Kulstof
Kulstof som grundstof er et fast stof, som indgår i både organiske (kulhydrat, fedt, nukleinsyrer og proteiner) og uorganiske (CO, CO2 eller fastform som f.eks. marmor CaCO3) forbindelser.
Kulstofkredsløbet
Kulstofkredsløbet er et lukket kompliceret kredsløb, hvor kulstofatomerne optræder i mange forskellige former, som cirkulerer og genanvendes i jord, luft, hav, planter og dyr (Geosfæren, Atmosfæren, Hydrosfæren og Biosfæren). Kulstofkredsløbet kan deles op i to, et globalt og et lokalt kredsløb. Det globale kredsløb er stort og påvirkes af mange forskellige faktorer, mens det lokale kun inkluderer biosfæren (planterne) og atmosfæren.
Når kulstof og ilt blandes sammen, dannes der kuldioxid CO2, som er en gas. Kuldioxid indgår som en del af atmosfæren, som er det luftlag der omgiver jorden, og spiller en vigtig rolle for klimaet. Kuldioxid optager varme, og er med til at holde jorden varm. Uden kuldioxid ville jorden være for kold at leve på.
Atmosfæren består af ilt, kvælstof og kuldioxid, hvoraf ilt og kvælstof udgør henholdsvis omkring 21% og 78%, mens kuldioxid kun udgør 0,04%. Figur 1 viser hvor mange procent kuldioxid, ilt og kvælstof, der findes i atmosfæren.
Kulstof bliver enten lagret eller cirkulerer fra et lager til et andet i kulstofkredsløbet. Lagrene af kulstof varierer i alder, nogle forefindes kun i meget kort tid (f.eks. planter), nogle i hundrede af år (f.eks. træer) og andre i millioner af år (f.eks. olie). Figur 3 er en skitse af kulstofkredsløbet, hvor kulstofs bevægelse fra et lager til et andet ses. Tallene på figuren refererer til hvor meget kulstof der findes i lagret og hvor meget der cirkuleres fra et lager til et andet. Kredsløbet delt op i 4 lagre, Geosfæren, Atmosfæren, Hydrosfæren og Biosfæren.
Figur 1: Kulstofkredsløbet er delt op i 4: Atmosfæren, Biosfæren (indeholder planter, dyr, sediment på havbund og muldjord), oceanerne (Hydrosfæren) og geosfæren (jordens indre, fossilt brændstof (Lithosfæren)). I kulstofkredsløbet udveksles kulstof mellem de 4 sfærer gennem forskellige kemiske, fysiske, geologiske og biologiske processer (Illustration, NASA).
Kulstofkredsløbet lokalt
Det lokale kredsløb dækker det kredsløb af kulstof der er på gården. Det "lille" kredsløb af kulstof omfatter kun planterne og atmosfæren. Om dagen optager planterne CO2 fra atmosfæren ved fotosyntese, om natten dannes energi gennem respiration og der udledes CO2.
Det kunne se ud som om C flyttes frem og tilbage mellem planten og luften, men 50% af det CO2, planterne optager, indgår i et større kredsløb. CO2'en indbygges i plantemateriale, som siden hen fortæres og frigives enten af dyr eller mikroorganismer.
En meget stor del af kulstoffet havner i f.eks. jordbunden i form af visne blade, kviste og grene, som efterhånden nedbrydes. Ved nedbrydningsorganismernes respiration bliver det lidt efter lidt til CO2 igen, som stiger op gennem jorden og ud i atmosfæren, når planterne optager det igen, er kredsløbet sluttet.
Udvides dette til at gælde hele gården, skal afbrænding af fossilt materiale til at drive markdriften også tages med. Og det er netop her, der kan spares en hel masse energi. Der kan spares en del ved god planlægning. Gennem planlægning af f.eks. jordbehandlinger kan det tilrettelægges sådan at harvningen foregår præcis på det tidspunkt, hvor den har størst effekt, så gentagne kørsler undgås.
Derudover er det vigtigt at sørge for at udstyr og maskiner er i orden og indstillingen af dem er korrekt. Ved at sørge for at knive og modskær er skarpe spares energi snitning og høst. Pløjedybde, presning af halm og gødningshåndtering er også nogle af de steder, hvor der virkelig kan spares noget. Tjek altid dækmontering og lufttrykket i dem og juster efter om der overvejende skal køres i mark eller på vej.
Sædskiftet er et af de styreredskaber, hvor landmanden kan få stor indflydelse på det lille kredsløb. Sædskiftet skal sikre en stabil planteproduktion, god udnyttelse af næringsstoffer og samtidig sikre at der er styr på ukrudtet, sygdomme og skadedyr samt humusopbyggelse, der giver bedre jordstruktur, større modstandskraft, forbedret vækst. Men det er netop i planlægningen af sædskiftet at der også skal tænkes på hvilke afgrøder der vælges, da de også kan være med til at reducere udledningen af drivhusgasser.
Grønne marker året rundt sikrer at der en god opsamling af næringsstoffer, som udleder metan og CO2 i omdannelsesprocessen. Forskellige planter har forskellig evne til at binde næringsstofferne og derfor er det ikke ligegyldigt, hvilke planter der vælges. Det er vigtigt at vælge nogle der samler meget op, men ikke efterlader for meget til de efterkomne planter.