En konsekvens av gjødslingen av naturen, algeoppblomstring, sett ved Lille i Frankrike.
En konsekvens av gjødslingen av naturen, algeoppblomstring, sett ved Lille i Frankrike.

Nitrogen er som steroider for naturen

Menneskeskapt nitrogen flommer ut i naturen, og endrer liv og landskapet.

Publisert

Et opprop fra 190 forskere til FNs generalsekretær, roper varsko om klimatrusselen nitrogen. Fra 44 land trekker forskerne oppmerksomheten til utfordringen menneskeheten står overfor.

Nitrogen er helt nødvendig for alt liv på jorda, og er en av livets viktigste byggeklosser. Luften vi puster inn er fire femtedeler av stoffet, og maler himmelen blå.

Men mennesker tømmer nitrogen ut i naturen, i vann og på land, og vi kan alt se naturen reagere.

Hvorfor er det så stort problem?

Mannen som mettet verden

I 1970 ble den amerikanske agronomen Norman Borlaug tildelt Nobels fredspris, for sin rolle i det som blir kalt Den grønne revolusjon.

Med sitt arbeid innen planteforedling, førte Borlaugs arbeid til en kolossal økning i matproduksjon i fattige land, og ifølge noen kilder, blant annet denne saken i The Atlantic, kan hans arbeid ha reddet over én milliard mennesker fra sultedøden.

Blant tiltakene som fikk matproduksjonen til å skyte i været, var bruken av nye, fremavlede plantetyper. Disse krevde mer vann, bedre beskyttelse fra insekter – og ikke minst godt med gjødsel.

Før 1900-tallet hadde det å lage brukbare nitrogenstoffer vært tungvint og dyrt, men med vitenskapelige fremskritt kunne man billigere produsere mer plantenæring. Industrielt produsert gjødsel – kunstgjødsel – var med på å gjøre karrig støv om til frodig jordsmonn og bugnende åkrer verden over.

I form av ammoniakk er nå over halvparten av verdens matproduksjon avhengig av nitrogenbasert gjødsel, og ifølge rapporten går 2 prosent av verdens energiforbruk med på lage kunstgjødsel.

I sin rapport oppsummerer forskerne gjødselens rolle i mat-revolusjonen, med å si at «hvis nye plantevarianter var motoren til den grønne revolusjon, så var drivstoffet nitrogengjødsler».

Løpsk gjødsel

Kjetil Tørseth ved NILU var med på den første INMS-konferansen i 2000. Han sier til forskning.no at karbon- og nitrogenforurensning henger tett sammen.
Kjetil Tørseth ved NILU var med på den første INMS-konferansen i 2000. Han sier til forskning.no at karbon- og nitrogenforurensning henger tett sammen.

Jordbruket er en av de største kildene til nitrogen-forurensning verden over, og skylden har den livsviktige gjødselen som samtidig sørger for fulle tallerkener i de tusen hjem.

– Ammoniakk fra dyrka mark, bidrar til dannelsen av partikler i luft, sier Kjetil Tørseth, forsker ved NILU – Norsk institutt for luftforskning.

– Mesteparten av ammoniakken faller til bakken ganske raskt, men en del vil kunne omdannes til partikler og derved kunne bli transportert over lange avstander, sier han.

Men jordbruket fører også indirekte til andre luftproblemer.

Lystgass, som brukt hos legen, er en klimagass – og den er langreist. Med mye gjødsel, får jorda mye nitrogen.

I jordsmonnet finnes det samtidig bakterier som omgjør nitrogen til lystgass, og jo mer nitrogen de får tak i, jo mer lystgass oser opp fra åkrene.

Kari Austnes er forsker ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA), og en av dem som har skrevet under på oppropet.

– Når det regner på et jorde, så vil regnet dra med seg stoffer ut i vassdragene – særlig nitrat. Dette sitter ikke så godt fast i jorda hvis ikke plantene har rukket å ta det opp, sier hun.

Landskapet endres

Det er ikke bare kulturlandskapet som påvirkes av nitrogenforurensing, men også naturlandskapet. Siden mennesker kunstig begynte å fremstille gjødsel til jorder, har andelen nitrogen i naturen også økt.

Europa gror igjen, og tregrensen stiger. Alle næringsstoffene er som steroider for naturen.

Der problemet i landbruket er at nitrogenet vaskes vekk med vannet, eller slippes ut i lufta, er problemet i naturen nesten snudd på hodet. Nitrogenforurensing i luften fanges av naturlige økosystemer, som suger mye av det til seg før det i det hele tatt rekker å renne ut i vannet.

Naturen fylles opp av nitrogen, og denne metningen kan ha store innvirkninger på hvordan naturen – også i Norge – vil se ut i framtiden.

Lyng og lav

I økosystemer på land er nitrogen som nevnt et viktig næringsstoff, men det er ofte mangel på nitrogen i naturlige miljøer. Denne mangelen er en del av den naturlige balansen, men når menneskeskapt nitrogen fyller luften, blir det ubalanse.

Kari Austnes er forsker ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA).
Kari Austnes er forsker ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA).

– Da fører det til økt vekst, og det er på en måte en gjødsling av naturen. Det kan man jo tenke er bra, men økosystemene er tilpasset de naturlige forholdene, sier NIVA-forskeren Austnes.

Endringene kan forandre naturen vi er vant til å se rundt oss, fordi visse planter kan ta over. I naturen har noen lært seg å trives med lite nitrogen, og andre med mer. Når én art vokser fram, hindrer det de andre, og mangfoldet endres.

Lyng, som du kan se på kysten eller på fjellet, vokser i næringsfattig jord. Med mer nitrogen, kan lyngen skyves vekk av gress.

Den økte mengden nitrogen kan også direkte ta knekken på naturlig flora. Noen lav-arter tåler ikke mye nitrogen i det hele tatt. I Norge har vi fått på plass flere jevnlige målinger for å overvåke nitrogen-mengden i naturen.

Gjødsla skog

Hvis systemet blir mettet på nitrogen, forventer også forskerne at mer av stoffet vil lekke ut i vannet.

Et annet eksempel på hvordan menneskelig aktivitet påvirker nitrogensyklusen, er skoghogst.

Med færre trær, blir det mindre opptak av nitrogenet som tilføres. I tillegg frigjøres det nitrogen ved økt nedbryting etter hogst, og dette nitrogenet vil i større grad lekke ut når det er færre trær til å ta det opp.

Austnes sier at man ser mindre utlekking nå enn man fryktet for tretti år siden, fordi økosystemene holder tett på nitrogenet mange steder.

Sekker med norsklagd kunstgjødsel står klar til bruk i et finsk skogbruk. Det å tilføre nitrogen til naturlige miljøer er omstridt. (Foto: Seppvei/Wikimedia Commons)
Sekker med norsklagd kunstgjødsel står klar til bruk i et finsk skogbruk. Det å tilføre nitrogen til naturlige miljøer er omstridt. (Foto: Seppvei/Wikimedia Commons)

– Men samtidig ser vi at det bygger seg opp, og at det er mer nitrogen i jorda nå enn før. Da kan man kanskje se for seg at det kommer til et punkt der det er nok, der systemene blir mindre effektive til å ta det opp.

Noe som viser hvor sammenknyttet og kompleks klima- og nitrogenutfordringen er, er et forsøk fra norske myndigheter på å gjødsle produktiv skog. Med mer næring vokser trærne raskere og større, noe som gjør at de kan ta til seg mer CO2 – kjendisklimagassen over alle.

Forsøket er omdiskutert, og det er usikkert hvor mye det hjelper. Austnes sier forskere er opptatt av å redusere nitrogen-forurensning fra lufta, og mener at økosystemene tar skade av å tilføre nitrogen.

– Da ofrer man i hvert fall noe. Trærne har det alltids fint, men man ofrer på en måte vegetasjonen under.

Sur natur

Alt nitrogenet som lekker ut med regnvannet, ender opp der det meste av vann ender opp – elver og innsjøer, grunnvann og hav. Her møter det til slutt også annen forurensing, som fra industri, kloakk og fiskeoppdrett.

Austnes forklarer at nitrogen har to funksjoner i vann, noe den også har på land.

– Den ene er at det er et næringsstoff, det andre er at det i form av nitrat er et forsurende element. Så det bidrar til forsuring, og det er et problem i ferskvann.

Hun sier det er noe forskerne har fokusert på lenge, og som har blitt mye bedre siden bruken av et annet grunnstoff – svovel – har blitt kraftig redusert.

– Men det er fortsatt forsuring mange steder, og nitrat bidrar til det, sier NIVA-forskeren.

Hvor mye nitrogen bidrar til å forsure vannet, varierer. Ofte holder økosystemer på land tett på nitrogenet, og mye avhenger av hvor mettet systemet er.

Drikkevann

Austnes sier at vi ikke ser massiv utlekking av nitrat til vannet i Norge, fordi det meste blir igjen på land.

– Men det er likevel litt høyere nitrat i vannet enn det ville vært naturlig. Litt lekker alltid ut, sier hun.

Det finnes grenser for hvor mye nitrat vannet vi drikker kan inneholde, og dette er heldigvis ikke et stort problem i Norge.

Men folk i land og områder med intenst landbruk, kan merke nitratet på kroppen, deriblant våre naboer Danmark, Nederland og Tyskland. For mye nitrat i vannet, kan føre til stoffer som har vist seg kreftfremkallende i dyreforsøk.

Ekstra problematisk er det om disse områdene henter drikkevannet sitt fra grunnvann, fordi det er vanskelig å rense kilden.

Grønt hav

Livet i vann merker også en mangel av visse stoffer, noe som begrenser vekst. Alger og planter i ferskvann bruker nitrogen som næringsmiddel, men som regel begrenses veksten på grunn av for lite fosfor. Derfor er problemene i elver og innsjøer mer komplisert og lokalt.

– Mens i marine systemer er det ikke tvil om at nitrogen påvirker, for de systemene har ofte for lite nitrogen, sier Austnes.

Når naturlige miljøer får tilsatt for mye næring, kalles det eutrofiering.

En oppblomstring av planteplankton i Skagerrak og kysten utenfor Danmark, sett fra rommet.
En oppblomstring av planteplankton i Skagerrak og kysten utenfor Danmark, sett fra rommet.

Øyvind Kaste arbeider også for NIVA, og er ekspert på innsjøer og rennende vann. Han er enig med Austnes i at nitrogen er et stort miljøproblem, også i Norge. Han sier til forskning.no at overgjødsling av nitrogen kan føre til flere problemer til havs.

For eksempel kan store alge-oppblomstringer endre hvor mange solstråler som skjærer gjennom vannet, og dette kan hindre at viktige planter som tare vokser dypt. Han understreker at algevekst i seg selv ikke er negativt, men helt nødvendig for blant annet fisk.

Døde alger, kvelt fisk

Problemet oppstår når det vokser mer alger enn næringskjeden klarer å spise. Når de uspiste algene dør, synker de til bunns. Her brytes de opp av bakterier, som i løpet av prosessen forbruker oksygen. På denne måten kan bunnvannet i områder som fjorder til slutt bli helt oksygenfritt, og nesten livstomt.

Det kan se ut som leke-slim, men dette er en oppblomstring av alger i Washington D.C. (Foto: USEPA)
Det kan se ut som leke-slim, men dette er en oppblomstring av alger i Washington D.C. (Foto: USEPA)

– Fjorder i befolkningstette områder er spesielt utsatt, for eksempel Oslofjorden, Drammensfjorden og flere mindre fjorder på Sørlandet. Områder med åpen kyst er mindre utsatt, skriver Kaste.

Austnes legger til at det mange steder er utslippene fra landbruk og avløpsvann som er størst.

Det å måtte rense avløpsvann for nitrogen, er noe man kanskje ikke tenker på som en nødvendighet. Men menneskelig kloakk inneholder en mengde nitrogen, og det å få renset ut dette er mye mer komplisert enn det å rense ut andre stoffer – for eksempel fosfor.

Nitrogenrensingen man finner i Oslofjorden, vil man derfor ikke finne mange andre steder i verden, og resultatet er at mye nitrogenrik kloakk tømmes ut i havene. På den måten gjødsles havet, i det mange toaletter trekkes ned verden over.

Sparsomme bønder

NIVA-forskeren sier at bønder blir stadig bedre på å planlegge bruken av gjødsel, siden det er ingen som har interesse av at kostbar gjødsel skal renne vekk med regnvannet.

– Men likevel bidrar landbruket i stor grad til nitrogenutslipp til vann, sier hun.

Tørseth er enig med Austnes, og ser også at mye sløses.

– Det er sånn at bonden kanskje tror at jo mer han gjødsler, jo bedre får han det. Men det går an å ha mye mer effekt av nitrogenet enn det mange har.

Mye av problemet handler om at riktig teknologi ikke er tatt i bruk i stor nok grad, og hvordan vi kan utnytte mest mulig av nitrogenet vi putter i jorda.

Amerikanske bønder gjødsler åkrer under andre verdenskrig. INMS sin rapport skriver at menneskeheten trenger nitrogengjødsel for å overleve, men at altfor mye sløses.
Amerikanske bønder gjødsler åkrer under andre verdenskrig. INMS sin rapport skriver at menneskeheten trenger nitrogengjødsel for å overleve, men at altfor mye sløses.

– På samme måte som med andre forurensninger, så er det viktig å se ting i sammenheng, for det er ikke sånn at nitrogen er løsrevet fra karbon og klima – det henger i stor grad sammen, sier Austnes.

– Det er nå fokus på å spise mindre kjøtt, for det krever også energi å produsere, og fører til karbonutslipp. Men kjøttproduksjon fører også til utslipp av ammoniakk, så man vil redusere det samtidig.

Husdyr på gårder er også en stor kilde til nitrogen-utslipp til luft, fordi husdyrgjødsel – avføring fra dyr – slipper ut mye ammoniakk til luften. Det er tatt i bruk mange tiltak for å redusere forurensningen.

– Men man har ikke tatt det i bruk i stor nok grad, sier Austnes.

Problemet er løsningen

INMS sin rapport skriver at bare 20 prosent av alle nitrogen-forbindelser vi bruker, når nyttige produkter. Hele 80 prosent går tapt til miljøet.

Dette er ikke bare et miljøproblem, men også økonomisk hodebry. Verdien anslås til 200 milliarder dollar – hele 1,8 billioner kroner.

Men der det noen steder er for mye, er det andre steder for lite.

Den internasjonale rapporten skriver om hvordan visse områder i Afrika og Sør-Amerika har for lite nitrogen-tilgang, og at jordbruk der kan trekke mer nitrogen ut av jorda enn den får tilbake. Dette gjør jorda mindre produktiv for hver innhøsting.

– Ganske mange områder i verden har ganske mye å tjene på å få mer matproduksjon. Det er ofte problem å ha nok mat, så det er nok et ønske ute i verden om å bruke mer nitrogen, sier Tørseth.

En av løsningene er derfor mer effektiv bruk av nitrogenet vi bruker, eller som INMS selv sier i sin rapport:

– Nitrogen er ikke bare nok et problem. Det må være del av løsningen til mange av utfordringene vi kjenner så godt.