ERA Joint Call 2021 Circularity: Balancing production and environment (PROENV)

PROENV-prosjektet (balancing PROduction and ENVironment) utforsker effekten av «land spare» (intensiv drift på et mindre areal) versus «land share» (mer ekstensiv drift på et større areal) for å balansere virkningen av matproduksjon samtidig som økosystemtjenester bevares. I tillegg til vitenskapelige artikler i fagfellevurderte tidsskrifter, vil resultatene bli presentert i populærartikler, nettsider og offentlige webinarer. PROENV har partnere fra Danmark (DK) (Lead), Spania (ES), Italia (IT) og Norge (NO). PROENV samler interessenter (bondeorganisasjoner og miljøforvaltning) internasjonalt og lokalt til digitale dialogmøter for å avdekke praktiske og juridiske barrierer for forbedret ressursutnyttelse i de fire landene. Dette arbeidet er tilrettelagt av den norske partneren (NORSØK). Vanlige barrierer som oppdages er dårlig økonomi og mangel på tid. PROENV tilpasser eksisterende programvare utviklet i Italia for forbedret datamodellering for utnytting av husdyrgjødsel på åker-, gårds- og regional skala. Formålet er å utnytte næringsstoffene i gjødsla bedre og redusere tap av nitrogen. Ved å bruke denne distribusjonsmodellen kan en identifisere hvordan gjødsel fra gårder med gjødseloverskudd kan fordeles til gårder med gjødselunderskudd. Den er testet i Danmark, i Po-regionen i Italia og i Catalonia-regionen i Spania. Modellen er fortsatt under utvikling og er ikke tatt i bruk av landbruksmyndigheter enda. De norske partnerne jobber med tiltak på gårdsnivå, og utforsker betydningen av intensivering for klimagassutslipp, energiforbruk, næringsbalanse, biologisk mangfold og økonomi. Intensifiering er definert som økende innkjøp av næringsstoffer og energi på gårdsnivå. Vi har en doktorgradsstudent som jobber med systemanalyse i melkeproduksjon basert på data fra 200 norske gårder med melkeproduksjon. Dette for å avdekke betydningen av innkjøpte innsatsfaktorer og konvensjonell eller økologisk produksjonsmåte på gårdens dekningsbidrag, Målene er: a) å vurdere hvordan ulike faktorer påvirker miljøeffekter av gårdsdrifta (klimagassutslipp, nitrogen- energi- og arealbruk) og dekningsbidrag, b) å sammenligne effekt av økologisk og konvensjonell produksjonsmåte på klimagassutslipp, nitrogen-, arealbruk og dekningsbidrag, og c) å bidra til å forbedre metodikken for å vurdere miljøeffekter av ulike faktorer i melkeproduksjonen. Hovedkonklusjonene er: a) Miljøpåvirkningen reduseres mest effektivt ved økt melkekuandel i storfebesetningen samtidig som importert N-gjødsel reduseres. Når melkekvoten er fylt og jordbruksarealet tillater å produsere mer fôr enn det som trengs for melkekyr, kan produksjon av mer kjøtt øke dekningsbidraget samtidig som andelen melkeku i besetningen reduseres; b) Økologiske melkegårder var assosiert med lavere klimagassutslipp, høyere dekningsbidrag, lavere forbruk av nitrogen per produsert enhet, men brukte større areal; c) «Propensity matching» kan brukes til å sammenligne miljøeffekter av gårder som ligner på hverandre. Ved denne metoden samles gårder med lignende egenskaper i grupper for å kunne undersøke effekt av eller flere faktorer. Vi fant også at de mer komplekse maskinlæringsmodellene hadde begrensede fordeler fremfor enklere modeller som multippel og lasso-regresjoner. Behovet for å adressere andre systemverdier på gårdsnivå enn funksjonelle enheter basert utelukkende på produksjon, diskuteres. Vi jobber med en artikkel på hvordan faktorer i melkeproduksjonen påvirker miljøindikatorene og grove estimater for biologisk mangfold i fire regioner fra ES, IT, DK og NO. Det er et pågående samarbeid mellom IRTA i Spania og NIBIO i Norge for å undersøke effekt av fôringsstrategier for å redusere metanutslipp og samtidig opprettholde produksjonen i storfekjøttproduksjon. Fokus er på effekten av økt bruk av solsikkeolje i fôrrasjonen og ulike substrater fra maisproduksjon. På grunn av svært tørt vær i regionen Catalonia vil det ikke være fokus på beite som opprinnelig planlagt. NIBIO bidrar med LCA-analyser hvor påvirkning på utslipp fra produksjon av fôringrediensene og fra gjødsel er inkludert. For å gjøre dette ble FARMnor-modellen, utviklet i et tidligere prosjekt (NRC nr. 199487), tilpasset forholdene i ES. De første resultatene viser at kraftfôr gir høy veksthastighet for storfekjøtt kombinert med lave utslipp av klimagasser assosiert med produksjon av kjøtt. Feltforsøkene i PROENV er knyttet til gjødselhåndtering: «Strategier knyttet til gjødselhåndtering for å redusere GHG-utslipp» (ES & IT) har tre ulike typer gjødselnivå. «Strategier knyttet til vekstskiftestyring for å redusere årlige GHG-utslipp» (IT, ES & DK) inkluderer to typer N-gjødsel (organisk vs. kjemisk) i forbindelse med ulike dekkvekster.

The PROENV project (balancing PROduction and ENVironment) will explore the impact of the land spare and land share approaches to balance production and ecosystem services. In a land spare approach, the landscape is partitioned into areas with highly productive agriculture and areas with extensive or no agriculture that provide other ecosystem services. In the land share approach the farming intensity is limited in the whole area. This results in a less partitioned landscape, where the shared land provides all ecosystem services including agriculture. This will provide a framework to decide if the balance between production and other ecosystem services is best achieved using a land spare, land share or a mixed approach for a particular region. We will investigate measures to reduce nitrogen losses from manure and contribute to the adaptation of existing software to enable modelling of manure N utilization at field, farm and regional scales. The tool was developed for use in a specific geographic region. In PROENV, its technical and modelling capacities will be extended for use in other regions of Europe. PROENV will gather stakeholders (farmer’s organisations and environmental regulators) internationally and locally for dialogue meetings to uncover practical and legal barriers to optimized resource utilization. The results will be presented in public webinars. In addition to scientific articles in peer reviewed journals, results will be presented in short, targeted videos and popular articles at PROENV’s webpage and on partners' social media channels. The Norwegian partners will mainly work on Farm-scale measures. The role of intensification on GHG emissions, energy consumption, nutrient balance, biodiversity and economy will be explored. Intensification is defined as increased purchase of nutrients and energy on a farm-level. A PhD study in systems analysis (LCA and other modelling tools) will be central. The Norwegian partner will lead the dissemination.