Jord- og Plantekultur 2014 / Bioforsk FOKUS 9 (1) Næringsforsyning. Foto: Tove Sundgren

Transkript

1 Jord- og Plantekultur 14 / Bioforsk FOKUS 9 (1) 153 Næringsforsyning Foto: Tove Sundgren

2 154 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) Håndholdt N-sensor og N-gjødslingsrådgivning Bernt Hoel Bioforsk Øst Apelsvoll Bernt.hoel@bioforsk.no Innledning Nitrogengjødsling tilpasset plantenes behov legger til rette for gode avlinger, lønnsomhet og lave N-tap. Kunnskap om dyrkingsjordas evne til å forsyne plantene med nitrogen (N) har stor betydning for optimalisering av N-gjødslinga. Bidraget fra jordsmonnets reserver varierer fra sted til sted og år til år. Som et verktøy for å ta hensyn til variasjoner i jordas N-innhold mellom distrikter og år hadde man i lang tid det jordprøvebaserte opplegget «N-prognoser», dette ble nedlagt i 9. Prosjektet «Kartlegging av N-mineralisering» ble startet i 11 og kan betegnes som en oppfølger. Hensikten med dette arbeidet er relativt sammenfallende med det som var målet med nevnte N-prognoser, men nå har det vært hovedfokus på plantemålinger og ikke på jordanalyser. Målsettingen med undersøkelsene er riktig og tilpasset N-gjødsling til beste for avlingsmengde, -kvalitet og miljø. Kunnskap om jordas nitrogenbidrag og hvordan dette varierer, skal gi grunnlag for gjødslingsanbefalinger som optimaliserer gjødslingspraksisen. Prosjektet «Kartlegging av N-mineralisering» er gjennomført i nært samarbeid med Norsk Landbruksrådgiving, enhetene SørØst og Romerike, og er finansiert av Statens landbruksforvaltning og Yara Norge. Materiale og metoder I prosjektet har en prøvd ulike verktøy for å kartlegge plantenes nitrogentilgang gjennom vekstsesongen og testet hvor egnet disse metodene er som hjelpemidler for å bestemme gjødslingsbehov. Det ble gjennomført ulike målinger og registreringer i høsthvete på forsøksruter uten nitrogengjødsling (nullruter) i og i N-gjødslingsforsøk med stigende N- mengder i 1 og 13. Både nullruter og forsøksfelt var plassert i Østfold og på Romerike. Målemetoder og registreringer Yara N-sensor gir et estimat på kg N/daa tatt opp i plantene. Estimatet beregnes på grunnlag av målinger av åkerens farge og tetthet. Yara N-sensor er mest kjent som den traktormonterte utgaven. I tillegg finnes en håndholdt utgave som egner seg for målinger på forsøksruter. Det ble gjort noen prøvemålinger med denne i 11, før den ble brukt både på nullruter og i forsøksfelt i 1 og 13. Et annet instrument som har vært benyttet i prosjektet er Yara N-Tester. N-Testeren registrerer bladets grønnfarge som viser god sammenheng med plantas N-status, men dette instrumentet sier ikke noe om åkerens tetthet. Det ble utført målinger med N-Tester på nullrutene i alle forsøksårene. I nullrutene ble det registrert avling av både korn og halm. I forsøksfeltene ble avlinga av korn registrert, men ikke halmavlinga. Standard kvalitetsparametere ble analysert i kornet både fra nullruter og forsøksfelt. N-opptaket i kornet ved modning ble beregnet ut fra avlingsnivået og proteininnholdet i kornet. I 11 og 1 ble det på nullrutene tatt ut og analysert jordprøver for innhold av nitrat og ammonium (N-min), det vil si nitrogen som er direkte plantetilgjengelig. Prøvene ble tatt fra matjordlaget (-5 cm). I 11 ble jordprøver tatt ved vekststart på våren og ved flaggbladutvikling, i 1 ble jordprøver bare tatt ut ved vekststart. Nullruter og forsøksfelt Hensikten med å etablere nullrutene var å kvantifisere jordas bidrag til plantenes N-forsyning. Plantenes N-opptak på de ugjødsla rutene ble brukt som mål på jordas N-mineralisering. Størrelsen på nullrutene var 3 x 5 meter. Dette arealet ble dekket med presenning da feltverten gjødslet resten av åkeren. Nullrutene ble gjødslet for hånd med PK-gjødsel (OPTI-PK -5-

3 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) ) for å sikre tilstrekkelig tilgang til andre næringsstoff enn nitrogen. I 11 ble det anlagt tre nullruter i høsthvete på totalt 3 skifter i Østfold (15) og på Romerike (15). Det ble også etablert nullruter i 1 (19 skifter) og i 13 ( skifter). I 1 ble det i tillegg til nullruter anlagt N-gjødslingsforsøk (fire felt) med stigende N-mengder. Disse feltene ble anlagt ved vekststart om våren i etablerte høsthveteåkre. Forsøksplanen er vist i tabell 1. Vårgjødslinga ved vekststart ble på alle forsøksledd utført med Fullgjødsel All delgjødsling ble gitt med OPTI-NS 7-- (4 S). Total N-gjødsling varierte fra 1 til kg N pr. daa. Forsøksplanen innebærer noe variasjon i fosfor-, kalium- og svovelgjødsling mellom forsøksleddene, men ikke så mye at det skal gi utslag på avling og kvalitet i ettårige høstkornforsøk. Planteverntiltakene på det enkelte felt ble utført på samme måte som det feltverten har gjort i åkeren rundt feltet. I 13 ble det gjennomført åtte N-gjødslingsforsøk. Feltene var plassert på siltjord (tre felt), lettleire (tre felt) og mellomleire (to felt). På alle lokaliteter ble det gjennomført ukentlige N-sensormålinger fra midten av mai og fram til slutten av juni, det vil si fra buskingsstadiet (BBCH 1) til aksskyting (BBCH 49). Rådgivingsenhetene utførte målingene på feltene i sine områder, mens tallmaterialet ble beregnet, tolket og oppsummert hos Bioforsk Øst på Apelsvoll. Tabell 1. Forsøksplan for felt med ulike gjødslingsstrategier i høsthvete, 1 og 13 Korn Vårgjødsling v/vekststart Delgjødsling v/begynnende stråstrekning, BBCH 3-31 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 7-- Produkter merket TM er varemerke for Yara International ASA. Fullgjødsel er et registrert varemerke for Yara International ASA Resultater I det følgende presenteres avlings- og måleresultater fra nullruter (11-13) og N-gjødslingsfelt (1-13). Nullruter 11 Det ble observert meget svak vekst på nullrutene i 11, og veksten ble vurdert som for dårlig til å kartlegge mengden av plantetilgjengelig nitrogen i jorda. Forklaringen finner vi i den kjølige våren. Kald jord gir sein mineralisering (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 næringsopptak når N-mineraliseringa i jorda etter hvert kommer i gang. Det var ingen sammenheng mellom innholdet av N- min som ble funnet i jordprøvene og tørrstoffavling av korn + halm ved modning. Dette gjaldt både for jordprøver tatt ut ved vekststart og for jordprøver tatt ved flaggbladutvikling. Når det gjelder N-Testermålinger gjort ved begynnende stråstrekning (BBCH 3-31) og tørrstoffavling (korn + halm) ved modning, så viste resultatene en relativt god sammenheng (R=,31) tatt i betraktning alle for-

4 156 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) hold som påvirker veksten i perioden fra begynnende stråstrekning og fram til høsting i august/september. Målingene som ble foretatt ved flaggbladutvikling (BBCH 37-39) viste noe svakere sammenheng med avlingene (R =,1). N-Testermålinger tatt ved begynnende stråstrekning forklarte 3 % av variasjonen i N-opptaket i kornet ved høsting. N-Testerverdiene som ble funnet på dette relativt tidlige vekststadiet ga altså en brukbar indikasjon på hvor mye nitrogen plantene klarte å ta opp fra reservene i jorda. Nullruter 1 Som året før, var det heller ikke i 1 noen sammenheng mellom N-min-innholdet målt i jordprøver og avlingene av korn og halm på nullrutene. Sammenhengen mellom N-Testerverdiene ved begynnende stråstrekning og avlingsnivået i 1 var klart svakere (R =,14) enn det som ble funnet i 11. Mens N-Testerverdiene ved flaggbladutvikling viste om lag samme forklaringsgrad for avlingsvariasjonen i 1 som i 11. Når det gjelder målingene utført med håndholdt N-sensor, så var korrelasjonene med avling og N- opptaket betydelig bedre enn det som var tilfelle for N-Testermålingene i 1. Måling med N-sensor ved flaggbladutvikling forklarte om lag 45 % av variasjonen både for avling (korn + halm, figur 1) og for N-innholdet i modent korn (figur ). Dermed ga disse målingene en relativt god indikasjon på hvor mye plantene klarte å ta opp fra N-reservene i jorda i 1. N-sensormålingene i 1 var lovende, men vi erfarte at det ble krevende å gjennomføre planlagte målinger med kun en N-sensor og betydelige reiseavstander, i kombinasjon med ustabilt forsommervær. I 13 ble to nye N-sensorer stilt til rådighet for prosjektet, og det var mulig å få gjennomført målinger oftere og det ble enklere å få utført målingene til riktig tid. N-gjødslingsfelt 1 Tabell viser sammendrag for tre godkjente felt gjennomført i 1. To av feltene var plassert i Østfold og ett på Romerike. Avlingsnivået varierte fra cirka 63 til 765 kg pr. daa i middel for de tre feltene. Det var tydelig positiv avlingsrespons for økende N-gjødsling og økonomisk optimal N-gjødsling var nærmere kg N pr. daa. Proteininnhold og hektolitervekt økte også signifikant med stigende N-gjødsling. Ved samme N- mengder gitt totalt, var det en tendens til noe høyere avlingsnivå ved største N-mengde gitt ved vekststart om våren (1 kg N pr. daa) enn ved laveste mengde (7 kg N pr. daa). For proteininnhold og hektolitervekt var det omvendt, det vil si høyere verdier der mindre N ble gitt om våren og mer ved delgjødsling. Vanninnholdet ved høsting viste relativt små forskjeller, men statistisk sikre, mellom forsøksleddene. Det var ikke sikre forskjeller i tusenkornvekt mellom de ulike gjødslingsstrategiene. N-opptaket i kornet økte som forventet med stigende N-gjødsling. Ved samme N-mengder tilført totalt, så var det indikasjoner på noe høyere N-opptak og dermed bedre N-utnyttelse ved laveste N-mengde gitt om våren (7 kg N/daa), men dette bildet var ikke entydig. TS-avling, korn+halm, R² =, N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH N-opptak i modent korn, R² =, N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH Figur 1. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N- opptak, kg N/daa) ved flaggbladutvikling og tørrstoffavlinger av korn + halm i. Målinger på nullruter i høsthvete i Østfold og på Romerike, 1. Figur. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved flaggbladutvikling og N-opptaket i korn ved modning. Målinger på nullruter i høsthvete i Østfold og på Romerike, 1.

5 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) 157 Tabell. Avling og kvalitet ved ulike gjødslingsstrategier i høsthvete, sammendrag for tre felt, 1 Gjødslingsstrategier kg N pr. daa Ledd Vår 1 BBCH 3-31 % Vann, Avling, Rel. avl. Avling og kvalitet Hl-vekt, kg Tkv., g Protein, % N-opptak, , , 46,9 1, 9,4 7 6, ,9 47,4 11, 11, , ,3 46,7 1,1 1, , ,7 46,7 1,6 13, , , 46,4 13,1 14, 6 1 1, ,8 46,3 9, 8, , ,1 46,3 1,1 1, , ,6 46,4 11,1 1, 9 1 9, ,4 47,3 1, 13, , ,6 46,8 1,6 14,3 Korn Antall felt P % <,1 <,1 <,1 i.s. <,1 <,1 LSD 5 %,8 68 1,4-1,, 1 Gjødseltypen ved vårgjødsling er Fullgjødsel Gjødseltypen brukt ved BBCH 3-31 var OPTI-NS 7-- Nullruter 13 Sammenhengene mellom N-sensorverdier og andre parametere var sterkere i 13 enn det som ble funnet i 1. Måling med N-sensor ved flaggbladutvikling forklarte nesten 6 % av variasjonen for avling (korn + halm, figur 3) ved modning, og for N-opptaket i modent korn var forklaringsgraden 64 % (figur 4). N-gjødslingsfelt 13 Tabell 3 viser sammendrag for åtte godkjente felt gjennomført i 13. Fire felt var plassert i Østfold og fire på Romerike. TS-avling, korn+halm, R² =, N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH N-opptak i modent korn, R² =, N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH Figur 3. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N- opptak, kg N/daa) ved flaggbladutvikling og tørrstoffavlinger av korn + halm i. Målinger på nullruter i høsthvete i Østfold og på Romerike, 13. Figur 4. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved flaggbladutvikling og N-opptaket i korn ved modning. Målinger på nullruter i høsthvete i Østfold og på Romerike, 1.

6 158 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) Tabell 3. Avling og kvalitet ved ulike gjødslingsstrategier i høsthvete, sammendrag for felt, 13 Gjødslingsstrategier, kg N pr. daa Ledd Vår 1 BBCH 3-31 % Vann, Avling, Rel. avl. Avling og kvalitet Hl-vekt, kg Tkv., g Protein, % N-opptak, , ,4 4,1 9,6 8, , ,9 39,4 1,4 1, , , 39,7 11,1 11, , ,1 39,3 1, 1, , ,1 39,1 1,5 13, , ,6 4,4 9,6 9, , ,9 4, 1, 9, , , 4,1 1,8 1, , ,3 39,9 11,6 1, , , 39,1 1,5 13,3 Antall felt P % <,1 <,1,5 5, <,1 <,1 LSD 5 %,5 6,5 1,,3,9 1 Gjødseltypen ved vårgjødsling er Fullgjødsel Gjødseltypen brukt ved BBCH 3-31 var OPTI-NS 7-- Avlingsnivået i middel for feltene var om lag som i 1. Effekten av stigende N-gjødsling var også mye lik det som ble funnet i 1, med en økonomisk optimal N-gjødsling opp mot kg N pr. daa. Ved samme N-mengder hadde ikke fordelingen mellom vår- og delgjødsling noen entydig effekt på avlingene. Proteininnholdet økte signifikant med stigende N-gjødsling og forskjellen mellom laveste og høyeste verdi var cirka 3 %-enheter. Det var også sikre forskjeller, men ikke store, i hektolitervekt og tusenkornvekt mellom forsøksleddene. Som i 1 var det var det relativt små, men sikre forskjeller i vanninnhold mellom forsøksleddene. Måling med håndholdt N-sensor 13 Generelt i 13 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 tatt opp og opptaksmønsteret varierte en god del mellom felt, men felles for feltene var at 6-7 % av N-opptaket skjedde i en periode på 3-4 uker, en kort og intens periode fra stråstrekning (BBCH 3-31) til flaggbladet var ferdig utviklet (BBCH 39). I det følgende presenteres resultater fra to av de åtte feltene som ble gjennomført i 13. Feltene som omtales lå henholdsvis i Rakkestad (Østfold) og ved Kløfta (Romerike). For hvert av feltene er vist måleverdiene ved ulike tidspunkt på de forskjellige gjødslingsleddene. Det er også presentert figurer som viser sammenhengen mellom måleverdier ved ulike utviklingsstadier og kornavlinga ved høsting. Felt i Rakkestad (Østfold) På feltet som ble gjennomført i Rakkestad ble det delgjødslet ved begynnende stråstrekning (4. mai). Ved flaggbladutvikling (6. juni), cirka 14 dager etter delgjødsling, var det tydelig økende N-opptak med stigende N-gjødsling (figur 5). I perioden juni var N-opptaket meget intenst, nesten 1 kg N/daa pr. dag på noen av forsøksleddene. Etter det avtok intensiteten i N-opptaket brått og det skjedde lite i tida fra flaggbladet var fullt utviklet (1. juni) til begynnende aksskyting (. juni).

7 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) 159 N-sensorverdi (estimert N-opptak), kg N/daa BBCH 3, 14. mai BBCH 3, 1. mai BBCH 3, 8. mai BBCH 37, 6. juni BBCH 39, 1. juni BBCH 49,. juni Korn Nitrogengjødsling, kg N/daa, Vårgj. + delgjødsling (BBCH 31) Figur 5. N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike utviklingsstadier og gjødslingsstrategier. Høsthvete i Rakkestad, Østfold, BBCH juni BBCH 39 1 juni BBCH 49 juni Lineær (BBCH juni) Lineær (BBCH 39 1 juni) Lineær (BBCH 49 juni) Kornavling (15% vann), R² =,97 R² =,98 R² =, N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) Figur 6. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved tre ulike utviklingsstadier og kornavling. Høsthvete i Rakkestad, Østfold, 13.

8 16 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) 1 BBCH 1, 14. mai BBCH 3, 4. mai BBCH 3, 4. juni BBCH 37, 11. juni BBCH juni BBCH 47-49, 4. juni N-sensorverdi (estimert N-opptak), kg N/daa Nitrogengjødsling, kg N/daa, Vårgj. + delgjødsling (BBCH 31) Figur 7. N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike utviklingsstadier og gjødslingsstrategier. Høsthvete på Kløfta, Romerike, 13. Veksten var god og avlingspotensialet ble i juni vurdert som høyt (7-8 ). Vurderingen som ble gjort i midten av juni ble videre at N-mangel sannsynligvis ville begrense avlinger og proteininnhold på flere av gjødslingsleddene i dette feltet, noe som viste seg å stemme. Avlingsprognosen traff også bra, da det ble høstet i overkant av 75 kg korn/daa på forsøksleddene med høyest avling (figur 6). Videre var det meget god sammenheng mellom N-sensorverdiene som ble målt 6., 1. og. juni og kornavlingene ved høsting (figur 6). Felt ved Kløfta (Romerike) Plantene utviklet seg betydelig seinere på feltet ved Kløfta enn på feltet i Rakkestad. Delgjødsling ble utført 8. mai og selv ved måling 14 dager seinere var det ingen klar økning i N-opptaket med økende N-gjødsling (figur 7). I midten av juni ble avlingspotensialet anslått til om lag 5. Det moderate N-opptaket tydet også på at et forsiktig avlingsanslag var en fornuftig vurdering. Åkeren tok seg imidlertid veldig opp siste del av vekstsesongen og avlingene ble høye, Det er sannsynlig at det har vært et betydelig N-opptak etter at N-sensormålingene ble avsluttet på dette feltet. Sammenhengene mellom N-sensorverdiene målt 11., 18. og 4. juni og avlingene var relativt gode (figur 8), særlig for målinger gjort ved flaggbladet fullt utviklet (18. juni) og ved aksskyting (4. juni). Sammenhengene mellom N-sensorverdier målt i juni og kornavlingene ved høsting var til dels svært gode også på de andre feltene (data ikke vist). Bare på ett felt (Eidsberg, Østfold) var det ingen sammenheng mellom N-sensorverdier i juni og avlinger. Avlingsnivået på dette feltet var om lag 7 kg korn/daa, men optimal N-gjødsling var så lav som 1 kg N/daa. Forklaringen kan være et stort bidrag med mineralisert N fra jorda, noe også N-sensormålingene på dette feltet antydet.

9 Hoel, B. / Bioforsk FOKUS 9 (1) BBCH juni BBCH juni BBCH juni Lineær (BBCH juni) Lineær (BBCH juni) Lineær (BBCH juni) Kornavling (15% vann), 8 75 R² =,39 R² =,6 R² =,57 Korn N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) Figur 8. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved tre ulike utviklingsstadier og kornavling. Høsthvete på Kløfta, Romerike, 13. Oppsummering Gjødslingsplanen utarbeides i forkant av vekstsesongen med grunnlag i en rekke forutsetninger. Ofte vil vekstforholdene utover sommeren bidra til at forutsetninger endres. Det kan for eksempel være at frigjøringen og planteopptaket av nitrogen avviker fra det som anses som normalt, at store nedbørsmengder gir utvasking av næring, at ugunstige værforhold reduserer avlingspotensialet eller motsatt, at gunstige forhold legger grunnlag for større avlinger enn forventet. Slike situasjoner gjør at optimal gjødsling blir en annen enn beregnet i gjødslingsplanen. Delt gjødsling gir en fleksibel gjødslingsstrategi, der en kan justere tildelingen i tråd med de aktuelle forholdene. 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 denne undersøkelsen 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 tyder på 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 ved delgjødsling. 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.