TRUSLER MOT JORDAS FRUKTBARHET: ENDRINGER I MOLDINNHOLD OVER TID Hugh Riley (NIBIO Apelsvoll) Oikos-fagseminar Mennesket og molda - Ås 31.03.2017
Status for fruktbarhet i norsk åkerjord Gunstige forutsetninger: - Lang forhistorie med engbasert jordbruk med husdyr - Kjølig klima som har bevart organisk materiale i jorda Naturgitte utfordringer: - Sterkt varierende kvalitet på opphavsmaterialet som påvirker jordas surhetsgrad og næringstilstand (brunjord/podsol mv.) - Skrinn matjord, tett undergrunn, krevende topografi, kaldt klima Menneskeskapte trusler: - Tunge maskiner jordpakking: Varige skader i undergrunnen - Intensiv jordarbeiding, særlig om høsten: Økt erosjonsrisiko - Nedbygging av den mest fruktbare jorda: Vanskelig å erstatte - Ensidige driftsformer: Nedgang i jordas moldinnhold 2
Hva mener vi med god jordfruktbarhet? Fri for fysiske veksthindringer (tette sjikt osv.) Rik på plantenæring (N P K Ca Mg S + mikrostoff) Uten toksiske stoff (tungmetaller osv.) Kjemisk bufret ved et passende ph-nivå Tilstrekkelig med plantetilgjengelig vann Biologisk aktiv (nedbryting, sjukdomskontroll mv.) Aerobe forhold (forhindrer skadelige gasser mv.) Resistent mot ytre påkjenninger (erosjon mv.) 3
Hva betyr moldinnholdet i jorda? Fordeler ved å ha et høyt innhold: Forsyner planteernæring Øker kationombyttingskapasitet Immobiliserer toksiske kjemikalier Gir bedre grynstruktur og laglighet Øker vannlagringsevne og luftveksling Reduserer trekkraftsbehovet ved jordarbeiding Øker jordstabilitet og infiltrasjon (mindre erosjon) Øker absorpsjon av solstråling (raskere oppvarming) Utgjør et sluk for atmosfærisk CO 2 (C-binding) Ulemper ved å ha et høyt moldinnhold: Nedsetter bæreevnen på noen jordarter Fører til kladding på veltefjølen under pløying 4
Eksempel på betydningen av moldinnhold for lagring av plantetilgjengelig vann og aggregatstabilitet Virkningen på tilgjengelighet er spesielt stor på leirjord Aggregatstabiliteten øker opp til ca. 6% moldnnhold (Etter Riley 1983) 5
Hva betyr økning i plantetilgjengelig vannmengde for plantene? (målinger på lettleire i dyrkingssystemforsøket på Apelsvoll) Tilgjengelig vann % Moldinnhold % Forskjellen i vann% mellom 3 og 5% mold utgjør ca. 6 vol% vann I et 25 cm matjordsjikt betyr dette at jorda kan forsyne plantene med 15 mm mer vann Dekker plantebehovet for transpirasjon i ca. 5-10 dager og utsetter behovet for vanning (etter Riley & Eltun 1996) 6
Jordas moldinnhold endrer seg over tid Overgang til åker Tilbake til eng Lettomsettelig - halveringstid 0,5-2 år Langsomt omsettelig - halveringstid 15 25 år Stabilt humus - halveringstid ca 800 år Åpenåkerarealet i SØ Norge har økt betydelig siden 1950 (etter Breland 1992) 7
Endringer i karbon ved ulik andeler korn og eng i omløpet (fra et langvarig forsøk på leirjord på Ås) Moldet økte i omløp med 2/3 eng + husdyrgj., stabil uten husdyrgjødsel Moldet gikk noe ned med 1/3 eng, i litt mindre grad med husdyrgjødsel Moldet gikk ned i et rent kornomløp, selv når halmen ble pløyd ned (etter Uhlen 1991) 8
Nedgangen i jordas moldinnhold ved Kise f.gård 1952-2001, og målinger i ulike distrikt på Østlandet 1990-2001: Nedgangen pr.år jfr.nivå ved start: Balansepnkt ved ~3% Konklusjon: Moldinnholdet går fortsatt ned i norsk åkerjord, mest på jord med høyt innhold ved start. Det kan likevel ta mange år for å nå et kritisk lavt nivå. (etter Riley & Bakkegard 2006) 9
Effekt av pløying på jordas moldinnhold og jordtetthet: 4-8 cm 4-8 cm Pløyd Upløyd 4-8 c m 4-8 c m Pløyd Harvet Direktesådd 14-18 cm 14-18 cm 14-18 c m 14-18 c m 24-28 cm 24-28 cm 2 4-2 8 c m 2 4-2 8 c m 2 3 4 5 6 Moldinnhold (%) 1 1,2 1,4 1,6 Jordtetthet (kg/liter) 2 3 4 5 6 Moldinnhold (%) 1,0 1,2 1,4 1,6 Jordtetthet (kg/l) Morenejordsfelt målt etter 28 år Leirjordsfelt målt etter 21 år Redusert jordarbeiding øker mold i det øvre jordsjiktet, og reduserer det i dypere sjikt. For jordtetthet skjer det motsatte. I hele matjordsjiktet blir det samme totale mengde. Redusert jordarbeiding øker aggregatstabiliteten betydelig. Reduserer erosjon! Grunn vårpløying gir høyere stabilitet enn høstpløying Morenejord: målt e. 32 år: Ulike jordarter: målt e. 3 år (Etter Riley 2014, Seehusen mfl. 2015 og upublisert) 10
Moldendringer i dyrkingssystemforsøket på Apelsvoll: 5,0 Mold % 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 Minst nedgang i eng med husdyr Størst nedgang i pløyd åker uten eng og husdyr Referanse åker (0% eng, høstpløyd) Optimalisert åker (75% fangvekst, vårharvet) Økologisk åker (25% gr.gjødsel, vårpløyd) Konvensjonell husdyr (50% eng) Økologisk husdyr (50% eng) Økologisk husdyr (75% eng) 2,0 1988 2003 2016 Høstpløyd åker uten eng har grovest jordstruktur og lavest stabilitet (Etter Riley mfl 2008, og upubliserte resultat fra 2016) 11
Moldendringer i langvarig forsøk med mineralgjødsel/husdyrgjødsel 1,2 Økning i moldinnhold (%) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Husdyrgjødsel Mineralgjødsel Møystad-forsøket: Startår 1922 Bruk av husdyrgjødsel øker moldinnholdet og det gjør også bruk av mineralgjødsel 0,0 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Lite ettervirkning av mineralgjødsel på avlingene Ettervirkning av husdyrgjødsel varer lenge Uten bruk av gjødsel siden 1922 Tidligere bruk av mineralgjødsel Tidligere bruk av 2 tonn HDG Tidligere bruk av 4 tonn HDG Tidligere bruk av 6 tonn HDG Fortsatt bruk av mineralgjødsel Avlingsøkning i prosent av ugjødslet kontroll 200 150 100 50 Ettervirkninger 2004-2016 etter bruk av husdyrgjødsel fram til 2003 på Møystad 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Tørrstoffavling 2004-7, kg pr. dekar og år 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 (Etter Riley mfl 2008, og upubliserte resultat fra 2016 ) 12
Effekten av ulike tiltak for å endre moldinnholdet: Resultat fra et dansk 30-årig forsøk på jord med ulik moldinnhold Moldrik lettleire Moldfattig sand Helbrakk, uten gjødsel Bare radvekster (s.bete, potet mv.) Ensidig korn, halmen fjernet Allsidig omløp, uten husdyrgjødsel Kløvereng/rotvekster i 3:1 forhold Ensidig korn, halmen nedpløyd Allsidig omløp, med husdyrgjødsel -2-1,5-1 -0,5 0 0,5 1 1,5 Nedgang eller økning i mold% etter 30 år Alle tiltak gav nedgang på moldrik jord men økte moldinnholdet på moldfattig jord Minst gunstig var helbrakking av jorda, radvekster og ensidig korn uten halmnedmolding Mest gunstig var bruk av et allsidig omløp med husdyrgjødsel, og korn med nedmolding (Etter Christensen 1990) 13
Kort varighet av organiske tilførsler? Mengde kloakkslam gjenfunnet i jorda over tid: Mengde som gjenstår: etter 5 år: 60% eter 10 år: 35% etter 15 år: 20% etter 25 år: 7%* *lik resultatet av Uhlen (1991) for halm-derivert karbon i jord Konklusjon: Best å bruke lite om gangen, men relativt ofte?? (Etter Ekeberg 2000) 14
Konklusjoner: Moldinnholdet i norsk åkerjord viser fortsatt nedgang over tid, spesielt i områder med et høyt startnivå Den mest effektive måten å øke nivået på er å ha eng i omløpet (selv om dette ofte er upraktisk/ulønnsomt) Organiske tilsetninger er kostbare, de har kortsiktig effekt og er ofte ikke tilgjengelig på riktig sted Redusert jordarbeiding fører trolig ikke til økt karbonlagring, med det gir mer mold ved overflaten (og dette øker jordas stabilitet og reduserer erosjonsrisikoen) 15