Nedvasking av næring i grønnsaksproduksjon innvirkninger av -jordart, vannbalanse, kulturvekst - hvordan beregne evt. tap - hvordan unngå nedvasking Hugh Riley, Bioforsk Øst
Hvilke stoff kan tapes ved nedvasking? Først og fremst anioner som ikke bindes i jorda: nitrat > sulfat > borat > molybdat (fosfat bindes sterkt) I mye mindre grad kationer, da disse bindes i jorda: natrium > kalium= ammonium > magnesium > kalsium I jordbruket er det nedvasking av N som er viktigst!
Millimeter pr. måned Når skjer vannavløpet til grøftene? 9 Nedbør og avløp fra et korn-potet omløp på morenelettleire, Hedmark 1994-23 8 7 6 5 4 3 2 1 Nedbør Grøfteavløp jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des Årssummer: Nedbør 586 mm, grøfteavløp 173 mm (3%) Mai august: > 4% av nedbøren, < 2% av avløpet
Millimeter pr. måned Når skjer vannavløpet til grøftene? 16 Nedbør og avløp fra et engomløp på sandjord, Jæren 1992-1997 14 Nedbør Grøfteavløp 12 1 8 6 4 2 jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des Årssummer: Nedbør 126 mm, grøfteavløp 872 mm (7%) Mai august: 26% av nedbøren, < 1% av avløpet
kg N/dekar pr. måned Når skjer N-tapet til grøftene?.8 N-tap til grøft fra et korn-potet omløp på morenelettleire, Hedmark 1994-23.7.6.5.4.3.2.1. jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des Totalt for året: 2,91 kg N Jan.-april: 1, kg, mai aug.:,6 kg, sept.-des.: 1,3 kg
N-utvasking pr. måned (kg/daa) Grøfteavløp bestemmer utvasking 1 Sammenheng mellom N-utvasking og grøfteavløp (Nes på Hedmark 1994-23).8 R 2 =.96.6.4.2 1 2 3 4 5 6 Grøfteavløp pr. måned (mm)
N-min i jorda (kg/daa) N-min i jorda (kg/daa) N-min i jorda (kg/daa) N-min i jorda (kg/daa) N-min høst og vår på lettleire i innlandet (Kise) og på sandjord i et kystdistrikt (Landvik): 2 16 Kise etter høsting 23 Lav N-mengde Høy N-mengde 2 16 Landvik etter høsting 23 Lav N-mengde Høy N-mengde 12 12 8 8 4 4 Gulrot Kepaløk Salat/Brokkoli Brokkoli/Salat Gulrot Kepaløk Salat/Brokkoli Brokkoli/Salat 2 Kise om våren 24 Lav N-mengde Høy N-mengde 2 Landvik om våren 24 Lav N-mengde Høy N-mengde 16 16 12 12 8 8 4 4 Gulrot Kepaløk Salat/Brokkoli Brokkoli/Salat Gulrot Kepaløk Salat/Brokkoli Brokkoli/Salat Lettere jord, mer nedbør og mildere vinterklima gav mer utvasking i løpet av vinteren på Landvik enn på Kise
Risikomomenter for nedvasking av næringsstoff i selve vekstsesongen: Lette jordarter (sand> lettleire> mellomleire/silt) Vekster med langsom utvikling (mange grønnsaker) Vekster med grunne røtter (f. eks. løk/salat) Høy vanningshyppighet (nesten alle grønnsaker) Store restmengder av N fra tidligere kulturer (spesielt etter løk og mange kålvekster)
N-mengde ikke tatt opp (kg/daa) N-utvasking (kg/daa) i veksttiden Totalavling (tonn/daa) N-gjenvinning (% av tilført) 16 14 12 1 8 6 4 2 N-gjødsel til kål på to ulike jordarter: Lettleire Sommerkål Lettleire Vinterkål Sandjord Sommerkål Sandjord Vinterkål 5 1 15 2 25 3 35 25 2 15 1 5 Lettleire Sommerkål Lettleire Vinterkål Sandjord Sommerkål Sandjord Vinterkål N-gjødsel (kg/daa) 5 1 15 2 25 3 35 I eksemplet N-gjødsel (kg pr. dekar) 1 8 6 4 2 25 2 15 1 5 1 15 2 25 3 35 5 Lettleire Vinterkål Sandjord Vinterkål 1:1 linje N-gjødsel (kg/daa) 5 1 15 2 25 N-mengde ikke tatt opp (kg/daa) Lettleire Sommerkål Lettleire Vinterkål Sandjord Sommerkål Sandjord Vinterkål Bedre virkning på lettleire enn på sandjord Lavest N-opptak på sandjord, hvor opp til 7% ikke ble utnyttet Modell viste at mesteparten av dette var blitt utvasket i løpet av veksttiden (Kilde: H. Riley & G. Guttormsen, 1993/4)
tonn/dekar kg/dekar Vekstutvikling og N-opptak i noen ulike grønnsakskulturer (tall fra Kise 1998) 1.4 1.2 1.8.6.4.2 Tilvekst (tørrstoff) hodekål tidlig brokkoli sein brokkoli rødbete kålrot 24. jun. 8. jul. 22. jul. 5. aug. 19. aug. 2. sep. 16. sep. 3. sep. 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Totalt N-opptak 24. jun. 8. jul. 22. jul. 5. aug. 19. aug. 2. sep. 16. sep. 3. sep. (middeltall av flere N-gjødslingsledd, Kise 1998)
Rotdybde (cm) Rotutvikling hos ulike vekster under norske forhold: -5-1 -15-2 -25-3 -35-4 -45-5 Bygg Hodekål Potet Gulrot/løk 2 4 6 8 1 Døgngrader fra 1. mai Tilveksthastighet: Korn og kål: ca. 1,5 cm/dag Potet: ca. 1 cm/dag Løk og gulrot: ca.,5 cm/dag (kilde: Riley 1989)
Dybde Betydning av rotutvikling for N-opptak (grunne røtter fører til stor Nmin-rest i jorda om høsten) Løk Salat Gulrot Hodekål Rottetthet Nitrat-N om høsten Kilde: K. Thorup Kristensen, DK, 21
kg N pr. dekar Prosent N-opptak N-opptak hos ulike vekster under norske forhold N-opptaksmønster hos ulike vekster 1 Prosentvis N-opptak hos ulike vekster 3 9 25 2 15 Bygg Potet Kepaløk Vinterkål 8 7 6 5 4 Bygg Potet Kepaløk Vinterkål 1 3 2 5 1 2 4 6 8 1 12 14 Dager fra såing/setting/planting 2 4 6 8 1 12 14 Dager fra såing/setting/planting (middeltall av forsøksledd med sterk N-gjødsling, Kise, 2 år)
Prosentandel av det totale N-opptaket hos ulike vekster i ulike perioder ved normal utvikling for norske forhold (dager = antall dager fra såing/planting) Dager Bygg Potet Brokkoli Vinterkål Kepaløk til 2 25 5 5 2 2 til 4 35 3 25 1 3 4 til 6 2 4 3 35 2 6 til 8 15 25 3 3 3 Over 8 5 5 1 2 45 Etter 6 uker: 6% 3% 3% 15% 5% Etter 9 uker: 95% 95% 9% 8% 55%
Utvaskingsligningen til Burns (1976) Andel nedvasket >h = {A / (A + Fkap / 1)} X hvor h = jorddybden som betraktes (cm) A = avrenningsmengde gjennom jorda (cm) Fkap = vannlagringsevnen ved feltkapasitet (%) X = eksponent, avhengig av N-plasseringen (x = h for N tilført ved overflaten, og,5h for N som er fordelt gjennom hele jordprofilet)
Andel nedvasket Andel N nedvasket > 6 cm på ulike jordarter ved stigende avrenningsmengder:,6,5,4 Sandjord Lettleire M.leire/silt,3,2,1 25 5 75 1 125 15 Avrenningsmengde (mm) Nesten 6% av N-gjødsel plassert på overflaten nedvaskes på sandjord ved 15 mm avrenning, mot bare 2% på leirjord og silt
Andel nedvasket (%) Andel N nedvasket > 6 cm ved stigende avrenningsmengder og med ulik fordeling av nitrogen i utgangspunktet: 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Sandjord - 6 cm - 3 cm - 15 cm v. overflaten 25 5 75 1 125 15 Nedbøroverskudd (mm)
Eksempel på beregning av nedbøroverskudd Balanse(u.2) = balanse(u.1) + nedbør+vanning-fordamping(u.2) Hvis bal.(u.2)>vannlagring (eks.9), avløp= bal.(u.2)-9 og bal.(u.2)=9 Ukenr Nedbør Vanning Fordamping Balanse Avløp 1 7 83 2 1 9 84 3 2 1 9 4 4 14 76 5 7 2 15 88 6 25 2 9 3 7 8 18 8 8 3 17 9 3 9 35 15 9 2 1 5 2 75 sum 11 5 145 3 OBS: Avløp kan være større enn summene (nedbør+vanning-fordamping)!
Hvor mye varierer fordampingen? Eksempler for ulike værtyper i vekstsesongen: Obs! Tallene gjelder fordamping fra en fri vannflate aktuell fordamping fra bar jord kan være mye mindre!
mm avløp nedover i jorda Nedbøroverskudd i vekstsesongen 213: 25 2 15 1 Landvik Tjølling Lier Råde Ås Toten Solør 5 14 16 18 2 22 24 26 28 3 32 34 Ukenr. Store variasjoner fra sted til sted generelt mest avløp i sør Tre hovedperioder med avløp (i april og mai og seint i juni)
Menyen som brukeren velger fra i åpningssiden til N-kalkulatoren:
N-kalkulator*: Hva gjør den? 1. Gir estimat av ukentlig vannavrenning fra rotsonen (6 cm) på grunnlag av antatt aktuell fordamping og nedbør fra LMTs værstasjoner 2. Beregner nedvasking fra rotsonen med en ligning (Burns 1976) som tar hensyn til jordtypen 3. Justerer N-innholdet i rotsonen ukentlig, for nedvasking og N-opptak etter normalkurver 4. Varsler om N-mangel (dvs. gjødselbehov) når jordas N-innhold blir for lite til å dekke det potensielle N-opptaket ved oppgitt forventet avlingsnivå *N-kalkulator = verktøyet Nitrogenstatus under VIPS.no
% N-opptaksmønster for ulike vekster: 1 9 8 7 6 5 4 Gras Korn Potet 3 2 1 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Uke nr. Eksempel med vekststart i uke 17/26 for gras (1./2. slått) og såing/setting i uke 18 for korn og potet
N-opptak kg/daa N-opptak kg/daa N-opptak kg/daa Maks. N-opptak ved ulike avlingsnivå: Gras Korn Potet 16 14 12 1 8 6 4 2 3 4 5 6 7 18 16 14 12 1 8 6 4 2 3 4 5 6 7 2 18 16 14 12 1 8 6 4 1 2 3 4 5 6 kg tørrstoff pr. dekar kg korn 15% pr. dekar tonn knoller pr. dekar Opptaksmønster og maks. N-opptak er fastsatt skjematisk på grunnlag av forsøkserfaring
Toten: Virkning av jordart i 213 Potet, satt i midten av mai, 3 tonn, 1 N-gj.+3kg N-min Sandjord Lettleire Mellomleire Utvask.: 6,5 kg N 4,7 kg N 3,4 kg N Mangel: 5, kg N 3,3 kg N 1,9 kg N
Ås: Virkning av jordart i 213 Potet, satt i midten av mai, 3 tonn, 1 N-gj.+3kg N-min Sandjord Lettleire Mellomleire Utvask.: 6,8 kg N 5,1 kg N 3,9 kg N Mangel: 5,3 kg N 3,6 kg N 2,4 kg N
Tjølling: Virkning av jordart i 213 Potet, satt i midten av mai, 3 tonn, 1 N-gj.+3kg N-min Sandjord Lettleire Mellomleire Utvask.: 7, kg N 5,7 kg N 4,6 kg N Mangel: 5,5 kg N 4,2 kg N 3,1 kg N
Delgjødsling til sein hvitkål: Jevn N-tilførsel gir stor hodevekt og lav tørrstoff%, men viktig å gi nok N allerede ved planting! Sein tilførsel øker nitratinnhold Kilde: S. Dragland, 1982 Middel av 17 forsøk på Østlandet (lettleire eller mellomleire) Gjødselfordeling (middel 3 kg N/daa) alt om våren vår + 2 delgj vår + 3-4 delgj Avling (kg/daa) 7412 +83 +242 Brutto verdiøkning (kr 3 pr kg kål) 25 725 Kostnad (á kr 3 pr. delgjødsling) 6 12 Netto verdiøkning 19 65 Prosentøkning i nettoverdi.9 2.7 Konklusjon: noe begrenset nytte av delgjødsling til vekster med lang veksttid og dype røtter på jord med god vannlagring Kilde: S. Dragland, 1984
Delgjødsling kontra økt N-mengde til brokkoli og blomkål: Middel av 7 forsøk (lettleire på Kise) Ferskvekt (kg/daa) Tørrstoff % N i hele planten N-mengde (kg/daa) Hoder Rester Hoder Rester % av ts. kg/daa 15 kg 1694 4916 8.8 8.4 2.6 13.7 2 kg +66 +41 -.2 -.6 +.2 +1.7 25 kg +99 +66 -.4 -.7 +.4 +2.5 N-fordeling Alt ved planting 1569 5194 8.6 8.1 2.8 14.9 Delgjødsling e. 3 uker +226-111 +.1 -.1 -.1 +. Delgjødsling e. 3+6 +314 +28 +. -.3 -.1 +.8 uker Konklusjoner: Hodeavling øker mer med delt gjødsling enn med økt N-mengde Økt N-mengde øker restene mest og tørrstoff% synker Bare ca. 3% av den økte N-mengden tas opp Kilde: H.Riley & I.Vågen 22
Bruk av FLEX-gjødsel til brokkkoli: Bakgrunn: Sent-virkende gjødselslag kan gi bedre tilpassing av frigjøring i jorda til plantenes opptaksmønster, færre arbeidsoperasjoner og mindre risiko for utvasking Middel av 3 forsøk 26-27 (mellomsandjord på Landvik ) Fullgjødsel Flex-gjødsel Flex-gjødsel 18-3-15 (breigjødslet) (stripegjødslet) Hodeavling, kg/daa 1686 1681 1746 Hodediameter, cm 14,4 14,5 15, N% i hodene 3,5 3,3 3,6 Planterester, kg/daa 517 4967 5139 Konklusjon: effekt av FLEX-gjødsel på godt høyde med tradisjonell gjødseltilførsel, forutsatt bruk av stripegjødsling Kilde: E. Stubhaug 28