Transcript Potential och begränsning hos olika trindsädesarter – ett

Kvävedynamik vid organisk
gödsling
Georg Carlsson
SLU, institutionen för biosystem och teknologi
Alnarp
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Kvävehushållning och hållbar produktion
Egenskaper hos organiska gödselmedel
Pågående forskning: rotmiljöns
kvävedynamik vid tillförsel av biogödsel
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Kvävedilemmat
Handelsgödsel
Lustgas,
ammoniak
Organiskt N
Växttillgängligt N
Foley et al. 2011 NATURE vol. 478, 337-342
Georg Carlsson
Nitratläckage
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Kvävehushållning på global nivå
Rockström et al. 2009. Ecology and Society 14(2): 32
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Kvävehushållning viktigt för hållbar produktion
Globala kvävetillskott, miljoner ton per år:
Agrobiologisk kvävefixering (odlade baljväxter)
~40
Industriell kvävefixering (handelsgödselkväve)
~80
Fossil eldning
~20
Eldning av biomassa
~10
Summa
~150
Behöver minskas till en totalsumma på 35 miljoner ton per år!
Rockström et al. 2009. Ecology and Society 14(2): 32
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Odlingssystemets kvävedynamik
N2
N-gödsling
Denitrifikation,
NH3-avgång
Symbiotisk
N2-fixering
N i djur,
biomassa
Urin,
träck,
stallgödsel,
rötrest
Gröngödsling,
förna
Icke-tillgängligt N
Georg Carlsson
Nedbrytning,
Immobilisering
Tillgängligt N
NO3- läckage
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Odlingssystemets kvävedynamik
N2
N-gödsling
Denitrifikation,
NH3-avgång
Symbiotisk
N2-fixering
N i djur,
biomassa
Urin,
träck,
stallgödsel,
rötrest
Gröngödsling,
förna
Icke-tillgängligt N
Georg Carlsson
Nedbrytning,
Immobilisering
Tillgängligt N
NO3- läckage
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Markens kvävedynamik
Tillgängligt N
Icke-tillgängligt N
Nedbrytning,
Immobilisering
Mineralisering
Org-N
Denitrifikation
NH4+
NO3-
N2O, N2
Nitrifikation
NH4+
Georg Carlsson
NO3-
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Stor betydelse av “microsites”
Parkin 1987. Soil Sci. Soc. Am. J. 51, 1194-1199
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Rotmiljön viktig för markens kvävedynamik
Markfukt, syretillgång
Markfukt, syretillgång
Ammoniumtillgång
Nitrattillgång
pH
Lättillgängligt kol
Philippot & Hallin 2011. Trends in Plant Science 16, 476-480
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Egenskaper hos organiska gödselmedel efter
anaerob nedbrytning (rötrest, biogödsel)
Råvarans sammansättning (husdjursgödsel, biomassa, matavfall) och
rötningsprocessens parametrar bestämmer rötrestens kvalitet.
Jämfört med råvaran/substratet har rötresten generellt:
•
Lägre torrsubstans-halt
•
Mindre mängd lätt nedbrytbart kol
•
Högre ammoniumkoncentration
•
Högre pH
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Rotmiljöns kvävedynamik vid tillförsel av biogödsel
NH3, N2O, N2
Pågående projekt med finansiering från
PlantLink
Georg Carlsson (SLU), Pål Axel Olsson (LU), Stig
Edner och Ann Thorén (SYSAV utveckling AB)
Hypotheser:
•Tillförsel av biogödsel ökar kvävetillgången
men även riskerna för kväveförluster.
•Samodling av baljväxter och gräs bibehåller
hög symbiosaktivitet och låg risk för
kväveförluster efter tillförsel av biogödsel.
N
NO3Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Metod:
Kartläggning av rotzonens pH, syrehalt och ammoniumkoncentration i förhållande till rötter, rotknölar och mykorrhiza.
Optodteknik
Indikatorer för O2,
NH4+ och pH.
Placeras i kontakt
med jorden innanför
plexiglas.
Georg Carlsson
Blossfeld & Gansert 2007
Plant Cell Env 30, 176-186.
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Mätningar
Effekter av biogödseltillförsel och
växtsammansättning på:
•Biomassaavkastning,
rotknölsbildning
•Kvävefixering
•Mykorrhiza
Kartläggning av O2, NH4+ och pH
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Mer detaljkunskap om mekanismer som
påverkar rotmiljöns kvävedynamik
förväntas leda till:
•Bättre möjligheter att utforma odlingssystem med hög
avkastning och effektivt kväveutnyttjande
•Mer effektiv användning av organiska gödselmedel och
växt-mikrob-symbioser för bördighetsuppbyggnad
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20
Tack för er uppmärksamhet!
Georg Carlsson
Slamspridning på åkermark, SYSAV, 2013-12-20