Mindre pløying og mer jorddekke - en klimaløsning for jordbruket?

Dyrkingssystem som baserer seg på minimal jordarbeiding og mye jorddekke

Conservation Agriculture (CA) beskriver et dyrkingssystem basert på et sett med 3 prinsipper for planteproduksjon: (1) direktesåing av planter med så lite forstyrrelse av jorda som mulig (dvs. redusert, eller ingen jordarbeiding), (2) permanent jorddekke med planterester eller dekkvekster og (3) allsidig vekstskifte. Redusert jordarbeiding er pløyefri dyrking med lav intensitet i jordarbeidingen sammenlignet med ordinære, eller mer intensive systemer som ofte innebærer en hel del jordarbeiding. I CA etterstrebes det å bruke direktesåing, dvs. å etablere ny plantebestand uten forutgående jordarbeiding før såing og minimal jordforstyrrelse under såing. Redusert jordarbeiding, med en eller flere grunne harvinger – typisk maks 5-10 cm dybde, kan riktignok også inngå som en del av CA.

«No-till»/redusert jordarbeiding

I det europeiske prosjektet SoilVeg var målet å forbedre jordkvalitet og styrke ressursbruken i økologisk grønsaksproduksjon ved å introdusere en praksis uten jordarbeiding. I prosjektet ble ulike effekter av ulike behandlinger (ingen behandling, grønngjødsling og no-till) sammenlignet. Forskerne fant at jordarbeidingsfri praksis kan ha en større samlet miljøgevinst enn tiltak knyttet til bruk av grønngjødsel i økologiske dyrkingssystem for grønnsaksproduksjon. Null-jordarbeiding skåret bedre på miljørelaterte indikatorer som mindre bruk av fossilt brensel, tap av næringsstoffer og samlet biodiversitet. På den andre siden resulterte pløyefri praksis til lavere avlinger og kvalitet sammenlignet med grønngjødslingspraksisen.

I en britisk undersøkelse, utført av University of Nottingham, vurderte de effekten av null-jordarbeiding over en rekke tidsperioder (1-15 år) på karbonlagring og utslipp av klimagasser i Storbritannia. Resultatene sammenlignet de med resultater fra kontroller der det ble utført ordinær jordarbeiding. Netto globalt oppvarmingspotensial var 30 % lavere under null-jordarbeidingssystemer som følge av lavere karbondioksidutslipp, med størst effekt etter lengre perioder uten jordarbeiding. Samtidig økte karbonlageret i jorda, mens temperaturfølsomheten for jordrespirasjon ble redusert over tid i null-jordarbeidingssystemene sammenlignet med jorda i de ordinære dyrkingssystemene. Studien konkluderer med at null-jordarbeiding kan spille en avgjørende rolle i både reduksjon av klimagassutslipp og samtidig øke karbonbinding i jord og på den måten være med på å dempe klimaendringene.

I en annen studie (Krauss m.fl., 2022) har forskere undersøkt om redusert jordarbeiding i økologisk landbruk øker mengden karbon i jorda. Studien er basert på totalt ni feltforsøk i Frankrike, Tyskland, Nederland og Sveits, der de sammenlignet redusert jordarbeiding i økologisk drift med konvensjonell jordarbeiding med pløying. Forsøkene hadde blitt drevet mellom 8-21 år og lå på ulike jordarter med ulikt leirinnhold. Jordprøvene ble tatt på ned til en meters dyp, noe som er dypere og gir et mer fullstendig bilde av karbonlageret i jorda sammenlignet med flere tidligere studier. Totalt sett økte mengden organisk karbon i jorda med 3,6 % (0-100 cm), imidlertid var avlingsbiomassen i snitt 8 % lavere ved redusert jordarbeiding. Forfatterne konkluderer med at redusert jordarbeiding har potensiale til å øke karbonlagringen i økologisk jordbruk, men at det trengs ytterligere forskning og utvikling for kunne gjøre det uten avlingstap.  

Det er motstridene resultater mht. effekten av ingen jordarbeiding på karbonlagring og klimagassutslipp. NIBIO-rapporten "Muligheter og utfordringer for økt karbonbinding i jordbruksjord " beskriver det potensialet som endret jordarbeidingspraksis, inkludert null-jordarbeiding, kan ha på karbonlagring i jord. På bakgrunn av ulike registreringer over flere år konkluderer forsker Hugh Riley med at redusert jordarbeiding øker karboninnholdet i øverste del av jorda, men ikke lenger ned, slik at totalmengden i liten grad endres, sammenlignet med vanlig jordarbeiding, under norske forhold.

NORSØK-rapporten "Karbon i jord – kilder, handtering, omdanning"  diskuterer også hvorvidt redusert jordarbeiding bidrar til økt karbonbinding. Det trekkes frem at flere studier har vist at det ikke bindes mer karbon i jorda ved redusert jordarbeiding, men at plogfri jordarbeiding kan være gunstig for jordkvalitet og tilpasning til klimaendringer. Imidlertid kan metodens rolle i reduksjon av klimagasser være overvurdert.

Jorddekke

Et viktig prinsipp i CA, foruten lite jordarbeiding, er permanent jorddekke. En stor europeisk studie har undersøkt hvordan antallet vekster i vekstskiftet påvirker kornavling og multifunksjonaliteten i jorda på 155 forskjellige steder i Europa. Resultatene viste tydelig at avling, jordas evne til å utføre økosystemtjenester, så vel som det biologiske mangfoldet i jorda ble forbedret jo større del av året jorda var dekket med vekster i løpet av en tiårsperiode. Hvor mange ulike vekster det var i vekstskiftet hadde derimot begrenset betydning, bortsett fra når vekstskiftet var veldig ensidig. Det er likevel viktig å presisere at multifunksjonalitet i seg selv ikke gir høye kornavlinger. Det som er positivt for avlingsnivået er derfor ikke nødvendigvis bra for de viktige økosystemtjenestene. Arealbruken må derfor tilpasses slik at den ene fordelen ikke styrkes på bekostning av den andre.

Er bevaringslandbruk et viktig klimatiltak for jordbruket?

En dansk rapport om Conservation Agriculture beskriver effekten av CA på klimagassutslipp, miljø, jordkvalitet og biodiversitet med utgangspunkt i litteratur fra Danmark og sammenlignbare land. Rapporten konkluderer med at CA kan bidra til en utvikling mot en planteproduksjon med lavere klimapåvirkning, forbedret klimatilpasning og bærekraft. Den viser også at CA, sammenlignet med langvarig korndyrking med pløying og begrenset bruk av fangvekster, gir muligheter for å forbedre jordkvaliteten, øke karbonlagringen og det biologiske mangfoldet, samt redusere negative miljøeffekter av nitrogen og fosfor. Disse fordelene kan relateres til ett eller flere av de tre prinsippene for CA og forutsetter dermed ikke alltid at alle prinsippene anvendes på samme tid. Systemer med pløyefri dyrking, spesielt direktesåing, lykkes normalt best på godt drenert leirjord som har moderat til høyt karboninnhold. Fordelene ved å bruke CA sammenlignet med langvarig korndyrking med pløying med begrenset bruk av fangvekster er spart arbeidskraft, redusert drivstofforbruk, økt karbonlagring og biologisk mangfold, samt redusert nitrogentap og erosjonsrisiko. CA har også potensiale til å passe bedre i et våtere og mer variabelt klima på grunn av økt infiltrasjonskapasitet og redusert risiko for tilslamming og erosjon. Den nevnte rapporten fra NIBIO konkluderer også med at redusert jordarbeiding gir besparelser i drivstoffbruk, særlig ved bruk av direktesåing, noe som igjen vil bidra til reduserte klimagassutslipp.

Avhengighet og forbruk av kjemiske sprøytemidler, utslipp av lystgass og problemer med etablering av vekst trekkes frem som utfordringer knyttet til CA. Den største svakheten ved CA-dyrking er den store avhengigheten av sprøytemidler, særlig ugrasmiddelet glyfosat. I konvensjonelt jordbruk vil forbruket av kjemiske sprøytemidler ofte være større i CA enn i tradisjonelle, pløyde systemer. Mye tyder imidlertid på at CA-dyrking over tid kan føre til færre ugressproblemer enn ved kun redusert jordarbeiding. CA mangler likevel et godt alternativ til pløying, eller andre former for intensiv jordarbeiding ved dyrking av vekster som har spesielt behov for løs jord, eller ved påføring av fast husdyrgjødsel. Dessuten er det nødvendig å utføre de ulike operasjonene i CA til rett tid, noe som stiller store krav til driftsledelse. 

Mye tyder på at biodiversitet både over og under bakken kan bidra til å skape holdbare dyrkingssystem. Disse konklusjonene baseres riktignok oftest på studier som ikke tar hensyn til samspillet mellom jordbruksmetoder, miljøfaktorer og jordens egenskaper, eller til geografiske, kulturelle eller politiske forskjeller mellom land. Så selv om konklusjonene er riktige er de ikke nødvendigvis absolutte sannheter som kan anvendes hvor som helst. Det er dermed behov for å utvikle CA videre og minimere negative effekter av driftsmåten under forskjellige jord- og klimaforhold. Med økt innsats innen forskning og utvikling som kombinerer langvarige forsøk med CA-dyrking med kortvarige detaljstudier og undersøkelser i praksis vil en kunne danne seg et klarere bilde av potensialet for et slikt dyrkingssystem.

«No-till» i økologisk drift?

Det er vanskelig å praktisere CA i økologisk jordbruk fordi muligheten til ugrasregulering vha. jordarbeiding reduseres. I en kronikk skrevet av to danske rådgivere i økologisk landbruk, beskrives «low till», snarere enn «no till», som en realistisk ambisjon for økologisk landbruk under danske forhold. Altså ligger det ikke i dagen å kutte ut pløying helt i økologisk jordbruk, men det er mulig å redusere intensiteten av jordarbeidingen. Den største utfordringen er ugraskontroll. Mange konvensjonelle bønder benytter glyfosat, mens de økologiske mangler tilsvarende alternativ til plogen når det skal lages såbed og ugras skal kontrolleres. I økologisk drift er det derfor mest realistisk å snakke om «low till». Videre poengterer forfatterne at en omlegging fra å pløye til å drive mindre intensiv bearbeiding av jord nødvendigvis krever andre redskaper og maskiner – noen finnes på markedet allerede, mens nye vil bli utviklet i takt med at de nye metodene brer om seg.

Hellek Berge er en norsk økobonde som ønsker bedre jordhelse på gården sin. Hans hovedprinsipper for å øke jordhelsa er å: minimere fysisk påvirkning, minimere kjemisk påvirkning, øke mangfoldet via vekstskifte og dekkvekster, aldri ha bar jord og ha grønne planter så lenge som råd. Hellek har som mål å redusere skadelig jordarbeiding, noe som er en skikkelig utfordring for en som driver økologisk. Han mener nøkkelen til suksess er å lagre mer karbon i jorda, samtidig som en må ha mest mulig mangfold for å håndtere skadegjørere. Prinsippene er riktignok globale og lite konkrete og må tilpasses lokalt. Bonden har mange ideer som skal testes ut de neste årene. Som den danske kronikken omtaler har flere tiltak, som etablering av dekkvekster og flatekompostering, hittil gitt varierende resultater for økobønder, og påpeker at de største utfordringene er utvikling av maskiner og væravhengighet. Hellek er på sin side overbevist om at redusert jordarbeiding er veien å gå for hele landbruket fordi FNs mat og landbruksorganisasjon, FAO, sier det samme og det handler om å se jordhelse, plantehelse og menneskehelse i sammenheng. Han mener det er avgjørende å få til dyrkingsmetoder som øker jordhelsa for å kunne drive korndyrking i et evighetsperspektiv.

Referanser

Cooper, H. V., Sjögersten, S., Lark, R. M. & Mooney, S. J. 2021. To till or not to till in a temperate ecosystem? Implications for climate change mitigation. Environmental Research Letters, 16(5), 054022

Garland, G., Edlinger, A., Banerjee, S. m.fl. 2021. Crop cover is more important than rotational diversity for soil multifunctionality and cereal yields in European cropping systems. Nat Food 2, 28–37 (2021)

Hallin, S. 2021. Skörden blir bättre ju större del av året marken är bevuxen. SLU-nyhet, slu.se, 27.01.21 

Kemper, L. 2019. Beyond SoilVeg: Identifying the potential for no-till systems. projects.au.dk, 1.8.2019

Knapp, S. & van der Heijden, M.G.A. 2018. A global meta-analysis of yield stability in organic and conservation agriculture. Nat Commun 9, 3632, 2018

Krauss, M., Wiesmeier, M., Don, A., Cuperus, F., Gattinger, A., Gruber, S., ... & Steffens, M. 2022. Reduced tillage in organic farming affects soil organic carbon stocks in temperate Europe. Soil and Tillage Research, 216, 105262

Munkholm, L. J., Hansen, E. M., Melander, B., Kudsk, P., Jørgensen, L. N., Heckrath, G. J., Ravnskov, S. & Axelsen, J. 2020. Vidensyntese om Conservation Agriculture. DCA Rapport nr. 177, Aarhus Universitet, Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug

Knudsen, N.-K. E. & Markussen, C. 2021. Økologisk «Low Till» - så langt er vi. Økologisk landbrug, nr. 668

Rasse, D., Økland, I. H., Bárcena, T. G., Riley, H., Martinsen, V., Sturite, I., ... & Budai, A. E. 2019. Muligheter og utfordringer for økt karbonbinding i jordbruksjord. NIBIO Rapport nr. 36, 2019

Warlo, J. 2018. Framtidsbonden Hellek Berge. smabrukarlaget.no, 3.4.2018

Les mer

EPOK 2022. Ekologiskt, regenerativt, agroøkologi.... - vad är skillnaden? Ekofakta.se

Petersen, M.E. m.fl. 2022. Øget kulstofbinding i økologiske grønsager. Efterafgrøder og grøngødning kan redde grønsagsmarker fra kulstoftab. Inspirationskatalog. Innovationscenter for Økologisk Landbrug

Torppa, K.A. & A.R. Taylor 2022. Alternative combinations of tillage practices and crop rotations can foster earthworm density and bioturbation. Applied Soil Ecology 175, July 2022, 104460