Förra veckan delade vi en artikel från Soil Science Society of America som påpekade fördelarna med att använda gödsel för att gödsla och förbättra jordar. Resultaten är inte förvånande. Otaliga försök har beskrivit de fördelaktiga resultaten av att sprida gödsel. Så varför använder vi fortfarande oorganiska konstgödselmedel? Andrew McGuires svar, efter att ha räknat, är att det helt enkelt inte finns tillräckligt med gödsel i världen för att producera den mängd mat som människor på planeten behöver.
Här är en sammanfattning av hans upptäckter. Du kan läsa de två artiklarna som detta är hämtat från (tillsammans med alla hans citat) här och här .
Hur mycket gödsel kan vi producera?
Processen att göra gödsel börjar med växter som äts av boskap som sedan ger oss "slut"-produkten. McGuire startade genom att titta på förlusterna av organiskt material i denna process:
• 57-81 % mellan foder och färsk utsöndrad gödsel (ASABE, 2005) som går till djurets tillväxt och underhåll
• 4-8 % förlorade vid insamling och transport (10-40 % av utsöndrad gödsel, NRCS 1995)
Med hjälp av dessa förlustsiffror och genomsnittliga skördar på ett tunnland majs eller ensilage som matats till nötkött i fodergårdar och mjölkkor i slutna verksamheter, fann han att köttboskap kunde producera 1,6 ton gödsel per hektar (lågt scenario) och mjölkkor 5,7 ton av gödsel per tunnland (högt scenario). (Se McGuires siffror i hans originalpost .)
"Överraskad?" han skriver. "Jag var. Detta är så lite att det skulle vara nästan omöjligt att sprida jämnt över ett tunnland. Och om du gjorde det skulle du knappt kunna se det.” (För att ge dig en uppfattning om hur olika spridningshastigheter för gödsel ser ut i ett majsfält delar McGuire denna länk där du kan gissa ton/acre. Det är ganska ögonöppnande.)
Hur mycket gödsel behöver vi för att tillföra näringsämnen till grödor?
Att ge en genomsnittlig avkastning på 174 bu. per tunnland majsgröda med det kväve den behöver, skulle vi behöva applicera 22,2 ton gödsel per tunnland. För att förse den med tillräckligt med fosfor krävs bara 3,8 ton gödsel per hektar. Tyvärr faller vår gödselproduktion under både i det låga scenariot och kan bara förse fältet med fosfor under det höga scenariot.
Baserat på hans siffror, som är baserade på en genomgång av litteraturen om detta ämne, drar McGuire slutsatsen att vi inte har tillräckligt med gödsel för att tillföra kväve och fosfor i de mängder som jordbruket behöver.
Kan gödsel ge det organiska materialet i jorden vi behöver?
Men gödsel gör mer än att bara ge kväve och fosfor. Det kan också ge organiskt material, en liten men avgörande del av jorden. När vi ökar organiskt material i marken förbättrar vi markens hälsa och funktion. Så McGuires nästa fråga var, har vi tillräckligt med gödsel för att göra detta? I hans andra artikel om detta ämne , gav han sig ut för att ta reda på hur mycket gödsel vi behöver för att bibehålla jordens organiskt material.
Låt oss börja med hur mycket SOM vi förlorar varje år
Organiskt material bryts ner över tiden med hastigheter som varierar beroende på temperatur, fukt, markstruktur (sandig vs lera) och syrenivåer. Organiskt material i varma våta jordar bryts ner snabbare än i jordar som är extremt varma eller kalla eller torra eller våta. Jordbearbetning som ökar syret till jorden ökar också förlusthastigheten.
Baserat på vad decennier av forskning säger oss, här är McGuires tabell som visar hur många kilo torrt organiskt material vi förlorar i genomsnitt per hektar. Vad det säger oss är att om du har 6 % organiskt material i jorden, och du förlorar 1 % per år, förlorar du 1200 pund per år.
Hur mycket tillförd gödsel slutar som organiskt material i jorden?
När du applicerar gödsel i jorden är en av de saker du gör att mata markmikrober. De gör oss tjänsten att införliva det organiska materialet i marken, men när de äter går en del av den biomassa som vi ville ha för vårt organiska material förlorad som koldioxid, CO2. Så det är en förlust för vår ersättning av organiskt material. Storleken på förlusten beror på jordarterna, men i genomsnitt blir bara av den tillförda gödseln organiskt material i jorden.
Hur mycket gödsel behöver vi applicera för att upprätthålla nivåerna av organiskt material i jorden?
"Vi kommer optimistiskt att anta att 21 % av vår tillförda gödsel slutar som organiskt material i jorden", skriver McGuire. Vi tar våra förlustsiffror från tabellen ovan och dividerar det med 0,21 för att få det belopp vi behöver ansöka om. Som tabellen nedan visar, om du har 6 % SOM och en förlustgrad på 1 %, måste du applicera 2,9 ton torrsubstans per hektar för att behålla din 6 % SOM.
För typisk gödsel från ett foderparti med 33 % tillsatt fukt ser McGuires tabell ut så här:
Allt detta är bara underhållssiffror. Om du vill öka ditt organiskt material i jorden måste du applicera mer gödsel.
McGuire noterar också att "Dessa siffror kommer att vara nära för både nötkreatur (jordparti) och broilergödsel. Multiplicera med 2,2 för mjölkgödsel (med 72 % fuktighet) eller 2,8 för svin (slurry med 91 % fuktighet).”
Nästa – Hur många tunnland krävs för att producera den gödsel vi behöver för att underhålla organiskt material i jorden?
McGuire tog fram tabellen nedan med hjälp av genomsnittet av de bästa och sämsta gödselproduktionshastigheterna (ovan) på 3,6 ton per acre uppdelat på den gödsel som behövs för att upprätthålla en acre. Dessa siffror verkar vara rimliga baserat på annan forskning.
När du tittar på de röda siffrorna börjar du förmodligen dra slutsatsen, precis som McGuire gjorde, att trots de högar av gödsel som samlas på nötkreatursfoder, mejerier och höns- och grisfarmer, har vi fortfarande inte tillräckligt med tillgodose alla våra behov av gödningsmedel och markhälsovård. Så här säger McGuire:
"För jordar med högre nivåer av organiskt material i jorden (SOM) eller förlusthastigheter större än 1 %, gödsel, i sig själv , kommer inte att upprätthålla jorden. Men gödsel är inte den enda källan till SOM; skörderester kan också vara en betydande källa till organiskt material som slutar som SOM. Grödor med hög resthalt som majs (för spannmål) och vete bidrar mest medan grödor med låga resthalter som de flesta grönsaker, eller grödor där alla rester tas bort vid skörd, som majs eller annat ensilage, och högrödor, har liten eller ingen effekt på SOM . Därför kommer en kombination av gödsel med en hög restskörd och minimal jordbearbetning att utöka utbudet av jordar där SOM-nivåerna upprätthålls, vilket skjuter det röda området i Tabell 4 åt höger.”
Här är hans slutsatser:
"För det första, låt mig vara tydlig med att gödsel är fördelaktigt. Jordar som tar emot gödsel kan ha högre halter av näringsämnen och organiskt material i marken än jordar utan gödsel. Ännu bättre för dem som kan göra det, kan applicering av gödsel övervinna de skadliga effekterna av jordbearbetning och produktion av grödor med låg resthalt. Men vi kan nu se att för att upprätthålla SOM-nivåer i de flesta situationer krävs gödselhastigheter som är högre än produktionshastigheterna. Koncentrationen av gödsel på en plats ändrar inte på detta. Även på platser med rikligt med gödsel, där vi kan applicera tillräckligt för att upprätthålla jordar, är denna importerade gödsel en förlust för de avlägsna fälten som producerade den. Att förlita sig på importerad gödsel upprätthåller vissa fält på bekostnad av andra; vi rånar Peter för att betala Paul.
"De forskare som har tagit en kritisk titt på användningen av importerade ekologiska tillägg har kommit fram till detsamma, och inte bara för gödsel, utan även för kompost. Magdoff och Weil (2004) säger "Tillämpning av organiska ändringar som har sitt ursprung någon annanstans kan förväntas involvera nedbrytning av jorden från vilken C och näringsämnen ursprungligen skördades, vilket gör praktiken tvivelaktig ur en övergripande hållbarhetssynpunkt." Denna koncentration av gödsel från många åkrar till en åker är inte hållbar.
"Gödsel är en knapp resurs.
”När man står inför gödselhögar och begränsad yta att sprida den på är det lätt att glömma att gödsel är kopplat till växtodling. Liksom andra produkter som används långt från sin källa (t.ex. tropiska lövträd, skaldjur), är gödselns verkliga brist eller överflöd dold.
”Vissa bönder är i den avundsvärda situationen att de har tillgång till massor av gödsel, eller att de kan betala för att den ska transporteras till deras gård. Deras unika situation förändrar inte det faktum att det inte finns tillräckligt med gödsel att gå runt, och det gör dem inte heller mer hållbara. Som vi har funnit är gödselmängder som kan förse en gröda med näringsämnen eller öka halterna av organiskt material i marken ofta endast möjliga på grund av försämringen av fertiliteten eller SOM på andra fält. Det är inte möjligt för alla lantbrukare att använda gödsel för att upprätthålla jordens bördighet eller nivå av organiskt material.”
Anteckning från Kathy:När det gäller Pasture-läsare, erkänner jag att jag inte är en mattevisare, och jag är inte heller insatt i all litteratur om detta ämne. Så om du har frågor om detta uppmanar jag dig att besöka Andrew McGuires ursprungliga inlägg. Du kan ställa dina frågor med honom och jag är säker på att han kommer att ge bra feedback.
Kan gödsel leverera kväve och fosfor till jordbruket?
Kan gödsel upprätthålla jordar?
