Gjødsling med urea og andre nitrogenformer i frøeng av flerårig raigras

Transkript

1 196 Havstad, L.T. / Bioforsk FOKUS 5 (1) Gjødsling med urea og andre nitrogenformer i frøeng av flerårig raigras Lars T. Havstad 1, John Ingar Øverland 2 & Åge Susort 1 1 Bioforsk Øst Landvik & 2 Vestfold forsøksring lars.havstad@bioforsk.no Innledning Av næringsstoffene er det nitrogen som har størst virkning på plantenes vekst og utvikling. Tidligere undersøkelser har vist at frøeng på de fleste jordarter bare gir liten respons for gjødsling med fosfor og kalium (Aamlid 1993, Nordestgaard 1990.) Derfor har det i Norge vært anbefalt å gjødsle frøengene med PK-fattige fullgjødseltyper (eks. NPK ). I Danmark er det mange frøavlere som kun tilfører nitrogen til frøengene sine (Svensson 1994). Prisene på mineralgjødsel har de siste par årene variert kraftig. I juli 2008 doblet prisene seg for de fleste gjødseltyper. Året etter falt de tilbake til nær samme nivå som før prisstigningen. Også i tida framover er det ventet store svingninger i gjødselprisene avhengig av tilbud og etterspørsel på verdensmarkedet (Nordal 2009). Uroen i gjødselmarkedet har ført til økt interesse for bruk av ren nitrogengjødsel til frøeng, spesielt rimelige gjødseltyper som urea og ammoniumnitrat. Prillet urea-gjødsel, med et høyt N-innhold (46 prosent), har til nå vært lite brukt i Norge. Internasjonalt står imidlertid urea for vel halvparten av nitrogengjødsla i verdenshandelen (Blytt & Stryken 2003). Urea er lettløselig i vann og ved gjødsling vil ureamolekylene, som ikke er ladet og derfor ikke binder seg til jordpartiklene, bevege seg forholdsvis raskt ned i jorda ved hjelp av vanningsvann eller regn. Under fuktige forhold løser urea-molekylene seg opp og omdannes av jordbakterier, ved hjelp av enzymet urease, til ammoniakk (NH 3 ) og karbondioksid (CO 2 ). Ammoniakken hydrolyseres i vann til ammonium (NH 4+ ) som kan binde seg til jordpartiklene eller videreomdannes (nitrifiseres). Fast ureagjødsel blir ikke tatt opp av plantene direkte, men først etter at det er omdannet til ammonium eller nitrat. Urea må altså ha fuktighet for at omdanning til ammoniakk/ammonium skal kunne skje. Høye temperaturer på våren/sommeren vil være gunstig for urease-enzymet og øke omdanningen. Ved spredning på jordoverflata kan mye av nitrogenet gå tapt til lufta i form av ammoniakkgass. Spesielt uheldig vil det være hvis jorda er fuktig på overflata slik at urea-gjødsla blir løst opp, men ikke tilstrekkelig fuktig til at ammonium-molekylene blir ført nedover i jordsmonnet. Mengden ammonium som går over til ammoniakk avhenger også av ph i jorda. Dersom jorda er sur, frigjøres nesten ikke noe ammoniakk, mens ved ph over 7 øker produksjonen av ammoniakk eksponentielt med økt ph. Ammoniumnitrat er konsentrert nitrogengjødsel med 34 % nitrogen fordelt på like deler ammonium og nitrat. Selv om nitrogenet er lett tilgjengelig for plantene er gjødsla forholdsvis lite benyttet. Det skyldes blant annet at ammoniumnitrat er sprengstoff sammen med organiske forbindelser, noe som i praksis betyr at gjødsla må lagres utendørs. Det høye N-innholdet i både ammoniumnitrat, og spesielt urea, gjør at det i den praktiske frøavlen kan være en utfordring både å få spredd ut gjødsla jevnt i små mengder. Riktig dosering og jevn fordeling av gjødsla er spesielt viktig med tanke på å unngå legde. Av artene som frøavles her i landet er flerårig raigras den arten som har det største behovet for nitrogen om våren (Havstad & Øverland 2006). Det har ikke tidligere vært utført forsøk med urea og ammoniumnitrat til frøeng i Norge. I 2009 ble det satt i gang en ny forsøksserie i frøeng av flerårig raigras. Målet er å undersøke gjødselvirkningen av disse to gjødseltypene sammenlignet med kalkammonsalpeter (Opti-KAS ). I likhet med ammoniumnitrat består nitrogenet hos Opti-KAS av like mengder med ammonium og nitrat. Spesielt ønskelig var det å se nærmere på gjødselvirkningen av urea under ulike fuktighetsforhold. I utgangspunktet var det lagt opp til å prøve ut de tre gjødselslagene ved en gjødselmengde på 10 kg N/ daa. Da forsøksplanen ble utarbeidet i mars 2009 var

2 Havstad, L.T. / Bioforsk FOKUS 5 (1) 197 imidlertid prisen pr kg N for urea-gjødsel så rimelig at det var økonomisk forsvarlig å øke urea-mengden med opptil 3 kg N/daa, sammenlignet med de andre gjødseltypene. Av den grunn var det interessant også å prøve ut urea ved et gjødselnivå på 13 kg N/daa. Ved begynnende strekningsvekst (Z31) og ved blomstring (Z 50-55) ble det foretatt målinger med Yara N-tester (YNT). De framkomne YNT-verdiene var i hver rute et gjennomsnitt av 30 målinger (knepp), utført midt på plantenes sist utvikla blad. Forsøksplan og metoder Våren 2009 ble det anlagt to forsøksfelt, ett på Landvik (Aust-Agder) og ett på Revetal (Vestfold), i henholdsvis første- og tredjeårs frøeng av Figgjo flerårig raigras. Feltene ble anlagt med rutestørrelse 1,7 x 8,0 m (13,6 m 2 ) og tre gjentak etter følgende plan: Ingen gjødsling. Ingen vanning 0 kg N/daa i form av urea. Ingen vanning 10 kg N/daa i form av urea. Vanning (15 mm) før gjødsling 10 kg N/daa i form av urea. Vanning (15 mm) like etter gjødsling 13 kg N/daa i form av urea. Ingen vanning 13 kg N/daa i form av urea. Vanning (15 mm) før gjødsling 13 kg N/daa i form av urea. Vanning (15 mm) like etter gjødsling 10 kg N/daa i form av ammoniumnitrat. Ingen vanning 10 kg N/daa i form av Opti-KAS (Opti- KAS). Ingen vanning Dato for gjødsling/vanning, YNT-måling samt andre opplysninger om de to feltene er vist i tabell 1. Tabell 1. Opplysninger om forsøk med ulike N-gjødselslag i frøeng av Figgjo raigras, 2009 Landvik Aust- Agder Revetal Vestfold Sort Figgjo Figgjo Engår 1 3 Skuddtetthet om våren / m Mineral nitrogen i jorda (kg N/daa) (0-20 cm) 0,7 0,9 ph i jorda 6,1 5,9 Dato for forsøksgjødsling/ evt. vanning 17/4 24/4 Dato for vekstregulering 25/5 28/5 Dose Moddus (ml/daa) Første måling med Yara N-tester Dato 13/5 28/5 Utviklingstrinn (Z) Andre måling med Yara N-tester Dato 26/6 29/6 Utviklingstrinn (Z) Registrering ved frøtresking Dato for frøtresking 25/7 20/84 % legde ugjødsla ruter 0 0 Gjennomsnittsavling, kg/daa 120,8 63,5 Vanning i ledd 3, 4, 6 og 7 ble utført med ei hagekanne (Landvik) eller hageslange (Vestfold) med dusjhode (bilde 1). Resultater og diskusjon Opptak av nitrogen i plantene YNT-verdiene på ugjødsla ruter var relativt like i Vestfold- og på Landvik, noe som samsvarer bra med innholdet av mineral nitrogen i jorda i de to feltene (tabell 1). I begge felt førte gjødsling til signifikant større N-opptak i plantene sammenlignet med ugjødsla ruter (ledd 2-9 vs. ledd 1) (tabell 2). I middel for de to tidene ble de høyeste YNT-verdiene målt på rutene som var gjødslet med Opti-KAS (ledd 9) i Vestfold og på rutene som var vannet like etter gjødsling med 13 kg N/daa i form av urea (ledd 7) på Landvik (tabell 2). Frøavl Bilde 1. Feltvert Jon Brattestå vanner ei rute med ureagjødsel i feltet i Vestfold 24. april Foto: John Ingar Øverland. På rutene som var gjødslet med 10 kg N/daa påvirket gjødseltype opptaket av nitrogen hos plantene. Uansett måletidspunkt og forsøkssted ble det målt lavere YNT-verdier på ruter gjødsla med urea (ledd

3 198 Havstad, L.T. / Bioforsk FOKUS 5 (1) Tabell 2. Virkning av ulike gjødseltyper og N-mengder på klorofyllmålinger med Yara N-tester utført både ved begynnende strekningsvekst (Z 31) og ved blomstring (Z 55) på Landvik og i Vestfold i 2009 Yara N-tester (YNT) målinger Ledd Landvik Vestfold Middel (2 felt) Z 31 Z 55 Middel Z 31 Z 55 Middel Z31/Z55 Rel. 1 Ugjødsla. Ingen vanning Urea. N:10. Ingen vanning Urea. N:10. Vanning før gjødsling Urea. N:10. Vanning etter gjødsling Urea. N:13. Ingen vanning Urea. N:13. Vanning før gjødsling Urea. N:13. Vanning etter gjødsling Ammoniumnitrat. N:10. Ingen vanning Opti-KAS N:10. Ingen vanning P % <0,1 <0,1 0,1 0,3 0,1 0,1 <0,1 LSD 5 % ) enn på ruter gjødsla med ammoniumnitrat (ledd 8) og Opti-KAS (ledd 9). I middel for de to måletidspunktene var det på begge forsøksstedene minst N-opptak på ruter som var vannet før gjødsling med urea (ledd 3) (tabell 2). Økning av urea-mengden fra 10 kg til 13 kg N/daa hadde positiv virkning på opptaket av nitrogen i plantene. I middel for to måletidspunkt og ulik vanning, økte YNT-måleverdiene med 13 % på Landvik og 5 % i Vestfold når N-mengden ble økt fra 10 (ledd 2-4) til 13 kg N/daa (ledd 5-7). I middel for begge felt og begge måletidspunkt ble de høyeste YNT-verdiene (81-85 prosent høyere enn på ugjødsla ruter) målt på ruter gjødslet med ammoniumnitrat (ledd 8), Opti-KAS (ledd 9) og på ruter som var vannet like etter gjødsling med 13 kg N/daa i form av urea (ledd 7) (tabell 2). a) b) Bilde 2. Rutene som ikke var gjødslet var tydelig preget av næringsmangel både på Landvik (2a) og i Vestfold (2b). Foto tatt av Lars T. Havstad 10. juli (2a) og 23. juni (2b) 2009.

4 Havstad, L.T. / Bioforsk FOKUS 5 (1) 199 Legde Ved høsting ble det på Landvik og Vestfold notert minst legde på ugjødsla ruter (ledd 1) og mest legde på ruter som var vannet like etter gjødsling med 13 kg N/daa i form av urea (ledd 7). I middel for de to felta var legdeprosenten ved de to behandlingene henholdsvis 0 og 71 prosent (tabell 3). Frøavling Avlingsnivået var generelt høyere i førsteårsenga på Landvik enn i tredjeårsenga i Vestfold (tabell 3). Dette er i samsvar med en tidligere forsøksserie hvor avlingsnivået, i middel for 12 sorter / foredlingslinjer av raigras, falt med 31 og 52 prosent i fra første til henholdsvis andre og tredje engår (Havstad et al. 2004). I begge felt ble de signifikant laveste frøavlingene høsta på ugjødsla ruter (ledd 1) (tabell 3). På rutene som var tilført 10 kg N/daa ble det høsta lavere frøavling, både på Landvik og i Vestfold, når nitrogenet ble tilført i form av urea (ledd 2-4) i stedet for nitrat/ammonium (ledd 8 og 9). Økning av gjødselmengden med urea fra 10 (ledd 2-4) til 13 kg N/daa (ledd 5-7) hadde stort sett en positiv virkning på frøavlingen. I middel for ledd med ulik vanning var avlingsgevinsten på Landvik og i Vestfold henholdsvis på 7 og 13 prosent. ledd 5 og 6), var det positivt å vanne like etter gjødsling sammenlignet med ruter hvor vanning var utelatt eller utført før gjødsling. I middel for de to felta var meravlingen ved å vanne like etter gjødsling på 2-4 prosent og prosent ved tilførsel av henholdsvis 10 og 13 kg N/daa (tabell 3). De høyeste avlingene i begge felt ble høstet på ruter gjødslet med Opti-KAS (ledd 9), ammoniumnitrat (ledd 8) og på ruter som var vannet like etter gjødsling med 13 kg N/daa i form av urea (ledd 7) (tabell 3). I middel for de to felta var avlingsgevinsten sammenlignet med ubehandla ruter henholdsvis 196, 201 og 215 prosent (tabell 3). Frøhalm I likhet med både YNT-målingene og frøavling ble de laveste og høyeste halmavlingene høsta på henholdsvis ugjødsla ruter (ledd 1) og ruter vannet like etter gjødsling med 13 kg N/daa i form av urea (ledd 7) (tabell 3). I middel for ledd med ulik gjødsling med urea ble det oppnådd en økning i halmavlingen på om lag 6 prosent ved å øke nitrogenmengden fra 10 (ledd 2-4) til 13 kg N/daa (ledd 5-7). Best utnytting av nitrogenet i ureagjødsla, både ved tilførsel av 10 og 13 kg N/daa, fikk en ved å vanne med 15 mm like etter gjødsling (tabell 3). På ruter gjødsla med urea, både ved tilførsel av 10 (ledd 4 vs. ledd 2 og 3) og 13 kg N/daa (ledd 7 vs. Tabell 3. Virkning av ulike gjødseltyper og N-mengder på prosent legde ved høsting, frøhalm (kg TS/daa) og frøavling (kg /daa) i forsøksfelt på Landvik og i Vestfold i 2009 % legde ved høsting Frøhalm, kg TS/daa Frøavling (kg/daa) Landvik Vestfold Middel Rel. 1 Ugjødsla. Ingen vanning ,1 32,3 50,7 100 Frøavl 2 Urea. N:10. Ingen vanning ,5 58,9 90, Urea. N:10. Vanning før gjødsling ,1 63,1 92, Urea. N:10. Vanning etter gjødsling ,9 64,5 94, Urea. N:13. Ingen vanning ,6 65,0 95, Urea. N:13. Vanning før gjødsling ,5 69,0 95, Urea. N:13. Vanning etter gjødsling ,3 75,8 109, Ammoniumnitrat. N:10. Ingen vanning ,0 71,4 102, Opti-KAS N:10. Ingen vanning ,5 71,5 99,5 196 P % <0,1 0,4 <0,01 <0,01 0,1 LSD 5 % ,2 8,4 6,7 Antall felt

5 200 Havstad, L.T. / Bioforsk FOKUS 5 (1) Økonomi Etter at forsøksplanen ble utarbeidet falt gjødselprisene kraftig (juli 2009), noe som medførte at urea ikke ble like billig å bruke som de to andre N-gjødselslagene. Pr. oktober 2009 var gjødselprisene 8,20 kr/kg N for urea, 6,20 kr / kg N for ammoniumnitrat og 7,40 kr/kg N for Opti KAS Prisene for de ulike gjødseltypene er henta fra FK Agri (Urea og Opti-KAS) og FK Rogaland Agder (Ammoniumnitrat). Alle gjødselprisene er ekskl. MVA og uten iberegnet termintillegg. daa sammenlignet med urea-gjødsling med 10 kg N/ daa uten vanning (ledd 2), som gav dårligst lønnsomhet av leddene som var gjødslet. Aller dårligst ut økonomisk kom naturlig nok leddet som ikke var gjødslet (ledd 1) (figur 1). Anbefaling Ut fra klorofyllmålinger og oppnådde frøavlinger ser det så langt ut til at nitrogenet i urea, uansett fuktighet før eller etter gjødsling, blir dårlig utnyttet sammenlignet med N-gjødsel basert på nitrat/ammonium. Med bakgrunn i frøavlingen i middel for de to felta (tabell 3), pris på frø av raigrassorten Figgjo (12,25 kr/ kg) samt gjødselpriser som nevnt for de tre gjødseltypene viser figur 1 nettoinntekten (inntekt av raigrasfrøet kostnader til gjødsel) for de ulike behandlingene. Andre kostnader (plantevern, vekstregulering, vanning etc.) er ikke tatt med i regnestykket. Figur 1 viser at gjødsling med ammoniumnitrat (ledd 8) og Opti-KAS (ledd 9) gav bedre lønnsomhet enn alle behandlingene med urea, bortsett fra når urea ble tilført i største mengde (13 kg N/daa) og vannet like etter gjødsling (ledd 7). Merinntekten ved disse tre behandlingene var henholdsvis 167, 122 og 206 kr/ De økonomiske beregningene viste at en økning i urea-mengden fra 10 til 13 kg N/daa bare kan forsvares dersom det vannes, eller en får tilstrekkelig med nedbør, like etter gjødsling. I praksis vil det medføre alt for stor usikkerhet å basere seg på naturlig nedbør etter gjødsling i den viktige perioden for vekst og utvikling tidlig om våren. Kunstig vanning er en mulighet men vil føre til både merarbeid og økte kostnader, spesielt hvis det er kommunalt vann som må benyttes. Både på Landvik og i Vestfold var behovet for nitrogen stort, og sannsynligvis ville en tilsvarende økning av N-mengden (3 kg/daa) i form av ammoniumnitrat og Opti-KAS ha ført til minst like høye frøavlinger som for 1300 Ingen vanning Vanning (15 mm) før gjødsling Vanning (15 mm) like etter gjødsling 1200 Nettoinntekt, kr/daa Ingen gjødsling Urea / 10 Urea / 13 Am.nit. / 10 Opti KAS / 10 Gjødselslag / N mengde (kg/daa) Figur 1. Lønnsomhet (merinntekt av frø gjødselkostnad) (kr/daa) ved ulike gjødslingsstrategier. Middel av to forsøksfelt med Figgjo flerårig raigras i 2009.

6 Havstad, L.T. / Bioforsk FOKUS 5 (1) 201 urea-leddet som var vannet etter gjødsling. Som nevnt er prisen pr. kg N på nitrat/ammonium-basert N-gjødsel for tida lavere enn for urea. Ved likt avlingsnivå vil det derfor ikke være lønnsomt å benytte urea i stedet for ammoniumnitrat / Opti-KAS. Av de to nitrat/ammonium-baserte gjødselslaga er det ut fra lønnsomhetsberegningene ikke noe i veien for å benytte ammoniumnitrat i stedet for Opti-KAS i frøenga. Ammoniumnitrat har imidlertid litt mer forsurende virkning på jorda (-1,0 CaO/kg N) enn Opti-KAS (-0,5 CaO/kg N), noe som vil medføre at behovet for kalking på sikt vil bli størst ved bruk av denne gjødsla. Konklusjon I middel for to forsøksfelt med flerårig raigras har gjødsling med lik N-mengde (10 kg/daa), uansett fuktighetsforholda før og etter gjødsling, gitt lavere frøavling og dårligere lønnsomhet når gjødsla har vært tilført i form av urea enn i form av nitrat/ammoniumgjødsel (Opti-KAS og ammoniumnitrat). Bare når urea-mengden ble økt til 13 kg N/daa, og gjødsla i tillegg ble vannet ned med 15 mm like etter gjødsling, var avlingsnivået og lønnsomheten bedre enn på rutene som var gjødslet med 10 kg N/daa i form av Opti-KAS eller ammoniumnitrat. Med bakgrunn i avlingsresultater og økonomiske beregninger ut fra dagens priser (okt. 2009) er virkningen av urea-basert gjødsel for usikker til å anbefales til frøeng. Litteratur Aleksander Nordahl Yara spår høyere gjødselpriser. ece. Havstad, L.T. & Øverland, J.I Høst- og vårgjødsling til Fenre hybridraigras. Bioforsk Fokus 1 (2): Havstad, L.T, Susort, Å, Erøy, Å.B. & Hommen, G Frøavlsegenskaper hos sorter og foredlingslinjer av flerårig raigras og hybridraigras. Grønn kunnskap 11, 28 s. Blytt, L.D. & Stryken, A Nitrogen i landbruketeffekt av urea og andre N-gjødseltyper på miljøet, Statens landbrukstilsyn. Nordestgaard, A Fosfor, kalium og ph niveauer ved frøavl af almindelig rajgræs og engsvingel. Tidsskrift for Planteavl 94: Svensson, K Erfcuinger med indsamling af data fra frøavlere. NJF-seminar nr 241: Frøproduktion. Jokioinen, Finland, juni 1994: Aamlid, T.S Kaliumgjødsling til grasfrøeng. Jord- og Plantekultur 1996: Av de to nitrat/ammonium-baserte gjødselslaga er det ut fra lønnsomhetsberegningene ikke noe i veien for å benytte ammoniumnitrat i stedet for Opti-KAS i frøenga. Frøavl