Bernt hoel
Bioforsk Øst Apelsvoll Bernt.hoel@bioforsk.no
Innledning
Nitrogengjødsling tilpasset plantenes behov leg-ger til rette for gode avlinleg-ger, 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 jordsmon-nets 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 2009. Prosjektet «Kartlegging av N-mineralisering» ble startet i 2011 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 tilpas-set N-gjødsling til beste for avlingsmengde, -kvalitet og miljø. Kunnskap om jordas nitrogenbidrag og hvordan dette varierer, skal gi grunnlag for gjødslings-anbefalinger som optimaliserer gjødslingspraksisen.
Prosjektet «Kartlegging av N-mineralisering» er gjen-nomført i nært samarbeid med Norsk Landbruksråd-giving, 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 hjelpemid-ler for å bestemme gjødslingsbehov. Det ble gjen-nomført ulike målinger og registreringer i høsthvete på forsøksruter uten nitrogengjødsling (nullruter) i 2011-2013 og i gjødslingsforsøk med stigende N-mengder i 2012 og 2013. 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 fin-nes en håndholdt utgave som egner seg for målinger på forsøksruter. Det ble gjort noen prøvemålinger med denne i 2011, før den ble brukt både på nullruter og i forsøksfelt i 2012 og 2013.
Et annet instrument som har vært benyttet i prosjek-tet 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 forsøks-felt. N-opptaket i kornet ved modning ble beregnet ut fra avlingsnivået og proteininnholdet i kornet.
I 2011 og 2012 ble det på nullrutene tatt ut og analy-sert jordprøver for innhold av nitrat og ammonium (N-min), det vil si nitrogen som er direkte plante-tilgjengelig. Prøvene ble tatt fra matjordlaget (0-25 cm). I 2011 ble jordprøver tatt ved vekststart på våren og ved flaggbladutvikling, i 2012 ble jordprøver bare tatt ut ved vekststart.
nullruter og forsøksfelt
Hensikten med å etablere nullrutene var å kvantifise-re 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™
0-5-Korn 17) for å sikre tilstrekkelig tilgang til andre
nærings-stoff enn nitrogen. I 2011 ble det anlagt tre nullruter i høsthvete på totalt 30 skifter i Østfold (15) og på Romerike (15). Det ble også etablert nullruter i 2012 (19 skifter) og i 2013 (20 skifter).
I 2012 ble det i tillegg til nullruter anlagt N-gjøds-lingsforsøk (fire felt) med stigende N-mengder. Disse feltene ble anlagt ved vekststart om våren i etablerte høsthveteåkre. Forsøksplanen er vist i tabell 1. Vår-gjødslinga ved vekststart ble på alle forsøksledd ut-ført med Fullgjødsel 19-4-12. All delgjødsling ble gitt med OPTI-NS™ 27-0-0 (4 S). Total N-gjødsling varierte fra 10 til 22 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 høstkornfor-søk. Planteverntiltakene på det enkelte felt ble utført på samme måte som det feltverten har gjort i åkeren rundt feltet.
I 2013 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 21) til aksskyting (BBCH 49).
Rådgivingsenhetene utførte målingene på feltene i sine områder, mens tallmaterialet ble beregnet, tol-ket og oppsummert hos Bioforsk Øst på Apelsvoll.
Tabell 1. Forsøksplan for felt med ulike gjødslingsstrategier i høsthvete, 2012 og 2013 Vårgjødsling
v/vekststart
Delgjødsling v/begynnende stråstrekning,
BBCH 30-31
Ledd Kg N/daa Gjødseltype Kg N/daa Gjødseltype
1 7 Fullgj. 19-4-12 3 OPTI-NS™ 27-0-0
2 7 Fullgj. 19-4-12 6 OPTI-NS™ 27-0-0
3 7 Fullgj. 19-4-12 9 OPTI-NS™ 27-0-0
4 7 Fullgj. 19-4-12 12 OPTI-NS™ 27-0-0
5 7 Fullgj. 19-4-12 15 OPTI-NS™ 27-0-0
6 10 Fullgj. 19-4-12
7 10 Fullgj. 19-4-12 3 OPTI-NS™ 27-0-0
8 10 Fullgj. 19-4-12 6 OPTI-NS™ 27-0-0
9 10 Fullgj. 19-4-12 9 OPTI-NS™ 27-0-0
10 10 Fullgj. 19-4-12 12 OPTI-NS™ 27-0-0
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 (2011-2013) og N-gjødslingsfelt (2012-2013).
nullruter 2011
Det ble observert meget svak vekst på nullrutene i 2011, og veksten ble vurdert som for dårlig til å kart-legge 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 begynnen-de stråstrekning (BBCH 30-31) og tørrstoffavling (korn + halm) ved modning, så viste resultatene en relativt god sammenheng (R2=0,31) tatt i betraktning alle
for-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 (R2=0,21). N-Testermålinger tatt ved begyn-nende stråstrekning forklarte 32 % 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 2012
Som året før, var det heller ikke i 2012 noen sam-menheng mellom N-min-innholdet målt i jordprøver og avlingene av korn og halm på nullrutene. Sam-menhengen mellom N-Testerverdiene ved begyn-nende stråstrekning og avlingsnivået i 2012 var klart svakere (R2=0,14) enn det som ble funnet i 2011. Mens N-Testerverdiene ved flaggbladutvikling viste om lag samme forklaringsgrad for avlingsvariasjonen i 2012 som i 2011.
Når det gjelder målingene utført med håndholdt sensor, så var korrelasjonene med avling og N-opptaket betydelig bedre enn det som var tilfelle for N-Testermålingene i 2012. Måling med N-sensor ved flaggbladutvikling forklarte om lag 45 % av varia-sjonen både for avling (korn + halm, figur 1) og for N-innholdet i modent korn (figur 2). Dermed ga disse målingene en relativt god indikasjon på hvor mye plantene klarte å ta opp fra N-reservene i jorda i 2012. N-sensormålingene i 2012 var lovende, men vi erfarte at det ble krevende å gjennomføre planlagte
målinger med kun en N-sensor og betydelige reiseav-stander, i kombinasjon med ustabilt forsommervær.
I 2013 ble to nye N-sensorer stilt til rådighet for pro-sjektet, og det var mulig å få gjennomført målinger oftere og det ble enklere å få utført målingene til riktig tid.
n-gjødslingsfelt 2012
Tabell 2 viser sammendrag for tre godkjente felt gjen-nomført i 2012. To av feltene var plassert i Østfold og ett på Romerike. Avlingsnivået varierte fra cirka 630 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 20 kg N pr. daa. Proteininnhold og hektolitervekt økte også signifikant med stigende gjødsling. Ved samme N-mengder gitt totalt, var det en tendens til noe høyere avlingsnivå ved største N-mengde gitt ved vekststart om våren (10 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 forskjel-ler, 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.
R² = 0,45
N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH 37-39
Figur 1. Sammenheng mellom sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved flaggbladutvikling og tørrstoffavlinger av korn + halm i kg/daa. Målinger på nullruter i høsthvete i Østfold og på Romerike, 2012.
R² = 0,46
N-opptak i modent korn, kg/daa
N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH 37-39
Figur 2. 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, 2012.
Korn
Tabell 2. Avling og kvalitet ved ulike gjødslingsstrategier i høsthvete, sammendrag for tre felt, 2012 gjødslingsstrategier
kg n pr. daa avling og kvalitet
ledd Vår1 BBCh 30-312 Vann,
P % <0,01 <0,01 <0,01 i.s. <0,01 <0,01
LSD 5 % 0,8 68 1,4 - 1,0 2,0
1 Gjødseltypen ved vårgjødsling er Fullgjødsel 19-4-12
2 Gjødseltypen brukt ved BBCH 30-31 var OPTI-NS™ 27-0-0
R² = 0,59
N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH 37-39
Figur 3. Sammenheng mellom sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved flaggbladutvikling og tørrstoffavlinger av korn + halm i kg/daa. Målinger på nullruter i høsthvete i Østfold og på Romerike, 2013.
R² = 0,64
N-opptak i modent korn, kg/daa
N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa) ved BBCH 37-39
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, 2012.
nullruter 2013
Sammenhengene mellom N-sensorverdier og andre parametere var sterkere i 2013 enn det som ble funnet i 2012. Måling med N-sensor ved flaggbladut-vikling forklarte nesten 60 % av variasjonen for avling (korn + halm, figur 3) ved modning, og for N-opptaket i modent korn var forklaringsgraden 64 % (figur 4).
n-gjødslingsfelt 2013
Tabell 3 viser sammendrag for åtte godkjente felt gjennomført i 2013. Fire felt var plassert i Østfold og fire på Romerike.
Tabell 3. Avling og kvalitet ved ulike gjødslingsstrategier i høsthvete, sammendrag for felt, 2013 gjødslingsstrategier,
kg n pr. daa avling og kvalitet
ledd Vår1 BBCh 30-312 Vann,
P % <0,01 <0,01 0,05 5,2 <0,01 <0,01
LSD 5 % 0,5 26 0,5 1,0 0,3 0,9
1 Gjødseltypen ved vårgjødsling er Fullgjødsel 19-4-12
2 Gjødseltypen brukt ved BBCH 30-31 var OPTI-NS™ 27-0-0
Avlingsnivået i middel for feltene var om lag som i 2012. Effekten av stigende N-gjødsling var også mye lik det som ble funnet i 2012, med en økonomisk opti-mal N-gjødsling opp mot 20 kg N pr. daa. Ved samme N-mengder hadde ikke fordelingen mellom vår- og delgjødsling noen entydig effekt på avlingene. Protein-innholdet 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 2012 var det var det relativt små, men sikre forskjeller i vanninnhold mellom forsøksleddene.
måling med håndholdt n-sensor 2013 Generelt i 2013 var N-opptaket, estimert med hånd-holdt N-sensor, svært lavt fram til midten av mai, både på gjødsla og ugjødsla forsøksruter. Etter det varierte planteutvikling og N-opptaksmønster betyde-lig 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
vari-erte en god del mellom felt, men felles for feltene var at 60-70 % av N-opptaket skjedde i en periode på 3-4 uker, en kort og intens periode fra stråstrekning (BBCH 30-31) til flaggbladet var ferdig utviklet (BBCH 39).
I det følgende presenteres resultater fra to av de åtte feltene som ble gjennomført i 2013. 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 (24. mai).
Ved flaggbladutvikling (6. juni), cirka 14 dager etter delgjødsling, var det tydelig økende N-opptak med stigende N-gjødsling (figur 5). I perioden 6.-12. juni var N-opptaket meget intenst, nesten 1 kg N/daa pr.
dag på noen av forsøksleddene. Etter det avtok inten-siteten i N-opptaket brått og det skjedde lite i tida fra flaggbladet var fullt utviklet (12. juni) til begyn-nende aksskyting (20. juni).
Korn
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
0+0 7+3 7+6 7+9 7+12 7+15 10+0 10+3 10+6 10+9 10+12
N-sensorverdi (estimert N-opptak), kg N/daa
Nitrogengjødsling, kg N/daa, Vårgj. + delgjødsling (BBCH 31) BBCH 23, 14. mai BBCH 30, 21. mai BBCH 32, 28. mai BBCH 37, 6. juni BBCH 39, 12. juni BBCH 49, 20. juni
R² = 0,97 R² = 0,98
R² = 0,96
550 600 650 700 750 800
6 8 10 12 14 16 18
Kornavling (15% vann), kg/daa
N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa)
BBCH 37 06. juni BBCH 39 12 juni BBCH 49 20 juni
Lineær (BBCH 37 06. juni) Lineær (BBCH 39 12 juni) Lineær (BBCH 49 20 juni)
Figur 5. N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike utviklingsstadier og gjødslingsstrategier.
Høsthvete i Rakkestad, Østfold, 2013.
Figur 6. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved tre ulike utviklingsstadier og kornavling. Høsthvete i Rakkestad, Østfold, 2013.
Veksten var god og avlingspotensialet ble i juni vurdert som høyt (7-800 kg/daa). 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 750 kg korn/daa på forsøksleddene med høyest avling (figur 6). Videre var det meget god sammenheng mellom N-sensorverdiene som ble målt 6., 12. og 20. 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 28. 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 500 kg/daa. 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, 750-800 kg/daa. Det er sannsynlig at det har vært et betyde-lig N-opptak etter at N-sensormålingene ble avsluttet på dette feltet. Sammenhengene mellom N-sensor-verdiene målt 11., 18. og 24. juni og avlingene var relativt gode (figur 8), særlig for målinger gjort ved flaggbladet fullt utviklet (18. juni) og ved aksskyting (24. 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. Avlings-nivået på dette feltet var om lag 700 kg korn/daa, men optimal N-gjødsling var så lav som 10 kg N/daa.
Forklaringen kan være et stort bidrag med minerali-sert N fra jorda, noe også N-sensormålingene på dette feltet antydet.
0 2 4 6 8 10 12
0+0 7+3 7+6 7+9 7+12 7+15 10+0 10+3 10+6 10+9 10+12
N-sensorverdi (estimert N-opptak), kg N/daa
Nitrogengjødsling, kg N/daa, Vårgj. + delgjødsling (BBCH 31) BBCH 21, 14. mai BBCH 23, 24. mai BBCH 32, 4. juni BBCH 37, 11. juni BBCH 39 18. juni BBCH 47-49, 24. juni
Figur 7. N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved ulike utviklingsstadier og gjødslingsstrategier. Høsthvete på Kløfta, Romerike, 2013.
Korn
Oppsummering
Gjødslingsplanen utarbeides i forkant av vekstse-songen 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 re-duserer avlingspotensialet eller motsatt, at gunstige forhold legger grunnlag for større avlinger enn forven-tet. 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 gjødslings-anbefalinger 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. Prosjek-tet 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 gjødslings-strategier og –tiltak under ulike forutsetninger. De store lokale forskjellene illustrerer samtidig at det er klare begrensninger knyttet til å oppskalere resulta-ter fra målinger gjort på noen få lokaliteresulta-ter til å gi helt konkrete gjødslingsanbefalinger gjeldende for større områder.
R² = 0,39
R² = 0,60
R² = 0,57
650 700 750 800 850
4 5 6 7 8 9 10 11
Kornavling (15% vann), kg/daa
N-sensorverdi (estimert N-opptak, kg N/daa)
BBCH 37 11. juni BBCH 39 18. juni BBCH 49 24. juni
Lineær (BBCH 37 11. juni) Lineær (BBCH 39 18. juni) Lineær (BBCH 49 24. juni)
Figur 8. Sammenheng mellom N-sensorverdier (estimert N-opptak, kg N/daa) ved tre ulike utviklingsstadier og kornavling. Høst-hvete på Kløfta, Romerike, 2013.