Kvælstofanvendelsen i dansk landbrug - økonomi og kvælstofudvaskning

Sammendrag

Rapporten præsenterer 3 delstudier, der hver på sin måde belyser problemstillinger knyttet til det forskningsmæssige grundlag for regulering af gødningsanvendelsen i dansk landbrug. Der præsenteres analyser med adfærdsbeskrivende modeller såvel som analyser foretaget på moniterede overvågningsdata, og i undersøgelsen indgår både repræsentative regnskabsdata fra en årrække og mere detaljerede adfærdsdata fra et mindre udsnit af landbrugsbedrifter for en kortere periode.

Aktuelle problemstillinger

Delstudierne præsenterer og problematiserer en række problemstillinger, der er aktuelle i forbindelse med det økonomiske og miljømæssige grundlag for reguleringen af kvælstofanvendelsen i dansk landbrug. Fokus for alle tre delprojekter er gødningsanvendelsen, inklusive både handels- og husdyrgødningsforbruget. I alle tre delprojekter står analyse af forskelle på bedriftstypeniveau samt ikke mindst de tilpasningsmekanismer som de forskellige bedriftstyper kan gøre brug af ved ændringer i miljøreguleringen centralt.

Nye undersøgelser af gødningsanvendelse - og regulering

Analyse og modellering af landbrugets kvælstofanvendelse og kvælstoftab er ikke et nyt forskningsområde - tvært imod er det et forskningsfelt, hvor der foreligger mange såvel danske som internationale studier og resultater. Mange af de tidligere analyser er foretaget på teoretisk niveau, mens de få empiriske analyser, der er, er behæftet med en del mangler. De analyser, der præsenteres i denne rapport, er således ikke de eneste på området, men repræsenterer nogle af de nyeste danske undersøgelser, hvor det er søgt at tage hensyn til nogle af de mangler, de tidligere analyser var forbundet med, i forbindelse med opgørelser og modellering af gødningsanvendelsen. Omvendt fremgår det også, at der fortsat er en række uløste spørgsmål knyttet til analyser af kvælstofanvendelsen og de resulterende effekter på økonomi og miljø.

Modelforudsætninger og resultater

Rapporten omfatter sammenligninger og vurderinger på tværs af meget forskellige modeller og analyseredskaber, både når det gælder modelforudsætninger og resultater. Rapporten kan derfor udgøre et bidrag til at komme videre i udviklingen af de omtalte analyseredskaber i forbindelse med vurderinger af reguleringen af landbrugets kvælstoftab. På forskellige aggregeringsniveauer belyser alle tre delprojekter forhold, der giver mere viden om bedriftstypernes adfærdsreaktioner med hensyn til gødningsanvendelsen, men også i det fremtidige arbejde med andre miljø- og naturproblemstilllinger er mange af de aspekter der analyseres i rapporten væsentlige. F.eks. kan den aggregerede analyse af gødningsanvendelsen i delprojekt A og analysen af gødningsanvendelsen i delprojekt B anvendes videre til at opnå ny viden også om forbruget af fosfor og kalium. Endvidere er diskussionerne omkring reguleringsgrundlaget og landbrugets tilpasningsmekanismer i delprojekt A og C væsentlige i den fremtidige diskussion om reguleringen af landbruget.

Fokus og resultater i de enkelte analyser

Del A: Substitution mellem gødningstyper centralt

I delprojekt A analyseres forskelle i bedriftstypernes adfærdsreaktioner mht. gødningsforbruget på basis af SJFIs regnskabsdata i en 20-årig periode. Studiet giver grundlag for forbedringer af modellens egenskaber, når det gælder realistisk modellering af gødningsanvendelsen i sektormodellen "ESMERALDA", der tidligere er anvendt i forbindelse med kvantitative vurderinger af regulering af landbrugets kvælstofanvendelse. Nogle af de hidtidige begrænsninger ved modellen ved miljøanalyser er at jordtypebetingede adfærdsforskelle ikke har været indarbejdet eksplicit, samt bedriftstypebetingede forskelle i priselasticiterne. Konkret har dette ført til, at de tilpasningsmekanismer landmænd sandsynligvis vil gøre brug af ved forskellige reguleringstiltag, har været vanskelige at fortolke ud fra modelresultaterne - dette gælder f.eks. substitution mellem handels- og husdyrgødning ved en forøgelse af udnyttelsen af husdyrgødningen. Videreudvikling af modelgrundlaget vil ske i øvrige forskningsprojekter, der er igangsat, og analyserne som præsenteres her udgør en basis for videreudviklingen.

Gødningsefterspørgsel

Der er i delprojektet estimeret priselasticiteter for gødningsefterspørgslen på landbrugsbedrifter beliggende på hhv. sand- og lerjord og for forskellige bedriftstyper. Disse elasticiteter udtrykker mulighederne for faktorsubstitution. Med andre ord analyseres hvorvidt sammensætningen af gødningen på handels- og husdyrgødning vil ændres som reaktion på ændringer i regulering og/eller priser.

Jordtyper

Analysen i delprojekt A indikerer, at der ikke er signifikante forskelle på elasticiterene og dermed faktorsubstitutionen mellem de to jordtyper, selv om der er ganske svage indikationer på, at elasticiteterne er numerisk større på sandjorde for husdyrbedrifter - dvs. at handelsgødningsforbruget noget hurtigere bliver erstattet med husdyrgødning end på lerjorde. Selv om der for en given driftsform således ikke synes at være forskellig tilpasning mellem jordtyper, er der som følge af forskellene mellem de enkelte driftsformer dog forskel i gødningsresponsen på sand- og lerjord når vi analyserer problemstillingen aggregeret på nationalt niveau. Det skyldes at kvæg- og svinebedrifter overvejende er lokaliseret på sandjord, mens plante- og deltidsbedrifterne er relativt stærkt repræsenteret i de danske lerjordsregioner.

Bedriftstyper

Endvidere viser resultaterne, at priselasticiteterne er numerisk lidt større for svinebedrifter end de øvrige bedrifter. Men resultaterne viser også, at handelsgødningsforbruget udgør en mindre del af det samlede gødningforbrug på svinebedrifter end de øvrige bedriftstyper, noget som skyldes både forskelle i afgrødevalg og mulighed for udnyttelsen af gødningseffekten i husdyrgødningen. Det medfører, at en måske overraskende men realistisk konklusion på undersøgelsen er, at tilpasninger i faktoranvendelsen som følge af prisændringer eller krav til handelsgødningsforbruget er ringest på svinebedrifterne. Anderledes vil det forholde sig med reguleringer, der rettes mod det totale gødningsforbrug på bedriften - altså både husdyr- og handelsgødning samt andre kilder til kvælstoftilførsel.

Del B: Empirisk undersøgelse

I delprojekt B er der foretaget en empirisk undersøgelse af gødningsanvendelsen ved nogle udvalgte landbrugsbedrifter i Landovervågningsoplandene (LOOP). Nogle faktorer, der kan forklare hvorfor landmændene gøder for meget i forhold til de besluttede normer, diskuteres hvor analyse af transportafstande og betydningen heraf er i fokus.

Overgødskning

Den første del af studiet præsenterer data for gødningsanvendelsen i oplandene. Denne undersøgelse viser, at der finder overgødskning sted på enkeltmarker på over halvdelen af de bedrifter der indgår i undersøgelsen og ikke, som tidligere antaget, kun på nogle få ejendomme. Begrebet overgødskning er defineret som gødningsniveauer, der ligger over 20% over normgødskningen. Begrebet er dog misvisende ud fra en økonomisk betragtning, fordi det må antages, at de fleste landmænd gøder afgrøderne under hensyn til det økonomiske afkast, de får ud af det. Den registrerede overgødskning må derfor tages som udtryk for at de faktorer, der påvirker landmandens gødningspraksis, er sammensat af mange forskellige forhold: praktiske, økonomiske. erfaringsmæssige etc., forhold som ikke er afspejlet i de metoder der anvendes til fastsættelse af afgrødernes kvælstofbehov.

I tilknytning til den empiriske undersøgelse i delstudiet er det undersøgt hvorvidt overgødskningen varierer mellem bedriftstyper, og det er ikke overraskende fundet at overgødskningen er mere udbredt på husdyrbedrifter end på plantebedrifter.

Spredeudstyr og transport af gødning

I anden del af delstudiet er, der for at belyse betydningen af transportafstand og spredemetode, foretaget en undersøgelse af de økonomiske konsekvenser af dels at anvende forskellige former for spredeteknologi, og af at transportere husdyrgødningen over forskellige afstande. Undersøgelsen viser, at det har været økonomisk fordelagtigt at anvende slæbeslanger i 90'erne på bekostning af konventionel bredspredning, hvilket (alt andet lige) giver en bedre udnyttelse af husdyrgødningen.

Analysen af transportafstande for et udvalgte datasæt viste at hovedparten (godt 90%) af markerne lå mindre end 2 km fra gødningslagrene. Inden for denne afstand fik lidt over halvdelen af markerne tildelt husdyrgødning, mens der kun blev tildelt husdyrgødning på en lille del af de marker, der lå længere væk end 2 km.

Undersøgelsen af transportomkostningerne viser, at disse stiger signifikant med stigende transportlængde. Specielt er spredningen af kvæggødning omkostningskrævende, fordi nyttevirkningen er mindre end for svinegødning. Måske ville det kunne betale sig at operere med flere mindre lagre til gødningen, idet dette kan nedbringe transporten med gyllevogne (lastvogne kan anvendes) for at nedbringe transportomkostningerne, men dette er ikke undersøgt i projektet.

Del C: Effekter og regulering

I delstudie C præsenteres eksisterende regulering samt studier, hvor der er anvendt forskellige modeltilgange til analyse af landbrugets kvælstofanvendelse og -belastning samt betydningen af reguleringstiltag. Der præsenteres både reguleringstiltag, der ligger indenfor Vandmiljøplan II samt indgrebsmuligheder, der ligger udenfor denne plan, bl.a. forskellige afgiftstyper.

Sektor og bedriftsmodeller…

De viste beregninger er udført med hhv. landbrugs-sektormodellen ESMERALDA, med bedriftsmodeller (optimeringsmodeller) og med landovervågningsdata med udvaskningsfunktioner. Analyserne baseret på Bedriftsmodellerne og ESMERALDA afspejler begge, hvordan bedrifterne vil agere givet de modellerede forudsætninger er realistiske. Modelresultaterne peger på forskellige konflikter i reguleringen, eksempelvis dyrkning af kvælstoffikserende afgrøder og vårkorn samt forøgelser af husdyrproduktionen som følge af en afgift på handelsgødningskvælstof. Analyserne på landovervågningsdata afspejler ikke adfærdsreaktionerne i landbruget, men viser hvilke effekter på kvælstofudvaskningen, der kan følge af givne reguleringer hvis landmændene lever op til kravene som forudsat – men uden en adfærdsmæssig tilpasning i øvrigt.

…har hver deres styrker og svagheder

I delstudiet er der også fokuseret på forskellene mellem modellerne, og hvorledes deres anvendelse er forbundet med forskellige styrker. ESMERALDA modellen, som relaterer sig til sektorniveauet, har i den eksisterende form sin styrke ved at bibringe resultater for de samlede virkninger af reguleringen for landbruget som helhed. Derimod lægger den aggregerede beskrivelse af landbrugsproduktionen restriktioner på mulighederne for at analysere meget detaljerede afgifts- og regelreguleringer, ligesom anvendelse af resultaterne til udvaskningsberegninger er forbundet med restriktive forudsætninger. Analyser med bedriftsmodellerne har i forhold hertil deres styrke ved deres meget præcise beskrivelse af produktionsprocesserne på de valgte typebedrifter. Resultaterne herfra er dermed også specifikke for de modellerede bedrifter, hvorfor de derfor kun kan anvendes til at indikere reguleringens samlede effekter. I forhold til de to andre analyseværktøjer har landovervågningsdata deres styrke i den brede datadækning, hvormed det er muligt at belyse betydningen af regelopfyldelse på en lang række landbrugsbedrifter. Derimod er de som nævnt ikke kombineret med en adfærdsmodellering, som muliggør kvantificering af reguleringens økonomiske effekter eller effekterne af afgifter og lignende instrumenter.

Konklusioner på de tre delprojekter

Videreudvikling

For alle de præsenterede analysemetoder pågår en løbende videreudvikling med henblik på at forbedre deres anvendelse til miljøpolitiske analyser. Dette gælder både modellering af gødningsanvendelsen og afbildningen af naturbetingede forudsætninger som f.eks. jordtyper. Set i lyset af de seneste reguleringsinitiativer, synes det relevant, at analysemodellerne gøres bedre i stand til at afbilde regionalt differentierede analyser inklusive den nødvendige beskrivelse af landbrugets produktionsprocesser, hvilket kan åbne mulighederne for at analysere komplekse reguleringer. Eksempler herpå er reguleringer, som i højere grad end tidligere afspejler de naturbetingede og bedriftsstrukturelle forhold, som er afgørende for landbrugets miljø- og natureffekter.

Udnyttelse af husdyrgødning og gødningspriserne

Mens der i delprojekterne B og C konkluderes, at mulighederne for at udnytte husdyrgødningen er gode på svinebedrifter i forhold til på kvægbedrifter på grund af husdyrgødningens sammensætning, samt at omkostningerne ved at udnytte denne gødning er lavere end på kvægbedrifter, konkluderes der i delprojekt A, at der er dårligere muligheder for at tilpasse gødningsanvendelsen i svineproduktionen ved reguleringer der retter sig mod handelsgødningsforbruget. Dette kan umiddelbart synes som en modsætning, men skyldes at handelsgødningsforbruget udgør en forholdsvis lille del af det samlede gødningsforbrug på svinebedrifterne. Resultaterne i delprojekt B indikerer endvidere, at transportomkostningerne er betydelige, og derfor at omkostningerne ved at anvende husdyrgødning vil være betydelige på store bedrifter, hvor der er stor afstand fra lager til mark. Med stigende størrelser på svinebedrifterne kan dette medføre at omkostningerne ved at udnytte husdyrgødningen overstiger gødningseffekten , hvilket også understøttes af resultaterne i delprojekt A. En samlet konklusion på de tre studier er derfor, at der, alt andet lige, er gode substitutionsmuligheder mellem handels- og husdyrgødning på svinebedrifter, men da husdyrgødningsmængden dækker afgrødernes behov på mange bedrifter og omkostningerne ved en bedre udnyttelse er betydelige, når husdyrgødningen skal transporteres langt, vil effekten af en handelsgødningsafgift sandsynligvis være begrænset på disse bedrifter.

Ved reguleringer rettet mod den totale kvælstoftilførsel til bedriften vil resultatet sandsynligvis være bedre. I forbindelse med denne rapport er der dog ikke udført beregninger, der kan belyse de kvantitative effekter af denne form for regulering.

Andre tilpasningseffekter af regulering

Oveni de beregnede effekter på intensitet- og faktorsammensætning kan der også forventes andre effekter i forbindelse med stigninger i gødningsprisen - i både delprojekt A og C fremhæves, at gødningsprisen kan have betydning for afgrødevalget og husdyrtætheden. Dette påvirker gødningsefterspørgslen, når den betragtes på bedriftsniveauet. Effekten kan forventes at trække i retning af et lavere gødningsforbrug, hvis gødningsprisen stiger. Analyser udført i delprojekt C indikerer, at dette kan medføre negative miljøeffekter, idet den beregnede udvaskning stiger ved ændringer fra vinter- til vårkorn. Endvidere indikerer beregningsresultater diskuteret i delprojekt C, at forøgelser af gødningsprisen kan medføre stigninger i husdyrtætheden som modvirker faldet i gødningsforbrug. På mere aggregerede niveauer (f.eks. regionalt eller sektorniveau) kan dette føre til strukturelle forskydninger.