Tuesday, 9 February 2010

Vi laddar med kväve utan att ha en susning....

Störningar i kvävecykeln identifieras som ett av tre områden (tillsammans med klimatreglering och biologisk mångfald) där vi har överskridit tröskeln för stabil utveckling (Rockström m.fl. 2009). Kväve är det vanligaste ämnet i luften. Atmosfären består av cirka 78 procent kväve. Denna kvävgas är i princip inte biologiskt aktiv men kan omvandlas till biologiskt tillgängligt kväve t.ex. genom blixtar och eld eller genom biologiska processer, såsom symbiotisk kvävefixering av Rizobium-bakterier i baljväxtrötterna eller av fixering av blågröna alger (kallas numera cyanobakterier). Kväve ingår som en viktig del av alla proteiner och aminosyrer samt i nukleinsyror som RNA och DNA. Förändringarna i kvävecykeln tillhör de mest dramatiska förändringarna i vår miljö, jämförbart med förändringen i kolcykeln. Mängderna biologiskt aktivt kväve ökade nio gånger mellan 1890 och 1990, med den största ökningen de senaste femtio åren (se figur). Ökad användning av konstgödsel är den dominerande orsaken. Man beräknar att kvävet kommer att öka från 165 miljoner ton till 270 miljoner ton år 2050, en ökning med sextiofyra procent. Mer än hälften av all konstgödsel som använts av människan har använts
under perioden 1985 till 2005 (MEA 2005). Därför är det för tidigt för att se vilka effekter denna kraftiga ökning av kvävetillförseln kan ha globalt. Lokalt ser vi redan stora effekter.

Kväve spelar som sagt en stor roll i livsprocesser, och den kortsiktiga effekten av att kvävehalterna ökar är att tillväxten t.ex. av skog ökar. Dock missgynnas vissa arter av att de mer kvävehungriga arterna tar över (t.ex. så gynnas gräs i förhållande till örter). Överskott av kväve och fosfor (ett annat viktigt växtnäringsämne som tillförs med konstgödsel) är enligt Millennium Ecosystem Assessment en av det enskilt viktigaste faktorerna för förändringar i våra
ekosystem. Utflödet av kväve i haven har ökat med 80 % mellan 1860 och 1990. Denna siffra döljer dock att utflödet i vissa områden har varit i stort sett konstant, medan Nordsjön, nordöstra USA och Kinas kust har fått ta emot tio till femton gånger så mycket kväve som tidigare. Detta utflöde leder till övergödning av floder, sjöar och hav, med stora effekter bl.a. på artsammansättningen.

Kvävegödseln leder också till att dricksvatten får högre ochhögre halter av nitrat. Kväve spelar också roll för bildandet av marknära ozon, vilket leder till skador på växtlighet (MEA 2005). Inte minst anses överskott av kväve vara kritiskt för de återkommande algblomningarna. Dessa i sin tur står i samband med döda zoner i haven, t.ex. stora områden i Mexikanska golfen och i Östersjön. Kvävegödseln orsakar förluster av andra näringsämnen, såsom kalcium och fosfor, samt försurning av jordar och vattendrag (IAASTD 2009). Slutligen är kvävegödslingen en viktig faktor för utsläppen av växthusgaser. Dels är framställningen i sig mycket energikrävande, dels orsakar användningen ökad avgång av lustgas. De ensidiga odlingssystem
som kan förbindas med användning av konstgödsel leder också till nedbrytning av kolet i jorden, vilket bidrar till växthuseffekten.

Vi har ”laddat” jordbrukssystem med mer och mer kväve och fosfor. Till att börja med kunde jorden delvis ta hand om det, men nu pyser det och läcker överallt. Eutrofieringen är ett betydande miljöproblem i alla de länder där ett industriellt jordbruk bedrivs. Användning av kvävegödsel ökade från 11 miljoner ton 1960 till 85 miljoner ton 2003 (MEA 2005). Samtidigt
var kväveförlusterna från jordbruket i världen cirka 95 miljoner ton 1990, dvs. huvuddelen av allt kväve ödas bort. Förlusterna består av denitrifikation, utlakning, erosion och frigöring av ammoniak. Av denitrifikationen (som orsakas av bakterier) avgår det mesta som kvävgas, men 5–7 procent avgår som dikväveoxid, som är en potent växthusgas. Kväveförlusterna beräknas
fortsätta, och öka, i samma takt som användningen av konstgödsel (Ayres 1998). I USA uppskattas att hälften av den konstgödsel som används, används för att kompensera för de näringsförluster som orsakats av erosion (Montgomery 2007). Dessa förluster är inte bara ett ekonomiskt och agronomiskt problem, de är i ännu större utsträckning ett miljöproblem.

Kvävetillförseln i de flesta industrialiserade jordbrukssystemen kommer främst från djurgödsel och konstgödsel. Man kan inte se djurgödsel som en extern tillförsel, den är en direkt följd av djurproduktionen. Djurproduktionens och gödselns innehåll av kväve kommer från växtodlingen och innebär ingen nettotillförsel till systemet såsom kvävefixering och konstgödsel. Därför är alla jämförelser där man mäter t.ex. närsaltsutsläpp från mark som gödslats med konstgödsel respektive naturgödsel meningslösa. Mängden naturgödsel är bestämd av vår konsumtion av animalier, och gödseln skall självfallet tillbaks till jorden oavsett om jordbruket drivs med eller utan konstgödsel. Drivs det med konstgödsel betyder det bara att utsläppen från konstgödseln skall läggas till utsläppen från kreatursgödseln. I genomsnitt använder OECD-länderna betydlig mer kväve än man tar ut från jordbruket.

Länder som Korea och Nederländerna med mycket intensiva jordbruk använde i slutet av 1990-talet mer än 250 kg kväve mer per hektar än vad man tog ut i form av produkter. Och dessa siffror inkluderar i själva verket inte alla kvävekällor (OECD 2001). I Kina har användningen av kvävegödsel ökat mycket snabbt. Effektiviteten, eller skall vi säga verkningsgraden, av detta kväve är mycket låg. I genomsnitt använder man 1 kg kväve/ha mer
för veteodling än vad som finns i skörden, 18 kg/ha för ris och 120 kg/ha för majs. Förlusterna uppgår till mellan 50 procent och 85 procent (Wenqi m.fl. 2008). IAASTD bedömer att effektiviteten av kväve är mindre än 30 procent för risodlingar i Sydasien och Sydostasien. Utbytet av användning av kvävegödsel i spannmålsodlingar har försämrats drastiskt globalt (se figur). Kring 1960 resulterade användningen av ett ton konstgödsel i en ökad skörd med cirka 75 ton, medan det på slutet av 1990-talet bara resulterade i en ökad skörd med 25 ton, återigen ett exempel på minskad marginalnytta (IAASTD 2009).

Mitt grundtips är att ökningen av av aktivt kväve i biosfären är nästa "miljöskandal" tillsammans med antibiotikaresistens och kanske något miljlögift.

2 comments :

Lena Bergman said...

Skrämmande och utmärkt sammanfattning!
Önskar utnyttja texten i samband med ett anspråkslöst projekt (SNF) om Skog i Sörmland. Landets markägarorganisationer hejar på för ökad gödsling, ökade uttag för bioenergi och "översyn" av diken. Resultat: markutsugning och vattenföroreningar,skador på grundvatten genom mekanisk markförstöring, markberedning och maskinskador)

Gunnar Rundgren said...

Lena, du får gärna använda mina texter. Gunnar