Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jordkjemi, jordanalyser og vannforurensning.

Transkript

1 1. Fosfor i jord og vann. Fosfor er et makronæringsstoff som planter ikke klarer seg uten dersom de skal ha en normal livssyklus. Fosfor er også vekstbegrensende for alger i ferskvann og avrenning fra jordbruket er en vesentlig kilde til eutrofiering. Fosfor er en begrenset ressurs på verdensbasis og for å ha muligheter til å produsere mat til en stadig økende befolkning er det derfor viktig å hindre at fosfor kommer på avveie. Fosforfraksjoner i jord. Planter og andre organismer i jord er i stor grad avhengig av at P finnes i lett tilgjengelig form. Fosfor er vekstbegrensende for alger i vann og konsentrasjonen av P i vann er bl.a. styrt av P-nivået og bindingsstyrken til P i jorda som vannet passerer. Vi har imidlertid liten oversikt over likevektskonsentrasjonen av P i jordvæska både i dyrka og naturlig jord under ulike betingelser selv om dette er en viktig parameter både med hensyn til plantevekst og forurensning. Det vil også bli utarbeid relasjoner mellom kjemiske parametre i jorda og biotilgjengelig P for planter og alger. Oppgaven vil omfatte felt og laboratoriearbeid. Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jordkjemi, jordanalyser og vannforurensning. Kontaktperson: Tore Krogstad, IMV tore.krogstad@nmbu.no 2. Jordflytting som tiltak for å opprettholde dyrka areal etter terrenginngrep i jordbruksområder Ved store samferdselsprosjekter som vei- og jernbaneutbygging i jordbruksområder, blir betydelige jordbruksarealer tatt ut av produksjon og erstattet av samferdselsårer. Mens det er en politisk målsetning om å øke kornproduksjon i takt med befolkningsveksten, er det en realitet at kornarealet går ned. Låg (1981) beskrev et areal på Steinberghaugen i Nedre Eiker der jordmasser ble flyttet til et areal med grunnlendt mark, og opparbeidet som fullverdig jordbruksareal. Det er ikke gjennomført noen undersøkelser i etterkant av at Låg beskrev arealet, og det er således av stor interesse å foreta undersøkelser på dette arealet eller lignende areal som er oppbygd ved jordflytting på deponier (som på Bølstad i Ås). Hvordan vil jordflytting og opparbeiding av nye arealer påvirke størrelse og kvalitet på avlingene? Å belyse positive og negative konsekvenser av jordflytting både agronomisk og samfunnsmessig vil bli sentralt i oppgaven.

2 Figur 1. Areal på Stenberghaugen klar for påfylling av jord Figur 2. Ferdig opparbeidet jordbruksareal etter flytting av jord Kontaktpersoner: Professor Tore Krogstad, IMV Seniorforsker Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk Jord og miljø (tlf ), Referanse: Låg, J Omkostninger ved påfylling av jord over fjelloverflate på Stenberghaugen, Nedre Eiker. Jord og myr 5(5): Bruk av biorest i jordblandinger til grøntanlegg Utråtning av matavfall og annet organisk avfall for å lage metan er et viktig klimatiltak og produserer nyttig bioenergi. Etter slik utråtning der det lettest nedbrytbare organiske materialet er omdannet til energirik gass, blir det en suppe med næringsstoffer som kalles biorest. Når en benytter matavfall som råstoff for biogassprosessen, inneholder bioresten mye næringsstoffer og lite tungmetaller og organiske miljøgifter. Utnyttelse av slike restprodukter etter uttak av bioenergi er en viktig oppgave i forskningsprogrammet CenBio, Bioenergy Innovation Centre, WP 1.4 Residues upgrading and use. En av industripartnerne i dette programmet er Oslo kommune Energigjenvinningsetaten, Oslo EGE, som nylig har satt i drift det største biogassanlegget for matavfall i Norge. På dette anlegget behandles bioresten på forskjellige måter; a) brukes direkte som gjødsel etter utråtning, b) separeres i fast og flytende fase, der flytende fase surgjøres og oppkonsentreres til en NKgjødsel og fast fase med organisk materiale anriket på fosfor. Denne faste bioresten bør doseres i forhold til fosforinnholdet, og de fleste anleggene bruker denne i dag i produksjonen av anleggsjord til grøntanlegg. Utfordringen er imidlertid at en lett tilfører for mye slik biorest og oppnår unødvendig høye konsentrasjoner av løselig fosfor i vekstmediet. Som en oppgave innen WP 1.4 i CenBio skal det i 2014 utvikles en jordblanding med bruk av fast biorest fra Oslo EGE. Dette egner seg meget godt som en masteroppgave ved IPM, og innebærer et forsøksopplegg

3 med ulike blandingsforhold av forskjellige aktuelle ingredienser med biorest som hovedfokus (se bilde). Forsøket gjennomføres som vekstforsøk med potter i veksthus hvor både avling og kjemisk innhold i plantemasse og jord måles og vurderes. Kontaktpersoner: Professor Tore Krogstad, IPM Seniorforsker Trond Knapp Haraldsen, Bioforsk Jord og miljø (tlf ), tore.krogstad@nbmu.no trond.haraldsen@bioforsk.no 4. Bruk av naturlig zeolitt for å øke gjødselverdien av husdyrgjødsel Zeolitt er et mineral (kalsium-aluminium-silikat) som har gode bindingsegenskaper overfor bl.a. ammonium. Ved å blande Zeolitt med husdyrgjødsel ønsker man å binde lett tilgjengelig ammonium for å unngå raskt tap av N ved bruk av husdyrgjødsel (ammoniakk, N-utvasking). Pga. reduserte N-tap er det derfor et potensial for å øke utnyttelsesgraden av N i fra husdyrgjødsel. Temaet er en del av et forskningsprojekt i samarbeid med forskere på Balkan og egner seg meget godt som masteroppgave for en student som ønsker å kombinere studier i jord og planteernæring.

4 Metoder: - N-utvaskingsforsøk i søyler med forskjellige jordtyper. - Vekstforsøk i potter under kontrollerte forhold. Kontaktpersoner: Tore Krogstad Trine Sogn Susanne Eich-Greatorex tore.krogstad@nmbu.no trine.sogn@nmbu.no susanne.eich@nmbu.no 5. Agronomi for økt mat produksjon Flere masteroppgaver tilknyttet AGROPRO prosjektet Kornproduksjonen er redusert, både i areal og p.g.a. stagnasjon i avlingsnivå. Grovfôr er i økende grad erstattet med innkjøpt kraftfôr. Avlingspotensialet er ikke tatt ut. Samtidig er det en utvikling med økt nedbør og mer ustabilt vær. For å utnytte avlingspotensialet er det behov for et større fokus på de prosesser som foregår i jorda, på rotutvikling og plantevekst og for kjøring med utstyr. Det er behov for å styrke den agronomiske forskningen tilpasset fremtidens klima og produksjonssystemer. AGROPRO har mål om å øke kunnskap om samvirket mellom jord og planter i dyrkingssystemer for høye avlinger, og avdekke flaskehalser for høy grad av næringsutnytting og produktkvalitet. Vi har flere masteroppgaver tilknyttet ulike prosjekter i AGRPRO. Vi kan tilby sommerjob tilknyttet prosjektet og som kan kombineres med masteroppgaven. Her er noen temaer: 6. Long-term effect of crop rotation on soil fertility: what are the mechanisms? Økt matproduksjon - er vekstskifte passé? Se en kort presentasjon av forsøksfeltet her. After 60 year, cereal yield in 2014 was considerably reduced on plots with annual crops only, compared to cereals in rotation with grassclover leys. The content of the main plant nutrients was good in all plots due to the use of chemical fertilizers, and therefore it cannot be the main reason for the yield reduction. The incidence of plant diseases

5 was also little. The yield differences, on the other hand, were highly related to the content in soil organic matter, soil porosity and aggregate stability, which all were improved by the presence of grass-clover ley in the crop rotation. We have taken soil samples for further chemical and soil physical analysis and for POT EXPERIMENTS addressing the effect of crop rotation and increased soil organic matter on 1) root development, 2) water availability and 3) the transport of little mobile nutrients to the root surface. Several possible mechanisms for the positive effect of rotation with ley on cereal production will be studied: has rotation with ley a beneficial effect that cannot be substituted by increased fertilizer application or other management practice? Will rotation with only annual crops lead to more fragile soils, thus to soils more vulnerable to climate change? 30 or 60 ECT 7. Biological nitrogen fixation and clover survival in grass-clover mixtures: effect of increased soil ph through use of silicate rock flour or liming. Bidrar høy ph til bedre kløverbestand i blandinger med gras? Sammenligning av tradisjonell kalking og silikatrik steinmel. Clover-grass mixtures have good nutritional quality and usually provide higher yields than grasses alone, with less use of nitrogen fertilizer due to symbiotic biological nitrogen fixation (BNF). However, clover usually lasts shortly. Unnecessary application of nitrogen fertilizer is often a reason. Stronger competition by grasses on soil with low ph could also be a reason, as grasses usually tolerate low ph better than clover. We are establishing a field experiment in order to test the competition between grasses and red or white clover, as well as on BNF, at three different ph levels. To regulate the ph we are testing an innovative method with a silicate rock flour, which has important environmental advantages compared to liming with calcium carbonates. It will also be possible to study the effect of soil ph on the emission of the greenhouse gas N 2 O due to BNF. 30 or 60 ECT FIELD EXPERIMENT, possibilities for POT EXPERIMENTS. This experiment is suited for several master thesis of students collaborating on different aspects (e.g. one focusing on plant growth and botanical analysis, one on BNF, one on greenhouse gas emission) 8. Functional root depth in herbage production and nutrient use efficiency Effektiv rotdybde til engvekster, og næringsopptak Shallow rooting reduces plants uptake uf nutrients from soils. Yield can be reduced and mobile nutrients as mineral nitrogen can be leached, with negative consequences for the environment. A recent European project has

6 shown that there can be considerable differences in nitrogen use efficiency and risk of nitrogen leaching even between similar species. In particular, both perennial ryegrass and white clover have shown to be less able to recover nutrient below 20 cm depth then red clover is. We know little about the performance of grass species typical in Norwegian leys, as timothy and perennial fescue (engsvingel). A major field trial, with 10 different grasses and ley-legumes in pure stands and in mixtures, was established summer 2014 with the purpose of studying this. We are going to apply stable isotope techniques to measure the maximum depth at which roots are able to take up nutrients in a substantial amount. 30 or 60 ECT FIELD EXPERIMENT. Possible to take part also in a laboratory study for developing the methods for applying the stable isotopes Effects of P-concentration on growth: to which extend is this a result of larger leaf area and thus larger light interception, or of higher photosynthesis and thus increased radiation use efficiency? Hvordan virker P-mangel inn på plantevekst? This is also part of the Agropro project. This work will be in connection with that of a Ph.D-student looking at the critical P-concentration in plants, that is which concentration in the plant that is sufficient to sustain potential growth. We know that P-concentration may also influence the leaf area and the radiation use efficiency, but we are not know which mecahnism is most important in determining reduced growth when P is limiting. Such knowledge can help us to plan P-application in a more effective and yet environmentally friendly way. It can also be useful in plant breeding. The student wil help to register Leaf Area Index, light interception by the canopy and also measure photosynthesis by intact leaves during the growing season. 30 or 60 ECT FIELD EXPERIMENT crop production physiology