Sammendrag af resultater

Projektet har været opdelt i fire adskilte hovedmål:

I det følgende gives et kort sammendrag af de delprojekter, som er gennemført i forhold til hovedmålene.

1. At identificere interaktioner imellem jordorganismer og estimere effekten af disse interaktioner på kvælstofdynamikken i økologisk jordbrug.
   
   
2. At estimere mikrofaunaens rolle for kvælstofforsyningen til planters vækst i økologiske sædskifter omfattende kornafgrøder, efterafgrøder og kløvergræs.
   
   
3. At adaptere en eksisterende sædskiftesimuleringsmodel til forholdene i økologisk jordbrug.
   
   
4. At vurdere forekomsten af de mest betydende Collembolarter og overfladelevende prædatorer i økologisk jordbrug ved hjælp af en simuleringsmodel.
   
   

Det skal endvidere nævnes, at en del af resultaterne fra nærværende projekt har været en forudsætning for den modellering, som er gennemført i FØJO-projekt IV.3.

Projektet har dels omfattet felt- og laboratorieundersøgelser af jordbundsfaunaen og dennes relation til mikrofloraen og den dermed forbundne indflydelse på næringsstoffernes dynamik, og dels udvikling af simuleringsmodeller for henholdsvis faunaens populationsdynamik og for kvælstofdynamikken i økologiske sædskifter. Der har på alle områder været et udstrakt samarbejde med en række øvrige FØJO-projekter.

Identifikation af interaktioner imellem jordorganismer og deres virkning på kvælstofdynamikken
En sammenligning af regnormefaunaen på landbrugsbedrifter forskellige steder i Danmark viste, at det gennemsnitlige antal regnorme er mindst i konventionelle kornavlsbaserede jordbrug (ca. 30 individer pr m2), medens økologiske gårde med græsrige sædskifter kan have langt tættere regnormebestande, men afhængigt af jordbundstype. Regnormebestanden øgedes med en faktor 20 over en 10-årig periode efter omlægning af mark på Foulum fra konventionel til økologisk drift.

Et to-årigt feltforsøg med reduktion af regnormepopulationen vha. el-uddrivning viste kun beskeden og kortvarig nedgang i regnormebestanden i de ”reducerede” parceller. Ingen af de øvrige undersøgte dyregrupper: Enchytræer, collemboler og mider, viste signifikante påvirkninger som effekt af regnormereduktionen. Der kunne heller ikke påvises effekt af regnormeuddrivningen på jordens kvælstofpuljer og mineraliseringsevne eller på plantebiomassen og dennes C- og N-indhold ved høst. Der var stærk reduktion af alle dyregruppers tæthed og biomasse imellem prøvetagningerne i april og maj 1997, hvor kløvergræsmarken blev omlagt og tilsået med byg. Samtidig øgedes kvælstofindholdet i jorden. En anden reduktion af faunaen fandt sted mellem september og november 1997, hvor jorden blev bearbejdet og tilsået med vinterhvede. I perioden efter jordbearbejdning voksede faunapopulationerne og kvælstofindholdet aftog. Alle dyregruppers populationstæthed og biomasse var ved de fleste prøvetagninger høj sammenlignet med de fleste værdier opgivet i litteraturen for landbrugsjorde. Faunaens effekt på kvælstoffrigørelsen blev beregnet. Regnorme bidrog i 1997 med 69.2 kg N ha-1, heraf størstedelen fra regnorme, dræbt i forbindelse med jordbearbejdningen. Enchytræerne bidrog med ca. 9 kg N ha-1, medens collembolernes direkte andel i N-frigørelsen var ubetydelig (183 g N ha-1 in 1997, 311 g N ha-1 i 1998).

Et mesokosmosforsøg med 6 forskellige grupperinger af mesofaunaarter (collemboler, enchytræer, rovmider) med stigende kompleksitet, viste ingen direkte påvirkning af bygplanters optagelse af 15N fra tilsatte kløverblade, men der var signifikant positiv effekt på skudbiomassen ved høst som effekt af de fleste artskombinationer.

Mikrofaunaens rolle for kvælstofforsyningen til planters vækst i økologiske sædskifter
Mark- og laboratorieforsøg over mikrofaunaens betydning for kvælstofforsyning i økologisk jordbrug har belyst mikrofaunaens rolle ved nedbrydningen, og vurderet svampe og bakteriers relative betydning ud fra nematodsamfundets struktur. En markant forøgelse af bakterivore og fungivore nematoder samt mikro-arthropoder var karakteristisk for plantesubstratet, men var med de valgte afgrøder ikke påvirket af den forudgående afgrøde. Resultaterne fra markforsøget blev bekræftet af inkubationsforsøg. Omnivore nematoder ser ud til at kunne regulere betydningen af de forskellige bakterivore grupper, afhængigt af ressourcen. Samlet har mikrofaunaundersøgelserne givet detaljeret viden om dynamikken i den mikrobielle aktivitet, der ikke vil kunne opnås ved undersøgelse af mikroorganismerne selv.

Tilpasning af en eksisterende sædskifte-simuleringsmodel til økologisk jordbrug
FASSET-modellen er blevet udvidet med en model for konkurrence mellem flere plantearter. Denne model anvendes til at simulere afgrøder, hvori indgår flere arter, herunder kløvergræs og byg/ært. Kløvergræsmodellen er samtidig blevet udformet således at den også omfatter en model for den rumlige variation i afsætning af urin og fæces under afgræsningsforhold. Dette indebærer, at modellen fremover vil kunne benyttes til simulering af næringsstofomsætning og tab i systemer, hvor afgræssende dyr indgår som en væsentlig bestanddel.

Kvaliteten af de foreliggende data for samdyrkede arter har dog ikke været tilstrækkelig høj. Der er derfor iværksat indsamling af data for både kløvergræs og byg/ært. De indsamlede data for vækstforløbet i byg/ært ved forskellige niveauer for kvælstofomsætning i jorden viste, at konkurrence mellem arterne startede meget tidligt i vækstforløbet. Kvælstofniveauet påvirkede også den overjordiske konkurrence mellem arter gennem påvirkning af især bladarealet, der var relativt højere for byg ved de høje kvælstofniveauer.

Kvælstof er en af de væsentligste produktionsbegrænsende faktorer i økologisk jordbrug. Det er derfor afgørende at simuleringsmodellerne på realistisk vis kan beskrive udbytteresponsen af forskellige kvælstofniveauer, uanset om dette skyldes gødning eller anden forfrugtsvirkning. Der er gennemført en sammenligning af metoder til at beskrive denne respons. Simuleringsresultaterne er sammenlignet med data fra Danmark og USA for forløb af kvælstofoptag, bladareal og biomasse ved forskellige niveauer for N-gødskning, samt med data fra Danmark for udbytterespons på stigende mængder kvælstof i gødning. Resultaterne viser, at FASSET-modellen bedre end de fleste andre modeller kan beskrive effekten af kvælstofniveau på planteproduktion.

Effekten af kvælstof på planteproduktionen skyldes påvirkning på både afgrødens lysoptag og på lysudnyttelseseffektiviteten. Under konventielle forhold vil påvirkningen af lysudnyttelseseffektiviteten oftest være meget ringe, men analyse af data fra forsøg under økologisk dyrkning viser, at denne variabel er af væsentlig betydning i økologisk jordbrug. FASSET-modellen beskriver effekten på begge faktorer tilfredsstillende og de målte effekter på lysudnyttelseseffektiviteten stemmer overens med parameterværdierne i modellen. FASSET-modellen kan derfor med nogen tillid anvendes også for økologisk dyrkning. Der mangler dog endnu en validering af FASSET-modellen mod data fra hele sædskifter. Denne del af projektet har måttet udskydes som følge af øget indsats i projektet til indsamling af essentielle data til kalibrering af modellen.

Forekomsten af Collembolarter og overfladelevende prædatorer i økologisk jordbrug
Projektets mål var at indsamle viden til og opbygge en simuleringsmodel, der kan benyttes til at vurdere forekomsten af Collemboler og de mest betydende overfladelevende insektprædatorer i økologiske sædskifter. Modeludviklingen er blevet slået sammen med modeludviklingen på projekt IV.3, hvorved der er blevet udviklet en decideret fødenetsmodel, der omfatter hele jordbundens fødenet. Denne fødenetsmodel er blevet koblet sammen med afgrøde- og jordmodulerne fra FASSET (hovedmål 3). Der er herved opnået en meget omfattende model. Modellen er færdigprogrammeret og er klar til parameterisering, validering og brug i scenarieanalyser.

I den empiriske del er der blevet undersøgt, hvilken kvalitet de mest almindeligt forekommende springhaler har for to vigtige overfladelevende polyfage prædatorer, edderkoppen Erigone atra og løbebillen Bembidion lampros. Resultaterne viste, at de fleste springhaler var af begrænset fødekvalitet, men dog brugbare, for B. lampros, og at den overfladetilknyttede springhale Isotoma anglicanavar af fremragende kvalitet for E. atra. Dette vil sige, at mange springhaler vil fremme forekomsten af B. lampros, og at en stor forekomst af I. anglicana vil fremme edderkoppebestanden betydeligt. Begge dele vil være af stor betydning for den naturlige bekæmpelse af skadedyr, især bladlus.

For at vide, hvad der fremmer de enkelte springhalearter blev det også undersøgt, hvilke mikrosvampe de enkelte arter foretrækker som fødekilde. Resultater fra laboratoriet viste en generel præferens for Alternaria, Cladosporium og Fusarium. I markundersøgelser er der fundet korrelation imellem Collembol-samfundet og række faktorer, heriblandt tiden fra såning (dvs. vinter eller vårafgrøder), cellulolytiske svampe, actinomyceter, gærsvampe, porøsitet, K+ og sidst på sommeren sandindholdet.

Endelig er der under projektet foretaget undersøgelser af forekomsten af springhaler og mider i grøngødede forsøgsparceller. Disse undersøgelser viste tætheder på op til 120.000 springhaler m-2 og 90.000 mider m-2.

Projektets publikationer