Bedre tilgang av mikronæringsstoff til grønnsaker ved økologisk dyrking på jord med høy pH

(1)

Bioforsk Rapport

Vol. 3 Nr. 85 2008

Bedre tilgang av mikronæringsstoff til grønnsaker ved økologisk dyrking på jord med høy pH

Espen Govasmark Bioforsk Økologisk

Sett inn bilde her 20 x 7,5-8 cm

w w w .b io fo rs k. no

(2)

(3)

Hovedkontor

Frederik A. Dahls vei 20, 1432 Ås

Tlf: 03 246 Fax: 63 00 92 10 post@bioforsk.no

Bioforsk Økologisk Tingvoll gard 6630 Tingvoll Tlf: 03 246 Faks: 57 65 60 61 okologisk@bioforsk.no

Tittel/Title:

Bedre tilgang av mikronæringsstoff til grønnsaker ved økologisk dyrking på jord med høy pH Forfatter(e)/Autor(s):

Espen Govasmark

Dato/Date: Tilgjengelighet/Availability: Prosjekt nr./Project No.: Arkiv nr./Archive No.:

16.04.08 Åpen 2010083

Rapport nr.Report No.: ISBN-nr.: Antall sider/Number of pages:

Antall vedlegg/Number of appendix:

85 (3) / 2008 978-82-17-00386-1 12 0

Oppdragsgiver/Employer: Kontaktperson/Contact person:

Norsk landbruksrådgivning (tidl. Landbrukets forsøksringer) i prosjektet ØkoGrønt 2010

Anne-Kristin Rossebø

Stikkord/Keywords: Fagområde/Field of work:

Grønnsaker, økologisk dyrking, mikronæringsstoff, pH

Økologisk landbruk Vegetables, organic production, plant

micronutrients, pH

Organic agriculture

Sammendrag

Denne rapporten belyser mulige løsninger for å redusere pH i jord for dermed å øke tilgjengeligheten av mikronæringsstoff i organiske gjødselkilder ved dyrking av økologiske grønnsaker på friland i jord med høy pH.

Rapporten vurderer ikke tilgjengeligheten av mikronæringsstoff i ulike organiske gjødselkilder eller hvilken effekt de har på avlingen.

Summary:

Godkjent / Approved Prosjektleder / Project leader

Atle Wibe – Forskningssjef Bioforsk Økologisk Liv Birkeland

(4)

2

Forord

Regjeringens målsetning om økt produksjon og omsetning av økologiske landbruksvarer i Norge har blant annet resultert i økt interesse for grønnsaksproduksjon.

Grønnsaker har på grunn av bekje

pH. Jord med høy pH har lav tilgjengelighet av essensielle mikronæringsstoffer, som i dag medfører at mange gårdbrukere opplever pH

sin grønnsaksproduksjon (Kari Bysveen, pe

Govasmark, E. Bioforsk Rapport 2 (X) 2007, yy s./zz pp

Regjeringens målsetning om økt produksjon og omsetning av økologiske landbruksvarer i Norge har blant annet resultert i økt interesse for økologisk

bekjempelse av klumprot blitt dyrket på jord med høy pH. Jord med høy pH har lav tilgjengelighet av essensielle mikronæringsstoffer, som i dag medfører at mange gårdbrukere opplever pH-indusert mikronæringsstoffmangel i sin grønnsaksproduksjon (Kari Bysveen, pers.kom).

Bioforsk Rapport 2 (X) 2007, yy s./zz pp

Regjeringens målsetning om økt produksjon og omsetning av økologiske økologisk

mpelse av klumprot blitt dyrket på jord med høy pH. Jord med høy pH har lav tilgjengelighet av essensielle mikronæringsstoffer, som i

indusert mikronæringsstoffmangel i

(5)

Govasmark, E. Bioforsk Rapport 3 (85) 200

Innhold

1. Essensielle mikronæringsstoff i planteproduksjonene

1.1 Effekt av pH på plantetilgjengelige mikronæringsstoff i jord 1.2 Bor ...

1.3 Jern ...

1.4 Kobber ...

1.5 Mangan ...

1.6 Molybden ...

1.7 Sink ...

2. Analyser og konsentra

2.1 Jordanalyser ...

2.2 Planteanalyser ...

3. Tiltak for bedre tilgang av mikronæringsstoff i økologisk grønnsaksproduksjon 3.1 Tiltak for å redusere jordas pH

3.2 Prosesser i jord som senker pH

3.2.1 Ammonium ...

3.2.2 Svovel ...

3.3 Organisk materiale

3.3.1 Kompost ...

3.3.1.1 Kompostering ved aerobe og anaerobe forhold 3.4 Bor ...

3.5 Tiltak ...

4. Forskningsbehov ...

5. Referanser ...

) 2008, 12 s

Essensielle mikronæringsstoff i planteproduksjonene ...

Effekt av pH på plantetilgjengelige mikronæringsstoff i jord

...

Analyser og konsentrasjon av mikronæringsstoff ...

...

Tiltak for bedre tilgang av mikronæringsstoff i økologisk grønnsaksproduksjon Tiltak for å redusere jordas pH ...

Prosesser i jord som senker pH ...

...

ateriale ...

...

Kompostering ved aerobe og anaerobe forhold ...

...

3

... 4

Effekt av pH på plantetilgjengelige mikronæringsstoff i jord ... 4

... 4

... 5

... 6

Tiltak for bedre tilgang av mikronæringsstoff i økologisk grønnsaksproduksjon 7 ... 7

... 7

... 8

... 9

...10

...11

...12

(6)

4

1. Essensielle mikronæringsstoff i planteproduksjonene

Et mikronæringsstoff er essensielt for planten når det er nødvendig for at planten skal kunne fullføre livssyklusen, har en spesifikk rolle i planten og når mikronæringsstoffet er direkte knyttet til ernæring av planten. Med bakgrunn i disse 3 kriteriene, er det funnet 8 mikronæringsstoff som er essensielle for høyerestående planter. Betegnelse mikronæringsstoff betyr at mengden næringsstoff som trengs for normal plantevekst er liten og oppgis som milligram pr. kg tørrstoff (mg/kg TS). De 8 essensielle

mikronæringsstoffene er bor (B), kopper (Cu), jern (Fe), mangan (Mn), molybden (Mo), sink (Zn), klor (Cl) og nikkel (Ni).

rapporten.

1.1 Effekt av pH på plantetilgjengelige mikronæringsstoff

Jord-pH betegnes som enten aktuell pH, som er et direkte mål på konsentrasjon av protoner (H⁺) i jordvæska, eller som potens

til jordkolloider. I tillegg til den aktuelle pH, er det viktig å kjenne bufferkapasiteten til jorda når tilgjengelighet av næringsstoffer skal vurderes. Det er fordi H

ut av planten ved opptak av katio

ionebyttet på kolloidene. Generelt så har organisk jord og leirjord stor bufferkapasitet, mens silt- og sandjord har lav bufferkapasitet. pH i jord (H effekt på tilgjengeligheten av kationer o

medfører økt plantetilgjengelighet av næringsstof

I alle typer jord vil en forhøyet pH medfører lavere tilgjengelighet av

mikronæringsstoffene B, Mn, Cu og Zn. Det er viktig å påpeke at høy jord pH ikke nødvendigvis medfører mikronæringsstoff mangel hos kulturplanter. Jord som er mest utsatt for pH-indusert mangel på mikronæringsstoff er torvjord, siltjord og sandjord, da disse i utgangspunktet inneholder lave konsentrasjoner av et e

mikronæringsstoff.

1.2 Bor

I jord med pH < 6.0 opptrer B som udissosiert borsyre, og er utsatt for utvasking. I jord med høy pH dannes ioner av borsyre, og B bindes til leirmineraler, seskvioksider og organisk materiale. Bindingsstyrken til B i jord øker med økende pH.

husdyrgjødsel øker bindingen av bor i jord med moderat pH (Sharma pH i jord er trolig den viktigste årsaken til B mangel i grønnsaker.

1.3 Jern

Det er kun på næringsfattig torvjord med lav pH at det kan oppstå jernmangel hos kulturplanter. Dette er et lite problem i Norge.

Govasmark, E. Bioforsk Rapport

Essensielle mikronæringsstoff i planteproduksjonene

Et mikronæringsstoff er essensielt for planten når det er nødvendig for at planten skal livssyklusen, har en spesifikk rolle i planten og når mikronæringsstoffet er direkte knyttet til ernæring av planten. Med bakgrunn i disse 3 kriteriene, er det funnet 8 mikronæringsstoff som er essensielle for høyerestående planter. Betegnelse

sstoff betyr at mengden næringsstoff som trengs for normal plantevekst er liten og oppgis som milligram pr. kg tørrstoff (mg/kg TS). De 8 essensielle

mikronæringsstoffene er bor (B), kopper (Cu), jern (Fe), mangan (Mn), molybden og nikkel (Ni). Klor og nikkel blir ikke behandlet i denne

Effekt av pH på plantetilgjengelige mikronæringsstoff

pH betegnes som enten aktuell pH, som er et direkte mål på konsentrasjon av ) i jordvæska, eller som potensiell jord pH, som også tar med H

til jordkolloider. I tillegg til den aktuelle pH, er det viktig å kjenne bufferkapasiteten til jorda når tilgjengelighet av næringsstoffer skal vurderes. Det er fordi H

ut av planten ved opptak av kationer vil bli bundet i jord ved at andre kationer blir ionebyttet på kolloidene. Generelt så har organisk jord og leirjord stor

og sandjord har lav bufferkapasitet. pH i jord (H

effekt på tilgjengeligheten av kationer og på forvitring av mineraler i jord, som igjen medfører økt plantetilgjengelighet av næringsstoffene.

I alle typer jord vil en forhøyet pH medfører lavere tilgjengelighet av

mikronæringsstoffene B, Mn, Cu og Zn. Det er viktig å påpeke at høy jord pH ikke nødvendigvis medfører mikronæringsstoff mangel hos kulturplanter. Jord som er mest

indusert mangel på mikronæringsstoff er torvjord, siltjord og sandjord, da disse i utgangspunktet inneholder lave konsentrasjoner av et eller flere

I jord med pH < 6.0 opptrer B som udissosiert borsyre, og er utsatt for utvasking. I jord med høy pH dannes ioner av borsyre, og B bindes til leirmineraler, seskvioksider og organisk materiale. Bindingsstyrken til B i jord øker med økende pH.

husdyrgjødsel øker bindingen av bor i jord med moderat pH (Sharma et al pH i jord er trolig den viktigste årsaken til B mangel i grønnsaker.

Det er kun på næringsfattig torvjord med lav pH at det kan oppstå jernmangel hos turplanter. Dette er et lite problem i Norge.

Bioforsk Rapport 3 (85) 2008, 12 s.

Et mikronæringsstoff er essensielt for planten når det er nødvendig for at planten skal livssyklusen, har en spesifikk rolle i planten og når mikronæringsstoffet er direkte knyttet til ernæring av planten. Med bakgrunn i disse 3 kriteriene, er det funnet 8 mikronæringsstoff som er essensielle for høyerestående planter. Betegnelse

sstoff betyr at mengden næringsstoff som trengs for normal plantevekst er liten og oppgis som milligram pr. kg tørrstoff (mg/kg TS). De 8 essensielle

mikronæringsstoffene er bor (B), kopper (Cu), jern (Fe), mangan (Mn), molybden Klor og nikkel blir ikke behandlet i denne

Effekt av pH på plantetilgjengelige mikronæringsstoff i jord

pH betegnes som enten aktuell pH, som er et direkte mål på konsentrasjon av iell jord pH, som også tar med H⁺ bundet til jordkolloider. I tillegg til den aktuelle pH, er det viktig å kjenne bufferkapasiteten til jorda når tilgjengelighet av næringsstoffer skal vurderes. Det er fordi H⁺ som skilles

ner vil bli bundet i jord ved at andre kationer blir ionebyttet på kolloidene. Generelt så har organisk jord og leirjord stor

og sandjord har lav bufferkapasitet. pH i jord (H⁺) har stor g på forvitring av mineraler i jord, som igjen

mikronæringsstoffene B, Mn, Cu og Zn. Det er viktig å påpeke at høy jord pH ikke nødvendigvis medfører mikronæringsstoff mangel hos kulturplanter. Jord som er mest

indusert mangel på mikronæringsstoff er torvjord, siltjord og sandjord, ller flere

I jord med pH < 6.0 opptrer B som udissosiert borsyre, og er utsatt for utvasking. I jord med høy pH dannes ioner av borsyre, og B bindes til leirmineraler, seskvioksider og organisk materiale. Bindingsstyrken til B i jord øker med økende pH. Tilførsel av

et al 2006). Høy

Det er kun på næringsfattig torvjord med lav pH at det kan oppstå jernmangel hos

(7)

1.4 Kobber

Kobber finnes som frie ioner ved lav pH mens det ved høy pH bindes sterkt til organisk materiale. Bindingen til organisk materiale gjør at Cu

der jordsmonnet er fattig på C

1.5 Mangan

Manganmangel er kun et problem på jord med høy pH og/eller i løst pakket jord.

Plantene kan bare nyttegjøre seg Mn

dominerer. Høy pH er derfor den viktigste årsaken ti

1.6 Molybden

Mengden av molybden i jordvæska øker med økende pH. Mo problem for kulturplanter ved høy pH.

1.7 Sink

Sinkkonsentrasjonen i jordvæska avtar med økende pH, og høy pH er en vanlig årsak til Zn-mangel hos kulturplanter. Sink bindes også til organisk materiale, men denne bindingen er ikke veldig sterk.

) 2008, 12 s

Kobber finnes som frie ioner ved lav pH mens det ved høy pH bindes sterkt til organisk materiale. Bindingen til organisk materiale gjør at Cu-mangel primært er et problem der jordsmonnet er fattig på Cu, i jord med høy pH og i torvrik jord.

Plantene kan bare nyttegjøre seg Mn²⁺, men i jord med høy pH er det MnO

dominerer. Høy pH er derfor den viktigste årsaken til Mn-mangel hos kulturplantene.

Mengden av molybden i jordvæska øker med økende pH. Mo-mangel er derfor ikke et problem for kulturplanter ved høy pH.

Sinkkonsentrasjonen i jordvæska avtar med økende pH, og høy pH er en vanlig årsak angel hos kulturplanter. Sink bindes også til organisk materiale, men denne

ke veldig sterk.

5

Kobber finnes som frie ioner ved lav pH mens det ved høy pH bindes sterkt til organisk mangel primært er et problem d med høy pH og i torvrik jord.

, men i jord med høy pH er det MnO2 som mangel hos kulturplantene.

mangel er derfor ikke et

Sinkkonsentrasjonen i jordvæska avtar med økende pH, og høy pH er en vanlig årsak angel hos kulturplanter. Sink bindes også til organisk materiale, men denne

(8)

6

2. Analyser og konsentrasjon av mikronæringsstoff

2.1 Jordanalyser

Jordprøver tas fra pløyelaget (0

plantetilgjengelig makronæringsstoff. Det er liten tradisjon for å bestemme

plantetilgjengelig mikronæringsstoff, da det ikke er etablert standard analysemetode og fordi analyseresultatene ofte gir liten informasjon om plantetilgjengeligheten av mikronæringsstoffene.

2.2 Planteanalyser

Analyse av plantemateriale gir ofte et brukbart bilde på tilgjengeligheten av mikro næringsstoff i jorda. Dersom det

næringsstoff hos grønnsakene, bør det gjennomføres analyser av totalinnhold planter fra antatt problemområde og fra område uten problemer

sammenlikne. Resultatene bør også vurderes

næringsstoff i grønnsaker oppgitt i tabell 1. Konsentrasjonen av mikro generelt høyere i unge planter enn eldre, slik at utviklings

være kjent når analyseresultatene

Tabell 1 Normalt innhold av mikronæringsstoff i noen grønnsaker

B Mo

Potet 25-70 0,20-

Blomkål 30-80 0,50-

Kålrot 35-80 0,50-

Gulrot 30-80 0,50-

Løk 30-50 0,15-

Erter 30-70 0,40-

Aasen 1997; modifisert etter Bergmann W

Analyser og konsentrasjon av mikronæringsstoff

Jordprøver tas fra pløyelaget (0-20 cm) for å bestemme pH og mengden av ig makronæringsstoff. Det er liten tradisjon for å bestemme

plantetilgjengelig mikronæringsstoff, da det ikke er etablert standard analysemetode og fordi analyseresultatene ofte gir liten informasjon om plantetilgjengeligheten av

gir ofte et brukbart bilde på tilgjengeligheten av mikro rsom det er mistanke om mangel eller forgiftning

bør det gjennomføres analyser av totalinnhold planter fra antatt problemområde og fra område uten problemer, for å kunne sammenlikne. Resultatene bør også vurderes opp mot normalkonsentrasjon av mikro næringsstoff i grønnsaker oppgitt i tabell 1. Konsentrasjonen av mikronæringsstoff er

yere i unge planter enn eldre, slik at utviklingsstadiet på kulturplanta må være kjent når analyseresultatene skal tolkes.

Normalt innhold av mikronæringsstoff i noen grønnsaker mg/kg tørrstoff

Cu Mn Zn

-0,50 7-15 40-200 20-80 -1,00 5-12 30-150 30-70 -1,00 6-12 40-150 20-80 -1,50 7-15 50-150 30-80 -0,30 7-15 40-100 20-70 -1,00 7-15 30-150 25-70

Aasen 1997; modifisert etter Bergmann W. 1983. Ernähringsstörungen bei Kulturpflanzen

20 cm) for å bestemme pH og mengden av ig makronæringsstoff. Det er liten tradisjon for å bestemme

plantetilgjengelig mikronæringsstoff, da det ikke er etablert standard analysemetode og fordi analyseresultatene ofte gir liten informasjon om plantetilgjengeligheten av

gir ofte et brukbart bilde på tilgjengeligheten av mikro- forgiftning av mikro- bør det gjennomføres analyser av totalinnholdet i

, for å kunne

normalkonsentrasjon av mikro- næringsstoff er på kulturplanta må

Normalt innhold av mikronæringsstoff i noen grønnsaker

(9)

3. Tiltak for bedre tilgang av mikro stoff i økologisk

Veileder B, utfyllende informasjon om økologisk landbruksproduksjon gir en oversikt over gjødsel og jordforbedri

som er tillatt i økologisk landbruk

inneholder mikronæringsstoffer, men om mikronæringsstoffene er plantetilgjengelig og hvor mye må undersøkes i hvert tilfelle.

3.1 Tiltak for å redusere jordas pH

Det er generelt enklere og mye billigere å øke pH i jord enn å redusere den.

Reduksjon av jord-pH gjennom tilførsel av organiske eller uorganiske gjødselmidler påvirker balansen mellom ulike makro

pH kan derfor ha sekundære effekter

I Norge og internasjonalt er det utført få studier med formål om å redusere pH i jord brukt til landbruksproduksjon.

3.2 Prosesser i jord som senker pH

Jord i tempererte områder ha

reduksjonen skyldes primært nedbryting av organisk materiale, hvor det dannes CO som dissosierer i vann og danner H

karbonat dissosiere og forsterke pH

materiale så vil plantenes opptak av kationer medføre en ytterligere forsuring.

Røttene skiller ut H⁺ og HCO

planter skiller ut betydelig mye mer H

store overvekta av kationer i forhold til anioner som blir tatt opp av kløver enn hos gras.

3.2.1 Ammonium

Det er godt kjent at bruk av ammonium tilført som gjødsel reduserer jordas pH, som vist i likning 1 a-c.

Likning 1a; NH4NO3 + 2 O Likning 1b; (NH2)2CO + 4 O Likning 1c; NH3 + 2 O2 →

Ammoniumbasert gjødsel som nitrogenkilde har en indirekte effekt på opptak av metaller i planter. Denne indirekte effekten skyldes re

høyere konsentrasjon av plantetilg

) 2008, 12 s

bedre tilgang av mikro økologisk grønnsaksproduksjon

Veileder B, utfyllende informasjon om økologisk landbruksproduksjon

gir en oversikt over gjødsel og jordforbedringsmidler av ikke-økologisk opprinnelse som er tillatt i økologisk landbruk (Mattilsynet). Alle organiske gjødselmidler

næringsstoffer, men om mikronæringsstoffene er plantetilgjengelig og hvor mye må undersøkes i hvert tilfelle.

or å redusere jordas pH

pH gjennom tilførsel av organiske eller uorganiske gjødselmidler påvirker balansen mellom ulike makro- og/eller mikronæringsstoff. En red

pH kan derfor ha sekundære effekter som det ikke er lett å forutsi.

I Norge og internasjonalt er det utført få studier med formål om å redusere pH i jord brukt til landbruksproduksjon.

Prosesser i jord som senker pH

Jord i tempererte områder har en tendens til å få redusert pH over tid. Denne reduksjonen skyldes primært nedbryting av organisk materiale, hvor det dannes CO som dissosierer i vann og danner H⁺ og HCO3-. Under veldig basiske forhold vil også karbonat dissosiere og forsterke pH-nedgangen. I tillegg til forsuringen fra organisk materiale så vil plantenes opptak av kationer medføre en ytterligere forsuring.

og HCO2- i denne prosessen. Kløver eller nitrogenfikserende planter skiller ut betydelig mye mer H⁺ enn det gras gjør. Det er på grunn av den store overvekta av kationer i forhold til anioner som blir tatt opp av kløver enn hos

Det er godt kjent at bruk av ammonium tilført som gjødsel reduserer jordas pH, som

+ 2 O2 → 2 NO32-

+ H2O + 2 H⁺

CO + 4 O2→ 2 NO3- + H2O + CO2 + 2 H⁺

→ NO3-

+ H2O + H⁺

Ammoniumbasert gjødsel som nitrogenkilde har en indirekte effekt på opptak av metaller i planter. Denne indirekte effekten skyldes redusert jord

høyere konsentrasjon av plantetilgjengelige kationer i jordvæska.

7

bedre tilgang av mikronærings- grønnsaksproduksjon

Veileder B, utfyllende informasjon om økologisk landbruksproduksjon (Mattilsynet), økologisk opprinnelse . Alle organiske gjødselmidler

næringsstoffer, men om mikronæringsstoffene er plantetilgjengelig

pH gjennom tilførsel av organiske eller uorganiske gjødselmidler og/eller mikronæringsstoff. En reduksjon av som det ikke er lett å forutsi.

I Norge og internasjonalt er det utført få studier med formål om å redusere pH i jord

r en tendens til å få redusert pH over tid. Denne reduksjonen skyldes primært nedbryting av organisk materiale, hvor det dannes CO2

. Under veldig basiske forhold vil også angen. I tillegg til forsuringen fra organisk materiale så vil plantenes opptak av kationer medføre en ytterligere forsuring.

i denne prosessen. Kløver eller nitrogenfikserende gras gjør. Det er på grunn av den store overvekta av kationer i forhold til anioner som blir tatt opp av kløver enn hos

Det er godt kjent at bruk av ammonium tilført som gjødsel reduserer jordas pH, som

Ammoniumbasert gjødsel som nitrogenkilde har en indirekte effekt på opptak av dusert jord-pH og dermed jengelige kationer i jordvæska.

(10)

8

Kunstgjødsel er ikke tillatt i økologisk landbruk, slik at andre metoder for å redusere pH i jord må vurderes. Muligens vil organiske gjødselkilder med høyt innhold

ammonium i forhold til nitrat redusere jord

organisk gjødsel. Dette bør undersøkes nærmere da det ikke har vært mulig å finne studier av en slik eventuell effekt.

3.2.2 Svovel

En kjent og velutviklet metode for å redusere j

svovel. Metoden er lite utprøvd i Norge. Redusert svovel som oksideres i jord vil danne sulfat som igjen medfører økt konsentrasjon av H

jordvæska. Med andre ord redusert pH og økt ionestyrke Likning 2a; CO2 + S⁰ + ½ O2 + H

Fordi oksidering av elementært svovel er et resultat av mikrobiell aktivitet i jorda, vil pH-endringen skje over tid. Det er derfor anbefalt å tilføre svovel og pløye det ned året før man vil ha den ønskede pH

lett plantetilgjengelig. Når sulfat blir tatt opp av planten vil planten skille ut OH som igjen fører til økning i pH.

Likning 2b; R-OH + SO42-

+ 2 H

Internasjonale resultater om bruk av elementært S

tilført elementært S har effekt, men at virkningen i stor grad skyldes at sulfat vaskes ut av jorda. Da blir det et netto overskudd av H

reduksjon av elementært svovel(likning 2b). I jord me

nødvendig først å nøytralisere kalsiumkarbonat for deretter å tilføre elementært svovel for å redusere jord pH. I jord med 2 % kalsiumkarbonat vil det være nødvendig med 15 tonn svovel per daa bare for å nøytralisere kalsiumk

2007). Beregnet mengde svovel (kg) som må til for å redusere pH innefor angitte områder pr daa i ulik landbruksjord er

Tabell 2 Tilførsel av svovel for reduksjon av pH på forksjellige dybder i landbruksjord

Ønsket pH endring i 15 cm dybde 8.5 til 6.5

8.5 til 5.5 8.0 til 6.5 8.0 til 5.5

Modifisert etter Mullen et al. 2007

Det er også mulig å bruke jernsulfat for å redusere jord raskere enn elementært svovel, og vil ha

sesong. For å beregne hvor mye jernsulfat som må til, kan en ta utgangspunkt i tabell

Kunstgjødsel er ikke tillatt i økologisk landbruk, slik at andre metoder for å redusere pH i jord må vurderes. Muligens vil organiske gjødselkilder med høyt innhold

ammonium i forhold til nitrat redusere jord-pH raskere enn ved ammoniumfattig organisk gjødsel. Dette bør undersøkes nærmere da det ikke har vært mulig å finne studier av en slik eventuell effekt.

En kjent og velutviklet metode for å redusere jordas pH er tilførsel av elementært svovel. Metoden er lite utprøvd i Norge. Redusert svovel som oksideres i jord vil danne sulfat som igjen medfører økt konsentrasjon av H⁺ (likning 2a) og kationer i jordvæska. Med andre ord redusert pH og økt ionestyrke i jorda.

+ H2O → CH2O + SO42-

+ 2 H⁺

Fordi oksidering av elementært svovel er et resultat av mikrobiell aktivitet i jorda, vil endringen skje over tid. Det er derfor anbefalt å tilføre svovel og pløye det ned året før man vil ha den ønskede pH-reduksjonen i jorda. Sulfat som dannes vil være lett plantetilgjengelig. Når sulfat blir tatt opp av planten vil planten skille ut OH

+ 2 H⁺→ R-SH + 3/2 H2O + 7/4 O2

Internasjonale resultater om bruk av elementært S for å redusere jord-

tilført elementært S har effekt, men at virkningen i stor grad skyldes at sulfat vaskes Da blir det et netto overskudd av H⁺ for oksidasjon (likning 2a) samt reduksjon av elementært svovel(likning 2b). I jord med fritt kalsiumkarbonat er det nødvendig først å nøytralisere kalsiumkarbonat for deretter å tilføre elementært svovel for å redusere jord pH. I jord med 2 % kalsiumkarbonat vil det være nødvendig med 15 tonn svovel per daa bare for å nøytralisere kalsiumkarbonat (Mullen et al.

2007). Beregnet mengde svovel (kg) som må til for å redusere pH innefor angitte områder pr daa i ulik landbruksjord er oppgitt i tabell 2.

Tilførsel av svovel for reduksjon av pH på forksjellige dybder i

Kg S pr daa

Ønsket pH endring i 15 cm dybde Sand Siltig leire Leire

42 82 164

93 186 371

38 75 150

80 179 358

Det er også mulig å bruke jernsulfat for å redusere jordas pH. Jernsulfat virker mye raskere enn elementært svovel, og vil ha en pH-reduserende effekt samme

sesong. For å beregne hvor mye jernsulfat som må til, kan en ta utgangspunkt i tabell

Kunstgjødsel er ikke tillatt i økologisk landbruk, slik at andre metoder for å redusere pH i jord må vurderes. Muligens vil organiske gjødselkilder med høyt innhold av

pH raskere enn ved ammoniumfattig organisk gjødsel. Dette bør undersøkes nærmere da det ikke har vært mulig å finne

ordas pH er tilførsel av elementært svovel. Metoden er lite utprøvd i Norge. Redusert svovel som oksideres i jord vil

(likning 2a) og kationer i

Fordi oksidering av elementært svovel er et resultat av mikrobiell aktivitet i jorda, vil endringen skje over tid. Det er derfor anbefalt å tilføre svovel og pløye det ned

lfat som dannes vil være lett plantetilgjengelig. Når sulfat blir tatt opp av planten vil planten skille ut OH^-,

-pH viser at tilført elementært S har effekt, men at virkningen i stor grad skyldes at sulfat vaskes

for oksidasjon (likning 2a) samt d fritt kalsiumkarbonat er det nødvendig først å nøytralisere kalsiumkarbonat for deretter å tilføre elementært svovel for å redusere jord pH. I jord med 2 % kalsiumkarbonat vil det være nødvendig

arbonat (Mullen et al.

2007). Beregnet mengde svovel (kg) som må til for å redusere pH innefor angitte

Tilførsel av svovel for reduksjon av pH på forksjellige dybder i

Leire 164 371 150 358

Jernsulfat virker mye reduserende effekt samme vekst- sesong. For å beregne hvor mye jernsulfat som må til, kan en ta utgangspunkt i tabell

(11)

2 og beregne at det må 6 ganger så mange kg jernsulfat som elem samme reduksjon i pH.

Som tabell 2 viser, er det store mengder svovel (og jernsulfat) som må til for å redusere pH i jord. I praksis er dette urealistiske mengder. Tilførsel av elementært S eller jernsulfat er restriksjonsbelagt i rege

grunn avklares med Debio.

3.3 Organisk materiale

Tilførsel av organisk materiale forsyner jorda med essensielle mikronæringsstoff.

Organisk materiale i mineralsk jord har positiv effekt med hensyn til jordstruktur, kationebyttekapasitet (CEC), vannhusholdning, aggregatstabilitet, buffer evne etc, som alle påvirker jordas evne til å forsyne

Forsøk med bruk av slam (pH 8.22) og husdyrgjødsel (pH 6.4) som gjødsel til salat dyrket på kalkrik jord (pH 8.9) i Tyrkia, viste at begge økte salatavlingen i forhold til kontrollen som ikke fikk gjødsel (Sönmez & Bozkurt, 2006), men at pH ikke ble

påvirket av tilførsel av verken slam eller husdyrgjødsel.

slam i økologisk landbruk, men forsøket demonstrer at tilførsel av organisk materiale med høyt innhold av næringsstoffer kan ha en direkte positiv avlingseffekt ved

grønnsaksdyrking i jord med høy pH.

3.3.1 Kompost

Tradisjonell kompostering av organisk materiale skjer ved aero

komposten endres da fra ca pH 5 i starten av komposteringsperioden til over 7 ved moden kompost. Det er lite tilgjengelig litteratur på vitenskapelige forsøk som har hatt til hensikt å senke jord pH ved tilførsel av kompostert organisk mat

det er mange forsøk som har vist at kompost kan øke pH i jord med lav pH. Bruk av kompost vil kun ha en effekt på pH når denne i utgangspunktet er høyere enn i komposten, men fordi kompost ofte har høy pH er tilførsel av aerob kompost altså lit egnet til å redusere pH i jord med moderat høy pH.

3.3.1.1 Kompostering ved aerobe og anaerobe forhold

Komposteringsmetode påvirker pH i komposten, dominerende nitrogenforbindelser og andel av total mengde mikronæringsstoff som er plantetilgjengelig. Ved aerob

kompostering av husdyrgjødsel forsvinner mye av nitrogenet og det er NO

dominerer. Ved anaerobe forhold skjer det ofte en økning i nitrogenkonsentrasjonen og NH4+-N dominerer (Eneji

NH4+/NO32- forhold, vil trolig pH i jorda synke raskere enn ved å bruke kompost med et lavere forhold, hvis man antar at prosessen i jord er som ved bruk av kunstgjødsel.

Denne pH-reduksjonen skyldes høyt planteopptak av kationer. Det er ikke funnet tilgjengelig litteratur som underbygger denne antakelsen. Komposteringsteknikken vil også påvirke kompostens pH, og aerob kompostering gir ofte lavere pH enn anaerob kompostering, noe som skyldes nitrifiseringen av ammonium ved aerobe k

(likning 1c).

) 2008, 12 s

2 og beregne at det må 6 ganger så mange kg jernsulfat som elem

viser, er det store mengder svovel (og jernsulfat) som må til for å redusere pH i jord. I praksis er dette urealistiske mengder. Tilførsel av elementært S eller jernsulfat er restriksjonsbelagt i regelverket for økologisk landbruk og må av den grunn avklares med Debio.

Organisk materiale

Organisk materiale i mineralsk jord har positiv effekt med hensyn til jordstruktur, kationebyttekapasitet (CEC), vannhusholdning, aggregatstabilitet, buffer evne etc, som alle påvirker jordas evne til å forsyne plantene med mikronæringsstoff.

Forsøk med bruk av slam (pH 8.22) og husdyrgjødsel (pH 6.4) som gjødsel til salat rik jord (pH 8.9) i Tyrkia, viste at begge økte salatavlingen i forhold til kontrollen som ikke fikk gjødsel (Sönmez & Bozkurt, 2006), men at pH ikke ble

erken slam eller husdyrgjødsel. Det er ikke tillatt å bruke landbruk, men forsøket demonstrer at tilførsel av organisk materiale med høyt innhold av næringsstoffer kan ha en direkte positiv avlingseffekt ved

nsaksdyrking i jord med høy pH.

Tradisjonell kompostering av organisk materiale skjer ved aerobe forhold. pH i komposten endres da fra ca pH 5 i starten av komposteringsperioden til over 7 ved moden kompost. Det er lite tilgjengelig litteratur på vitenskapelige forsøk som har hatt til hensikt å senke jord pH ved tilførsel av kompostert organisk mat

det er mange forsøk som har vist at kompost kan øke pH i jord med lav pH. Bruk av kompost vil kun ha en effekt på pH når denne i utgangspunktet er høyere enn i komposten, men fordi kompost ofte har høy pH er tilførsel av aerob kompost altså lit egnet til å redusere pH i jord med moderat høy pH.

Kompostering ved aerobe og anaerobe forhold

kompostering av husdyrgjødsel forsvinner mye av nitrogenet og det er NO

dominerer. Ved anaerobe forhold skjer det ofte en økning i nitrogenkonsentrasjonen N dominerer (Eneji et. al 2003a). Ved å bruke organisk materiale med et høyt

forhold, vil trolig pH i jorda synke raskere enn ved å bruke kompost med et lavere forhold, hvis man antar at prosessen i jord er som ved bruk av kunstgjødsel.

reduksjonen skyldes høyt planteopptak av kationer. Det er ikke funnet litteratur som underbygger denne antakelsen. Komposteringsteknikken vil også påvirke kompostens pH, og aerob kompostering gir ofte lavere pH enn anaerob kompostering, noe som skyldes nitrifiseringen av ammonium ved aerobe k

9

2 og beregne at det må 6 ganger så mange kg jernsulfat som elementær S for å oppnå

viser, er det store mengder svovel (og jernsulfat) som må til for å redusere pH i jord. I praksis er dette urealistiske mengder. Tilførsel av elementært S

lverket for økologisk landbruk og må av den

Organisk materiale i mineralsk jord har positiv effekt med hensyn til jordstruktur, kationebyttekapasitet (CEC), vannhusholdning, aggregatstabilitet, buffer evne etc,

plantene med mikronæringsstoff.

Forsøk med bruk av slam (pH 8.22) og husdyrgjødsel (pH 6.4) som gjødsel til salat rik jord (pH 8.9) i Tyrkia, viste at begge økte salatavlingen i forhold til kontrollen som ikke fikk gjødsel (Sönmez & Bozkurt, 2006), men at pH ikke ble

Det er ikke tillatt å bruke landbruk, men forsøket demonstrer at tilførsel av organisk materiale med høyt innhold av næringsstoffer kan ha en direkte positiv avlingseffekt ved

be forhold. pH i komposten endres da fra ca pH 5 i starten av komposteringsperioden til over 7 ved moden kompost. Det er lite tilgjengelig litteratur på vitenskapelige forsøk som har hatt til hensikt å senke jord pH ved tilførsel av kompostert organisk materiale, men det er mange forsøk som har vist at kompost kan øke pH i jord med lav pH. Bruk av kompost vil kun ha en effekt på pH når denne i utgangspunktet er høyere enn i

komposten, men fordi kompost ofte har høy pH er tilførsel av aerob kompost altså lite

kompostering av husdyrgjødsel forsvinner mye av nitrogenet og det er NO32--N som dominerer. Ved anaerobe forhold skjer det ofte en økning i nitrogenkonsentrasjonen

2003a). Ved å bruke organisk materiale med et høyt forhold, vil trolig pH i jorda synke raskere enn ved å bruke kompost med et lavere forhold, hvis man antar at prosessen i jord er som ved bruk av kunstgjødsel.

reduksjonen skyldes høyt planteopptak av kationer. Det er ikke funnet litteratur som underbygger denne antakelsen. Komposteringsteknikken vil også påvirke kompostens pH, og aerob kompostering gir ofte lavere pH enn anaerob kompostering, noe som skyldes nitrifiseringen av ammonium ved aerobe kompostering

(12)

10

Kompostering ved aerobe og anaerobe forhold påvirker også andel

planteekstraherbart (DTPA) Fe, Zn, Cu og Mn fra kompost. Ved aerob kompostering av husdyrgjødsel avtok DTPA ekstraherbar andel av Fe med 36 %, Zn med 50 %, Cu med 14 % og Mn med 27 % ved modning (En

andelen av DTPA ekstraherbar Fe med 59 % Zn med 87 %, mens andel av Cu og Mn var upåvirket ved anaerob kompostering.

3.4 Bor

Bor er et av mikronæringsstoffene det er mangel på i økologisk grønnsaksdyrking.

Litteratur hvor hensikten har vært å tilføre bor med organiske gjødselkilder

akseptable i økologisk grønnsaksdyrking har ikke vært tilgjengelig. Generelt så antar man at konvensjonell blautgjødsel av storfe inneholder 1,4 til 2 g bor pr tonn, og det meste av dette er plantetilgjengelig (Aasen, 1997). Om dette er annerledes i

økologisk husdyrgjødsel er ukjent.

gjødselborat pr daa til borkrevende vekster i konvensjonelt landbruk, vil ikke husdyrgjødsel tilført i normale m

Inntil akseptable gjødselkilder for bor i økologisk landbruk er tilgjengelig, vil det være behov for å gjødsle med gjødselborat eller solubor for å unngå bormangel hos

borkrevende grønnsaker i økologisk lan

bindingen av bor ved pH rundt 6, slik at økt innhold av organisk materiale i jorda medfører mindre utvasking av bor og dermed resultere i en antatt større utnytting av tilført bor.

3.5 Tiltak

Hovedtiltaket er å redusere pH i jord til 6

mikronæringsstoffmangel ved grønnsaksproduksjon. En senking av pH vil gjøre

behovet for ekstra tiltak som for eksempel bruk av uorganiske salter på dispensasjon, mindre aktuelt over tid (det er ikke mange dispens

Husdyrgjødsel og kompostert organisk materiale inneholder tilstrekkelig med plantetilgjengelige mikronæringsstoffer (ikke bor). Kompostert organisk materiale som tilfredsstiller kravene til innhold av tungmetaller, vil kunne brukes. Genere er det for høye konsentrasjoner av sink, kobber og kadmium som gjør at kompost av organisk avfall ikke kan benyttes i økologisk landbruk. Det er et paradoks at det ved påvist sink- og koppermangel ikke er tillatt å bruke sink

gjødselslag, men at det er tillatt å bruke uorganiske salter av sink og kopper etter dispensasjon fra regelverket i økologisk landbruk.

tering ved aerobe og anaerobe forhold påvirker også andel

planteekstraherbart (DTPA) Fe, Zn, Cu og Mn fra kompost. Ved aerob kompostering av husdyrgjødsel avtok DTPA ekstraherbar andel av Fe med 36 %, Zn med 50 %, Cu med 14 % og Mn med 27 % ved modning (Eneji et al 2003b). I samme undersøkelse økte andelen av DTPA ekstraherbar Fe med 59 % Zn med 87 %, mens andel av Cu og Mn var upåvirket ved anaerob kompostering.

r hvor hensikten har vært å tilføre bor med organiske gjødselkilder

akseptable i økologisk grønnsaksdyrking har ikke vært tilgjengelig. Generelt så antar man at konvensjonell blautgjødsel av storfe inneholder 1,4 til 2 g bor pr tonn, og det

er plantetilgjengelig (Aasen, 1997). Om dette er annerledes i ogisk husdyrgjødsel er ukjent. Sammenliknet med norm gjødselbehovet på 1 gjødselborat pr daa til borkrevende vekster i konvensjonelt landbruk, vil ikke husdyrgjødsel tilført i normale mengder tilfredsstille borkrevende planters behov.

borkrevende grønnsaker i økologisk landbruk. Organisk materiale i jorda vil øke bindingen av bor ved pH rundt 6, slik at økt innhold av organisk materiale i jorda medfører mindre utvasking av bor og dermed resultere i en antatt større utnytting av

re pH i jord til 6–7 i jord med pH indusert

behovet for ekstra tiltak som for eksempel bruk av uorganiske salter på dispensasjon, mindre aktuelt over tid (det er ikke mange dispensasjoner i dag).

Husdyrgjødsel og kompostert organisk materiale inneholder tilstrekkelig med plantetilgjengelige mikronæringsstoffer (ikke bor). Kompostert organisk materiale som tilfredsstiller kravene til innhold av tungmetaller, vil kunne brukes. Genere er det for høye konsentrasjoner av sink, kobber og kadmium som gjør at kompost av organisk avfall ikke kan benyttes i økologisk landbruk. Det er et paradoks at det ved

og koppermangel ikke er tillatt å bruke sink- og kobberrike organiske gjødselslag, men at det er tillatt å bruke uorganiske salter av sink og kopper etter dispensasjon fra regelverket i økologisk landbruk.

planteekstraherbart (DTPA) Fe, Zn, Cu og Mn fra kompost. Ved aerob kompostering av husdyrgjødsel avtok DTPA ekstraherbar andel av Fe med 36 %, Zn med 50 %, Cu med

eji et al 2003b). I samme undersøkelse økte andelen av DTPA ekstraherbar Fe med 59 % Zn med 87 %, mens andel av Cu og Mn var

r hvor hensikten har vært å tilføre bor med organiske gjødselkilder

akseptable i økologisk grønnsaksdyrking har ikke vært tilgjengelig. Generelt så antar man at konvensjonell blautgjødsel av storfe inneholder 1,4 til 2 g bor pr tonn, og det

er plantetilgjengelig (Aasen, 1997). Om dette er annerledes i

Sammenliknet med norm gjødselbehovet på 1-2 kg gjødselborat pr daa til borkrevende vekster i konvensjonelt landbruk, vil ikke

engder tilfredsstille borkrevende planters behov.

dbruk. Organisk materiale i jorda vil øke bindingen av bor ved pH rundt 6, slik at økt innhold av organisk materiale i jorda medfører mindre utvasking av bor og dermed resultere i en antatt større utnytting av

behovet for ekstra tiltak som for eksempel bruk av uorganiske salter på dispensasjon,

Husdyrgjødsel og kompostert organisk materiale inneholder tilstrekkelig med plantetilgjengelige mikronæringsstoffer (ikke bor). Kompostert organisk materiale som tilfredsstiller kravene til innhold av tungmetaller, vil kunne brukes. Generelt så er det for høye konsentrasjoner av sink, kobber og kadmium som gjør at kompost av organisk avfall ikke kan benyttes i økologisk landbruk. Det er et paradoks at det ved

og kobberrike organiske gjødselslag, men at det er tillatt å bruke uorganiske salter av sink og kopper etter

(13)

4. Forskningsbehov

Økologisk grønnsaksdyrking forventes å øke i årene som kommer og det er ønskelig at konvensjonelle produsenter legger om til en økologisk driftsform. Da tradisjonell grønnsaksdyrking skjer i jord med høy pH, er det å anta at problemer med pH indusert mikromineralmangel i grønnsaksproduksjon vil øke i fremtiden.

Det er forskningsbehov på mikromineralgjødse temaene:

• Tilgjengelighet av mikronæringsstoffer i organisk gjødsel til grønnsaker dyrket i jord med høy pH

• Behandling av organisk materiale for reduksjon av pH i jord

• Effekt av ammonium/nitrat i organisk materiale

• Effekt av elementært svovel på pH i organisk materiale

• Behandlingsmetoder av organisk materiale for økt tilgjengelighet av mikronæringsstoff til grønnsaker

• Alternative borkilder i økologisk grønnsaksdyrking

• Bladgjødsling i økologisk grønnsaksd

) 2008, 12 s

Forskningsbehov

Økologisk grønnsaksdyrking forventes å øke i årene som kommer og det er ønskelig at usenter legger om til en økologisk driftsform. Da tradisjonell grønnsaksdyrking skjer i jord med høy pH, er det å anta at problemer med pH indusert mikromineralmangel i grønnsaksproduksjon vil øke i fremtiden.

Det er forskningsbehov på mikromineralgjødsel til økologisk grønnsaksdyrking innenfor Tilgjengelighet av mikronæringsstoffer i organisk gjødsel til grønnsaker dyrket i Behandling av organisk materiale for reduksjon av pH i jord

Effekt av ammonium/nitrat i organisk materiale på pH i jord Effekt av elementært svovel på pH i organisk materiale

Behandlingsmetoder av organisk materiale for økt tilgjengelighet av mikronæringsstoff til grønnsaker

Alternative borkilder i økologisk grønnsaksdyrking Bladgjødsling i økologisk grønnsaksdyrking

11

Økologisk grønnsaksdyrking forventes å øke i årene som kommer og det er ønskelig at usenter legger om til en økologisk driftsform. Da tradisjonell grønnsaksdyrking skjer i jord med høy pH, er det å anta at problemer med pH- indusert mikromineralmangel i grønnsaksproduksjon vil øke i fremtiden.

l til økologisk grønnsaksdyrking innenfor Tilgjengelighet av mikronæringsstoffer i organisk gjødsel til grønnsaker dyrket i Behandling av organisk materiale for reduksjon av pH i jord

på pH i jord

Behandlingsmetoder av organisk materiale for økt tilgjengelighet av

(14)

12

5. Referanser

Aasen, I. 1997. Mangelsjukdomar og andre ernæringsforstyrringar hos kulturplanter, 2 utgave. Landbruksforlaget, 95 sider.

Eneij, A.E., Honna, T., Yamamoto, S. & Masuda, T. 2003a.

conditions on plant nutrient conce 1595-1604.

Eneij, A.E., Honna, T., Yamamoto, S., Masuda, T., Endo, T. & Irshad, M. 2003b. The relationship between total and available heavy metals in composted manure. J.

Sustain. Agri. 23 (1); 125-134.

Mattilsynet. http://www.mattilsynet.no/mattilsynet/multimedia/archive/00032/

VEILEDER_B__Utfyllen_32207a.pdf)

Mullen, R., Lentz, E. & Watson, M. 2007.

Ohio State University Extension Fact Sheet AGF University, 2 pp.

Sharma, K.R., Srivastava, P.C., Srivastava, P. & Singh, V.P. 2006.

manure application on boron adsorption Chemosphere, 65; 769-777.

Sönmez, F. & Bozkurt, M.A. 2006. Lettuce grown on calcareous soils benefit from sewage sludge. Acta Agric. Scand. B. Soil Plant. 56; 17

Aasen, I. 1997. Mangelsjukdomar og andre ernæringsforstyrringar hos kulturplanter, 2 utgave. Landbruksforlaget, 95 sider.

Eneij, A.E., Honna, T., Yamamoto, S. & Masuda, T. 2003a. Influence of composting conditions on plant nutrient concentrations in mature compost. J. Plant Nutr. 26 (8);

http://www.mattilsynet.no/mattilsynet/multimedia/archive/00032/

VEILEDER_B__Utfyllen_32207a.pdf)

Mullen, R., Lentz, E. & Watson, M. 2007. Soil acidification: How to lower soil pH. The Ohio State University Extension Fact Sheet AGF-507-07. Columbus, The Ohio State

Sharma, K.R., Srivastava, P.C., Srivastava, P. & Singh, V.P. 2006. Effect of farmyard on adsorption-desorption characteristics of some soils.

Sönmez, F. & Bozkurt, M.A. 2006. Lettuce grown on calcareous soils benefit from Acta Agric. Scand. B. Soil Plant. 56; 17-24.

Aasen, I. 1997. Mangelsjukdomar og andre ernæringsforstyrringar hos kulturplanter, 2

Influence of composting ntrations in mature compost. J. Plant Nutr. 26 (8);

http://www.mattilsynet.no/mattilsynet/multimedia/archive/00032/

Soil acidification: How to lower soil pH. The 07. Columbus, The Ohio State

Effect of farmyard desorption characteristics of some soils.

Sönmez, F. & Bozkurt, M.A. 2006. Lettuce grown on calcareous soils benefit from