Kolinlagring i jordbruksmark – finns skillnader mellan ekologiska och konventionella jordar?

Senast ändrad: 17 juni 2020

I genomsnitt globalt visar forskning att de ekologiskt brukade jordarna har en högre kolhalt än konventionella. En viktig orsak är att man tillför mer organiskt material i den ekologiska produktionsformen, i form av organisk gödsel och genom vallodling, odling av fleråriga klöver- och gräsarter främst till foder som ger mycket skörderester till marken.

Genomsnittligt mer kol i ekologisk mark globalt

Jordar på ekologiska gårdar har i genomsnitt globalt visat sig ha en högre mullhalt och därmed ett större kolinnehåll, än jordar på konventionella gårdar [Ref 1].  Orsakssambanden är inte helt klarlagda men en viktig orsak är att man tillför mer organiskt material till jorden i den ekologiska produktionsformen, främst genom vallodling (odling av fleråriga klöver-gräsarter till foder) men också genom användning av kolrika gödselmedel [Ref 2], såsom stallgödsel (gödsel från djur) eller organiska restprodukter från livsmedelsindustrin. Vallen har stor potential att lagra in kol i marken genom att den lämnar efter sig stora mängder skörderester, inte minst mycket rötter. Ett stort rotsystem är betydelsefullt eftersom en större del av kolet i rötter binds in i stabila kolföreningar jämfört med ovanjordiska skörderester [Ref 3].

Att öka inlagringen av kol och att hålla kvar markkolet som redan finns där och också viktigt för att bevara och öka markens bördighet. Kolinlagring och att undvika förlust av markkol är en viktig del i att minska klimatpåverkan.

Det saknas dock jämförelser mellan kolhalt och kolinlagring i svenska konventionella och ekologiska jordar och i miljöövervakningen av svensk åkermark har man inte kunnat fastställa skillnader i kolhalt mellan produktionsformerna [Ref 4], trots att andelen vall är betydligt större på ekologiska gårdar i Sverige. År 2018 odlades vall på 60 procent av den ekologiska åkerarealen [Ref 5], medan vall odlades på 44 procent av Sveriges totala åkermark, som alltså inkluderar både ekologisk och konventionell mark  [Ref 6]. Det finns flera orsaker till att man inte kunnat uppmäta någon skillnad i kolhalt mellan jordar på ekologiska och konventionella gårdar i Sverige, trots att mer vall odlas i den ekologiska produktionen. Den historiska markanvändningen påverkar markens kolhalt och har man haft djur under lång tid och kontinuerligt tillfört stallgödsel är innehållet av kol redan stort i dessa marker [Ref 4]. Effekten på markkolet av en omläggning till ekologisk produktion blir då inte så stor. Förändringar av markens kolhalt sker också mycket långsamt. Att vallodlingen är utbredd beror på att det inom svenskt jordbruk finns en stor djurhållning med nötkreatur inklusive mjölkkor och även hästar som äter vallfoder.  I områden med mycket konventionell spannmålsodling i system utan djur är kolhalterna i marken lägre än genomsnittet [Ref 4].

Vall odlas på alla ekologiska gårdar i Sverige

Åtgärder som är kända för att leda till kolinlagring såsom vallodling och användning av organiska kolrika gödselmedel används alltid i ekologisk produktion. På ekologiska gårdar i Sverige odlas vall i princip på alla typer av gårdar, på gårdar med idisslare som nötkreatur och får, och även på gårdar med grisar, höns eller kycklingar och på gårdar med enbart växtodling [Ref 7]. Vallodling med stort inslag av kvävefixerande arter (baljväxter såsom klöver) är en viktig grundsten i ekologisk växtodling för att förse grödorna med kväve och för att bekämpa ogräs. Vallen är den viktigaste fodergrödan för idisslande djur som nötkreatur och får.  Vall till foder odlas även på ekologiska ägg- kyckling- och grisgårdar eftersom alla ekologiska djur ska ha fri tillgång till vallfoder. På en ekologisk växtodlingsgård kan vallen också odlas som energigröda, för att odla frö till vallväxter eller som ren gröngödsling. Vallen brukas då ner i jorden för att öka markens bördighet.

På konventionella gris-, höns-, kyckling- och växtodlingsgårdar odlas i allmänhet inte vall utan man odlar spannmål och andra ettåriga grödor. Vallfoder ges inte till grisar, höns och kycklingar i konventionell produktion.

Vall har stor potential att lagra in kol i marken

Orsaken till att den fleråriga klöver-gräsvallen har stor potential att lagra in kol i marken är att den lämnar efter sig stora mängder skörderester, inte minst mycket rötter. Delar av dessa rester omvandlas till stabila kolformer. Den franske forskaren Rasse med kollegor visade att en större del av kolet i rötter binds in i stabila kolföreningar jämfört med ovanjordiska skörderester [Ref 3]. Variationen när det gäller hur mycket kol som binds in i olika typer av marker på olika platser och under olika förhållanden och skötsel är mycket stor. Det krävs många mätpunkter och långa tidsserier för att mäta förändringar av markkol och på så sätt säkerställa att inlagring verkligen sker.

Om man odlat vall under lång tid på en gård (70–100 år) så är marken antagligen i koljämnvikt och ingen ytterligare koldioxid som växterna tar upp från atmosfären lagras in i kolföreningar i marken. Däremot håller jorden på dessa gårdar mycket kol och det är viktigt för klimatet att se till att inte markkolet frigörs som koldioxid till atmosfären till exempel genom att vallen plöjs upp och ersätts med ettåriga grödor eller om mängden växtrester från olika grödor minskar över tid.

 

Många faktorer påverkar kolinlagringen

Om mer kol tillförs marken än vad som avgår, binder marken in kol och det blir en positiv effekt för klimatet – koldioxid tas upp från atmosfären genom växternas fotosyntes och kolet i växtrester och gödsel ombildas till mer stabila kolföreningar i marken. Eftersom förrådet av kol i marken är stort, kan små förändringar i mängden markkol ha stor betydelse för den totala balansen av växthusgaser jämfört med andra utsläppskällor från jordbruket såsom till exempel användning av fossila drivmedel. Om marken är en kolsänka eller inte beror på många faktorer, bland annat vilka grödor som odlas, typ av mark och markens ursprungliga kolhalt samt hur mycket kol som tillförs i form av rötter, halm och andra växtrester, stallgödsel och annat organiskt material. Som nämnts tidigare lagrar den fleråriga klöver-gräsvallen in eller håller kvar mer kol än odling av spannmål och andra ettåriga grödor, eftersom vallen lämnar mycket skörderester ovan och under jord. Mellangrödor är också ett bra sätt att öka tillförseln av kol till marken [Ref 8].

Stallgödsel innehåller mycket kol och är viktig för kolbalansen där den tillförs, men den tillför inte något nytt kol utan kolet flyttas mellan olika marker i landskapet. Om kolet i exempelvis foder och halm som skördas från en åker och som till stor del sedan hamnar i djurens gödsel som sedan sprids på en annan åker så innebär det att kol bara flyttas från en åker till en annan och det sker ingen nettoinlagring av kol på gården som helhet [Ref 9]. Hur snabb nedbrytningen är av organiskt material i marken påverkar också kolbalansen och styrs i stor utsträckning både av odlingsmetoder såsom intensiteten i jordbearbetningen och av temperatur och mängden vatten i marken – med hög temperatur och lagom tillgång till vatten sker nedbrytningen som snabbast. Studier av svenska jordar visar att markens innehåll av kol är större i norra än i södra Sverige på grund av en lägre nedbrytningshastighet i ett kallare klimat [Ref 10]. Förbättrad skötsel av betesmarker för att optimera tillväxten leder också till ökad kolinlagring. Ofta är ett ”lagom” högt betestryck det som ger högst inlagring eftersom tillväxten av biomassa gynnas [Ref 11]

 

Historisk markanvändningen påverkar kolinnehållet i marken

Tidigare markanvändning har stor betydelse för hur hög kolhalten är i marken idag. Betesmarker som har skötts på ett och samma sätt under lång tid kan innehålla mycket kol men lagrar inte in nytt kol eftersom kolinlagringspotentialen avtar med tiden och närmar sig noll då marken uppnår ett jämviktsläge. Samma sak gäller om man odlat vall under lång tid på en gård (70–100 år). Marken är då antagligen i koljämnvikt och ingen ytterligare koldioxid tas upp från atmosfären och lagras in. Däremot håller jorden på dessa gårdar mycket kol och det är viktigt för klimatet att se till att bibehålla markkolet så att det inte frigörs som koldioxid till atmosfären.

Störst potential att lagra in kol har marker som är kolfattiga och där man förändrar odlingen och börjar odla grödor som tillför mycket växtrester. Åkermark som länge odlats med ettåriga grödor och som sås med vall binder i regel kol, medan en mark som varit odlad med vall under lång tid förlorar kol om den plöjs upp.

 

Stor potential att lagra in mer kol i jordbruksmarken, både globalt och i Sverige

Globalt finns betydande potential att lagra in kol i jordbruksmark. Potentialen att lagra in kol bedöms vara större i åkermark, 2–7 miljarder ton koldioxid, än i betesmark, 0,35–1,4 miljarder ton koldioxid per år [Ref 12][Ref 13]. Detta är en betydande potential och kan ställas i relation till utsläppen förknippade med djurhållningen globalt som uppgår till cirka 8 miljarder ton koldioxidekvivalenter per år, respektive till de betande djurens utsläpp på 2 miljarder ton koldioxidekvivalenter per år. De totala årliga utsläppen av växthusgaser globalt är cirka 50 miljarder ton koldioxidekvivalenter.

I Sverige beräknas naturbetesmarkerna kunna lagra in relativt lite kol, mellan 0,1 och 0,3 miljoner ton koldioxid per år. Mätningar av kolhalten i svensk åkermark tyder dock på att den ökade vallodlingen, som också delvis betas, som skett i Sverige under de senaste decennierna årligen ökar inlagringen av kol motsvarande totalt cirka 2,4 miljoner ton koldioxid per år [Ref 13]. Denna potential kan ställas i relation till utsläppen av metan från idisslarna i Sverige på cirka 6 miljoner ton koldioxidekvivalenter per år. (Läs mer: Växthusgaserna - koldioxid, metan och lustgas)

Kol i marken

Kolinlagring innebär att det av döda växtrester och annat organiskt material bildas mull, en svårnedbrytbar organisk restsubstans som blir kvar när markorganismerna brutit ned de mer lättåtkomliga beståndsdelarna. Mull består till cirka 60 procent av kol som växterna hämtat från luftens koldioxid, och därför innebär bildning av mull att kol flyttas från atmosfären till marken.

Mull innehåller också kväve och andra växtnäringsämnen och mullhalten är viktig för jordens bördighet, struktur och vattenhållande förmåga.

Referenser

1. Gattinger A, Muller A, Haeni M, Skinner C, Fliessbach A, Buchmann N, Mäder P, Stolze M, Smith P, Scialabba NE-H et al: Enhanced top soil carbon stocks under organic farming. PNAS 2012, 109(44):18226-18231. https://doi.org/10.1073/pnas.1209429109

2. SCB 2017. Gödselmedel i jordbruket 201SCB 2017. Gödselmedel i jordbruket 2015/16. Mineral- och stallgödesel till olika grödor samt hantering och lagring av stallgödsel. Statistiska meddelanden MI 30 SM 1702. https://www.scb.se/contentassets/de0a511d532a4a32ab921f4d034f260b/mi1001_2015b16_sm_mi30sm1702.pdf

3. Rasse, Daniel & Rumpel, Cornelia & Dignac, Marie-France. (2005). Is soil carbon mostly root carbon? Mechanisms for specific stabilization. Plant and Soil. 269. 341-356. https://doi.org/10.1007/s11104-004-0907-y

4. Jan Eriksson, Lennart Mattson och Mats Söderström. 2010. Tillståndet i svensk åkermark och gröda, data från 2001-2007. Rapport Naturvårdsverket. https://www.naturvardsverket.se/Documents/publikationer/978-91-620-6349-8.pdf

5. SCB 2019, Ekologisk växtodling 2018 Omställda arealer och arealer under omställning https://www.scb.se/contentassets/4cd55499cc8d417d975775e02076e9ff/jo0114_2018a01_sm_jo13sm1901.pdf

7. Wivstad M, Salomon E, Spångberg J & Jönsson H 2009. Ekologisk produktion - möjligheter att minska övergödning. Centrum för uthålligt lantbruk, Sveriges Lantbruksuniversitet. https://www.slu.se/epok

8. Poeplau, C., Aronsson, H., Myrbeck, Å., Kätterer, T. (2015).  Effect of perennial ryegrass cover crop on soil organic carbon stocks in southern Sweden. Geoderma Regional 4: 126–133. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2015.01.004

9. Powlson, D. S., Whitmore, A. P., & Goulding, K. W. T. (2011). Soil carbon sequestration to mitigate climate change: a critical re‐examination to identify the true and the false European Journal of Soil Science, 62(1), 42-55. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2010.01342.x

10. Andrén O, Kätterer T, Karlsson T & Eriksson J 2008. Soil C balances in Swedish agricultural soils 1990-2004, with preliminaray projections. Nutrient Cycling in Agroecosystems 81, 129-144. https://doi.org/10.1007/s10705-008-9177-z

11. McSherry, M.E. and Ritchie, M.E. (2013), Effects of grazing on grassland soil carbon: a global review. Glob Change Biol, 19: 1347-1357. https://doi.org/10.1111/gcb.12144

12. Fuss S, Lamb WF, Callahghan MW et al. 2018. Negative emissions–Part 2: Costs, potantials and side effects. Environmental Research Letters 13, 063002. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabf9f

13. Elin Röös, 2019. Kor och klimat. SLU, EPOK - Centrum för ekologisk produktion och konsumtion. https://www.slu.se/epok

Sidansvarig: janne.nordlund.othen@slu.se