N-indeks langsiktig N-forsyning frå jord Prosjektsamandrag resultat og måloppnåing Prosjektet starta med ein litteraturgjennomgang på området i 2012. I eit parallelt prosjekt er det laga eit oversyn over N-forsyning i økologisk landbruk i høgareliggjande strøk som også har interesse for dette prosjektet. Rapporten her er lagt ved. Vidare er det utført eitt feltforsøk i 2013 og analysert på eldre forsøksdata. På bakgrunn av resultata vart det sendt ein revidert søknad for vidare arbeid hausten 2013. Denne vart avslegen, slik at prosjektet vart avslutta med dette året. Det var planlagt fire feltforsøk i 2013, men ulike omstende førte til at berre eitt vart utført og arbeidet heller konsentrert om den eldre forsøksserien. Dette materialet er stort, og ville i alle tilfelle gitt mykje meir informasjon enn tre forsøk til i 2013. Det viktigaste arbeidet i prosjektet er analyse av ein eldre forsøksserie i eng med totalt 54 spreidde forsøksfelt utført i perioden 1997-1999. Formålet er å finne om avling på ugjødsla ruter kan kast som N-indikator for korreksjon av gjødslingsplanlegging i eng under norske forhold. Her er også moldinnhaldet i jorda (glødetap) målt. Nitrogen er den vekstfaktoren som oftast er begrensande for avlingane, samtidig som at nitrogen også er viktig i miljøsamanheng, særleg via avrenning av nitrat og ved produksjon av den sterke klimagassen lystgass. Jordforhold har mykje å seie både for gjødslingsbehov og tap av nitrogen. Evna til å halde på næringsstoff (bufferevna) er langt høgare i leirjord og i moldrik jord enn på sandjord, slik at ein lettare får utvaskingstap på sandjord. Desse forholda gjer at gjødslinga, spesielt til grønsaker, har vore sterkare på sandjord enn på tyngre jordartar (Balvoll 1996). Dette er nok rett frå eit økonomisk perspektiv, men gjev også større tap av N. I gjødslingsplanlegging til eng blir normtal for gjødsling i ulike distrikt i stor grad brukt som utgangspunkt for gjødslinga, slik at det blir små variasjonar i gjødsling. Skilnader i jord, drift og klima er store, slik at planlegginga i liten grad fangar opp variasjonar. I Tyskland har dei skalert ulike jordtypar i ulike distrikt til ein N-indeks, der også avlingsnivå og vasshushaldsevne går inn. Denne indeksen har også vore brukt ved taksering av jordverdi. Skarp sandjord får dei lågaste verdiane, medan djup, mold- og leirhaldig jord får dei høgste verdiane. N- opptak i avling på ugjødsla jord, nullavling, kan vera ein god indikator for ein slik indeks. Denne kan målast enkelt ved å registrere avling og proteininnhald i avlinga på ugjødsla ruter. Oftast vil da nitrogen vera sterkast avlingsbegrensande, og ein vil få eit mål på jordverdien som kan knyttast opp til ein slik indeks-faktor. I tillegg til jordgrunnlaget verkar driftsmåten også sterkt inn på gjødslingsbehov og avling på ugjødsla jord. Allsidig drift og mykje eng i omlaupet gir høgare N-opptak på ugjødsla ruter. I husdyrområda verkar bruken av husdyrgjødsel sterkt inn, og dette kan i nokon grad overstyre effekten av jordart. Under norske forhold i husdyrdistrikta vil derfor praksis for bruk av husdyrgjødsel vera avgjerande. Vi har i prosjektet studert nærmare om avling på ugjødsla ruter i eng kan brukast som ein indikator for korreksjon av gjødslingsplanlegging. Dette er mellom anna brukt i Nederland (Vellinga et al. 1996). Vi har studert nærmare ein forsøksserie i eng med 54 gjødslingsfelt i regi av Bioforsk og Norsk Landbruksrådgjeving der ulik gjødsling og ugjødsla ruter gjekk inn i planen. I dette materialet er det stor spreiing i N-opptak avlinga på ugjødsla ruter frå 2 til 13 kg N/daa i førsteslåtten med middel på 5,1 kg N, slik at det burde vera eit godt grunnlag å byggje inn denne faktoren ved
Kg ts/kg N gjødslingsplanlegging. Innhaldet av mineralsk N i jorda på våren vart også målt her. Samanhengen mellom gjødslingsrespons rundt tilrådd gjødslingsplan og avling på ugjødsla ruter var likevel ikkje sterk på grunn av at mange felt med stort N-opptak frå jord hadde stor avling og god gjødslingsrespons (figur 1). 50 40 Gjødslingsrespons ved ulik nullavling 30 20 0 til gp-6 gp-6 til gp 10 0-10 gp til gp+6 Lineær (0 til gp-6) -20-30 0 500 1000 1500 Nullavling, kg ts/daa Figur 1. Avlingsrespons (kg tørrstoff per kg N tilført) i tre gjødslingsintervall ved ulik avling på ugjødsla ruter Forsøka var lagde opp med lokal gjødslingsplan som utgangspunkt, og som blokkforsøk med tre gjentak. I figuren er tre intervall for gjødsling brukt, gjødslingsplan pluss/minus 6 kg N og området frå null gjødsling til gjødslingsplan minus 6 kg N. Gjennomsnittleg N-mengd ved to slåttar til gjødslingsplan var 22 kg/daa, og det var ingen samanheng mellom nullavlinga og N-nivå i gjødslingsplanen. Frå null gjødsling til gjødselplan 6 kg (gul kurve) var det klart fallande avlingsrespons med aukande nullavling. I området rundt gjødselplanen (rosa og blå kurve) var det derimot ingen samanheng mellom avlingsrespons og nullavling. Med norske prisar på gjødsel og avling må avlingsresponsen vera 5-7 kg tørrstoff/kg N, alt etter kva føresetnader ein bruker. Dette betyr at det i forsøka i middel var lønsamt å gjødsle opp til gjødslingsplanen (lilla kurve), men det er stor variasjon rundt denne linja. Avling på ugjødsla ruter dekkjer ikkje opp variasjonen her, slik at denne indikatoren ikkje er god som korreksjonsfaktor for optimal gjødsling. Med eit høgare krav til avlingsrespons, vil nullavlinga derimot vera ein god indikator (ved å bruke gul kurve).
Glødetap var heller ingen god indikator for avlingsrespons i desse forsøka. Det var ingen samanheng mellom nitrogenopptaket i avling og glødetapet (p=0,20), og variasjonen i N-opptak ved likt glødetap i jorda var svært stor. Innhaldet av mineralsk nitrogen om våren vart også målt, og her var det betre samsvar mellom innhald og N-opptak i avling. Spesielt var det nokre felt med svært høge Nmin-verdiar i Ottadalen som merka seg ut med låg avlingsrespons for gjødsling. I tørt innlandsklima med lite utvasking av nitrogen, vil overskotsnitrogen kunne halde seg over lang tid og dette bør utnyttast gjennom redusert gjødsling. I slike distrikt bør innhaldet av mineralsk nitrogen i jorda analyserast med jamne mellomrom slik at gjødslinga kan tilpassast. Utan utvasking blir også utnyttinga av organisk nitrogen i husdyrgjødsel høg. Dei fleste felta hadde moderate Nmin-verdiar (typisk 3-6 kg mineralsk nitrogen om våren), og i dette intervallet var det dårleg samsvar mellom N-opptak i avling og innhald i jord. Eit gjødslingsforsøk ved Bioforsk Løken i 2013 gav store avlingar med avtakande respons med aukande gjødsling (figur 2). Avlinga på ugjødsla var moderat med 429 kg tørrstoff ved to slåttar, og responsen for gjødsling var sterk opp til 24 kg N/daa. Responsen var sterkast og tydelegast i andreslåtten. Gjødsla var fordelt med 60 % av nitrogenet om våren og 40 % etter førsteslåtten. Alle ruter vart tilført 3 kg fosfor og 15 kg kalium per dekar. AVLING (KG TS/DAA) VED ULIK GJØDSLING, EIKRA 2013 1. slått 2. slått 307 511 593 723 717 117 312 660 689 636 689 686 0 6 12 18 24 30 Figur 2. Avling (kg tørrstoff per dekar) ved ulik N-gjødsling ved Bioforsk Løken i 2013. Feltet på Løken underbyggjer resultata frå forsøksserien i figur 1 med stor avlingsrespons ved moderate N-mengder, men utflating ved store mengder. Forsøket er også kjørt inn i N-modellen GJØK der ein kan få betre forståing av N-utnytting og N-respons (Fystro et al. 2005). Kvalitetsanalysene viser at proteininnhaldet var lite påverka av gjødsling i førsteslåtten (tab. 1). I andreslåtten var det klar tendens til stigande protein med auka gjødsling, men også høgt proteininnhald ved null gjødsling. GJØK-modellen forklarer desse utslaga ved at lite nitrogen er tilgjengeleg tidleg i vekstperioden utan gjødsling, slik at avlingsansettet blir lågt. Nitrogen som blir plantetilgjengeleg frå mineralisering av organisk materiale seint i vekstperioden kjem da inn som auka proteininnhald i staden for å bli brukt til avling. Den same effekten er meir kjent ved sein delgjødsling til korn for å auke proteininnhaldet. Vi ser at proteininnhaldet faktisk blir redusert ved moderat gjødsling, ved at avlinga blir auka mykje. Ved sterk gjødsling aukar proteinet utover der ein får avlingsrespons, dette kan ein betrakte som eit luksusopptak. I forsøket var utnyttinga av tilført nitrogen svært god ved moderat gjødsling, men dårleg for det høgaste gjødslingstrinnet. Innhaldet av
vassløyseleg karbohydrat (mest sukker) reagerte motsett av protein ved ulik gjødsling, slik at sterk gjødsling reduserte sukkerinnhaldet i fôret i andreslåtten. Energiverdien vart mindre påverka, men null-leddet hadde høgast verdi i førsteslåtten, truleg på grunn av svakare stengelutvikling og høgare bladprosent. Tabell 1. Innhald av råprotein og vassløyseleg karbohydrat (% av tørrstoff) samt energiverdi (FEm/kg tørrstoff) ved ulik gjødsling, forsøk Eikra 2013. Råprotein Vassl. karbohydrat Energiverdi 1. slått 2. slått 1. slått 2. slått 1. slått 2. slått 0 kg N/daa 10,6 14,4 21,0 20,8 0,84 0,87 3,6 + 2,4 kg N 10,0 12,6 17,1 23,8 0,77 0,89 7,2 + 4,8 kg N 12,8 11,3 13,7 25,4 0,79 0,89 10,8 + 7,2 kg N 11,4 12,2 17,0 22,5 0,80 0,88 14,4 + 9,6 kg N 10,3 13,2 16,1 20,8 0,74 0,87 18 + 12 kg N 10,7 15,8 15,0 16,0 0,78 0,85 p-verdi 0,61 0,24 0,43 0,04 0,02 0,005 Avlingskurva for eng i området rundt tilrådd gjødsling er temmeleg flat, og det er derfor vanskeleg å bestemme optimal gjødsling eksakt. Dei økonomiske konsekvensane av ulik gjødsling blir derfor også små innafor eit ganske vidt område. Under norske rammevilkår vil det vera lønsamt å gjødsle relativt sterkt på grunn av at avlingsverdien er høg i forhold til gjødslingskostnaden. I enkeltforsøk vil ofte den tilfeldige forsøksfeilen vera stor, slik at det vil vera stor usikkerheit i å bestemme rett gjødsling. Vi ser av figur 1 at det er stor variasjon i avlingsrespons for gjødsling mellom ulike lokalitetar, slik at det er ei stor utfordring å finne indikatorar som kan tilpasse gjødslinga betre. Dette vil vera ein fordel både økonomisk for gardbrukaren og for miljøet ved at N-overskotet og risiko for tap blir mindre ved at ein unngår unødvendig sterk gjødsling. Jordforhold som moldinnhald, jordart og avling utan gjødsling er heilt klart indikatorar som gjev meining ved vurdering av rett gjødsling, men mange andre faktorar verkar inn (vekstforhold, avlingspotensial, kløver, husdyrgjødselbruk). Den praktiske gjødslingsplanlegginga varierer lite rundt ein gjødslingsnorm for eit område. Arbeidet her viser at avlingsresponsen ved moderat gjødsling er størst ved låg nullavling, men at det er dårleg samsvar mellom økonomisk optimal gjødsling og nullavling. Andre indikatorar som proteininnhaldet i fôret og ureainnhald i mjølka er like viktige for å gje direkte respons tilbake på gjødslinga. Unødvendig høgt proteininnhald i forhold til avlingsnivået viser luksusopptak og at ein kan gå ned på gjødslinga, medan lågt proteininnhald i forhold til avlingsnivået viser at ein har avlingsrespons for høgare gjødsling. Direkte bruk av protein for gjødslingstilpassing er mellom anna foreslått ved haustkveitedyrking i England (White 2013). Samanhengen mellom avling, gjødsling og protein kjem godt fram i GJØK-modellen som vil vera eit godt verktøy, der også utviklingsstadium og kløverinnhald kan takast inn. Resultat frå prosjektet er formidla i ulike samanhengar, mellom anna i foredrag for rådgjevarar i Norsk landbruksrådgjeving i møte mellom Felleskjøpet og Norsk landbruksrådgjeving i mars 2015. Ein rapport i Bioforsk-serien om avlingsrespons og nitrogenutnytting med praktisk vurdering av gjødslingsplanlegging er under arbeid, men ikkje ferdigstilt. Konklusjon Eng og beite utgjer ca. 2/3 av dyrka areal i Norge, og nitrogengjødsling til eng er derfor ein viktig faktor både for økonomien til bonden og for tap av N til miljøet. I gjødslingsplanlegging til eng blir normtal for gjødsling i ulike distrikt i stor grad brukt som utgangspunkt for gjødslinga, slik at det blir
små variasjonar i gjødsling. Skilnader i jord, drift og klima er store, slik at planlegginga i liten grad fangar opp variasjonar. Det er stor variasjon i jorda si evne til å forsyne graset med N, i ein forsøksserie som vart utført i perioden 1997-1999 varierte N-opptaket på ugjødsla ruter frå 2 til 13 kg N. Likevel var det ikkje sterk samanheng mellom N-forsyning frå jord og økonomisk optimalt gjødslingsnivå på grunn av at felt med høg N-forsyning gav størst avling og at mange felt gav god avlingsrespons for tilført N, spesielt i andreslåtten. På nokre felt var N-utnyttinga dårleg, og her vil det vera konflikt mellom økonomisk optimal gjødsling og N-tap til miljøet. Eit felt ved Bioforsk Løken gav respons svært likt gjennomsnittet i den eldre serien. Desse forsøkserfaringane saman med ein litteraturgjennomgang viser at N-gjødsling til eng er komplekst og at ein må vurdere mange faktorar for å seie kva som er rett gjødsling. I tillegg til N-forsyning frå jord er avlingsnivå, proteininnhald i fôret og ureainnhald i mjølka gode indikatorar. Litteratur Balvoll G. 1996. Avling ingen hovudfaktor i gjødslingsplanlegginga. Norsk Landbruk 16/96: 24-25. Fystro G., Abrahamsen S. & Lunnan T. 2005. Utvikling av nye metodar for gjødslingsplanlsegging. Grønn Kunnskap 9 (2): 383-389. Vellinga T.V., Wouters A.P. & Hofstede R.G.M. 1996. System of adjusted nitrogen supply (SANS) for fertilization of grassland. Progress in Nitrogen Cycling Studies, 381-385. White E.M. 2013. Yield and fertilizer N recommendations in winter wheat an alternative approach in high rainfall areas of the UK. Journal of Agricultural Science 151: 463-473.