Foto: Ievina Sturite Jordarbeiding, næringstap og mineralisering
20 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) Langvarige jordarbeidingsforsøk på ulike jordarter: Resultater fra 1998 2004, sammenlignet med tidligere år Hugh Riley 1), Svein Selnes 1) & Per Ove Lindemark 2) / hugh.riley@planteforsk.no 1) Planteforsk Apelsvoll forskingssenter avd. Kise, 2) Forsøksringen SørØst Innledning Mindre bruk av høstpløying er en utvikling som det oppfordres til av hensyn til jordog miljøvern. Som følge av dette, har det skjedd en markert endring siden tidlig på nittitallet i kornarealet som pløyes om høsten (jf. figur 4 i artikkelen Dyrkingsomfang og avling i kornproduksjonen 2004 i denne boka). Langvarige forsøk har vist at avlingsnivået kan opprettholdes over tid med redusert jordarbeiding, dersom man takler utfordringene knyttet til ugrasbekjempelse, halmbehandling og annet. Det er imidlertid betydelige årsvariasjoner i avlingsutslagene ved slike system, i så vel positiv som negativ retning. Det er grunn til å tro at dette skyldes samspill mellom værforhold og endringene i jordstruktur som oppstår når pløying utelates. Resultater fra forsøkene viste en positiv avlingsutvikling med redusert jordarbeiding på flere av feltene fram til 1997 (Riley et al. 1998). På midten av nittitallet var det flere år med utpreget tørke på Østlandet, noe som trolig medvirket til denne utviklingen. De neste fire årene, derimot, var preget av varierende grad av tørke under spiringsfasen, etterfulgt av til dels store nedbørsmengder og kjølig vær på sommeren. Dette gav negative resultater for redusert jordarbeiding (Riley et al. 2002). Det gis her en oversikt over de siste sju års resultater fra fire langvarige felt på morenelettleire på Kise (Hedemarken) og tre langvarige felt på mellomleire og stiv leire på Øsaker (Østfold). Jordarbeidingsregimene på feltene ble i hovedsak etablert for mellom 18 og 28 år siden. Forsøksmateriale og metoder Ulike spørsmål knyttet til tidspunkt og intensitet for harving, gjødsling, vekstskifte og behandling av halmrester er undersøkt på de enkelte feltene. Med tradisjonell jordarbeiding menes her høstpløying (uten stubbharving, med mindre dette er nevnt i tillegg) etterfulgt av slodding og harving om våren. Med redusert jordarbeiding menes bare vårharving, med mindre det i tillegg nevnes at høstharving er gjennomført.
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 21 På Kise er det de senere årene utført maksimum to vårharvinger, den første med en kultivator av typen S-tind eller Vibroflex, etterfulgt av én tur med en horisontal rotorharv av typen Ferraboli. Noen ganger er sistnevnte brukt til begge harvinger. Halmen er kuttet med kutteren på skurtreskeren og deretter fordelt med halmsnitter. I noen år er snitting blitt utelatt på grunn av fuktig vær om høsten. Ugras blir sprøytet etter behov. De siste årene har det ikke vært problem med kveke, men det har spirt mye tunrapp, spesielt på upløyde forsøksledd. Det er derfor brukt små årlige glyfosatdoser, som regel om høsten. Det sprøytes som regel mot frøugras etter vanlig praksis, men det er ikke brukt sopp- eller insektmiddel. Feltene er gjødslet moderat (9-10 kg N), og de blir ikke vannet. På Øsaker er det ett felt hvor plogfri drift med bare vårharving sammenlignes med pløying, omtrent som på Kise, og to andre felt som tar for seg henholdsvis ulik jordarbeiding i høstkornomløp, og ulike halmbehandlinger i et plogfritt system med vårkorn. Også her blir feltene sprøytet med glyfosat etter behov. Til stubbharving brukes som regel Kuhn stivtindfres eller Dynadrive rotorharv. Tume såbedsharv brukes som regel om våren. Feltene blir sådd med enten en Nordsten slepelabbmaskin eller en Väderstad Rapid direktesåmaskin. Ulike gjødselmengder inngår i to av forsøkene, med opp til 12 kg N i fullgjødsel. Resultater Forsøk på morenelettleire (Kise) Felt 1, Kise: Plogfri jordarbeiding m/u stubbharving (startår 1977): Feltet har fire hovedjordarbeidingsledd og to stubbharvingsledd (med/uten lett stubbharving). Leddet med høstpløying hvert 3. år, ble pløyd foran vekstårene 1998 og 2001. Et ledd med djupharving om høsten (Vibroflex), i tillegg til vårharving, ble innført i 1998. Ulike vekster ble dyrket tidligere (bygg hvert år, potet, havre eller hvete i noen år). Siden 1998 har det bare vært bygg, sådd med Juko slepelabb kombisåmaskin. Ledd uten pløying har gitt inntil 5% lavere avling de siste årene enn ledd med pløying, trolig på grunn av fuktige forhold (tabell 1). De mest negative resultatene ble målt i perioden 1998-2001 (figur 1). Feltet ligger på til dels dårlig drenert jord, og det ble grøftet systematisk høsten 2001. I 2002 var det positiv avlingsrespons for redusert jordarbeiding, trolig fordi kraftig nedbør like etter såing forårsaket skorpedannelse på leddene med pløying. Lett stubbharving har ikke påvirket avlingene i dette forsøket.
22 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) Tabell 1. Middelkornavlinger (kg/daa) ved ulik jordarbeidingssystemer på felt 1, Kise Pløyd hvert år Hoved jordarbeidingsledd Pløyd i 1 av 3 år Høst- og vårharving Bare vårharving Lett stubbharving Med Uten 1977-1997 470 455-466 468 457 Relativ, første 21 år 100 97-99 100 98 1998-2004 441 428 424 418 427 428 Relativ, siste 7 år 100 97 96 95 100 100 150 Relativ kornavling (Pløyd = 100%) 130 110 90 70 Felt 1 Felt 4 50 1977 1982 1987 1992 1997 2002 150 Rel. kornavling (Pløyd = 100%) 130 110 90 70 Felt 2 Felt 3 50 1980 1985 1990 1995 2000 Figur 1. Relative kornavlinger ved redusert jordarbeiding (som prosent av avlingene med pløying) i fire langvarige forsøk på morenelettleire, Kise
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 23 Bilde 1. Såing av høstkorn i halmhakk på felt 2, Kise, sept. 2004. Såmaskinen er en eldre Tume gjødselharv med S-tinder. Et rimelig alternativ til dagens kostbare direktesåmaskiner? Felt 2, Kise: Plogfri jordarbeiding med ulike omløp (startår 1980): Feltet har to forsøksledd, med og uten høstpløying. Hele feltet harves om våren. Feltet er tidligere blitt brukt til å undersøke samspill av jordarbeiding med ulik vanning og gjødsling. I 1998 ble det startet et opplegg for å undersøke virkningen av gunstig og ugunstig omløp (dvs. bygg og hvete i monokultur, eller i veksling med havre og rybs) ved ulik jordarbeiding. Dette ble målt i årene 2001-03, etter to års gunstige vekster før bygg og hvete hvert år. Også på dette feltet har redusert jordarbeiding de siste årene gitt i middel 5% lavere avling enn pløying (tabell 2). I årene da omløpstypene ble sammenlignet var det 9% lavere avlinger av bygg og hvete ved redusert jordarbeiding, ved både gunstig og ugunstig omløp. Det allsidige omløpet med 50% innslag av havre og vårrybs gav ca. 5% høyere avling av bygg og hvete, uansett jordarbeidingsmetode. I 2004, andre året etter den siste gang havre og rybs ble dyrket, var det imidlertid ingen ettervirkning av omløpstype.
24 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) Tabell 2. Middelkornavlinger (kg/daa) ved ulik jordarbeiding på felt 2, Kise 1980-1997 1998-2004 Omløpstype (målt 2001-03) Avling (rel.) Avling (rel.) Gunstig Ugunstig Høstpløyd, tradisjonell våronn 432 (100) 464 (100) 460 436 Upløyd, harving om våren 441 (102) 440 (95) 420 395 Felt 3, Kise: N-behov ved ulik jordarbeiding (startår 1980): Feltet har to jordarbeidingsledd (med og uten høstpløying) og fire fullgjødselmengder (med henholdsvis 0, 6, 9 og 12 kg N/daa). Fra 1998 til 2003 ble fire vekster dyrket hvert år med følgende omløp: Hvete, havre, bygg, potet. I 2004 ble det dyrket hvete på hele feltet, for å sammenligne ettervirkningen av ulike forgrøder. Redusert jordarbeiding har hele tiden vært vellykket til korn på dette feltet, men det har gitt lavere potetavlinger enn pløying, trolig på grunn av de fuktige forhold i disse årene (tabell 3). Det relativt lave avlingsnivået må sees i sammenheng med middelgjødslingsnivået (6,7 kg N/daa). Hos både korn og potet har avlingene økt opp til største N-mengde, både med og uten pløying (figur 2). Tabell 3. Middelavlinger (kg/daa) ved ulik jordarbeidingssystemer på felt 3, Kise Jordarbeidings- 1980-1997 1998-2004 system Korn Bygg Hvete Havre Potet Middel korn Tradisjonell 396 359 374 391 2610 375 Redusert 405 355 376 384 2310 372 Relativ (upl./pl.) 102 99 100 98 88 100 Kornavling (kg/daa) 500 400 300 200 100 Upløyd Pløyd 0 6 9 12 N gjødsel (kg/daa) Potetavling (t/daa) 3 2 1 0 Upløyd Pløyd 0 6 9 12 N gjødsel (kg/daa) Figur 2. Virkningene av stigende mengder N-gjødsel ved ulik jordarbeiding til korn og potet på felt 3, Kise, i perioden 1998-2003
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 25 Det har hos potet vært en tendens til større respons for sterk gjødsling på pløyd enn på upløyd jord, men samspillet var ikke signifikant. Derimot var det et signifikant samspill mellom kornart og gjødsling, med størst utslag for økt gjødsling hos bygg, og minst hos hvete (ikke vist her). Resultatet har trolig sammenheng med vekstenes plass i omløpet (bygg etter to år med korn, og hvete etter potet). Dette ble bekreftet i ettervirkningsåret 2004. Dette feltet har vist omtrent samme årsvariasjon i relative kornavlinger som felt 2 (figur 1). Felt 4, Kise: Storskalaforsøk med redusert jordarbeiding (startår 1980): For å få et godt statistisk sammenligningsgrunnlag, blir de fleste forsøk utført på felt med små forsøksruter. For å undersøke redusert jordarbeiding under mer praktiske forhold, har vi ett felt med fire 7,5 dekar store teiger, hvorav to blir høstpløyd hvert år og to upløyde. I perioden fram til 1998 ble sistnevnte av og til direktesådd uten harving, men som regel blir de vårharvet. Fra 2001 ble høstharving innført i tillegg, på grunn av opphoping av planterester. Såing utføres samtidig på både pløyde og upløyde teiger, slik som i de øvrige forsøkene. Fra 1998 er såing utført fire ganger med Väderstad Rapid etter grunn vårharving, én gang med Tume gjødselharv, slik som beskrevet for felt 2, og to ganger med Juko slepelabbmaskin. Bygg er dyrket hvert år, unntatt 2003, da veksten var høstrug. Bilde 2. Frodig høstrugåker på storskalafeltet på Kise i juni 2003: Pløyd til venstre, upløyd til høyre
26 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) Avlingsnivået ved redusert jordarbeiding har tidligere holdt seg nesten på samme nivå som ved pløying (tabell 4). De siste årene, derimot, har det vært betydelig lavere avlinger ved redusert jordarbeiding enn ved pløying. Årsakene til dette er trolig flere. I perioden 1998-2000 var det ofte tørt i spiringsfasen, og for grunn såing førte flere ganger til dårlig spiring. Senere i sesongen har det gjennomgående vært fuktige forhold, og det har spirt store mengder tunrapp på feltet. Til tross for sprøyting hvert år, blir det ofte igjen en matte med planterester, som sammen med halmhakk gir vanskelige forhold for planteetablering. Under forhold med sterk nedbør etter såing, derimot, slik som i 2002, har den pløyde jorda tydelig mer skorpedannelse og dårligere spiring (bilde 3). Årsvariasjonen på dette feltet fulgte samme mønster som felt 1. Bilde 3. Dårligere spiring på pløyd jord (venstre) enn på upløyd jord (høyre) i mai 2002, etter skorpedannelse på felt 4, Kise Tabell 4. Middelkornavlinger (kg/daa) ved ulik jordarbeiding i storskalaforsøket, felt 4, Kise 1980-1997 1998-2004 1980-2004 Høstpløyd, tradisjonell våronn 451 (100) 481 (100) 459 (100) Upløyd, harving om våren 435 (97) 427 (89) 433 (94) Ikke på noen av feltene var det mulig å finne noen langtidstrend i relative avlinger ved redusert jordarbeiding, i verken positiv eller negativ retning. Figur 3 viser for-
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 27 delingen av antall år med relativ avling i ulike prosentklasser, for redusert jordarbeiding, sett i forhold til høstpløying. For feltene 1-3 på Kise er det nesten like mange år med større avling ved redusert jordarbeiding som år med mindre avling, og fordelingen kan sies å være normal. For felt 4, storskalaforsøket, var det derimot en skjevhet i retning av flere år i klassene med avlingsnedgang for redusert jordarbeiding enn i de med økning. 60 50 Felt 1 Felt 2 Felt 3 Felt 4 Prosentvis fordeling 40 30 20 10 0 <85% 85-95% 95-105% 105-115% >115% Relative avlinger (Upløyd/Pløyd) gruppert i prosentklasser Figur 3. Frekvensfordelingen av antall år med relative kornavlinger ved redusert jordarbeiding i ulike prosentklasser sett i forhold pløying. Forsøk på Kise, Felt 1 1977-2004, øvrige 1980-2004 Forsøk på mellomleire og stiv leire (Øsaker) Felt 1, Øsaker: Plogfri jordarbeiding med/uten stubbharving (startår 1977): Feltet omfattet opprinnelig ulike harvedybder om våren på både pløyd og upløyd jord. Fra 1991 til våren 2001 ble følgende forsøksplan fulgt: A. Uten pløying. Bare vårharving B. Uten pløying. Høst- og vårharving C. Høstpløying uten stubbharving. Vanlig vårharving D. Høstpløying etter stubbharving. Vanlig vårharving Fra høsten 2001 er ledd D endret til vårpløying uten stubbharving. To N-mengder (8 og 12 kg pr. daa ) gis som split-plot behandling. Dette oppnås ved at hele feltet radgjødsles med 8 kg N i fullgjødsel ved såing, og at det noe senere gis 4 kg N i kalksalpeter på halvparten av rutene. Halmen blir ikke fjernet fra feltet, men kuttes og fordeles jevnt. Det var positiv virkning av plogfri drift i 1991-1997, trolig på grunn av flere tørkeår i denne perioden (tabell 5). Senere har det vært en del avlingsreduksjoner ved bare
28 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) vårharving. Dette gjaldt i 1999, 2000 og 2002, da det var uvanlig mye nedbør på forsommeren (figur 4). I 2001 var det motsatt trend, trolig fordi kornet spirte dårligst på de pløyde rutene dette året, på grunn av skorpedannelse. I middel for hele perioden 1991-2004 har vårharving gitt samme avling som høstpløying uten stubbharving. Bilde 4. Klump i vårpløyd jord (øverst), skorpe på høstpløyd jord (i midten), og finsmuldret såbedd på upløyd jord med vårharving (nederst). Bildene tatt på felt 1, Øsaker, mai 2002
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 29 Rel. kornavling (% av høstpløying) 120 100 80 60 40 20 Bare vårharving Høst- og vårharving Høstpløying uten stubbharving 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Figur 4. Relative avlinger ved redusert jordarbeiding på felt 1, Øsaker, fra 1998-2004 Stubbharving før høstpløying har aldri hatt noen virkning på avlingen i dette forsøket. De tre siste årene, da vårpløying har blitt undersøkt, har dette gitt en viss avlingsreduksjon, trolig på grunn av dårligere spiring. Høstharving kan likevel være en god forsikring mot vanskelig forhold som kan oppstå om våren på leirjord. Det har ikke vært noen entydig trend i utslagene for sterkere N-gjødsling ved ulik jordarbeiding, men de har ikke vært mindre uten pløying. Tabell 5. Kornavlinger (kg/daa) ved ulik jordarbeiding på felt 1, Øsaker (relative tall i kursiv) Uten pløying Med høstpløying Ledd A Ledd B Ledd C Ledd D Vårharving Høst- og vårh. Uten stubbh. Med stubbh. 1991-1997 395 110 391 109 359 100 352 98 1998 2001: 8 kg N/daa 469 496 491 488 12 kg N/daa +27 +36 +40 +36 Middel 482 94 514 101 511 100 506 99 2002 2004: Vårpløying 8 kg N/daa 397 448 486 452 12 kg N/daa +55 +38 +21 +25 Middel 424 87 467 95 490 100 469 96 Middel 1991-2004 426 99 442 103 431 100 - -
30 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) Felt 2, Øsaker: Ulike jordarbeidingsmetoder i alternative høstkornomløp (startår 1985): Det er tre jordarbeidingsmetoder på feltet, tre vekster og tre N-mengder (6, 9 og 12 kg N/daa). Siden 1998 har jordarbeidingene vært: A. Høstpløying; B. Høstharving (+ vårharving til vårsådde vekster) og C. Direktesåing (Ledd B ble tidligere høstpløyd før vårvekstene). Vekstomløpet har vært høsthvete i to av fire år, etter henholdsvis vårrybs eller havre. Feltplanen er laget slik at alle fire vekstkombinasjoner er representert hvert år. I perioden fram til midten av 90-tallet var det i middel for alle vekster små avlingsforskjeller, men avlingsnivået var generelt lavt (ca. 300 kg/daa). Høsthvete gav imidlertid 8-10% lavere avling ved direktesåing enn ved pløying (tall ikke vist). De senere årene har avlingsnivået på feltet vært høyere (tabell 6). Tabell 6. Kornavlinger (kg/daa) ved ulik jordarbeiding på felt 2, Øsaker (middel, 1998-2004) 6 kg N/daa 9 kg N/daa 12 kg N/daa Middel Relativ Høsthvete Etter rybs 420 468 496 461 Etter havre 416 460 470 449 A. Høstpløying 448 483 488 473 100 B. Høstharving 406 465 495 455 96 C. Direktesåing 400 445 465 437 92 Middel (N-ledd) 418 464 483 Vårvekster Havre 421 468 481 456 Rybs 116 117 115 116 A. Høstpløying 273 296 300 290 100 B. Høst-/vårharving 295 315 326 312 108 C. Direktesåing 238 266 268 257 89 Middel 269 292 298 I middel for hele perioden har direktesåing gitt 8% lavere avling enn høstpløying i høsthvete, og 11% lavere avling i havre og rybs. Harving istedenfor pløying har gitt litt lavere avling av høstkorn, men har vært vel så vellykket som pløying til de vårsådde vekstene. Avlingene steg til største N-mengde (12 kg) i høstkorn, og til det nest høyeste nivået (9 kg) i vårvekstene. Det har vært både positive og negative utslag for høstharving og direktesåing på dette feltet. I denne perioden ble de dårligste resultatene oppnådd i de våte årene 1999, 2000, 2003 og 2004 (figur 5). I 2001 gav begge metodene med redusert jordarbeiding bedre resultat enn pløying i høstkorn, mens for de vårsådde vekstene
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 31 gjaldt dette i 2002. Den fuktige høsten i 2000 kan ha spilt en rolle i 2001, mens 2002- resultatet trolig skyldes skorpedannelse etter regn, på samme måte som på Kise. Direktesåing har gitt generelt litt høyere vanninnhold i kornet, noe som tyder på senere modning. Proteininnholdet (målt i 6 år for høsthvete og i 5 år for havre) var i gjennomsnitt 0,6% lavere ved direktesåing enn ved både høstharving og høstpløying. Denne nedgangen kunne det, i dette forsøket, kompenseres for ved bruk av ca. 3 kg/daa mer N-gjødsel. Bilde 5. Spiring av høstkorn ved ulik jordarbeiding på felt 2, Øsaker, i 2003. Pløyd jord til høyre, harvet jord i midten og direktesåing til venstre
32 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) Rel. avling (% av pløying) 140 120 100 80 60 40 20 Høsthvete Direktesåing Harving Pløying 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 140 120 Vårsådde vekster Rel. avling (% av pløying) 100 80 60 40 20 Direktesåing Harving Pløying 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Figur 5. Relative avlinger ved redusert jordarbeiding på felt 2, Øsaker, fra 1998-2004 Felt 3, Øsaker: Halmbehandling ved plogfri jordarbeiding (startår 1990): Forsøksplanen inneholder fire kombinasjoner av harving/såing og seks halmbehandlinger. Såmetodene ble forandret i 1998 i forhold til tidligere år, og i 2000 ble halmbrenning erstattet med halmsnitting. Høstharving blir utført med Väderstad kultivator, og vårharving med rotorharv av typen Dynadrive eller Kuhn stivtindfres, etterfulgt av en Tume såbedsharv. På leddet med breisåing blir såkornet lagt på jordoverflaten og moldet lett ned. Veksten har siden 1998 vært havre i fire år, hvete i to år og bygg i 1 år.
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 33 Halmbehandlinger: Kombinasjoner av harving/såing i perioden 1998-2004: Brenning (98-99), Snitting (00-04) A. Høst- og vårharving Nordsten slepelabb Fjerning B. Vårharving (Dynadrive) Nordsten slepelabb Nedmolding til 2 cm C. Direktesåing Väderstad Rapid Nedmolding til 8 cm D. Vårharving (Kuhn stivtindfres) Breisåing, Nordsten Normal mengde hakket halm Dobbel mengde hakket halm Direktesåing (ledd C) har gitt betydelig lavere gjennomsnittsavling enn de andre såmåtene, og det dårligste resultatet ble oppnådd ved direktesåing i halmhakk (tabell 7). Harving både høst og vår (ledd A) gav de beste resultatene, uansett hvilken halmbehandling som ble brukt. Når det ble harvet bare om våren kom breisåing (ledd D) omtrent likt ut med vanlig slepelabbsåing (ledd B). Disse metodene gav 7-8% mindre avling enn når jorda ble høstharvet i tillegg. Tabell 7. Kornavlinger (kg/daa) ved ulik halmbehandling og ulike såmåter på felt 3, Øsaker (middel, 1998-2004) Kombinasjoner av harving/såing Kornavling (kg/daa) Ledd A Ledd B Ledd C Ledd D Middel (halmledd) Halmbehandling Fjernet halm 605 554 499 550 552 Brent / Snittet halm 585 577 504 566 558 Nedmoldet 2 cm 607 545 512 551 554 Nedmoldet 8 cm 597 558 504 552 553 Normal halmhakk 599 545 454 541 535 Dobbel halmhakk 584 545 463 544 534 Middel (harveledd) 596 (100) 554 (93) 489 (81) 550 (92) Vannprosent Middel (harveledd) 16,7 16,5 17,5 17,0 Det var mindre enn 5% forskjell mellom halmbehandlingen som gav størst avling og den som gav minst. Halmbrenning/snitting og halmnedmolding gav omtrent samme avling som halmfjerning. Grunn nedmolding var like bra som djup nedmolding. Dette har betydning i forhold til erosjonsrisikoen, da grunn nedmolding er å foretrekke, fordi det antas å gi mest beskyttelse av jordoverflaten mot avrenning. Vanninnholdet i kornet var gjennomgående høyest ved direktesåing (ledd C), trolig som følge av forsinket spiring. Breisåing gav også noe høyere vanninnhold i kornet, og det kan tenkes at ujevn spiring var årsaken. Halmbehandlingene påvirket vanninnholdet lite. Det var en tendens til at dyp nedmolding gav høyere vanninnhold (ikke vist), men årsaken til dette er uklar.
34 H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) Direktesåing og såmåtene uten høstharving har gitt lavere avling enn høst- og vårharving hvert år siden 1998, unntatt i 2001 (figur 6). Resultatet dette året skyldes imidlertid at det var meget frodig åker etter høstharving, noe som førte til mer legde på dette forsøksleddet. Rel. avling (% av høst- og vårharving) 120 100 80 60 40 20 Høst- og vårharving /slepelabb Vårharving /slepelabb Vårharving /breisåing Direktesåing 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Figur 6. Relative avlinger ved ulike kombinasjoner av harving og såing på felt 3, Øsaker, fra 1998-2004
H. Riley et al. / Grønn kunnskap 9 (1) 35 Sammendrag og konklusjoner Redusert jordarbeiding (dvs. uten høstpløying) er undersøkt i forsøk på både morenejord og leirjord i over 20 år, mest til korn, men også til rybs og potet Sprøyting mot rotugras om høsten eller om våren er nødvendig, som regel med 1-2 års mellomrom, i tillegg til vanlig sprøyting mot frøugras. I fuktige år spirer det ofte mye tunrapp. Selv om dette trolig ikke gir stor avlingsnedgang første året, må det bekjempes før neste sesong I middel av alle år, har man oppnådd nesten samme avling uten høstpløying som med høstpløying, men det er en god del variasjon mellom årene I noen relativt tørre år på nittitallet, viste flere forsøk størst avling på upløyd jord. De senere årene, med mye nedbør om sommeren, har det på flere felt vært avlingsnedgang, spesielt når det bare ble harvet om våren. Svakest resultat fikk man på dårlig drenert jord Direktesåing har i forsøkene på leirjord som regel gitt avlingsnedgang, inntil 20%. Metoden har vært mer vellykket i høstkorn enn i vårsådde vekster, og er minst egnet når det er mye halmrester som ligger på overflaten. Selv om både høst- og vårharving gir best resultat under slike forhold, kan relativt gode resultater også oppnås ved bare vårharving Forsøkene sett under ett viser at avlingsnivået uten pløying, men med høstharving, over tid sjelden vil være mindre enn 95% av det som oppnås med pløying. Vårharving alene kan i perioder gi under 90%, men over tid vil denne metoden trolig ligge i området 90-95%. Ved direktesåing kan tapene bli noe større, spesielt under ugunstige forhold Referanser Riley, H., Ekeberg, E. & Børresen, T. 1998. Langvarige forsøk med redusert jordarbeiding. Grønn forskning 1/1998: 191-199 Riley, H., Selnes, S. & Lindemark, P.O. 2002. Langvarige jordarbeidingsforsøk på ulike jordarter: Resultater fra 1998-2001. I. Abrahamsen, U. (red.). Grønn forskning 1/2002: 138-147
36 L. Sturite & T. M. Henriksen / Grønn kunnskap 9 (1) Betydning av høsting på vintertap av N og vårvekst hos kvitkløver Ievina Sturite & Trond M. Henriksen / ievina.sturite@planteforsk.no Planteforsk Apelsvoll forskingssenter Innledning Kvitkløver er aktuell som innblanding i eng og i beite for å forbedre fôrets kvalitet og fordi den kan fiksere nitrogen (N) fra luft. Under våre klimaforhold ser det ut til at kvitkløver vokser noe dårligere enn gras tidlig på våren og den gir sjelden høye tørrstoffavlinger ved første-slåtten. En årsak kan være at den har fått en ugunstig behandling året før, og at dette har hemmet utviklingen av kløverens lagringsorganer (stoloner og røtter) og redusert både karbohydrat- og nitrogenreservene (Volenec et al, 1996). Kvitkløver er også aktuell som en N-fikserende underkultur i korn. Spesielt ved økologisk dyrking. Store tap av N gjennom vinteren (Korsæth et al, 2002) viser likevel at intensiv bruk av kvitkløver kan representere en risiko for forurensing. Spesielt kvitkløverens blader er utsatt for tap gjennom vinteren (Woledge et. al., 1990). For å klarlegge kvitkløverens muligheter under våre klimaforhold har vi studert hvordan ulike behandlinger påvirker N dynamikken i kløverens blader, stoloner og røtter og veksten utover våren. Forsøksopplegg I to påfølgende forsøk (2001-2002 og 2002-2003) ble kvitkløverplanter cv. Snowy etablert fra stolon-biter, plantet i morenejord i PVC rør og gravd ned på forsøksfelt på Apelsvoll (61 ºN) og Holt (69 ºN) om våren. Gjennom vekstsesongen ble disse utsatt for tre ulike behandlinger. En tredjedel av plantene fikk vokse uten noen form for slått gjennom hele sommeren. For de resterende plantene ble bladene klipt ved 7 cm høyde midt på sommeren. Deretter ble plantene enten klipt ved 4 cm høyde eller helt nede ved stilkenes basis hver tredje uke frem til slutten av september. Plantene ble høstet destruktivt sent på høsten, rett etter snøsmelting og etter seks ukers ny vekst om våren. Da målte vi tørrstoffmengde og N-konsentrasjonen i kløverens blader, stoloner og røtter. Innhold og dynamikk av NH 4 -N og NO 3 -N i jord ble også studert ved uttak av tradisjonelle jordprøver samt ved bruk av plante-rot-simulatorer (PRS-prober) som gir et estimat for N-opptak i planter.
L. Sturite & T. M. Henriksen / Grønn kunnskap 9 (1) 37 Resultater De ulike behandlingene påvirket kvitkløverens vekst gjennom sommeren og skapte en gradient i plantenes N-status sent om høsten (Fig. 1-3). 3,5 3,0 2,5 Avling Blad Stoloner Røtter N (g/plante) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Høst Tidlig vår Sen vår Figur 1. Innhold av N i avling, blad, stoloner og røtter (g pr. plante) om høsten, ved snøsmelting og seks uker etter for kvitkløverplanter som ble høstet ned til bladstilkenes basis 3,5 3,0 2,5 Avling Blad Stoloner Røtter N (g/plante) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Høst Tidlig vår Sen vår Figur 2. Innhold av N i avling, blad, stoloner og røtter (g pr. plante) om høsten, ved snøsmelting og seks uker etter for kvitkløverplanter som ble klippet ned til 4 cm høyde
38 L. Sturite & T. M. Henriksen / Grønn kunnskap 9 (1) N (g/plante) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 Blad Stoloner Røtter 1,0 0,5 0,0 Høst Tidlig vår Sen vår Figur 3. Innhold av N i blad, stoloner og røtter (g pr. plante) om høsten, ved snøsmelting og seks uker etter for urørte kvitkløverplanter Gjennom vinteren ble omtrent 80 % av det N vi fant i bladene om høsten borte, uavhengig av behandling. Tapet av N fra stoloner var noe mindre, i gjennomsnitt 40 %. Mest N var borte fra stoloner på planter som var høstet helt ned (68 %, Fig 1). Mindre N var borte fra stoloner på planter som var høstet ned til 4 cm høyde (27 %, Fig. 2) og minst fra stoloner på de urørte plantene (18 %, Fig.3). Innholdet av N i røtter var ganske stabilt gjennom vinteren for alle behandlinger (Fig. 1-3). Gjennom den 6 uker lange vekstperioden om våren økte innholdet av N i blader mest for de plantene som hadde stått urørt året før. Stolonene mistet noe N i denne perioden, mens innholdet av N i røtter var nokså stabilt (Fig. 1-3). Vi fant bare små mengder av NH 4 -N og NO 3 -N i jorda rett etter snøsmelting. Opptak av uorganisk N i prober var også minimal og vi fant ingen klare sammenhenger mellom uorganisk N i jord eller prober og mengde N tapt fra kløveren gjennom vinteren. Diskusjon Kvitkløveren brukte av sine interne N-ressurser for ny bladvekst rett etter slått (Volenec et al, 1996). Dette gikk på bekostning av stolonenes og røttenes utvikling (Fig. 1-3), og resulterte i en sub-optimal plante-kondisjon før vinteren. Tapet av N fra kvitkløverplantene var høyt gjennom vinteren, især fra bladene. Noe overraskende var disse tapene uavhengig av behandlingene og plantenes kondisjon om høsten, og det er derfor andre faktorer som ser ut til å være avgjørende for tap av N fra blader gjennom vinteren. En forklaring kan være frost. Frost fører til isdannelse i extracellulære rom mellom plantecellene, men ser ikke ut til å skade celle-
L. Sturite & T. M. Henriksen / Grønn kunnskap 9 (1) 39 membranene. Når det frosne vevet tiner, kan derimot cellemembranene ødelegges og cellen dø. Det er nettopp slike forhold vi ofte har om høsten. Begge forsøksårene var det flere kalde frostnetter tidlig på høsten, etterfulgt av dager med varmegrader (se artikkel av Henriksen m.fl. i denne boka). En annen forklaring kan være at kvitkløverens blader ikke lever lenger enn om lag 100 dager (Sturite, upublisert), altså betydelig kortere enn vinteren varer. Kvitkløverens lagringsorgan stolonene tapte også en del N gjennom vinteren, og disse tapene var relatert til behandlingen plantene hadde fått sommeren før. Slåtteregimet en velger påvirker derfor N dynamikken i stoloner. Røttene derimot, var lite utsatt for N-tap gjennom den kalde perioden. Innholdet av uorganisk N i jord var lavt like etter snøsmelting til tross for de store N-tapene fra bladene. Opptaket av N i PRS-probene var også lavt utover våren, og som for jordprøvene ikke i samsvar med den mengde N som var tapt fra kvitkløverplantene gjennom vinteren. Kvitkløverplantene tar opp NH 4 -N når veksten starter om våren, og det er mulig at PRS-probene konkurrerte lite med plantene om tilgjengelig uorganisk N, men en må også vurdere andre tapsposter. I en annen artikkel (Henriksen m.fl.) i denne boka antyder vi at gasstapet av N ikke er så veldig stort gjennom vinteren, og at N tapt fra plantene i hovedsak er tilstede i systemet når våren kommer. Om lag halvparten i form av NH 4 -N og halvparten i organiske forbindelser. I vårt forsøk med kvitkløver i potter med bar jord rundt, kan det derfor se ut som om det har vært en netto transport av N med smeltevannet bort fra pottene. I løpet av vekstperioden om våren, økte mengde N i blader mens innholdet av N i stoloner ble redusert. Vi fant likevel ingen sterk sammenheng mellom disse størrelsene, og andre faktorer enn kun intern translokasjoner av N fra stoloner til nye blader må være viktig for veksten om våren. Vi fant en god sammenheng mellom innholdet av N totalt i planten om våren og ny bladvekst (R 2 = 0,86), og forsøket viser derfor at behandlingen kvitkløveren får året før har konsekvenser for kvitkløverens vårvekst gjennom sin påvirkning av plantenes kondisjon om høsten og deres evne til å takle vinteren.