Karbonlandbruk - Carbon farming

Karbonlandbruk ("carbon farming" på engelsk) er måter å dyrke på som fører til mer lagring av karbon i jorda. Økt karboninnhold i jord leder til god jordhelse og kan gi større avlinger. Samtidig bidrar det til å forminske utslippet av drivhusgasser som CO2, ettersom karbonet som bindes i jorden ikke tapes til atmosfæren. Slik dyrking er dermed et godt tiltak for å forbedre tilstanden til jordbruksjord, samtidig som det er et klimatiltak. Karbonlandbruk har fått et stort fokus i nasjonal og internasjonal klimapolitikk. I forskningen som har fulgt i kjølvannet er flere gjennomgående emner og utfordringer blitt synliggjort.

beite og vann_mb
Omlegging til gras kan gi økt karbonlagring i jord, men effekten kan oppveies av karbonutslipp ved husdyrproduksjon. Foto: Marianne Bechmann

Karbon som ligger lagret i jord er en viktig del av det globale karbonkretsløpet:

jorden inneholder to til tre ganger så mye karbon som atmosfæren. Derfor kan relativt små endringer i innhold av karbon i jord ha betydelige effekter på CO2-innholdet i atmosfæren og det globale klimaet. I tillegg til denne klimaeffekten har organisk karbon i jord viktige funksjoner, som for eksempel å lagre og frigjøre næringsstoffer for plantevekst, og ved å bidra til god jordstruktur gjennom aggregatdannelse. God jordstruktur beskytter mot erosjon, holder på mer plantetilgjengelig vann, skaper et gunstig habitat for jordorganismer og beskytter derved jordens artsmangfold.

Det er godt dokumentert at intensive jordbruksmetoder har ført til en reduksjon i karboninnholdet i jord. Tap av karbon i jord, enten som følge av biologisk nedbryting eller erosjon, er en stor trussel mot klima, landbruksjordas produksjonsevne og mot artsmangfold. Tap av karbon i jord er en stor utfordring som vil bli ytterligere forverret av en økning i jordtemperatur under klimaoppvarming, noe som kan slå uforholdsmessig sterkt ut i Norge siden vi har kaldt klima og høyt karboninnhold i jord. Det er derfor ønskelig å reversere denne trenden, både som et klimatiltak og med tanke på matproduksjon.

Metoder
Målene med tiltakene for å øke karbonlagring i jord er å påvirke jordens klima de neste 100 år og utover det. Vi har et akutt behov for løsninger med hundreårsperspektiv. Det er et vanskelig paradoks, men noe både forskere og beslutningstakere må akseptere. Det betyr at vi må planlegge godt og ambisiøst nå, slik at vi på en god måte kan dokumentere effektiviteten av de metodene vi har valgt i dag over tid.

Avhengig av flere faktorer kan en karbonforbindelse ligge stabilt lagret i jord ifra dager til århundrer. Det er ønskelig å lagre karbonet i former som er stabile i lang tid. Siden karbonet vil frigjøres igjen før eller siden, må man ideelt sett sørge for en stadig tilførsel og stadig hindre tap for å lagre mest mulig karbon i jorda til enhver tid.

Ved NIBIO forskes det på flere metoder innen karbonlandbruk. Disse kan du lese om ved å klikke på lenkene til venstre. Sentralt står målet om å gjøre det lønnsomt å velge en bærekraftig dyrkingspraksis.

I rapporten «Muligheter og utfordringer for økt karbonbinding i jordbruksjord», skrevet av Rasse m.fl. (2019), ble et bredt spekter av metoder innen karbonlandbruk vurdert i norsk sammenheng. Av disse ble biokull, bedre forvaltning av utmarksbeite, større rotsystemer og fangvekster trukket frem som tiltakene med størst potensial.

Fangvekster er for eksempel et tiltak med sikker effekt som er enkelt å ta i bruk i Norge. Vårsådd korn utnytter ikke hele vekstsesongen. Ved å dyrke fangvekster i forbindelse med korn får man produsert mer biomasse ved å utnytte hele vekstsesongen, og jorda tilføres mer karbon enn ellers. I Norge er fangvekster brukt på bare 0,8% av arealet der det dyrkes korn. Hvis vi øker denne andelen til 60%, kan vi binde 0,2Mt CO2 i året.

Biokull er et annet tiltak som får stor oppmerksomhet – det har det største potensialet av vurderte tiltak i den nevnte rapporten for å bidra til økt karbonlagring i landbruksjord i Norge (0,9Mt CO2 i året). Samtidig løser det avfallsproblemer og bidrar til økt jordkvalitet.

Detaljert vurdering av alle metodene finnes i rapporten (se lenke under publikasjoner nederst på siden).

Det er mange nyanser som gjør det vanskelig å si uten videre om en metode for økt karbonlagring i jord fører til en netto reduksjon i drivhusgasser i atmosfæren. Eng binder for eksempel mer karbon enn åker, mens metanutslippet fra drøvtyggere bidrar i motsatt retning. Lenkene til venstre leder til tekster som presenterer slike nyanser, utfordringer med forskning, kartlegging og potensiale for metodene i Norge.

 

Historikk

Det er i dag mye internasjonalt fokus på karbonlandbruk og overvåkingsmetoder for å sikre tiltakenes suksess. Metodene innen karbonlandbruk har fått mer oppmerksomhet i nyere tid i takt med at bærekraft har blitt satt høyere på agendaen. NIBIO deltar i flere viktige internasjonale nettverk med fokus på karbonbinding i jord som har oppstått gjennom tidene. Fokuset har særlig økt etter Kyotoavtalen ble vedtatt. Her følger en kort historikk fra siden den gang:

1992: Kyotoavtalen inngås. Partene forplikter seg blant annet til å ta med landbruksjordas bidrag i beregningen av deres regnskap for drivhusgasser (artikkel 3, 4. avsnitt). Dette blir starten på et økt internasjonalt fokus på karbonbinding i jord.
2009: Global Research Alliance for Agricultural Greenhouse Gases dannes. Opplysninger om NIBIOs og NMBUs bidrag finnes her (på engelsk).
2015: Parisavtalen fra klimatoppmøtet i Paris setter karbonbinding i jord på agendaen igjen etter en periode med stillstand på området. Medlemslandene viser samlet og stor interesse for dette, noe som ikke var forventet. Karbonbindingsinitiativet 4-per-1000 lanseres.
2017: CIRCASA-prosjektet, med mål om å styrke koordinering og synergier i europeisk og global forskning på binding karbon i jordbruksjord, settes i gang. NIBIO bidrar som norsk deltager.
2020: European Joint Programme on Soil – et prosjekt for å finne bærekraftige løsninger for forvaltning av landbruksjord, blant annet med fokus på karbonbinding i jord – settes i gang.
2022: Prosjektet PrepSoil, med hovedmål om å implementere EUs samfunnsoppdrag om jord, starter opp.

Publikasjoner

Til dokument

Sammendrag

En oppsummering av utredning som tar hensyn til både vitenskapelige funn og praktisk erfaring viser: Positive effekter mht. forbedring av jordkvalitet, men begrenset avlingseffekt i Norden Samlete funn fra internasjonal forskning viser generelt at biokull bidrar positivt til både forbedring av jordkvalitet og avling. Forskning fra Norge og Norden viser en beskjeden positiv effekt på jordkvalitet, og ingen effekt på planteavling når ubehandlet biokull ble tiført dyrkingsjorda. Innblanding av biokull i næringsrik biorest (fra biogassanlegg) har enten ingen eller en liten positiv effekt på planteavlinger, og vi anbefaler mer forskning for optimalisering for slik bruk. Biokull kan forbedre komposteringprosesser og redusere klimagassutslipp under kompostering Biokull bidrar positivt til forbedring av komposteringsprosesser, og de fleste studier viser en reduksjon i produksjon av N2O og CH4 under kompostering med biokull, samt redusert tap av NH3. Effekten av biokull er størst når biokull tilsettes ved oppstart av en komposteringsprosess. Biokulltilsetning gir raskere kompostering og et mer stabilt og hygienisert produkt. Kompost-biokull-blandinger gir ikke økt planteavling sammenlignet med kompost uten biokull. Biokull i gjødselvarer kan gi økt avling, og bedre utnytelse av næringsstoffer, men teknologien trenger videre utvikling og det finnes ingen slike produkter på markedet i Norge. Internasjonal forskning viser at når biokull brukes som del av en gjødselvare, øker avlingene i snitt med ca. 17% sammenlignet med kontrollbehandlinger med samme mengde N-gjødsling, men uten biokull. Binding av næringsstoffer på biokulloverflater krever mer avansert teknologi enn opprinnelig antatt. Mens mye forskning pågår internasjonalt og i Norge, har vi ingen produkter på markedet i Norge for utprøving. Utvikling av biokullfilter for gjenvinning av NH3 i gjødselværer kan også bli en lovende teknologi. Biokull i fôr til husdyr kan bedre dyrehelse Tilskudd av biokull i dietten til fjørfe, svin og drøvtyggere har vist å kunne bedre dyrehelse og redusere sykdom forårsaket av en rekke patogene bakterier. Undersøkelsene er utenlandske, og det er ikke gjennomført forsøk i Norge som kan vise slike resultater. Forsøk gjennomført av NIBIO viser at tilsetning av 2 % biokull i fôret til lam i 6 uker ikke påvirket totalt fôropptak. Tilsetning av biokull ved fôring av smågris utført på gårder i Innlandet viste redusert forekomst av diaré, og i noen tilfeller vektøkning. Ellers varierte resultatene mellom dyreinnsett, uten klare positive eller negative effekter. Varierende effekter på binding av tungmetaller, avhengig av jordtype og type biokull Forsøk med ulike typer forurenset og naturlig tungmetallrik jord (bl.a. alunskiferjord) der biokull ble tilsatt for å redusere opptak i planter, har vist varierende effekt mht. ulike tungmetaller, ulike typer biokull og ulike typer jord og planter. Biokull med gode bindingsegenskaper bør testes for å optimalisere denne anvendelsen.

Sammendrag

SoilCare er et femårig forskningsprosjekt finansiert av EUs Horisont2020-program som startet 1. mars 2016 og avsluttes 31. august 2021. Prosjektet er et samarbeid mellom 28 europeiske partnere med studieområder i 16 ulike europeiske land. Målet med prosjektet var å undersøke potensialet til jordforbedrende tiltak, samt identifisere og teste områdespesifikke jordforbedrende dyrkingssystemer med antatt positiv effekt på lønnsomhet og bærekraft i Europa. NIBIO er norsk partner i prosjektet, med studieområder på Østlandet (Viken og Innlandet), og har testet metoder for å bedre jordkvaliteten i Norge i samarbeid med Norges landbruksrådgivning (NLR). Denne samlerapporten beskriver arbeidsprosessene og oppsummerer resultater fra de norske studieområdene, med valg/prioritering av interessenter, idéverksteder for å identifisere årsaker til redusert jordkvalitet og mulige tiltak, utprøving av tiltak i feltforsøk, og medvirkning for å utvikle strategier for videre implementering, samt evaluering av resultater. Basert på resultatene fra studieområdene gis det følgende anbefalinger: utarbeide et mer fleksibelt system for økonomiske virkemidler, revidere de eksisterende virkemidlene og inkludere mer ambisiøse og langsiktige mål, lage målsettinger for jord og god jordforvaltning i eksisterende lovgivning, samt etablere mekanismer for effektiv kunnskapsformidling og utveksling.

Sammendrag

Denne publikasjonen presenterer en ny metodikk for estimering av endringer i lageret av jordkarbon som følge av arealbruksendringer på mineraljord. Metodikken er utviklet for bruk i den nasjonale rapporteringen av arealbrukssektoren under FNs klimakonvensjon. Metodikken baserer seg på den enkleste tilnærming i følge IPCC sine retningslinjer, en såkaldt Tier 1. Tier 1 metodikken baseres i stor grad på standardverdier fra retningslinjene (IPCC default), men trenger en kopling mot nasjonal arealinformasjon. Denne koplingen beskrives i rapporten. Metodikken tar utgangspunkt i standardverdier for lageret av jordkarbon (SOCREF). Disse er basert på jordtype-grupperinger og klimasone som stammer fra en verdensdekkende jorddatabase. Endringer i jordkarbon etter arealbruksendring estimeres ved hjelp av SOCREF i kombinasjon med et sett faktorer (også standardverdier) som er arealbruksavhengige. Metodikken legger til grunn at endringer i jordkarbon skjer lineært over 20 år (ifølge 2006 IPCC Guidelines). Grunnleggende informasjon for å kunne kople standardverdier mot arealer på en konsistent måte er stort sett manglende for Norge på nasjonal skala. Rapporten gir derfor detaljert informasjon om de datakildene som har vært brukt til å kunne definere hvilke standariserte verdier som tilhører et bestemt areal i overgang....

Sammendrag

Denne rapporten er utarbeidet på oppdrag for Landbruksdirektoratet til Klimakur2030. Rapporten omhandler utredning av fangvekster som klimatiltak. Utredningen inkluderer en vurdering av hvilke områder og arealer som er egnet til å dyrke fangvekster og i hvilke områder fangvekster kan ha best effekt. Det er produsert fylkesvis arealstatistikk for potensielle korndyrkingsarealer basert på det detaljert jordsmonnkartlagte arealet av fulldyrka og overflatedyrka jord. Den nye arealstatistikken er brukt for å estimere det totale potensialet for dyrking av fangvekster i korn. Det er også laget arealstatistikk for dyrking av fangvekster etter høsting av tidligkulturer som grønnsaker og poteter i Vestfold. Basert på arealer egnet for dyrking, samt anslått gjennomføringsgrad er det vurdert muligheter for utslippsbesparelser gjennom karbonbinding i jordbruksjord og lystgassutslipp med hovedvekt på perioden 2021-2030. Det er også gjort kostnadsberegninger, både privatøkonomisk og samfunnsøkonomisk for ulike dyrkingsmetoder av fangvekster. Videre er det gjort vurderinger av aktuelle arter av fangvekster som er passende og aktuelle for det norske klimaet. Det er lite kunnskap om hvilke arter som gir best karbonlagring for norske forhold. I rapporten er det gitt oversikter over og avgrenset hva som skiller de ulike begrepene fangvekster, dekkvekster, underkultur og grønngjødsling fra hverandre.

Sammendrag

Tiltak for bedre vannmiljø kan ha synergi med tiltak for reduserte klimagassutslipp, økt karbonbinding i jord og klimatilpasning. Temakart fra Kilden og digitale verktøy kan gi gårdbrukere og rådgivere mulighet for å planlegge tiltak som har positive effekter for klima, miljø og matproduksjon. Det gir grunnlag for å utarbeide tiltakspakker utarbeide tiltakspakker for utvalgte regioner og produksjoner.

Sammendrag

En økning i karbonlagring i landbruksjord er angitt som et viktig klimatiltak både internasjonalt og i Norge. Tiltaket er godt begrunnet: Jorden inneholder to til tre ganger så mye karbon som atmosfæren, noe som innebærer at relative små endringer i innhold av karbon i jord kan ha betydelige effekter på CO2-innholdet i atmosfæren og det globale klimaet. Det er godt dokumentert at intensive jordbruksmetoder har ført til en reduksjon i jordkarbon og derfor ønskes det en reversering av denne trenden (dvs. økt karbonbinding i jord), som tiltak både for klima og matproduksjon. I denne rapporten er det gjort vurderinger av hvordan dette kan gjøres i Norge og hvilken klimaeffekt som kan oppnås...

Sammendrag

Fangvekster sås sammen med korn eller etter tidligkulturer for å ta opp overskudd av næringsstoffer og redusere erosjon. Fangvekster øker karboninnholdet i jorda og reduserer ugrasmengden. Fangvekster har lenge vært anerkjent som et vannmiljøtiltak, og studier tyder på at det også er et aktuelt tiltak for å redusere klimagassutslippene fra jordbruket.

Til dokument

Sammendrag

There is growing international interest in better managing soils to increase soil organic carbon (SOC) content to contribute to climate change mitigation, to enhance resilience to climate change and to underpin food security, through initiatives such as international ‘4p1000’ initiative and the FAO's Global assessment of SOC sequestration potential (GSOCseq) programme. Since SOC content of soils cannot be easily measured, a key barrier to implementing programmes to increase SOC at large scale, is the need for credible and reliable measurement/monitoring, reporting and verification (MRV) platforms, both for national reporting and for emissions trading. Without such platforms, investments could be considered risky. In this paper, we review methods and challenges of measuring SOC change directly in soils, before examining some recent novel developments that show promise for quantifying SOC. We describe how repeat soil surveys are used to estimate changes in SOC over time, and how long‐term experiments and space‐for‐time substitution sites can serve as sources of knowledge and can be used to test models, and as potential benchmark sites in global frameworks to estimate SOC change. We briefly consider models that can be used to simulate and project change in SOC and examine the MRV platforms for SOC change already in use in various countries/regions. In the final section, we bring together the various components described in this review, to describe a new vision for a global framework for MRV of SOC change, to support national and international initiatives seeking to effect change in the way we manage our soils.