Nedfældning af gylle i vintersæd - En evalueringsrapport

4 Miljømæssige effekter af nedfældning

Nedfældning af gylle kan som nævnt medføre en række miljømæssige fordele i form af lavere fordampning af ammoniak og lugt fra den udbragte husdyrgødning. Nedfældning kan dog også føre til uønskede miljøeffekter i form af højere udledning af drivhusgassen lattergas. Disse forhold vil blive nærmere omtalt i de følgende afsnit.

4.1 Lugt

Den lugtreducerende effekt af gyllenedfældning er blevet undersøgt i danske og udenlandske undersøgelser. En dansk undersøgelse fandt, at nedfældning imellem 8 og 12 cm dybde i korn reducerede lugten over gyllen til mindre end 20 % af lugtkoncentrationen over gylle udbragt med slæbeslange (Nyord & Hansen, 2008). Forsøget blev gennemført ved brug af en forsøgsnedfælder. Udenlandske undersøgelser udført med forsøgsnedfældere har vist, at nedfældning i 13 cm dybde i vinterafgrøder kan begrænse lugtemissionen til mellem 30 og 10 % af lugtemissionen fra bredspredt gylle (Hanna et al. 2000), mens nedfældning i 5 til 8 cm dybde begrænsede lugtemissionen til ca. 40 % af lugtemissionen fra gylle udbragt på jordoverfladen (Moseley et al., 1998).

Nedfældning ved brug af de nedfældningssystemer, der i dag er kommercielt tilgængelig, er dog ikke i stand til at sikre en så effektiv nedfældning som ovenfor skitseret. Nedfældning af gylle i vinterafgrøder med kommercielle gyllenedfældere har i en dansk undersøgelse vist sig at kunne begrænse emissionen af udvalgte lugtstoffer til mellem 50 og 80 % sammenlignet med slæbeslangeudlægning (Bang M., 2005). En tilsvarende engelsk undersøgelse fandt derimod, at nedfældning til vinterhvede med en kommerciel nedfælder ikke førte til lavere lugtgener end gylle udbragt med slæbeslange (Pahl. et al., 2001).

Figur 13. Lugtkoncentrationen over svinegylle udbragt i vinterhvede med henholdsvis slæbeslange og ved nedfældning med henholdsvis skiveskær og slæbesko

Figur 13. Lugtkoncentrationen over svinegylle udbragt i vinterhvede med henholdsvis slæbeslange og ved nedfældning med henholdsvis skiveskær og slæbesko. Kontrol er lugtkoncentrationen over jord, der ikke er tilført gylle og fejllinjerne øverst på kolonnerne viser standardafvigelsen af tre gentagelser (SE).

I foråret 2008 gennemførte Landscentret for Planteproduktion og AgroTech en undersøgelse af lugtreduktionen ved nedfældning af gylle i vinterhvede. Undersøgelsen blev gennemført ved brug af kommercielt nedfældningsudstyr. Undersøgelsens resultater viste, at nedfældning med henholdsvis skiveskær og slæbesko ikke signifikant reducerede lugtgenen af gylle udbragt i vinterhvede sammenlignet med slæbeslangeudlagt gylle (figur 13) (Hansen & Birkmose, 2008).

Nedfældning med skiveskær og slæbesko danner begge en V-formet rille i jorden, som gyllen efterfølgende placeres i. Begge typer kan potentielt benyttes til nedfældning i kornafgrøder, men ingen af typerne kan forventes at nedfælde gyllen dybere end ca. 5 cm. Gyllen fylder derfor de dannede riller og forbliver i kontakt med luften over gyllen. Gyllens lugtstoffer kan derfor stadig passere relativt uhindret fra gyllen til luften over gyllen, hvilket forklarer nedfældningens begrænsede effekt på lugtgenen.

Figur 14. Fotos af gylle nedfældet til vintersæd med henholdsvis skiveskær (tv) og slæbesko (th). Gyllen forbliver efter nedfældningen i kontakt med luften over gyllen.

Figur 14. Fotos af gylle nedfældet til vintersæd med henholdsvis skiveskær (tv) og slæbesko (th). Gyllen forbliver efter nedfældningen i kontakt med luften over gyllen. Fotos: Torkild Birkmose, Landscentret.

Undersøgelserne viser, at lugten fra udbragt gylle potentielt kan begrænses ved nedfældning. Det vurderes dog, at nedfældningseffektiviteten af de nedfældningssystemer, der i dag er kommercielt tilgængelige til nedfældning i vintersæd, ikke er tilstrækkelig til at sikre en effektiv begrænsning af lugtgenen. Der er derfor behov for, at der sker en udvikling af nedfældningssystemer til nedfældning i vintersæd, for at sikre en effektiv begrænsning af lugtgenen ved udbringning af gylle.

4.2 Ammoniakfordampning

Ved nedfældning sker der en indarbejdning af gylle i jorden, hvilket begrænser gyllens kontakt med luften over gyllen og dermed potentialet for tab af ammoniak. Reduktionen i tabet af ammoniak ved nedfældning er blevet undersøgt i en række danske og udenlandske forsøg.

Som det ses i tabel 4 kan ammoniakfordampningen fra udbragt gylle begrænses ved nedfældning. Undersøgelserne er typisk gennemført i forbindelse med nedfældning i græs, hvor man har fundet, at nedfældning, afhængig af nedfældningsdybden, reducerer ammoniakfordampningen med mellem 20 og 80 % sammenlignet med slæbeslangeudlægning. Det vurderes, at reduktionspotentialet ved nedfældning i kornafgrøder vil være lidt højere end reduktionspotentialet ved nedfældning i græs, da jord i kornafgrøder generelt yder mindre modstand for nedfældning end jord i græsafgrøder. De gennemførte undersøgelser er dog typisk gennemført ved brug af forsøgsnedfældere med en arbejdsbredde på 2 til 3 meter, der generelt er i stand til at sikre en mere effektiv nedfældning af gylle, end de kommercielle nedfældningssystemer, der i dag er på markedet. Dette er centralt, idet effektiviteten af nedfældningen har stor betydning for reduktionen af ammoniaktabet. Figur 15 viser sammenhængen mellem nedfældningsdybden og reduktionen af ammoniaktabet sammenlignet med slæbeslangeudlægning i græs.

Tabel 4. Reduktion af ammoniaktab ved nedfældning af gylle sammenlignet med slæbeslangeudlægning og bredspredning.
Kilde Afgrøde Nedfældnings-system Nedfæld-ningsdybde Reduktion
ift. slæbe
slange, %
Reduktion ift.
bredspredning, %
Balsari et al., 2005 Stub Tandskær 10 72-83  
Dobbelaere and Maton, 1992 Græs Tandskær 5-8   90
Hansen et al., 2003 Græs Tand/-skiveskær 3-7 20-75  
Huijsmans et al., 2000 Græs ? ? 70  
Lorenz et al., 1997 Græs ? 5   90
Misselbrook et al., 1996 Græs Tandskær 6   40-79
Misselbrook et al., 2002 Græs Tand/-skiveskær ?   73
Misselbrook et al., 2002 Stub Tandskær ?   23
Mattila & Joki-Tokola, 2003 Græs Tandskær 8-10 > 80 > 80
Pahl et al., 2001 ? ? ?   84
Rubaek et al., 1996 Græs Tandskær 5 47-72  
Smith et al., 2000 Græs Skiveskær 5 32 58
Vandre et al., 1997 Hvede Tandskær ?   Ca. 50
Wulf et al., 2002 Græs ? ? 50 70
Peel et al., 1997 Græs ? ?   28
Huijsmans et al., 1997 Græs Tand/-skiveskær ?   55

Figur 15. Reduktion af ammoniakfordampningen ved nedfældning sammenlignet med slæbeslangeudlægning af kvæggylle til græs. Reduktionsprocenten er bestemt ved forskellige nedfældningsdybder

Figur 15. Reduktion af ammoniakfordampningen ved nedfældning sammenlignet med slæbeslangeudlægning af kvæggylle til græs. Reduktionsprocenten er bestemt ved forskellige nedfældningsdybder. Kilde: Hansen et al., 2003.

De kommercielle nedfældningssystemer, der i dag er tilgængelige til nedfældning af gylle i kornafgrøder, vurderes at kunne nedfælde gyllen i maks. 4 til 5 cm dybde. Det vurderes derfor, at nedfældning i kornafgrøder vil kunne begrænse ammoniaktabet med mellem 40 og 50 % sammenlignet med slæbeslangeudlægning. Ved at benytte dette reduktionspotentiale er reduktionen af den nationale ammoniakfordampning beregnet ved forskellige krav om nedfældning i vintersæd (tabel 5).

Tabel 5. Reduktion af ammoniakfordampningen ved ændring af nuværende praksis med slæbeslangeudlægning i vintersæd ved et generelt krav om nedfældning i vintersæd eller i vintersæd lokaliseret i bufferzoner I og II (1.000 m).
  Enhed Slæbeslange-udlægning i vintersæd Nedfældning i vintersæd Nedfældning i vintersæd i bufferzoner
Areal Ha 564.600 564.600 129.540
Gyllemængde slæbeslangeudlagt Mio.ton 13,3 0 10,3
Gyllemængde nedfældet Mio. ton 0 13,3 3,0
NH3 tab fra gødsket areal Ton 6.708 3.687 6.030
Reduktion af NH3 tab fra gødsket areal
%
0
45
10
Reduktion af NH3 tab fra gødsket areal Ton 0 3.021 678
Reduktion af NH3 tab fra husdyrgødning % 0 5,6 1,3
Reduktion af national NH3 tab % 0 4,2 0,9

4.3 Lattergas

Ved nedfældning indarbejdes gyllen i jordfasen, hvilket influerer på iltforholdene i og omkring gyllen og på omsætningen af gyllens næringsstoffer. De ændrede iltforhold kan medvirke til at øge udledningen af drivhusgassen lattergas (N2O) fra den udbragte gylle. Lattergas er en vigtig drivhusgas, idet dens globale opvarmningspotentiale er 310 gange højere end drivhusgassen CO2. Lattergas udledt fra landbrugsjord er den største kilde til udledning af drivhusgasser fra landbrug (DMU, 2007).

Lattergassen dannes ved en række biokemiske processer, som er stærkt afhængige af jordens fysiske forhold, herunder vandmætning, ilt tilgængelighed, temperatur og bonitet (Béline et al., 1999; Sommer et al., 1996; Chadwick, 1997; Clemens et al., 1997). Produktionen af lattergas fra udbragt gylle varierer derfor stærkt fra undersøgelse til undersøgelse.

Idet nedfældning af gylle begrænser fordampningen af ammoniak vil nedfældningen isoleret set føre til en begrænsning af emissionen af lattergas (Olesen et al., 2004). Nedfældningen betyder dog samtidig, at gyllen placeres i et bånd, som fremmer forholdene for de biokemiske processer, der fører til produktion af lattergas. Dette betyder, at nedfældning samlet set øger emissionen af lattergas. En række undersøgelser har således fundet, at udledningen af lattergas fra nedfældet gylle er højere end fra overfladeudbragt gylle. Rodhe et al. (2006) fandt således, at mens udledningen af lattergas fra græsjord tilført slæbeslangeudlagt gylle udgjorde 0,2 kg N2O-N per ha, øgede nedfældning af gylle udledningen af lattergas til 0,75 kg N2O-N per ha. Tilsvarende resultater er fundet af Wulf et al. (2002), som fandt at nedfældning af gylle til henholdsvis ubevokset jord og græsafgrøde øgede lattergasemissionen med en faktor på henholdsvis 2 og 3 sammenlignet med overfladeudlægning. Chadwick (1997) fandt, at nedfældning signifikant øgede lattergasemissionen fra 0,03 til 0,08 kg N2O-N per ha. Andre undersøgelser har fundet, at en del af det ammoniaktab, der begrænses ved nedfældning, efterfølgende tabes ved øget denitrifikationstab (Rubæk et al., 1996; Misselbrook et al., 1996; Clemens & Ahlgrimm, 2001; Thomson et al., 1987).

Den forøgede risiko for udledning af lattergas ved nedfældning betyder, at miljøfordelene ved nedfældning (lavere fordampning af lugt og ammoniak) skal holdes op mod en højere risiko for udledning af drivhusgassen lattergas. I tabel 6 er forøgelsen af lattergas emissionen beregnet ved et generelt krav om nedfældning i vintersæd og ved et krav om nedfældning i bufferzoner I og II (1.000 m). I beregningerne er det indregnet at nedfældningen begrænser ammoniaktabet, og det er skønnet, at lattergasemissionen øges med en faktor 2 ved nedfældning.

Tabel 6. Reduktion af ammoniakfordampning og øgning af udledning af drivhusgassen lattergas (N2O) ved et generelt krav om nedfældning i vintersæd eller i vintersæd lokaliseret i bufferzoner I og II (1.000 m). I beregningerne er det anslået, at nedfældning øger lattergasemissionen med en faktor 2. Beregningerne indeholder ikke CO2 bidraget af det forøgede energiforbrug ved nedfældning.
  Enhed Slæbeslange-udlægning i vintersæd Nedfældning i vintersæd Nedfældning i vintersæd i bufferzoner
Areal Ha 598.000 598.000 137.000
Gyllemængde slæbeslangeudlagt Mio. t 13,3 0 10,3
Gyllemængde nedfældet Mio. t 0 13,3 3,0
NH3 tab fra gødsket areal Tons 6.708 3.687 6.028
Reduktion af NH3 tab fra gødsket areal % 0 45 10
Reduktion af NH3 tab fra husdyrgødning % 0 5,6 1,3
Reduktion af national NH3 tab % 0 4,2 0,9
Emission af N2O Tons  854  1.801  1.059
N2O emission i CO2 ækvivalenter Tons 264.673 558.367 328.397
Højere N2O emission ved nedfældning i CO2 ækvivalenter Tons 0 294.000 64.000
Forøgelse af N2O emission fra gylle gødsket vintersæd % 0 111 24
Forøgelse af N2O emission fra udbragt gylle % 0 23,9 5,2
Forøgelse af landbrugets samlede drivhusgas emission % 0 3,0 0,6
Forøgelse af Danmarks samlede drivhusgas emission % 0 0,5 0,1

Beregningerne viser, at nedfældning øger emissionen af lattergas. Et generelt krav om nedfældning i vintersæd er beregnet til at øge landbrugets udledning af drivhusgas emission med 3,0 %, hvilket vil øge den nationale drivhusgasudledning med 0,5 %. Dertil skal tillægges, at det ekstra energiforbrug ved nedfældning er vurderet til at øge landbrugets CO2 udledning på 9.880.000 tons (DMU, 2007) med lidt under 0,5 % (afsnit 3.2) svarende til en øgning af den nationale CO2 udledning på 0,08 %.

Nedfældning vil omvendt begrænse ammoniaktabet af den udbragte gylle, hvilket igen vil begrænse behovet for mineralsk N gødning og dermed CO2 forbruget ved produktionen af denne gødning. Ved at antage, at det kræver 49 MJ at producere et kg N ved Haber-Bosch metoden (Henrik B. Møller, pers kom. 2008), vil den sparede ammoniakfordampning (3.000 tons NH3-N) kunne reducere energiforbruget til produktion af kvælstofgødning med 147.000 GJ. Da CO2 emissionen per GJ produceret er opgjort til 95 kg CO2 (DMU, 2007), kan det beregnes, at den lavere ammoniakfordampning ved nedfældning sparer miljøet for 14.000 tons CO2 per år. Denne besparelse skal sammenholdes med, at den øgede lattergasemission ved et generelt krav om nedfældning i vintersæd er estimeret til at øge emissionen af drivhusgasser med 294.000 tons CO2 per år (tabel 6).

 



Version 1.0 November 2010, © Miljøstyrelsen.