Kalkulator for karbonmengde i jorda

 I Norge har rundt 27 % av dyrkajorda mer enn 6 % organisk materiale i øvre jordlag, vurdert i overflatedyrka og fulldyrka jord (Lågbu m.fl. 2018). Dette er et prosentvis høyere innhold enn i det meste av jordbruksjorda lenger sør i Europa. Internasjonalt diskuteres 1,5 -2 % karbon (3-4 % organisk materiale) i rotsonen som en nedre kritisk grense i jordbruksjord (Lal m.fl. 2015). Dette for at jorda skal kunne opprettholde en viss struktur, huse jordliv, samt ha positive effekter av organisk materiale på vann- og næringshusholdning. Planterester og organisk materiale i jord er viktig mat for jordlivet.

Hvor stor er bondens jordkarbonbank?

Det snakkes om «mye» og «lite» karbon i jord, men vi har få målte og reelle tall på mengde karbon i norsk landbruksjord. Hva er mye og lite karbon i norsk jord? Rundt 6-8 % organisk materiale (3-4 % karbon) er fremhevet som en god mengde å ha i norsk jord. Innholdet varierer imidlertid veldig, mest avhengig av jordart og noe av drifta. Er det gunstig med like mye karbon i jorda når man skal dyrke korn og grønnsaker som når man dyrker gras? Er det enklere å lagre karbon i jord med lite karbon fra før og hva er da lite? Et nyttig utgangspunkt kan være å vite hvor mye jordkarbon det er i jorda. 

Prøveversjon av en karbonkalkulator for jord

Globalt jobber store forskningsinstitusjoner med å kartlegge og måle karboninnhold og endringer over tid i luft og jord, men for mange er disse dataene kompliserte og nesten umulige å forstå. I tillegg generaliseres tall for hele land og fra ulike deler av verden (Lal m.fl. 2015). Ved NORSØK har vi over år jobbet med jord og jordanalyser. Vi har laget en pilotversjon av en karbonkalkulator for jord. Ved å bruke lokale jorddata håper vi at den kan bidra til å konkretisere og bedre forstå hvor mye et tonn med karbon er og hvor karbon finnes. Karbonkalkulatoren beregner mengden jordkarbon per dekar ned til en viss dybde, med utgangspunkt i jordanalyser fra et skifte, på en gård eller på et annet jordareal.

Karbonkalkulatoren bruker glødetap (fra jordanalyser) som et utgangspunkt for å finne mengden organisk materiale (mold) i jorda. Fra moldinnholdet estimeres innholdet av karbon. Ved å bruke lokalt beregna karboninnhold og multiplisere det med volumvekt og jordvolum, får man et estimat for innholdet av karbon i for eksempel matjordlaget eller i undergrunnsjorda.

(Glødetap i % – justering) x 0,5 (andel karbon) x volumvekt (kg/l) x jordvolum (l)

Last ned kalkulatoren her (Bør brukes på datamaskin)

Feilkilder, men likevel brukbar formel

En feilkilde i kalkulatoren er at volumvekta i jordanalysene fra laboratoriet er volumvekta av siktet jord og ikke volumvekt i felt. Heller ikke volumetriske analyser gjort av sylindre med jord fra felt blir representative. Sylinderne som brukes er ofte bare er 3-4 cm høye og dekker bare en liten del av dybden til selve jordanalysen, som oftest er 20 cm. I tillegg er det ofte stor jordvariasjon. På et datasett hvor vi sammenlignet volumvekt av sikta jord med volumetriske analyser i felt, var volumvekta i felt noen ganger høyere og andre ganger lavere enn verdiene som ble oppgitt fra laboratoriet. Vi fant ingen klar sammenheng som skulle tilsi at det å bruke volumvekt fra felt blir mer riktig så her trengs det flere data.

Det er også feilkilder knyttet til formlene som er brukt for å beregne mengden organisk materiale basert på glødetapet. Leire og stein er utfordrende. Særlig på leirholdig jord med høyt leirinnhold og glødetap på mindre enn 3 %, vil korrigering for leirinnhold etter tabell kunne resultere i et karboninnhold på mindre enn null. Da foreslår vi å gå ned en klasse for leirinnhold og bruker det som korrigering. Er det steinrik jord vil også innholdet være lavere enn tallene fra kalkulatoren, fordi jorda som analyseres er siktet før analysen. Likevel mener vi at ved å bruke denne relativt enkle formelen og egne jordprøver kan man få gode anslag på karbonbanken i jorda på et skifte eller på hele gården.

Stor variasjon 

Vi har samlet noen foreløpige data for karbonbanker i jord basert på konkrete jordanalyser som vi har tilgang til. Resultatene viser et stort spenn, fra 1 til 20 tonn med karbon i matjordlaget (0-20 cm). Fordi karbonet er bundet i det organiske materialet vil det være mer karbon i de jordartene som har høyt innhold av organisk materiale. Det er ofte naturgitte forhold (historisk), samt tekstur og vannforhold som påvirker mest. Drifta og hva som dyrkes bidrar også, men dette vil ha ulik effekt og potensiale. Karbonkalkulatoren kan brukes til å estimere hvor mye karbon som finnes på de skiftene det er jordanalyser fra. Har man jordprøver fra dypere jordlag, eksempelvis 20-40 cm, vil dette også kunne legges til i størrelsen av karbonbanken. Slik kan gårdbrukeren få en oversikt over mengden karbon i jorda han/hun forvalter.

Halvparten av molda er karbon

Omtrent halvparten av omdannet organisk materiale i jord er karbon (Pribyl 2010). Dette er viktig kunnskap å ha med når man diskuterer organisk materiale og karbon i jord. Det som vi på norsk kaller mold er omdannet organiske materiale, slik at i praksis inneholder også mold 50 % karbon. I diskusjonen om karbon i jord, er det ekstra viktig at vi diskuterer de samme tallene, fordi en liten endring i karboninnholdet vil gi en større endring i moldinnholdet.

Ulike effekter av organisk materiale og biokull

Det har ikke helt de samme effektene på jordstruktur, jordbiologi og jordhelse å tilføre jorda «rent» karbon (biokull) som å tilføre og øke innholdet av organisk materiale. Organisk materiale inneholder i tillegg til karbon også andre grunnstoffer som nitrogen, hydrogen, oksygen og makro- og mikromineraler som jordliv og planter trenger, det gjør ikke «ren» biokull. Ved å «spise» (bryte ned) organisk materiale får jordlivet i tillegg til næring også viktig energi til å leve, det får de ikke fra de mer stabile og lite «spiselige» karbonforbindelsene i biokull. Det frigis også lite plantenæringsstoffer fra biokull, mens det vil det være mye av i visse typer organisk materiale, slik som husdyrgjødsel og planterester. Biokull har som agronomisk fordel en porøs struktur, er lett i vekt og kan ha en veldig stor total overflate som kan binde til seg ulike stoffer.

Hva er realistisk forvaltning av karbonbanken?

I mineraljord med mer enn ca 6 % innhold av organisk materiale og i organisk jord kan det være 6 - 20 tonn med karbon i jorda på ett dekar ned til 20 cm, mens det på en moldfatting silt- eller leirjord kan være ned mot 1 tonn karbon per dekar ned til samme dyp (se figuren over). Dette gir ulike utgangspunkt for gårdbrukere med hensyn til drift, hva som er hensiktsmessig å dyrke og om det er realistisk å lagre mer karbon. Er utgangsnivået i jorda lavt, kanskje ned mot kritisk grense på 1,5 % karbon, er det større muligheter for at ulike tiltak kan øke innholdet av karbon enn om det er et høyt utgangsnivå, eksempelvis nærmere 5 % eller mer. I jord med høyt innhold av organisk materiale kan målet om å hindre nedgang i karboninnholdet være et "hårete" nok mål i seg selv. Videre vil en promille endring i et fra før høyt nivå av karbon være vanskeligere å verifisere enn om det er lavt i utgangspunktet. 

Jordkarbon er en del av gårdens karbonregnskap

Ved å bruke jordanalyser og karbonkalkulatoren for jord får man et mer korrekt mål på mengden jordkarbon. Resultatet vil de fleste steder vise at gårdbrukerne forvalter en stor til veldig stor mengde jordkarbon. Det kan være oppmuntrende å ha data på dette, både for dokumentasjonens del, men også for å kunne sette karbonutslippene i gårdsdrifta i sammenheng med hvor mye jordkarbon man forvalter. Ved å bruke jordanalyser og data fra før og etter et tiltak kan man også finne ut hvor stor endring det er blitt i karboninnholdet i selve jorda. Jordkarbon er en viktig del av gårdens karbonregnskap. På gårdsnivå kommer i tillegg karbon inn i jorda og til gården via fotosyntesen og mistes ved nedbryting av organisk materiale (Pommeresche m.fl. 2019). Andre karbonkilder i karbonregnskapet er planterøtter, jordliv, avlinger, gjødsel, drivstoff, kraftfôr m.m.

Karbonlagring i jord er utfordrende

Med stigende temperaturer under norske forhold vil det være vanskelig å hindre at karboninnholdet i jorda går ned over tid. Etter Grønlund m.fl. (2010) sine estimater kunne i 2010 bare netto karbonbinding påvises i skog, mens myr og åpen fastmark trolig er i tilnærmet karbonbalanse, mens det sannsynligvis tapes karbon fra norske jordbruksarealer. I Sverige kan en vise til økning fra 2,48 % til 2,67 % karbon i snitt for jordbruksjord (0-20 cm) fra 1988 og frem til 2015, men dette forklares med store endringer i jordbruksdrift med skifte fra åpenåkerdrift (korn) til flerårig eng/beite over større arealer (Poeplau m.fl. 2015). Det er imidlertid mange spennende prosjekter i gang for å finne metoder for å motvirke karbontap og med tro på karbonbinding. Flere rapporter peker på hvilke tiltak som virker mest lovende (Hansgård 2013, Serikstad m.fl. 2018, Rasse m.fl. 2019, Rygh m.fl. 2020).

Gratis i bruk

Karbonkalkulatoren er utviklet gjennom ulike prosjekter knyttet til jordsatsing, finansiert av Landbruksdirektoratet. Den kan lastes ned gratis ved å skrive bit.ly/karbonkalkulator i URL-feltet. Det lastes da automatisk ned en Excel-fil, som legger seg i mappen Nedlastninger. Kalkulatoren virker forøvrig bare i Excel på en datamaskin, man vil derfor ikke kunne bruke den på mobil.

Kalkulatoren har noen feilkilder og er derfor ikke hundre prosent nøyaktig. Likevel mener vi at man ved å bruke denne relativt enkle formelen og egne jordprøver kan få gode anslag på karbonbanken på egen gård. Ønsker noen gi konkrete innspill til forbedringer kan det gjøres via epost til Reidun Pommeresche eller Sissel Hansen (sissel.hansen@norsok.no) ved NORSØK.

Referanser

Grønlund, A. m.fl. 2010. CO₂-opptak i jord og vegetasjon i Norge. Bioforsk Rapport nr. 162, 2010

Hansgård, H. 2013. Mengde og fordeling av organisk materiale i norsk åkerjord ved ulike systemer for jordarbeiding. Bacheloroppgave, Høgskolen i Hedmark

Lal, R. m.fl. 2015. Carbon sequestration in soil. Current Opinion in Environmental Sustainability, 15C, 79-86

Lågbu, R. m.fl. 2018. Jordsmonnstatistikk Norge. NIBIO Rapport nr. 13, 2018

Poeplau, C. m.fl. 2015. Positive trends in organic carbon storage in Swedish agricultural soils due to unexpected socio-economic drivers. Biogeosciences 12, 3241-3251

Pommeresche, R. m.fl. 2019. Karbondynamikk i landbruksjord. NORSØK Faginfo nr. 2, 2019

Pribyl, D.W. 2010. A critical review of the conventional SOC to SOM conversion factor. Geoderma 156, 75-83

Rasse, D. m.fl. 2019. Muligheter og utfordringer for økt karbonbinding i jordbruksjord. NIBIO Rapport nr. 36, 2019

Rygh, O.C. m.fl. 2020. Nasjonalt program for jordhelse. Landbruksdirektoratet rapport 13/2020

Serikstad, G.L. m.fl. 2018. Karbon i jord – kilder, handtering, omdanning. NORSØK Rapport nr. 9, 2018

Les mer

Bysveen, K. 2023. Mindre dur og mer mold. NLR Innlandet, nlr.no 25.9.2023

Bysveen, K. 2022. Grovfôrdyrkerne er flinkest i klassa på karbon i jord. Buskap nr. 3, 2022

Husted, M. 2023. Kulstof i jord - måling og modellering. Innovationscenter for økologisk landbrug. icoel.dk 14.2.

Moinet, G. Y. K. m.fl. 2023. Carbon for soils, not soils for carbon. Global Change Biology, 29, 2384–2398                                                https: //doi.org/10.1111/gcb.16570

Pommeresche, R. & T. Rittl 2024. Karbon og biologisk aktivitet i jord med eng- og potetdyrking (K-BEP). NORSØK Rapport nr. 2, 2024

Skøien, S. 2022. Karbonlagring i jord reduserer klimaavtrykket av melk. Buskap nr. 4, 2022