Timeliness in seedbed preparation for spring cereals : studies to prepare for climate change in Norway

Philosophiae Doctor (PhD) Thesis 2019:13

Dorothee Kolberg

Timeliness in seedbed

preparation for spring cereals:

Studies to prepare for climate change in Norway

Tidsrammen for klargjøring av såbed til vårkorn: Laglighet og klimaendringer i Norge

Norwegian University of Life Sciences Faculty of Environmental Sciences and Natural Resource Management

Timeliness in seedbed preparation for spring cereals:

Studies to prepare for climate change in Norway

Tidsrammen for klargjøring av såbed til vårkorn:

Laglighet og klimaendringer i Norge

Philosophiae Doctor (PhD) Thesis Dorothee Kolberg

Norwegian University of Life Sciences

Faculty of Environmental Sciences and Natural Resource Management

Ås 2019

Thesis number 2019:13 ISSN 1894-6402 ISBN 978-82-575-1561-4

PhD Supervisors

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Thesis Evaluation Committee

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Contents

ABSTRACT ... 1

SAMMENDRAG ... 3

LIST OF PAPERS ... 5

1. INTRODUCTION ... 7

1.1.RATIONALE:THE DILEMMA OF SPRING FIELDWORK TIMELINESS TODAY AND IN THE FUTURE ... 7

1.2.WIDER AGRONOMICAL CONTEXT:NORWEGIAN AND NORTHERN GROWING CONDITIONS FOR SPRING CEREALS ... 9

1.3.SEEDBED PREPARATION FOR SPRING CEREALS ... 18

1.4.POSSIBLE ADAPTATIONS OF SEEDBED PREPARATION TO CLIMATE CHANGE ... 36

1.5.RESEARCH OBJECTIVES AND HYPOTHESES ... 39

1.6.THESIS STRUCTURE AND DELIMITATIONS ... 40

2. MATERIAL AND METHODS ... 44

2.1.LOCALISATION OF THE STUDIES – CLIMATE AND SOIL TYPE ... 45

2.2.EXPERIMENTAL DESIGN AND CONCEPTS ... 47

2.3.RESPONSES ... 48

2.4.DATA ANALYSES AND STATISTICS ... 53

3. DISCUSSION OF MAIN RESULTS ... 53

3.1.MINIMUM SOIL PHYSICAL DEGRADATION (PAPER I,PAPER II) ... 53

3.2.MAXIMUM MOISTURE LOSS AFTER SOWING (PAPER III) ... 56

3.3.LONG-TERM FARM MECHANIZATION MANAGEMENT (PAPER IV) ... 59

3.4.COMMON DISCUSSION ... 62

4. CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS ... 64

5. REFERENCES ... 67

6. APPENDIX ... 83

PAPERS I-IV (Individual page numbers)

1

Abstract

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Sammendrag

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List of papers

Paper I

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Paper II

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Paper III

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Paper IV

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1. Introduction

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1.1. Rationale: The dilemma of spring fieldwork timeliness today and in the future

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75 100 125 150 175

Day number (75 = 16th March)

Potential yield loss (%)

Sowing delay loss Compaction loss +/- std.dev.

9

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1.2. Wider agronomical context: Norwegian and Northern growing conditions for spring cereals

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1.2.1 Climate today and in the future

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1.2.2. Land use and limitations

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1.2.3. Production systems for cereals in Norway

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1.3. Seedbed preparation for spring cereals

1.3.1. Physical requirements for early plant development

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