Ny international forskningsplatform skal reducere landbrugets emissioner gennem bedre kvælstofudnyttelse

Kvælstofgødning er afgørende for global fødevaresikkerhed, men ved uhensigtsmæssig anvendelse bidrager det til betydelige miljøpåvirkninger, herunder drivhusgasudledninger, luft- og vandforurening samt forringelse af økosystemer.

På trods af årtiers forskning optages mindre end 50 % af det tilførte kvælstof i mange afgrøder. Det betyder, at mere end halvdelen af det tilførte kvælstof går tabt, hvilket medfører både miljømæssige og økonomiske omkostninger.

En væsentlig årsag er, at mange af de modeller, der i dag anvendes til at estimere, hvordan gødning bevæger sig gennem jorden og tabes til luft og vand, bygger på data af utilstrækkelig kvalitet. Disse data afspejler ikke fuldt ud, hvordan kvælstof opfører sig i virkelige marker under skiftende vejrforhold, jordtyper og dyrkningspraksisser. Forbedring af disse modeller er afgørende, da de fungerer som bindeled mellem den videnskabelige forståelse af kvælstofkredsløbet og implementeringen af politikker, der skal reducere kvælstofforurening.

AgNUE står for Agricultural Nitrogen Use Efficiency Platform og adresserer denne udfordring ved at etablere det første internationale netværk dedikeret til at måle og forstå, hvordan kvælstof bevæger sig gennem landbrugsmarker. Initiativet spænder over Europa og USA og samler førende forskningsinstitutioner for at indsamle sammenlignelige data af høj kvalitet på tværs af forskellige jordtyper, klimaer og dyrkningssystemer.

Diego Abalos, professor og projektleder ved Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet, siger:

“Hvis vi vil reducere kvælstoftab i stor skala, har vi brug for modeller, der afspejler, hvad der faktisk sker i marken. AgNUE er designet til at bygge bro mellem målinger, modeller og beslutningstagning i praksis.”

En ny standard for kvælstofforskning

Kernen i AgNUE er et netværk af tolv intensivt monitorerede forsøgsfelter, såkaldte “supersites”, herunder de to danske SmartField-lokationer. SmartField er en innovationsplatform, der arbejder for at reducere udledning af lattergas og udvaskning af nitrat på markniveau. På tværs af alle lokaliteter måles kvælstoftilførsel, -omsætning og -tab kontinuerligt og langt mere detaljeret end hidtil. Disse målinger kombineres med avancerede isotopteknikker og mikrobiologiske studier for bedre at forstå drivkræfterne bag kvælstoftab.

For første gang vil resultater fra koordinerede kvælstofbalanceforsøg blive samlet i et åbent, centralt dataarkiv med harmoniserede kvalitetssikringsprocedurer. Dette vil skabe et unikt benchmark-datasæt til test og forbedring af en bred vifte af modeller.

“Bedre data er fundamentet for bedre modeller,” siger Alex Woodley, lektor og medprojektleder ved North Carolina State University. “Ved at arbejde på tværs af lande og produktionssystemer vil AgNUE markant forbedre vores evne til at forudsige kvælstoftab og evaluere reduktionsstrategier under virkelige forhold.”

Fra forskning til politik og praksis

AgNUE vil udvide koordinerede feltforsøg til en paneuropæisk og transatlantisk skala. De resulterende data vil give beslutningstagere, industri og landmænd et solidt evidensgrundlag for, hvilke tiltag der reelt reducerer miljøpåvirkninger. Både den eksisterende SmartField-platform og den nye AgNUE-platform er støttet af Novo Nordisk Fonden. AgNUE finansieres med op til 24 mio. euro fra fonden samt yderligere amerikansk finansiering til etablering af forsøgsfaciliteter i USA.

“Der er brug for kvælstofgødning til at vi kan opretholde en global fødevareforsyning. Men landbruget bidrager væsentligt til de globale drivhusgasudledninger på grund af brugen af kvælstofgødning. Samtidig er landbruget i stigende grad påvirket af klimaforandringerne – herunder dem, der er drevet af dets egne udledninger. Jeg er overbevist om, at de værktøjer, der udvikles gennem AgNUE-platformen, kan bidrage til at afbøde klimaforandringer uden at gå på kompromis med fødevareproduktion og -sikkerhed," siger Claus Felby, Vice President for Agriculture and Food i Novo Nordisk Fonden.

Ved at kombinere multiskalamodellering, modelensembler og AI-baseret integration af modeller og data vil AgNUE markant reducere usikkerheder i kvælstofbalancer og -tab. Denne styrkede modelleringskapacitet imødekommer det voksende behov for robust og verificerbar rapportering af landbrugets emissioner i nationale og europæiske klimastrategier.

Internationalt samarbejde

AgNUE er forankret ved Aarhus Universitet og samler universiteter og forskningsorganisationer med ekspertise inden for jordbiogeokemi, agroøkosystemmodellering, mikrobiologi, meteorologi og bæredygtig agronomi. Platformen finansieres med op til 24 mio. euro fra Novo Nordisk Fonden og suppleres af amerikansk finansiering.

Partnerne spænder over Europa og USA og inkluderer:
North Carolina State University (USA), University of Illinois (USA), Wageningen University & Research (Holland), University of Basilicata (Italien), Karlsruhe Institute of Technology (Tyskland), Teknologisk Institut (Danmark), Colorado State University (USA), Technical University of Madrid (Spanien), Swedish University of Agricultural Sciences (Sverige), Norwegian University of Life Sciences (Norge), University of Helsinki (Finland) samt INRAE – det franske nationale institut for landbrug, fødevarer og miljø (Frankrig).

Sammen vil konsortiet etablere en langsigtet forskningsplatform, der skal accelerere udviklingen, testningen og implementeringen af løsninger til reduktion af kvælstoftab. Initiativet forventes at skabe merværdi i form af klimareduktion, forbedret økosystemtilstand, bedre folkesundhed og øget økonomisk robusthed i landbruget.