Kartlegging av N-mineralisering. Prosjektrapport for 2013

Transkript

1 Kartlegging av N-mineralisering Prosjektrapport for 2013 Bernt Hoel Bioforsk Øst, 28. februar 2014

2 Sammendrag Kartlegging av N-mineralisering Målet med dette prosjektet er riktig og tilpasset N-gjødsling til beste for avlingsmengde, -kvalitet og miljø. Satsingen er et samarbeid mellom Bioforsk, NLR SørØst og Romerike Landbruksrådgiving. Rådgivingsenhetene har hatt ansvar for utvelgelse og oppfølging av feltverter, de fleste prøveuttak og registreringer, samt at de har hatt en viktig rolle i forbindelse med formidlingsarbeidet. Bioforsk har ledet prosjektet, dette inkluderer ansvar for planlegging, bearbeiding av tallmaterialet og rapportering. Prosjektet er en tre-årig satsing som startet i 2011 og er finansiert av Statens landbruksforvaltning og Yara Norge. Nitrogengjødsling tilpasset plantenes behov legger til rette for gode avlinger, lønnsomhet og lave N- tap. Korndyrkerne utarbeider gjødslingsplan i forkant av hver vekstsesong. En rekke relevante forutsetninger ligger til grunn for gjødslingsplanen, men vekstforholdene utover sommeren bidrar til at forutsetninger endres. Det kan for eksempel være at frigjøringen i jorda og planteopptaket av nitrogen (N) avviker fra det normale, at store nedbørsmengder gir utvasking av næring, at ugunstige værforhold reduserer avlingspotensialet eller motsatt, at gunstige forhold legger grunnlag for større avlinger enn forventet. Dersom gjødslinga ikke tilpasses de aktuelle forholdene får det uheldige konsekvenser for avling, kvalitet og miljø. Det er derfor behov for gode verktøy som støtte for å ta riktige beslutninger om gjødslingsbehov underveis i vekstsesongen. I prosjektet har det vært testet ulike tilnærminger for å kartlegge N-status. Jordprøver er analysert for mineralsk N (plantetilgjengelig), og det er målt i plantebestandet med Yara N-Tester og håndholdt Yara N-sensor. Høsthvete er brukt som indikatorvekst og både forsøksruter uten N-gjødsling (nullruter) og mer tradisjonelle gjødslingsforsøk er benyttet i arbeidet. Resultatene har vist at håndholdt N-sensor er metoden som kartlegger situasjonen mest presist. N-sensoren gir et estimat på kg N pr. daa tatt opp i plantene. Estimatet beregnes på grunnlag av målinger av åkerens farge og tetthet. Prosjektet har gitt meget nyttig kunnskap om N-opptaksmønsteret under ulike forutsetninger og intensiteten i opptaket i ulike vekstfaser for høsthvete. På grunnlag av målinger i felt i Østfold, på Romerike og Toten ble det i 2013 ukentlig, fra midt i mai og fram til aksskyting (slutten av juni) formidlet vurderinger av den aktuelle situasjonen med hensyn til vekstforhold, mineralisering og planteopptak. Dette er nyttige vurderinger som beslutningsstøtte for avgjørelser knyttet til gjødslingsbehov. I flere av de seinere vekstsesongene har det vært betydelig mer nedbør enn normalt i viktige kornområder. Dette gir ekstra utfordringer knyttet til å sikre en gjødslingspraksis som likevel legger grunnlag for høye avlinger, riktig kornkvalitet, minst mulig avrenning og gasstap, samt god lønnsomhet for dyrkeren. Prosjektet har gitt nyttige bidrag til å fremme en mest mulig behovstilpasset og presis N-gjødsling i vekstsesongen. Samtidig øker det bevisstheten omkring betydningen av riktig gjødsling for kornavling, -kvalitet og miljø. 1 Mål Riktig og tilpasset N-gjødsling til beste for avlingsmengde, -kvalitet og miljø. Årlig informasjon om jordas nitrogenbidrag som grunnlag for gjødslingsanbefalinger som bidrar til en optimalisering av gjødslingspraksisen. 2 Bakgrunn

3 Prosjektet er et samarbeid mellom Bioforsk Øst og Norsk Landbruksrådgiving (NLR), enhetene NLR SørØst og Romerike Landbruksrådgiving. Nedlegging av N-prognosene i 2009 skapte behov for nye aktiviteter som setter fokus på og fremmer behovstilpasset nitrogengjødsling i landbruket. Dyrkingsjordas evne til å forsyne plantene med nitrogen har stor betydning for optimalisering av N-gjødsling. Bidraget med nitrogen fra jordas reserver varierer fra sted til sted og år til år. I N-prognosene ble dette kartlagt på våren ved hjelp av analyser av jordprøver hentet fra et stort antall skifter. Slike målinger gir et presist øyeblikksbilde av mengde plantetilgjengelig N i jorda etter høsten og vinteren, men sier mindre om potensialet for mineralisering i vekstsesongen. Gjennom målinger av nitrogenopptak på nullruter (forsøksruter som ikke er gjødslet med N) og i gjødslingsforsøk i vekstsesongen, vil man få et sikrere mål på jordas evne til å levere nitrogen. Dette kan gjøres både med jord- og planteprøver som analyseres på laboratorium, men også med hjelpemidler som er enklere og raskere å anvende. I denne rapporten presenteres resultater fra Metoder og framgangsmåte I prosjektet har en prøvd ulike verktøy for å kartlegge plantenes N-tilgang gjennom vekstsesongen og testet hvor egnet disse metodene er som beslutningsstøtte for å bestemme gjødslingsbehov. Det er gjennomført ulike målinger og registreringer i høsthvete på forsøksruter uten nitrogengjødsling (nullruter) og i N-gjødslingsforsøk med stigende N-mengder. Nullruter NLR- enhetene SørØst og Romerike, valgte ut feltverter for nullruter i hvert av fylkene Østfold og Akershus. I tillegg ble det anlagt tre nullruter i høsthvete på Apelsvoll. I 2013 ble det anlagt nullruter på totalt 20 skifter, tre nullruter på hvert sted. Størrelsen på disse rutene var 3x5 meter. Dette arealet ble dekket med presenning da feltverten gjødslet resten av åkeren. Nullrutene ble gjødslet for hånd med PK-gjødsel (OPTI-PK ) for å sikre tilstrekkelig tilgang til andre næringsstoff enn nitrogen. På nullrutene ble det ved tre vekststadium målt med Yara N-Tester og håndholdt Yara N-sensor. Det var begynnende stråstrekning (vekststadium 30-32), flaggbladutvikling (vekststadium 37-39) og begynnende aksskyting (vekststadium 49). Ved modning ble korn og halm høstet og avlingsmengder beregnet og sett i sammenheng med målinger gjort i vekstsesongen. Forsøksfelt Det ble anlagt ni N-gjødslingsforsøk i høsthvete i 2013, fire i Østfold, fire på Romerike og ett på Toten. Forsøksplanen er vist i tabell 1.

4 Tabell 1. Forsøksplan for felt med ulike gjødslingsstrategier i høsthvete, 2013 Vårgjødsling v/vekststart Delgjødsling v/begynnende stråstrekning, BBCH Ledd Kg N/daa Gjødseltype Kg N/daa Gjødseltype 1 7 Fullgj OPTI-NS Fullgj OPTI-NS Fullgj OPTI-NS Fullgj OPTI-NS Fullgj OPTI-NS Fullgj Fullgj OPTI-NS Fullgj OPTI-NS Fullgj OPTI-NS Fullgj OPTI-NS Produkter merket TM er varemerke for Yara International ASA. Fullgjødsel er et registrert varemerke for Yara International ASA På alle lokaliteter ble det gjennomført ukentlige N-sensormålinger fra midten av mai og fram til slutten av juni, det vil si fra buskingsstadiet (vekststadium 21) til aksskyting (vekststadium 49). Rådgivingsenhetene utførte målingene på feltene i sine områder, mens tallmaterialet ble beregnet, tolket og oppsummert hos Bioforsk Øst på Apelsvoll. 4 Resultater Prosjektet har vist at håndholdt N-sensor er et mer presist verktøy for å beskrive N-statusen enn det jordprøver for mineralsk N og N-tester er, resultater som viser dette er presentert i tidligere årsrapporter. I denne rapporten er det derfor prioritert å omtale resultater for håndholdt N-sensor. N-sensor brukt i nullruter I det følgende er det presentert hvordan tørrstoffavling av korn og halm, samt N-innhold i kornet, varierte med verdiene fra N-Sensor i Graden av samsvar gir en indikasjon på potensialet som tilnærmingen med nullruter og N-sensor har til å fungere som et hjelpemiddel for å beskrive jordas bidrag til plantenes nitrogenforsyning. Figurene 1, 2 og 3 viser sammenhengen mellom N-Sensorverdier ved ulike vekststadier og tørrstoffavlinger av korn + halm i Vekststadiene er henholdsvis stråstrekning (vekststadium 30-32, figur 1), flaggbladutvikling (vekststadium 37-39, figur 2) og aksskyting (vekststadium 49, figur 3).

5 Figur 1. Sammenhengen mellom N-sensorverdi ved begynnende stråstrekning (vekststadium 30-32) og tørrstoffavlinger av korn + halm, nullruter i høsthvete Figur 2. Sammenhengen mellom N-sensorverdi ved flaggbladutvikling (vekststadium 37-39) og tørrstoffavlinger av korn + halm, nullruter i høsthvete 2013.

6 Figur 3. Sammenhengen mellom N-sensorverdi ved begynnende aksskyting (vekststadium 49) og tørrstoffavlinger av korn + halm, nullruter i høsthvete Resultatene i figurene 1-3 viser en forklaringsgrad fra om lag 40 % ved stråstrekning økende til litt over 50 % ved begynnende aksskyting, det vil si at N-Sensormålingene forklarer % av variasjonen i tørrstoffavling avhengig av når målingen utføres. Dette er et resultat som er godt i samsvar med det som ble funnet i 2012, da ble det kun målt ved flaggbladutvikling og forklaringsgraden var 45 %. Figurene 4, 5 og 6 viser sammenhengen mellom N-Sensorverdier ved ulike vekststadier og N- innholdet i kornet ved modning i Vekststadiene er henholdsvis stråstrekning (vekststadium 30-32, figur 4), flaggbladutvikling (vekststadium 37-39, figur 5) og aksskyting (vekststadium 49, figur 6).

7 Figur 4. Sammenhengen mellom N-sensorverdi ved begynnende stråstrekning (vekststadium 30-32) og N-innholdet i modent korn, nullruter i høsthvete Figur 5. Sammenhengen mellom N-sensorverdi ved flaggbladutvikling (vekststadium 37-39) og N- innholdet i modent korn, nullruter i høsthvete 2013.

8 Figur 6. Sammenhengen mellom N-sensorverdi ved begynnende aksskyting (vekststadium 49) og N- innholdet i modent korn, nulluter i høsthvete Resultatene i figurene 4-6 viser en forklaringsgrad fra om lag 30 % ved stråstrekning økende til nesten 70 % ved begynnende aksskyting, det vil si at N-Sensormålingene forklarer % av variasjonen i N-innhold i modent korn avhengig av når målingen utføres. Som for tørrstoffavling av korn + halm er dette et resultat som er godt i samsvar med det som ble funnet i 2012, da ble det kun målt ved flaggbladutvikling og forklaringsgraden var cirka 45 % som er nær det som ble funnet ved dette stadiet i 2013 (43 %). Resultatene viser at N-sensormålingene gir en god indikasjon på hvor mye plantene klarer å ta opp fra N-reservene i jorda, særlig når målingen utføres ved begynnende aksskyting. N-sensor brukt i forsøksfelt I det følgende presenteres resultater fra de ni forsøksfeltene som ble gjennomført i For de åtte første feltene er vist måleverdiene ved ulike tidspunkt på de forskjellige gjødslingsleddene (a-delen i figurene). Det er også presentert figurer som viser sammenhengen mellom måleverdier ved ulike utviklingsstadier og kornavlinga ved høsting (b-delen i figurene). Når det gjelder Apelsvoll (figur 15 og 16) er det presentert måleverdier ved ulike tidspunkt på de forskjellige gjødslingsledd (figur 15), samt sammenhengen mellom kornavling ved modning og måleverdier ved henholdsvis begynnende stråstrekning, begynnende flaggbladutvikling og flaggbladet fullt utviklet (figur 16).

9 a) b) Figur 7. Felt 1 Sarpsborg, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

10 a) b) Figur 8. Felt 2 Kråkstad, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

11 a) b) Figur 9. Felt 3 Rakkestad, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

12 a) b) Figur 10. Felt 4 Eidsberg, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

13 a) b) Figur 11. Felt 5 Jessheim, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

14 a) b) Figur 12. Felt 6 Kløfta, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

15 a) b) Figur 13. Felt 7 Vormsund, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

16 a) b) Figur 14. Felt 8 Hvam, a) N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier, b) Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved tre ulike vekststadium og kornavling. Høsthvete, 2013.

17 Figur 15. Felt 9 Apelsvoll, N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike vekststadium og gjødslingsstrategier. Høsthvete a)

18 b) c) Figur 16. Felt 9 Apelsvoll. Sammenheng mellom kornavling ved modning og N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg/daa) ved a) begynnende stråstrekning, b) begynnende flaggbladutvikling og c) flaggblad fullt utviklet. Høsthvete, Generelt i 2013 var N-opptaket, estimert med håndholdt N-sensor, svært lavt fram til midten av mai, både på gjødsla og ugjødsla forsøksruter. Etter det varierte planteutvikling og N- opptaksmønster betydelig fra felt til felt. På feltene i Østfold ble det fart i veksten fra slutten av mai, mens Romeriksfeltene utviklet seg seint fram til begynnelsen av juni. På alle lokaliteter tyder resultatene på at mesteparten av N-opptaket var fullført omkring tida for aksskyting. Mengde nitrogen og opptaksmønsteret varierte en god del mellom felt, men

19 felles for feltene var at % av N-opptaket skjedde i en periode på 3-4 uker, en kort og intens periode fra stråstrekning til flaggbladet var ferdig utviklet. Sammenhengene mellom N-sensorverdier målt i juni og kornavlingene ved høsting var til dels svært gode på de fleste feltene. Bare på ett felt (Figur 10 b) Eidsberg, Østfold) var det ingen sammenheng mellom N-sensorverdier i juni og avlinger. Avlingsnivået på dette feltet var om lag 700 kg korn/daa, men optimal N-gjødsling var så lav som 10 kg N/daa. Forklaringen kan være et stort bidrag med mineralisert N fra jorda, noe også N- sensormålingene på dette feltet antydet. 5 Oppsummering Metoder som skal brukes til å utarbeide gjødslingsanbefalinger må resultere i pålitelige råd som er på plass så tidlig i vekstsesongen at en har mulighet til å sette inn eventuelle gjødslingstiltak. Verktøyene bør i tillegg være enkle og raske å bruke. I dette prosjektet har vi sammenlignet håndholdt Yara N-sensor, Yara N-Tester og jordanalyser for N-min som metoder for å beskrive N-status i høsthveteåkre. Resultatene viser at håndholdt N-sensor er det verktøyet som kartlegger situasjonen best. Prosjektet har gitt nyttig kunnskap om N-opptaksmønsteret under ulike forutsetninger og intensiteten i N- opptaket i ulike vekstfaser for høsthvete. Dette er sentral informasjon i forhold til avgjørelser knyttet til tidspunkt for delgjødsling og aktuell N-mengde. De store forskjellene fra felt til felt viser med all tydelighet behovet for gode verktøy og rådgivingsopplegg som bidrar til treffsikre gjødslingsstrategier og tiltak under ulike forutsetninger. De store lokale forskjellene illustrerer samtidig at det er klare begrensninger knyttet til å oppskalere resultater fra målinger gjort på noen få lokaliteter til å gi helt konkrete gjødslingsanbefalinger gjeldende for større områder. Det første prosjektåret (2011) var nullruter de eneste forsøksrutene som ble benyttet. N- gjødslingsforsøk med stigende N-mengder ble inkludert i prosjektet fra Resultatene har vist at målinger i slike felt gir et mer fullstendig bilde av situasjonen og et bedre grunnlag for anbefalinger enn det nullruter alene gir. En ulempe med nullruter er at den kalde jorda tidlig i vekstsesongen gir sein frigjøring av N og langsom vekst. Ved slike forhold kombinert med fravær av N-gjødsel, blir resultatet svake planter som ikke har kraft til særlig N-opptak når N-mineraliseringa i jorda etter hvert kommer i gang. I det videre arbeidet ønsker vi å gå vekk fra enkeltstående nullruter, og heller inkludere nullruter i N-gjødslingsfeltene. Bruk av håndholdt N-sensor vil bli prioritert framfor andre metoder, da N-sensoren har vist seg å gi den beste kartleggingen av situasjonen. I tillegg vil vi aktivt bruke resultater fra hjelpemiddelet «NitrogenStatus» (nitrogenkalkulator) på Bioforsk sine hjemmesider, for på den måten å skaffe et enda bedre grunnlag for anbefalingene.