udbyttet

Forskere fra Aarhus Universitet og det norske universitet for biovidenskab har fundet ud af, at når landmænd anvender kalk på sure marker, kan de ikke kun øge afgrødeproduktionen, men også reducere udledningen af lattergas samt øge jordens kapacitet til at oxidere metan. Der kan med andre ord bidrage til afbødning af klimaændringer.

05.05.2021 | Camilla Brodam

Kalkning af mark på forsøgsstation Aaskov. Foto: Henning Carlo Thomsen.

Mere end 40% af den globale landbrugsjord er sur. Det reducerer plantevæksten og dermed udbyttet. Imidlertid kan den velkendte praksis med at kalke marken øge jordens pH-værdi. Det er godt for afgrødeudbyttet, men kalkning påvirker også produktion og forbrug af drivhusgasser i jorden. Nu har forskere fra blandt andet Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet undersøgt, hvordan kalkning af marker påvirker ​​drivhusgasserne i jorden.

”Normalt kalker landmænd deres jord for at få afgrøden til at vokse bedre og dermed få et større udbytte. Vi ønskede at undersøge, hvordan kalkning af jorden kan påvirke udledningen af  drivhusgasser, samt de underliggende mekanismer, der er forbundet med mikrobiel struktur og funktion i agerjord,” forklarer forsker Diego Abalos fra Institut for Agroøkologi.

Markforsøg fra 1942

Undersøgelsen blev udført på ca. 80 år gammelt markforsøg i Jyndevad. Her etablerede man et forsøg med kalkning i 1942. Og det er her forskerne har undersøgt påvirkningerne.  

”Langsigtede markforsøg som dette i Jyndevad er ekstremt værdifulde for os. Især når vi som her forsker i drivhusgasemissioner, er data over lang tid vigtig. De langvarige forsøg gør, at vi kan være mere sikre på resultaterne. Udledning af drivhusgasser kan blive påvirket af for eksempel nedbør og temperatur, så hvis vi bruger data fra en kort tidsramme, kan det påvirke slutresultatet,” forklarer Diego Abalos, der udførte undersøgelserne i samarbejde med lektor Lars Elsgaard og postdoc Zhi Liang ved Institut for Agroøkologi. Gruppen arbejdede sammen med Dr. Peter Dörsch fra det norske universitet for biovidenskab.

Det langsigtede eksperiment gav forskerne mulighed for at undersøge, hvad der sker i jorden, når kalk tilsættes, og pH-værdien stiger. 

Mindre udledning af lattergas og større optagelse af metan

”Ved at kalke øger man ikke kun afgrødeudbyttet, men udledningen af lattergas reduceres også kraftigt (40-82% reduktion). Dette skyldes en pH-effekt på bakterieenzymer, som vi nu begynder at forstå. Derudover fandt vi ud af, at kalkning også er med til at øge jordens optagelse af metan,” siger postdoc Zhi Liang.

Selvom ​​effekten på metan ikke er særlig stor, så kan agerjord optage metan fra luften og oxidere det, og når jordens pH stiger på grund af kalkning, synes jordens kapacitet også at stige.

”Så du får en kombination af højere udbytter, lavere lattergasudledninger og højere optag af metan i jorden. Så kalkning er bestemt en meget god praksis,” siger Diego Abalos.

Lidt højere CO2-emissioner

Men det hele er ikke bare guld og grønne skove, når det kommer til kalkning. CO2-udledningen stiger en smule, når jordens pH stiger. Stigningen opstår, fordi jordmikroorganismerne trives, når jorden ikke længere er så sur. Og når de trives, så udleder de også mere CO2.

”Der er kulstof i planterne, og en del af det returneres til jorden efter høst. Kalkning øger plantevækst og udbytte, hvilket betyder, at mængden af ​​kulstof, der returneres til jorden også øges. Og mens noget af kulstof forbliver i jorden, metaboliseres noget andet af mikroorganismerne og udledes i form af CO2,” siger Diego Abalos.

Begrænsning i tre satser

For at finde ud af, hvor meget kalk, der er behov for for at opnå de bedste resultater, havde forskerne en referencemark, som ikke var kalket (pH på 3,77). Derudover havde de forsøgsarealer, hvor de kalkede i tre hastigheder ved fire, otte og tolv ton kalk pr. hektar (pH på 4,92, 6,39, og henholdsvis 6,84). Jo mere kalk, der tilsættes til marken, jo højere pH-værdi. Imidlertid er de andre effekter ikke lige så ligetil, som pH-værdien. 

”Den nøjagtige mængde kalk, der er nødvendig for at maksimere afgrødeudbyttet, afhænger af afgrødearten og jordens egenskaber, såsom den indledende pH, struktur og kulstofindhold. I vores undersøgelse var afgrøden forårsbyg. Vi fandt det højeste udbytte ved at kalke moderat - i vores eksperiment var det otte tons pr. hektar og ikke tolv. Og når vi taler om udledning af lattergas gælder det bare om, at øge pH-værdien så meget, at jorden ikke længere er sur. Man reducerer ikke mere nitrogenoxid ved at øge pH-værdien mere end det,” forklarer Zhi Liang, og tilføjer: "Da vi så på jordens evne til at optage metan fra luften, fandt vi faktisk, at den laveste mængde på fire tons kalk pr. hektar var den mest optimale". 

Udfordrende at opnå alle fordelene på én gang

På trods af de generelt positive virkninger af kalkning afslørede undersøgelsen også, at det er udfordrende at opnå en optimal pH-værdi i jorden, der kan give maksimalt udbytte og samtidig reducere drivhusgasemissionerne.

”Vi så, at den kalkningsmængde, der sikrede det maksimale afgrødeudbytte, også øgede CO2-emissioner og reducerede oxidationen af ​​metan sammenlignet med lavere kalkningshastigheder. Vi så dog også, at udledningen af lattergas er den samme ved alle mængder af kalkning, men blev reduceret markant sammenlignet med den ukalkede reference. Vores resultater viser, at målretning mod en pH-værdi på 6,39 synes at være den mest passende i forhold til at afbalancere afgrødeproduktion og afbødning af klimaændringer,” konkluderer Diego Abalos.

Supplerende information

Vi bestræber os på, at alle vores artikler lever op til Danske Universiteters principper for god forskningskommunikation. På den baggrund er artiklen suppleret med følgende oplysninger:

Finansiering:Dette projekt blev finansieret af FACCE-ERA-GAS-projektet MAGGE-pH under aftalenummer: 696356
Samarbejdspartnere: Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet og Norwegian University of Life Sciences (NMBU)
Læs mere:Artiklen "Trade-offs in greenhouse gas emissions across a liming-induced gradient of soil pH: Role of microbial structure and functioning " er offentliggjort i Soil Biology and Biochemistry. Det er skrevet af Diego Abalos, Zhi Liang, Peter Dörsch og Lars Elsgaard
Kontakt: 

Tenure Track Diego Abalos, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf .: +45 20854336. Mail: d.abalos@agro.au.dk

Lektor Lars Elsgaard, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf .: +45 87157674. Mail: lars.elsgaard@agro.au.dk

Agro, Forskning, DCA