Jordanalyser for vurdering av tilgjengelig nitrogen

(1)

Jordanalyser for vurdering av tilgjengelig nitrogen

AvA. Øien

Statens Jordundersøkelse - Ås-NLH

Innledning

Tilgjengelig nitrogen er definert som ni- trogenforbindelser i rotsonen som lett kan absorberes av planterøttene (Scars- brook, 1965). Hittil har ikke jordanalyse- metoder for tilgjengelig N vært brukt så meget fordi det er flere faktorer som in- fluerer sterkt på tilgjengeligheten, f.eks.

fuktighet, temperatur, utvasking og innholdet av uorganisk nitrogen i under- grunnsjorda. Prøvetakingen bør derfor også omfatte undergrunnsjord og en prø- vedybue på 0---60 cm er anbefalt. Dette gjør innsamling av prøver for nitrogen- analysene mer komplisert. Et annet forhold er at nitratinnholdet bør bestemmes så raskt som mulig. Under lagring av prøver, selv de som er lufttørket, skjer det en økning av nitratinnholdet på litt lengre sikt. Lagring av prøver i fryseboks og lagring av ekstrakter i kjøleskap for- hindrer økning av nitratinnholdet.

Det har vært gjort mange forsøk på å komme fram til laboratoriemetoder som kan gi oss god informasjon om jordas be- hov for N-gjødsling, også i de nordiske land. Men det har vært vanskelig. Allike- vel er interessen stor for bruk av analyser for vurdering av tilgjengelig nitrogen, både for å bedre kvaliteten av plantepro- duktene og motvirke legde og forurens- ninger av nitrat i grunnvann og vassdrag.

Inkubasjonsmetoder har vist seg å væ- re meget pålitelige for karforsøk (Bærug et al. 1973). Disse metodene er imidlertid tidkrevende og også forholdsvis ar- beidskrevende.

Ellers har det vært liten utvikling av de kjemiske metodene de siste tyve årene.

Forskerne har for det meste utnyttet mo- difikasjoner av tidligere metoder. En unntakelse er Jenkinson (1968) som be- stemmer innholdet av «glykose» (poly- sakkarider). Dette hadde god sammenheng med biomassen i jord og med N- mineraliseringer. Det skal også nevnes at organiske anionbyttere plassert i små po- ser av nylonnetting, har vært brukt til ekstrahering av tilgjengelig N (Binkley &

Matson 1983), og resultatene har vært lovende. Men disse metodene egner seg kanskje ikke for rutineanalyser. De kjemiske jordanalysemetodene som har gitt de beste resultatene, er de som omfatter både uorganisk N i jorda, og det som frigjøres forholdsvis lett fra humusstoffe- ne. I noen tilfeller, f.eks. i aride områder kan innholdet av nitrat-N være et godt mål for mengden av tilgjengelig N.

Flere forskere har funnet ut at en opp- når bedre sammenheng ved bruk av en multipel korrelasjon for uorganisk nitrogen og en parameter som er et mål for innholdet av Ni det organiske materiale i jorda som kan frigjøres i løpet av vekstsesongen. Det kan f.eks. være det nitrogen som frigjøres ved inkubasjon eller Kjeldahl-N (Smith 1965, Standford &

Legg 1968).

Med hensyn til de kjemiske metodene har interessen vært størst for de som ut- nytter hydrolyse av det organiske materialet i jorda for frigjøring av nitrogen og da blir det utført analyser av enten total-

(2)

innholdet av nitrogen (Keeney & Brem- ner 1966, Bronner & Bachler 1978) eller NH₄-N

+

NOrN i ekstraktet (Øien

& Selmer-Olsen 1980, Whitehead 1981).

Gode korrelasjoner mellom analysetall, relative avlinger og N-innhold i plantene er oppnådd ved karforsøk , også i Norge ( Selmer-Olsen et al. 1 981).

Markforsøk med korn i Sør-Norge I 1981-1984 ble det på forskjellige felter på Østlandet og Sørlandet utført N-forsøk med stigende mengder Nsgjødsling til korn som tilsvarer henholdsvis ingen N- gjødsling (N_0),6 kg N/dekar (Ni), 8 kg (N2), 10 kg (N_3),12 kg (N4), 14 kg (N5)

og 16 kg N/dekar (N_6). Testplantene omfattet både havre, bygg og hvete.

Fra forsøksfeltene ble det tatt ut jord- prøver i sjiktet 0---20 cm. Det er ønskelig med jordprøver ned til en dybde med 0---60 cm. Men det ville være interessant å undersøke om det er sammenheng med avlingsstørrelser og N-opptak når prøve- ne tas i sjiktet 0---20 cm som svarer til matjordsjiktet. Jordprøvene ble analysert etter en metode beskrevet av Øien og Selmer-Olsen (1980). Den går ut på å oppvarme jord med 2M KCI i forholdet 1: 10 i 20 timer ved 80°C for å hydroly- sere det organiske materialet. Innholdet av NH₄-N og NOrN i jordekstraktet ble analysert og bestemt både· som mg N/100 gjord og mg N/100 ml jord (i na- turlig tilstand).

Relative kornavlinger ble bestemt som avlinger av N0-ruter i % av avlinger fra Nj-ruter. På grunnlag av kjemiske analyser av kornet ble N-opptak i kornavlin- gene beregnet som relativt N-opptak, dvs. at opptaket for N₀-ruter er gitt som

% av opptaket fra Nj-ruter (y2). N-opptak i korn fra N₀-rutene er gitt som kg N/

sammenstilling av de forskjellige data i tabell 1.

Ut fra disse data er det foretatt korrela- sjonsberegninger for lineære regresjoner, se tabell 2 og fig. 1. Når det gjelder jord- analysetall refererer de til jordprøver fra N0-ruter.

For årene 1981 og 1982 er det signifikante korrelasjoner, men ikke for 1983, og grunnen til det kan være at været var meget unormalt. Tidlig i vekstsesongen, i mai, var det usedvanlig meget nedbør, mens det i juni og særlig i juli og august var meget lite nedbør. For 1984 ble det utført bare 13 markforsøk og antallet er vel kanskje litt lite til å beregne korrelasjoner. I 1982 var det data fra så mange forsøk at det var mulig å skille mellom sandjord

+

silt og leirjord.

Forandring i analysetallene fra år til år Dersom analysetallene skal brukes i veiledningstjenesten er det av stor inter- esse å undersøke hvordan de kan variere fra år til år. I tabell 3 er det gitt analysetall fra 10 markforsøk hvor det foreligger tall fra alle 4 år. Resultatene viser at analysetallene forandrer seg lite, se tabell 3.

Konklusjoner

Korrelasjonsberegningene viser at relative avlinger har gitt bedre sammenheng med analysetall enn relative N-opptak.

Det er for årene 1981 og 1982 at det er oppnådd signifikante korrelasjoner. En har grunn til å anta at de dårlige korrela- sjonskoeffisienter for 1983 skyldes at det tidlig om våren var stor nedbør, mens det i juli og august var forholdsvis meget lite nedbør. Da kan andre faktorer enn jordas nitrogentilstand før såing ha spilt en stør- re rolle for planteveksten. I 1984 var an-

(3)

'tj- 00

°'

z

- o v;v;r-!"'"las

~$~g~:;~

00

°'

V"lOON r- \0

~ ~ ~ ~ ~

- r-as- o iris::l'0 \0-

~~~~~~~~i~

s::l'\0- oor- 0 r- N r- -r _N

°' - °'

⁰⁰ O s::l'r- N O \ r-

'tj- V) 0 <"")

°'

!"'") !"'") V) ~

-

V"l r- N ~ r-: - s::I' V"l 00 <"'"l 00 '6 r--:'6 "<:too 00 00 V")

'°

^oci ^{V) -}^\0 ^{00 s::I'} r--: r--: r--:

'°

^tri ⁷

00- 0 - 0 V")

°'

^\0 ^\0

°'

7 r- !"'") s::l'O - asirir- \0 !"'")

<"'"lr- - M O - N V) ~

°' ""°' (""',

^r-

°'

0 \000s::l'N V)

C"'iN "<:t N "<:t N <"'"l 7 N !"'") N '<:t N <"'"l- "<:tN ....:N N N

~

1

0..0 s::l'O V "lO OO

z

'P ~ 'P O :'P ~ - :

N s::l'\Or- <"'"ls::I'-

V")V )tr)\0\0

~~~i~

r- 00 00 r-

!"'") !"'")

\0 'tj-

°' "" '° °'

^r- <"'"lV "lOO\Or- !"'") 7 M OsV "lr-\0 V) O <"'"lO \r- 00 N - r- N N V"l !"'") -

°'

^V)

'°

!"'") V) oci r--: '<:t r--:

'°

^r--: ^... ^{r--: tri}

'°

^r--:

'°

7 \O r- s::l'OsO \ r- V)

7 0 r- 0 \0 \0 r- s::I' 00 - V"l N 'tj- 7 \OOOO V "lV "l

~ '0 ~ ~ ~ 00 V") C: 0: C: C: 'P ~ C: C:'P C:~ '0

<"'"l N N s::I' ,.,.; '<:t <"'"l N N V"l r- M N M N <"'"l N M

r- r-:

-

^'X:~

-

^C: ⁰

0

-

^tri N <"'"l tri

:;

^'<:t

M V")

'°

V")!"'") M V)

\0 00 M 00 7 0, N \0 N '0 C: -: V)

ei ~ ^'<:t '6 tri oo N r- V) \0 r-

'°

^M

°' '°

s::l's::l'M 7 !"'") V) N M M V)

- V "lOOV "lN V "l\OOO<"'"lN tri '<:t tri....: tri tri ei....:....: tri V"l -0 -0 V"l s::I' s::I' 7 M 00 N

O s::1'00-0\0r- N trir--:'60-:'6ei..,.;

V"lr-r- r-s::l's::l'N

l"-:0 :'0 - :~

- N M M <"'"l N N

00 - N \0 7 0 0 V"l \0 \0 ....:'<:t..,.;,...;N ,.,.;N N M N

- <"'"l (""',M N <"'"lN <"'"l

'P

N 00

0 - N N V"l

~~~~~

~ ~ '0 -: ~ ^C:r-: ~

- V "lV "lV "l irioooooo 7 <"'"l 7 <"'"l M <"'"lM 'tj-

V"ls::l'\ON . . . . O O 's . .

<"'"l<"'"lOOO \O N s::l'<"'"ls::l'\O V)\O

\O V "lO <ri\O o-:oor--:"<:to-:

s::I' <"'"l s::I' V"l r-

r- 0 N 00 V"l N r- 00 \0 - 0, 0, 7 M O 7 0 N oor--:'6 oci'6 '6°'eioci

OOOO<riOO- <"'"lO O OO M r-- O..N - \00..0s C"'iN C"'i N ....:N ,.,.;,...;,.,.;

M O O s::l's::l'<rl0..0..0 tritri....:,...;0 ooei'6ei s::l's::l'V "lV "l- r'iV "l<rl'-0

N V"lr- O as

'° -

^N^{\0 0 -}^Os ⁰⁰

^°'

\Or- V "llfls::I' N triN ei'6 '<:t r--: ei ei N r--: ....: - 00 oo'6oo'6 r--:

M 7 !"'") V") r- V") r- \O s::l'V "l\000 s::l'M !"'") 'tj- s::I' s::I' s::I'

V) V") M ~~ ^'tj- ^M ~

M M V) N N N ^{"j !"'")

s::l'M N M 'tj-V "l'-O 'tj-7 ,.,.;,.,.;N ..,.;N N "<:t "<:t "<:t

OOOOO N OOs::l's::l'OOs::I' N ,.,.; ,.,.;,.,.; N ..,.;N N "<:t

M r-N OO<"'"l- OON s::l'O N r-0

"<:t0-:tri....:ei"<:t°''°.,..;<ri"<:ttriN v;7 7 'tj-!"'")M 'tj-!"'"),rJ!"'")'tj-!"'")V )

'° °' -

^{r- -}

oci r--: tri oo "<:t

<"i 'tj- 7 M Vi

- r-'tj-<riOOO..s::l'M N s::l'V "lO - 00 0 0, N 00 r- Os - - 'tj- 0 '6 trieir--:ootri....:r--:0 eieir--:

- - - -

N N s::I' N - - <ri -0 0.. V"l N 0 r'iO 'sV "lr'iV "lO OOO <"'"lV "l\OV "l M N "<:tC"'iN N triC"'iC"'iC"'i"<:tN

<"'"l- O <"'"lO \O N O O \O\O s::l'-

J'; ~ ~

r;; ~ ~ ~ ~ r;; :; ~ ~ ~

N O M 7 0 N V"l O \0 00 'tj- 0\ 0\

C"'i"<:tC"'iN ..,.;N N ..,.;,.,.;N ,.,.;N ,...;

'0 ~ - :'0 O:~ r-:o -:r-:

<"'"l<"'"l<"'"l<"'"l N M N N M

(4)

* *

* ^'tj"Q*

\rir-

o

^ei

+ _X

'°

^!"'i

'°

^lr"l

0

li li

;;

.;:,

lr"l N

ei

!"'i

N N I 00 X N

ei li

.;:,

* *

r-

°'

^!"'i ^-^'tj" ^lr"l⁰

-.::f""T!"'i-.ONNN

ei ei ei ei ei ei ei

~~~~~r~

O\::i~-<i~~~

+++I+++

~,XX X X X X X

I OOs::t-00\00000

X '-0-N-OONOO

N_;-<iso_;,:-,-iN li li

~~~:!~~~~

Ns::tNll")-!"'i!"'iOO

- - N ^!"'i s::t s::t N

+++I++++

~1

X X X X X X X X

J:

~~~~i~~;:;;

NNoor-.'.>ri_;-<ri

El 8 -

z

(5)

r- '<t

"'i

~: ^e

~

~:

§

·- ""'o

..'.l ....:~

z

N li O Oil

g; ~. » •. li E v ';;

ao

l:

" ^r-

e

>,

~~ 8

,.., ,i

-i: I ++ ~

~it

^Oil

N

,~-

~ V)"': E

~I~~ - >, •• ~

~

<

. _r"'

.

g_~

f:

E

»- 8

°E +

:z

-~

..

_E'

i

~~~ ^I~~ ^-;;_[ ^lo..

~

- >, ••

v -;;

:! ::::

<

^.,;_I

e

^lo..

8 ~

!! ;, •• '° ~

. .

I j

....,. t ~ e

~ _lo..

~ I~~

.,.,

]

^::::::

- >, ••

v -æ'

s

~

•

^'\.

..

_-i:

_-e,

^e;..,

\::I :::

~ EA:

=

Rp/il)f 'N HRlddo

• ~--

^~N ^\::I^0.0_C

lo..

~ 0.0

~

.s

8.~

e e

s:j ~

8 8.~ ⁸

-~

t+

'° ~ ^QN

'°

:z

_~

0. 1? +

. ....,,N •

e' -2.. ••

e

^~

~;~

^u^{v •} ^lo..

~I~~

.,.,

"'

~;:;;~

^.,., _'3 _E

[

\

^g1^I~~ ^l,{ ^C

- >, •.•

-æ' ~

v ]

-

,..,.., _v

<

.

_-i:

.. _\"• _. _.

_E

- ^.. ^. ^., _.

^lo..^~_:::

••

~ N

~. ^-\~

^~N

_-~

•

^\. _~

lo..

~ ^C()~

Cl::

~ - Sl ~ ~ ⁰^N ~ ^co⁰ ~ ~ ⁰^N

-

~ I A

=

~U!{AR APR{;}l % ~ I/..

=

~UHAR A!ll?{;}J % Lr: ^bJJ

(6)

Tabell 3. Analysetall for årene 1981-1984

NH₄-N

+

NOrN, ^NH4-N,

gitt som mg NI I 00 ml jord gitt som mg NI I 00 g jord

Nr. 1981 1982 1983 1984 1981 1982 1983 1984

I 1.8 1.8 1.7 1.7 1.06 1.05 0.87 0.92

4 3.1 3.6 3.1 3.0 2.18 2.21 I. 78 1.96

5 2.8 2.4 3.2 2.4 2.00 2.08 1.85 1.71

7 2.2 2.0 2.1 2.1 1.40 1.24 1.40 1.43

8 3.1 2.5 2.1 2.6 1.70 1.90 1.30 1.51

13 3.2 3.3 3.4 3.5 2.30 1.95 1.85 2.02

15 3.4 3.3 3.3 3.5 2.14 2.13 1.85 2.03

25 3.4 2.4 2.7 2.4 1.68 1.51 1.40 1.46

26 3.1 3.0 2.7 2.6 2.47 2.55 1.70 1.73

32 2.9 3.4 3.2 3.4 2.00 2.02 1.75 1.86

For 1982 var det data for de fleste antall markforsøk, og da var det også mulig å skille mellom jordtypene sand

+

silt og leire med henholdsvis 18 og 14 forsøk. Det ser her ut til at leirjord gir bedre korrelasjoner enn sand

+

silt.

Grunnen kan være at det i leirjord er mindre sjanse for utvasking.

Det er en mangel ved disse undersøkel- sene at variasjonsbredden i analysetall er for liten. Moldinnholdet overstiger ikke 12 % , og tidligere undersøkelser (ikke publisert) ved vårt institutt, har vist at ved større moldinnhold er det lite eller ingen utslag for nitrogengjødsling. Når det til tross for liten variasjonsbredde, allikevel er signifikante korrelasjoner indikerer dette at analysetall for matjordsjiktet kan være en nyttig informasjon.

Innholdet av NOrN i jordekstraktet tilsvarer det lettoppløselige. Dette kan imidlertid lett forandre seg som følge av naturlige forhold, f.eks. utvasking, men

analyseringen skje så raskt som mulig eller jordprøvene bør oppbevares i en dypfryser inntil analyseringen kan fore- gå. Innholdet av NH4-N i jordekstraktet, etter hydrolysering med 2 M KCl, derimot, er en parameter som ser ut til å være temmelig konstant (Selmer-Olsen et al. 1981) og uavhengig av lagringsmåte.

Dersom analysetallene skal kunne brukes i rettledningstjenesten, er det viktig at de ikke varierer altfor meget fra år til år.

Til tross for at NOrN-innholdet kan variere betraktelig, viser analyseresulta- tene for summen av NOrN

+

^NH4-N etter hydrolysering at variasjonen over 4 år for disse er ganske konstante, og det virker lovende.

Grunnlaget for denne publikasjonen er data fra langvarige og omfattende mark- forsøk med nitrogen. Til lederen for disse forsøk, forsker Hans Stabbetorp, og hans stab er det grunn til årette en varm aner- kjennelse for at verdifull informasjon er

(7)

LITTERATUR

Binkley, D. & P. Matson, 1983. Ion ex- change resin bag method for assessing forest soil nitrogen availability. Soil Sei.

Soc. Am. J. 47, 1050-1052.

Bronner, H. & W. Bach ler. 1978. Der hydro- lysierbare Stickstoff als Hilfsmittel flir die Schatzung des Stickstoffnachlieferungsver- mogens von zuckerubenboden. Land- wirtsch. Forsch. 32, 255-261.

Bærug et al. 1973. Studies on soil nitrogen.

An evaluation of laboratory methods for available nitrogen in soils from arable and ley-arable rotations. Acta Agric. Scand.

23, 173-181.

Jenkinson, D. S. 1968. Chemical tests for potentially available nitrogen in soil. J.

Sei. Food Agric., 19, 160-168.

Keeney, D. P. & J. M. Bremner. 1966. A chemical index of soil nitrogen availability. Nature 211 , 892-893.

Scarsbrook, C. E. 1965. Nitrogen availability. Agronomy 10, 481-502.

Selmer-Olsen, A. R., A. Øien, R. Bærug & I.

Lyngstad. 1981. Evaluation of a KCl- hydrolyzing method for available nitrogen in soil by pot experiment. Acta Agric.

Scand. 31, 251-255.

Smith, J. A. 1965. An evalution of nitrogen test methods for Ontario soils. Can. J. Soil Sei. 46, 185-194.

Stanford, G. & J. 0. Legg. 1968. Correlation of soil N availability indexes with N uptake by plants. Soil Sei. 105, 320-326.

Whitehead, D.C. 1981. An improved chemical extraction method for predicting the supply of available soil nitrogen. J. Sei.

Agric. 32, 359-365.

Øien, A. & A. R. Selmer-Olsen. 1980. A laboratory method for evaluation of available nitrogen in soil. Acta Agric.

Scand. 30, 149-156.

Jordanalyser for vurdering av tilgjengelig nitrogen