| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Frivillige dyrkningsaftaler i indsatsområder

6 Redskaber som grundlag for aftaler

Forrige afsnit beskriver to tilgange, som kan anvendes ved indgåelse af frivillige dyrkningsaftaler i indsatsområder, dels aftaler baseret på bestemte adfærdsrestriktioner knyttet til arealerne, dels aftaler baseret på indirekte måltal for N-udvaskningen. Som grundlag for disse to tilgange kan der i nitratfølsomme områder anvendes forskellige redskaber, der forholder sig til nitratproblematikken.

Modellerne DAISY og N-LES er eksempler på redskaber, som kan anvendes som grundlag for at indgå en dyrkningsaftale baseret på bestemte adfærdsrestriktioner knyttet til arealerne. Modellerne kan foreslå arealrestriktioner, således at kravene til udvaskningen fra rodzonen overholdes.

Opstilling af N-regnskab kan anvendes som grundlag for at indgå en dyrkningsaftale baseret på indirekte måltal for N-udvaskningen. Regnskabet genererer en N-balance, som kan bruges som et indirekte måltal for udvaskningen.

I de følgende kapitler vil der blive redegjort for de grundlæggende principper, fremgangsmåde samt databehov for ovennævnte redskaber.

6.1 Værktøjer og begreber

Indledningsvis præsenteres nogle værktøjer og begreber, som i det følgende vil bliver nærmere uddybet. N-regnskab, DAISY og N_LES er tre værktøjer. DAISY er en dynamisk model, og N_LES – i daglig tale Simmelsgaard IIIB – er en empirisk model. N-regnskab er, som det fremgår af navnet, et regnskab.

N-regnskab og DAISY kan – modsat N-les modellen – beregne en N-balance – også kaldet et N-under- eller overskud. DAISY og N_LES beregner N-udvaskningen fra rodzonen direkte, hvorimod hovedresultatet af opgørelse af et N-regnskab er en N-balance. N-balancen kan opgøres for forskellige systemer, hvilket er vist i tabel 2.

6.2 Dynamiske og empiriske modeller

Fælles for de dynamiske og empiriske modeller er, at de beskriver nitratudvaskningen som effekt af dyrkningspraksis og de aktuelle naturgivne forhold. Modellerne bygger således på en viden om miljøpåvirkningen ved en aktuel landmandspraksis, f.eks. sædskifte og gødningstilførsel – uanset om denne påvirkning er målt eller modelleret.

Daisy er et eksempel på en detaljeret dynamisk model (Abrahamsen og Hansen, 1999, Hansen et al., 1990), hvorimod N_LES (Simmelsgaard et al., 2000) er et eksempel på en empirisk model, som ofte anvendes, når det drejer sig om regionale beregninger, idet kravet til databehovet er mindre.

Fælles for de to modeller er, at beregningerne gennemføres på markniveau.

6.2.1 De grundlæggende principper

Daisy

Daisy modellen er en dynamisk simuleringsmodel, som beskriver omsætning og transport af vand og kvælstof i jord/plante-systemet. Daisy kan beregne kvælstofbalancen, vandbalancen samt udbyttet på markniveau. Det gør det muligt at sammenholde udvaskningsberegningerne med ændringer i den øvrige N-balance.

Daisy består af fire hovedmoduler: 1) en model for vandbevægelse i jord, 2) en model for jordtemperatur, 3) en model for kvælstofomsætningen i jorden, der omfatter organisk stofomsætning og transport af kvælstof og 4) en afgrøde model, hvor afgrødens vækst, kvælstofoptagelse og driftsforhold indgår. Jordprofilen opdeles i lag, og transport er vertikal og endimensional, hvilket vil sige, at alene op- og nedadgående transport er mulig.

I modellen for vandbevægelse indgår fordampning fra afgrøderne og jordoverfladen, infiltration, røddernes vandoptagelse, transpiration, processer i forbindelse med sne, vertikal bevægelse af vand i jordprofilen og interception af vand på bladene.

Jordtemperaturmodellen beskriver bl.a. processer i forbindelse med frost og tø.

Modellen for kvælstofomsætning, der beskriver omsætning og transport af kvælstof, indeholder processer for mineralisering, nitrifikation, denitrifikation, planternes kvælstofoptagelse og kvælstofudvaskning fra rodzonen.

Afgrødevækst simuleres ud fra global indstråling, temperatur, vandtilgængelighed og tilgængeligt kvælstof. Driftsforhold indebærer simulering af jordbearbejdning, såning, gødskning, vanding og høst. Metoden, som anvendes til gødskning og jordbearbejdning, påvirker omsætningen og transporten i jord/plante–systemet.

N_LES modellen

N-les modellen er beskrevet af Simmelsgaard et. al. (2000). Modellen er udarbejdet i et samarbejde mellem Danmarks JordbrugsForskning, Danmarks Miljøundersøgelser og Landskontoret for Planteavl.

N-les modellen er en empirisk model, som bygger på statistisk behandling af målte data. Modellen bygger på 600 observationer foretaget af DMU og DJF. Modellen indeholder systematiske og tilfældige effekter. Systematiske effekter kan kontrolleres eller udnyttes i planlægningen af markbehandlinger, f.eks. afgrøde, tilført kvælstof og jordtype.

Modellen angiver således det mest sandsynlige udvaskningstal ved en bestemt landmandspraksis og arealanvendelse på baggrund af målte data. For at kunne gennemføre beregningerne kræves en forudgående vandbalanceberegning. Modellen tager dog ikke hensyn til forskelle i udbytte, vanding, jordbehandling og ammoniakfordampning, nedmuldning/fjernelse af afgrøderester, og kun første års effekt af efterafgrøder er beskrevet.

6.2.2 Databehov

I tilfælde hvor landbrugsdata (sædskifte og gødningsplaner) foreligger, kan disse bruges i modelberegningerne. Sædskifte- og gødningsplaner for de enkelte marker kan fås fra markstyringsprogrammer. Det samme gælder jordtyper på markniveau. Det kan dog være arbejdskrævende at indsamle oplysningerne for store områder, og det er heller ikke altid muligt at få adgang til oplysningerne.

Alternativt kan arealanvendelse på markniveau fås fra det Det Forskningsrelaterede JordbrugsRegister (FRJOR), der indeholder bearbejdede tal fra det Generelle Landbrugsregister (GLR) og det Centrale Husdyrregister (CHR) (Kristensen, 2000). Det kræver dog tilladelse fra Datatilsynet i hvert enkelt tilfælde. Oplysninger om husdyrgødning produceret på bedriften kan beregnes ud fra disse data. Jordtyper kan fås fra den Landsdækkende Jordbundsklassificering (1: 50.000). Ud fra kendskab til arealanvendelsen, jordtyper, afgrødespecifikke kvælstofgødningsnormer, samt den producerede husdyrgødningsmængde kan der opstilles sædskifter og tilhørende gødningsplaner.

Daisy

Indgangsdata omfatter:

	Aralanvendelsen, herunder sædskiftet.
	Gødskning, herunder mængden og typen af handels- og husdyrgødning.
	Jordbundsdata, herunder jordens tekstur og hydrauliske egenskaber.
	Klima, herunder døgnværdier af globalindstråling, lufttemperatur og nedbør.
	Andre driftsforhold, herunder vanding og evt. jordbearbejdning.

I praksis bliver en del jordbundsdata defineret ud fra standardværdier.

N_LES modellen

Følgende data er nødvendige:

	Gødningstilførsel (N-forår, N-efterår, N-udbinding).
	Pløjeeffekt (kun græs/kløvergræs).
	Afgrøde (forår og efterår).
	Nedbør og aktuel fordampning (kommuneniveau).
	Jordtype (ler- og humusprocenter).

Fordampning er aktuel fordampning og beskrives som funktion af nedbørsmængde, jordtypen og afgrødebevoksning. Derudover bruges jordtypen til at fastsætte ler- og humusprocenter.

6.2.3 Værktøjer

Institut for Vand og Miljø (DHI) har udviklet en brugerflade til Daisy - baseret på ArcView, det såkaldte DaisyGIS. Brugeroverfladen gør det nemmere at anvende modellen regionalt, og der er indbygget en række standardværdier.

Landskontoret for Planteavl har udviklet regnearksprogrammet SimmIIIb, som kan beregne kvælstofudvaskningen fra rodzonen vha. N-les metoden. Regnearksprogrammet består af 15 ark, hvoraf der skal indtastes oplysninger vedrørende ejendommen, sædskiftet, gødningstilførslen samt pløjetidspunkter i 4 ark.

Danmarks JordbrugsForskning har udviklet et analyseværktøj SKEP (Sædskifte-Kvælstofbalance-Estimerings-Programmet), hvor der beregnes en vand- og kvælstofbalance ud fra resultater af grundlæggende modelberegninger med Daisy-modellen (Børgesen & Heidmann, 2002). Modelberegningerne med Daisy dækker en række standardkombinationer af klima, jordtyper og sædskifter. Derudover giver systemet resultater beregnet med de tre empiriske modeller (Sim I, Sim II og Sim IIIB).

Miljøstyrelsen har desuden udgivet typetal for nitratudvaskningen ved anvendelse af Simmelsgaard et al. (2000). Opslagsværket består af 6 typetalstabeller omfattende 3 klimazoner og 2 jordtypeklasser, hhv. ler og sand. Indenfor hver af disse tabeller er angivet typetal for udvaskningen fra 22 forskellige afgrøder ved stigende kvælstoftilførsel. Typetallene er simplificerede gennemsnitsværdier for kvælstofudvaskningen, hvorfor tallene godt kan afvige fra de faktiske forhold på den enkelte bedrift.

6.3 N-regnskab

6.3.1 De grundlæggende principper

Et N-regnskab er en statisk opgørelse af mængden af næringsstof der til- og bortføres et givent system i en given periode. I praksis opgør man N-regnskabet for et år ad gangen. Ved beregning af N-regnskaber på bedriftsniveau reducerer opgørelse som glidende gennemsnit over tre år dog problemer med forskydninger i lagerbeholdninger af husdyrgødning og foder. Anvendelsen af gennemsnit over flere år kan forventes at rumme administrative problemer der endnu ikke er afklarede.

Figur 7:
Oversigt over bedriftens N-flow og systembalance inklusiv underliggende systembalancer for besætning, foder- og husdyrgødningslagre samt mark; mod. E. kiistensen et al., 2002.

Figur 7 viser en oversigt over et fuldstændigt N-regnskab for bedriften med hensyn til alt det kvælstof der tilføres og det kvælstof der bortføres både som produkter og som tab. Bedriftens systembalance er her gengivet med 4 delsystemer: Besætning, mark, foderlagre og husdyrgødningslagre. I figur 7 opfattes kassen "Mark" som summen af alle bedriftens enkelte marker. Posterne i den enkelte marks N-balance er de samme som for hele delsystem "Mark".

Poster såsom import af foder og handelsgødning, samt eksporten af mælk, kød og planteprodukter kan på de fleste brug fås direkte fra regnskaber, og er således målbare og sikre poster. Bidraget fra bælgplanternes N₂-fiksering er ikke målbart i praksis, men kan beregnes via indirekte metoder (Kristensen & Kristensen, 2002). Det kræver som minimum kendskab til bælgplanteandel, gødskning eller udbytter i marker med bælgplanter. Bidraget fra atmosfæren (deposition) kan beregnes ud fra normværdier. Bidraget fra vanding må beregnes ud fra normværdier for grundvandets nitratkoncentration med mindre der kendes lokalt målte værdier. Bidraget fra udsæd kan beregnes ud fra normværdier for koncentration af N i udsæd og er i praksis af en ubetydelig størrelse.

En N-balance udtrykker det samlede kvælstoftab til omgivelserne, hvilket kan defineres som summen af de ikke målbare tabsposter: ammoniakfordampning, denitrifikation, ændringer i jordpuljen samt nitratudvaskning. Tabel 2 skitserer opgørelse af N-balancen for forskellige systemer, og hvad den udtrykker.

Tabel 2:
Oversigt over posterne i N-balancer for marken (enkelt-mark og summeret mark) og for bedriften (ud fra summeret markbalance og import-eksport balance).

I praksis kan der beregnes en N-balance for hver enkelt mark, som herefter kan summeres til en N-balance for alle bedriftens marker (Tabel). Bedriftens samlede N-balance beregnes ved at addere et estimat for N-fordampningen fra stalde og husdyrgødningslagre til den summerede markbalance. Det vil dog være et mere usikkert estimat end N-balancen beregnet direkte på bedriftsniveau som forskellen mellem importeret og eksporteret kvælstof. Import-eksport balancen beregnet på bedriftsniveau kan betragtes som en relativ sikker ramme for kontrol af, at N-balancer for bedriftens delssystemer summerer til noget, der kan erkendes i virkeligheden.

Kristensen et al. (2002) viser, hvordan man ud fra bedriftsbalancen relativt enkelt kan estimere de underliggende besætnings-, lager- og markbalancer. Markbalancen kan beregnes som differensen mellem bedriftsbalancen og besætnings- og lagerbalancerne.

Ammoniakfordampning fra stalde og husdyrgødningslagre kan beregnes vha. normtal for fordampning fra den aktuelle bygningstype og indretning (Poulsen et al., 2001). Ammoniakfordampning ved udbringning af kvæg- og svinegylle kan beregnes ud fra oplysninger om husdyrgødningens type og sammensætning, afgrødens jorddækning, udbringningsteknik, jordbehandling og klimaforhold (Sommer og Hutchings, 2001). På internetadressen www.alfam.dk kan man hente et regneark hvor man således kan beregne tabsprocenter for udbragt husdyrgødning på en aktuel bedrift hvis man kender nogle af de førnævnte forudsætninger. Hvis man ikke har så detaljerede oplysninger om gødningsudbringning kan man anvende en gennemsnitlig tabsprocent.

I forhold til grundvandsbeskyttelse er størrelsen af udvaskningstabet dog særligt interessant. For at komme frem til et estimat for størrelsen af udvaskningstabet ud fra markbalancen må man fastsætte de øvrige tabsposter (Tabel 2) ud fra systemafhængige normværdier og antagelser, og derefter beregne nitratudvaskningen ved differens.

En kvantificering af kvælstoftabet ved denitrifikation er særdeles vanskelig og forbundet med stor usikkerhed, idet denitrifikationsprocesserne er afhængig af de aktuelle forhold (Kyllingsbæk et al., 2000). Ved beregning af massebalancen inddrages ikke dynamikken i de biologiske og kemiske processer, der ligger til grund for denitrifikation, sådan som det sker i dynamiske modeller.

Under forbehold for usikkerheder angiver Kyllingsbæk et al. (2000) et niveau for den gennemsnitlige denitrifikation fra hele rodzonen fra 1-10 kg N/ha på handelsgødet sandjord til 20-50 kg N/ha på husdyrgødet lerjord. Der findes flere eksempler på angivelse og anvendelse af normværdier for denitrifikation niveaudelt ud fra forskellige forhold af betydning for denitrifikationsprocessen (f.eks. gødningstype, afgrøde, jordtype, tidspunkt og teknik mht. opblanding af jord og husdyrgødning) (Kristensen et al., 2002; Petersen et al., 1996; Weissbach og Ernst, 1994). Der savnes en egentlig tabellægning af normværdier for det samlede N-tab ved denitrifikation. Det anses dog for muligt, at der kan dannes et sådant sæt normværdier med en rimelig hensyntagen til de forhold, der har størst betydning for denitrifikationsprocesserne. Indtil da må bedste estimat anvendes ud fra litteraturen. Kristensen (2002) angiver gennemsnitlige niveauer på 23 kg N/ha på malkekvægbrug, 15 kg N/ha på svinebrug og 10 kg N/ha på planteavlsbrug.

Resten af overskuddet fordeler sig mellem nitratudvaskning og ændringer i jordpuljen. Kun ved jorde, der er tæt på ligevægt, kan den tabte mængde kvælstof sættes lig med kvælstofoverskuddet (Petersen og Berntsen, 2002). På kort sigt kan der forekomme betydelige ændringer i jordens organiske pulje (Petersen og Berntsen, 2002; Heidmann et al., 2001). Petersen og Berntsen (2002) illusterere med et eksempel hvordan en beregnet årlig N-balance skal justeres med mellem minus 50% og plus 200% ved ekstreme skift i driftsform (skift fra langvarig planteavl til kvægproduktion og vice versa) for at udtrykke det tabte N. Tidsperspektivet for dannelsen af drikkevand i undergrunden betyder dog, at det er vigtigt at vurdere ændringerne på lang sigt. I forhold til det længere tidsperspektiv er summen af nitratudvaskning og ændringer i jordpuljen beregnet med N-regnskab et brugbart som et udtryk for det potentielle udvaskningstab. Der tilbagestår dog stadig et behov for operationelle og billige metoder til at kvantificere jordens organiske kvælstofpulje på den enkelte mark (Petersen og Berntsen, 2002).

6.3.2 Databehov

Driftsregnskabet, gødningsregnskabet og registreringer af foderomsætning og udbytter er vigtige kilder for de nødvendige data til opstilling af en N-balance for bedriften. Appendiks A angiver de nødvendige poster i en N-balance på bedriftsniveau og markniveau, mulige datakilder samt beregningsmetoder. De nødvendige data er mindre tilgængelige, når det gælder markbalancen, fordi der forudsættes et mere detaljeret kendskab til omsætning af foder og gødning, end der er vanligt i praksis.

6.3.3 Værktøjer

Bedriftsbalancer kan beregnes med EDB-værktøjer f.eks. Grønt Regnskab¹. De nødvendige oplysninger indtastes eller overføres direkte fra egnede datakilder (gødningsregnskab, markplanlægningens oplysninger om arealanvendelse o.l.). Programmet Grønt Regnskab rummer også mulighed for at beregne bedriftens samlede markbalance. Det svarer til summen af markbalancer for de enkelte marker, der dog ikke vises særskilt. N-balancen for den enkelte mark må beregnes særskilt i et regneark ud fra de nødvendige oplysninger, som angivet i tabel 2.

6.4 Sammenfatning

En grundlæggende forskel på N-regnskab- og modeltilgangen er, at N-regnskab beskriver input og output af et systems omsætning af kvælstof, hvorimod modeltilgangen beskriver dynamikken i de biologiske og kemiske processer, som ligger bag.

En N-balance udtrykker det samlede kvælstoftab til omgivelserne, hvilket kan defineres som summen af de ikke målbare tabsposter: ammoniakfordampning, denitrifikation, ændringer i jordpuljen samt nitratudvaskning. N-udvaskning kan bestemmes ved differens efter kvantificering af de øvrige tabsposter. Det bygger imidlertid på systemafhængige normværdier og antagelser. En dynamisk model som Daisy fordeler N-tabet på alle enkeltposter, og beregner således N-udvaskningen direkte.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |