Det kompliserte nitrogenet og fangvekster

Så hvordan kan vi i landbruket redusere nitrogenavtrykket vårt?

Det er flere framgangsmåter. En av de er å dyrke fangvekster. Det vil alltid være nitrogen i landbruksjorda da det ikke er 100% opptak av det nitrogenet vi har tilført eller plantene har fiksert selv. For å unngå at dette nitrogenet forsvinner i form av utvasking eller fordamping er det bedre om fangvekster tar opp nitrogenet, som er igjen i jorda etter årets produksjon. Flere av vekstene vi bruker som fangvekster har muligheten til å få lange røtter slik at de vil kunne ta opp nitrogen som har blitt vasket nedover i jordprofilet i løpet av sommeren og høsten.

Plantene tar opp nitrogen som nitrat eller ammonium, og nitrogenet blir lagret i røtter og bladene til planta. 2-5% av plantenes biomasse er nitrogen. En stor del av dette nitrogenet er bundet i aminosyrer, som er byggesteinene til protein og klorofyll.

Nedbryting av planter

Nedbrytingen av planter skjer i all hovedsak ved hjelp av mikroorganismene i jorda. For at mikroorganismene skal kunne jobbe optimalt, er det viktig at de har en balansert diett mellom karbon og nitrogen, også kalt C/N-forholdet. Mikroorganismene bruker karbonet som energikilde og nitrogenet til å bygge opp protein, akkurat som cellene i kroppen din. C/N-forholdet i plantebiomassen vil avgjøre om mikroorganismene immobiliserer nitrogenet (høyt C/N-forhold) eller bryter den ned (lavt C/N-forhold).

Halm for eksempel, inneholder mye karbon i forhold til nitrogen, og er derfor tungt nedbrytbart. Mikroorganismene vil bruke det lettløselige nitrogenet som fins i bakken for å bygge opp seg selv, for å kunne bryte ned halmen. Det kalles immobilisering. Immobilisert nitrogen vil bli frigjort senere når bakteriene dør og blir brutt ned av andre mikroorganismer.

I motsatt ende av halmen har vi kløver med lite karbon i forhold til nitrogen. Hvis det ikke er nok karbon tilgjengelig vil mikroorganismene skille ut det nitrogenet de ikke trenger som ammonium. Det kalles mineralisering. Dette ammoniumet vil kunne omdannes til nitrat. Hvis ikke plantene tar opp nitratet vil det kunne vaskes ut, eller omdannes til nitrøse gasser og fordampe.

Balansen mellom immobilisering og mineralisering skjer ved et C/N- forhold på ca. 20. Halm har et C/N-forhold på 100, mens unge planteblader har C/N-forhold på under 10. Unge planter har ofte lavt C/N-forhold, men det er også variasjon mellom planter. Unge rug- eller raigrasplanter har høyere C/N-forhold en unge rapsplanter selv ved lik nitrogengjødsling. Det er fordi grasplantene her mer fiberinnhold en raps. I tillegg til C/N-forholdet vil også forholdet mellom karbon og fosfor og karbon og svovel være styrende for mikroorganismenes nedbryting av plantemateriale.

Plantenes innhold av karbon er relativt konstant og utgjør ca. 40 % av deres biomasse. Er nitrogeninnholdet i plantene kjent, vil vi kunne få en omtrentlig sammenheng mellom C/N-forhold og forventet mineralisering av nitrogen i plantene i løpet av ca. seks måneder etter omdanning. Tabellen under er hentet fra den danske boka Grøngøding: Efteravgrøder og dækavgrøder. Boka anbefales til alle som ønsker å lære mer om fangvekstenes forunderlige verden!

Når plantene fryser ut i løpet av vinteren, vil dette nitrogenet lekke ut av bladene og røttene og kunne tilbakeføres til jorda. Hva slags tilstand jorda di er i når nitrogenet tilbakeføres er avgjørende for nitrogenets videre vei, i tillegg til om fangvekstene er overvintrende eller utvintrende. Hos overvintrende fangvekster vil røttene i utgangspunktet overleve vinteren, og utlekkingen av nitrogen vil ikke være like stor som hos utvintrende fangvekster. Når vi avslutter de overvintrende vekstene til våren vil det nitrogenet som de har tatt opp bli frigjort senere i løpet av vekstsesongen.

Fangvekster lager god jordstruktur

God jordstruktur vil sørge for at vannet trekker rolig nedover i jordprofilet og en unngår overflateavrenning. Har jorda mange aggregater så vil det gi større overflate som vannet må passere på sin vei ned til grøftene. Hvis jorda ikke er vannmetta vil mer av vannet bli absorbert i jorda enn om jorda var dårligere strukturert. God jordstruktur vil også gjøre at jorda tørker raskere opp igjen, slik at luftutvekslingen kan starte opp igjen. Hvis det ikke er tilgang på oksygen vil nitratet i jorda blir omdannet til lystgass og forsvinne som gass.

Om det skulle bli lekkasje av nitrogen fra fangvekstene gjennom vinteren, så blir det ikke en netto økt utvasking av nitrogen fra jordet, sammenlignet om du ikke har hatt fangvekster. Dette gjelder vel og merke om du har fangvekster som ikke fikserer nitrogen. Har du eks. kløver eller vikker i blandingen vil netto-utvasking kunne øke. Da er vi igjen tilbake på det å sørge for at en har gode nitrogen-bevarende tiltak på skiftet sitt.

Selv om vi ikke greier å ta vare på all nitrogenet som fangvekstene har tatt opp, så vil dyrking av fangvekster være med på å forsinke når på året næringsstoffer kan lekke ut. Har du fangvekster vil det redusere utvaskingen fra nedbøren om høsten. En vinter med nedbør og milde temperaturer vil dog kunne føre til at det blir en utvasking av næringsstoffene som fangvekstene har tatt opp. Været på våren vil også spille inn på hvor mye som er igjen til årets kornavlinger.

Uvitenskapelig teori: For å få god jordstruktur, så må jordlivet ditt ha næring i form av nitrogen og lett- og tungt tilgjengelig karbon. Det får du fra å dyrke fangvekster. Når du har god jordstruktur så vil kanskje ikke problematikken med tap av nitrogen fra fangvekstene være så stor da god jord drenerer bedre, lufter og tørker raskere opp slik at nitrogenet ikke blir omdannet til former som lett vaskes ut eller fordampes. I tillegg vil jordas innhold av organisk materiale binde næringsstoffer som ellers kan vaskes ut.

Vit hva dine fangvekster inneholder- ta ut egne analyser.

Klipp fangvekstene i en rute på 50*50 cm. Vei prøven rå, tørk den ned, og vei igjen. For å finne avlingen på 1 daa, gang avlingen du fikk i ruta med 4. Send så prøven til mineralanalyse hos Eurofins eller Ofotlab. Med resultatene kan du regne ut hvor mye nitrogen det er i de overjordiske plantedelene fra fangvekstene, enten om det er tatt opp fra jorda eller fiksert ved nitrogenfiksering. Det gir deg en oversikt over innholdet av mengde næringsstoff. Hvordan du skal tilpasse gjødslingen etter det er vanskelig å si da det er så mange faktorer som påvirker hvor mye nitrogen som er igjen i jorda til årets planteproduksjon. I utgangspunktet anbefaler vi å følge standard gjødslingsnorm på våren. Så langt så har vi ikke nok informasjon om når, og hvor mye nitrogen som blir frigjort fra fangvekstene. For de av dere som har N-sensor og/eller N-tester er det mulig å anlegge en 0-rute ved delgjødsling. Senere i sesongen kan du måle hvor mye nitrogen plantene i 0-ruta har tatt opp sammenlignet med plantene som har fått gjødsel. Alternativt kan du ha en 0-rute uten fangvekster hvor du kan sammenligner næringsopptaket med resten av åkeren som har hatt fangvekster.

NLR Øst skal i gang med å teste ut hvor mye næringsstoffer som blir frigjort fra fangvekster, ved hjelp av drone med kamerateknologi, på tre steder i år. Det blir storskalaforsøk, hvor det er tatt avlingsregistrering og mineralanalyse i fjor. Det blir tre behandlinger: Normal vår og del-gjødsling, normal vårgjødsling med ingen delgjødsling, og ingen gjødsling i det hele tatt.

Som det meste annen biologi og kjemi her i livet er det ikke et enkelt sjablong-svar på hvordan vi skal forholde oss til nitrogenet fra fangvekstene. Naturen stopper aldri opp på et statisk nivå og det vil alltid være kjemiske og biologiske prosesser som går etter hvordan vi legger forholdene til rette. Vi må derfor legge forholdene til rette for optimal plantevekst, balansert gjødsling og god dyrking av fangvekster.