STALLGÖDSELANVÄNDNING I EKOLOGISK ODLING Resultat från fältförsök i höstvete på Skilleby i Järna

Transkript

1 Stiftelsen Biodynamiska forskningsinstitutet Skilleby gård Järna Tel , Fax STALLGÖDSELANVÄNDNING I EKOLOGISK ODLING Resultat från fältförsök i höstvete på Skilleby i Järna Artur Granstedt Stallgödsel - formens och mängdens inverkan på växtnäringshushållning, markbördighet, produktivitet och växtprodukters kvalitet i ekologisk odling 1. INTRODUKTION 1.1 Tidigare försök Målsättningen för ekologisk odling är hög produktion av högkvalitativa livsmedelsprodukter, och ett samtidigt hushållande med miljö- och naturresurser. Tidigare studier av gödselanvändningen i ekologisk odling är särskilt inriktade på jämförelser mellan olika gödseltypers inverkan på mark och gröda. Speciellt tydliga är skillnaderna mellan mineralgödsel och organisk gödsel. Mest omfattande är ett långliggande försök (det s.k. K-försöket), som startades 1958 av agronom Bo Pettersson vid Nordisk Forskningsring i Järna. Det avslutades först K- försöket följdes av jämförande försök mellan biodynamisk och konventionell odling (det s.k. UJ-försöket), som genomfördes delvis parallellt vid dåvarande Lantbrukshögskolan i Uppsala och Nordisk Forskningsring i Järna. Dessa studier syftade i första hand till att undersöka skillnaderna i kvalitet hos odlingsprodukterna, men även markbiologiska studier ingick. Försöken ger värdefull kunskap om produktiviteten, om hur marken förändras och om kvalitetsegenskaper hos produkter odlade i olika gödslingssystem. Försöken har dock den begränsningen, att de inte haft en tillräcklig upplösningsgrad vad gäller olika behandlingstekniker i biodynamisk och i det som i dag benämns ekologisk odling. 1.2 Vad vet vi och vad behöver vi veta mer Från tidigare försök kan vi konstatera att gödsling med organisk gödsel ger högre markbördighet än med huvudsakligen mineralgödsel. Försöken visar att humushalten blir högre i både matjord och alv samt att den markbiologiska aktiviteten blir högre, uppmätt i form av markandning, antal daggmaskhål och olika former av mikrobiell omsättning. Skördeskillnader i spannmålsgrödor har i försöken varit små vad gäller spannmål, medan de har varit högre när det gäller potatis. Där har skördarna varit klart lägre i biodynamisk odling, huvudsakligen beroende på att kemisk bekämpning mot potatisbladmögel inte sker. Kvalitetsundersökningarna har omfattat analyser av kemiska egenskaper (vitaminhalt, relativt renprotein och proteinets biologiska värde), fysiologiska (motståndskraft vid lagring och sönderfallstester) samt smakegenskaper. I samtliga fall visade sig kvaliteten vara högre vid biodynamisk odling än i odling med konventionell gödsling. Däremot var råproteinhalten högre i såväl konventionellt gödslad potatis som vete.

2 Bakningsdugligheten påverkas av bl.a. vetets halt av gluten, som utgör mellan 70 och 80 procent av det totala proteininnehållet. Gluten består huvudsakligen av aminosyrorna glutaminsyra och prolin. Med ökad tillförsel av kväve ökar halten råprotein och gluten. I vår föda behöver vi de essentiella aminosyrorna för att kunna bygga upp våra egna proteiner. Just andelen essentiella aminosyror har avgörande betydelse för näringsvärdet i de proteiner som människor och djur tar in med födan. Sparsam tillgång på lättillgängligt kväve - som vid organisk gödsling - leder alldeles tydligt till att sådant högvärdigt protein bildas. Däremot är råproteinhalten i allmänhet lägre i ekologisk odling, vilket leder till sämre bakningsteknologiska egenskaper. I vissa fall kan halten råprotein understiga vad som accepteras av kvarnindustrin. Det är en öppen fråga om sådana skillnader som kom fram vid jämförelser mellan konventionell och biodynamisk odling också förekommer mellan olika typer av gödsling inom respektive odlingsssystem. Dlouhý framhåller att de flesta skillnader mellan konventionell och biodynamisk odling sannolikt hänför sig till skillnader i växtnäringsförhållanden, särskilt i fråga om mängd av växttillgängligt kväve. Dlouhý gör också tillägget att det inte endast var mängden tillförd växtnäring som påverkade produkternas egenskaper, utan även gödselns form (lättlösliga salter i form av konstgödsel kontra organisk gödsel i form av stallgödsel). Man kan på goda grunder anta att flytgödsel och färsk stallgödsel i alltför stora mängder - genom sitt höga innehåll av lättlösligt kväve - kan ge sämre kvalitet hos skördeprodukterna. Komposterad stallgödsel har en lägre direkt gödselverkan, men den har stor betydelse för markens långsiktiga bördighetsegenskaper, som kväve- och fosfor-mineraliseringskapacitet och humusuppbyggnad. Resultaten från jämförande studier i Sverige och motsvarande försök gjorda i Darmstadt i Tyskland tyder på att de i biodynamisk odling använda biodynamiska preparaten kan ha en gynnsam effekt på såväl gödselns värde för marken som på grödan, särskilt under år med ogynnsamma betingelser. De här jämförande undersökningarna har dock endast rört komposterad gödsel, med och utan användande av biodynamiska preparat. Det var angeläget att studera dessa frågor vidare, eftersom det för det ekologiska jordbrukets vidare utveckling kan ha stor betydelse att se hur man med biologiska medel kan öka odlingssäkerheten. Vad gäller kompostering eller icke kompostering av gödsel och frågan om man helt skall gå över till flytgödsel, står förlusterna av kväve till luft och vatten i fokus. I de nya försök som nu pågår läggs därför stor vikt vid att undersöka hur förlusterna av växtnäring från stallgödsel kan minimeras. Det har visat sig att det är under lagring och hantering vi har de stora förlusterna av kväve på ekologiska djurgårdar. Detta även om totalförlusterna är mindre på ett väl genomfört ekologiskt lantbruk som drivs enligt ekologiska kretsloppsprinciper än de är vid konventionell odling Parcellförsök, gårdsstudier eller integration av båda Traditionella parcellförsök har den begränsningen att de ej helt motsvarar de förhållanden som gäller på en gård vad gäller t.ex. teknikanvändning, växtföljd och gödseltillgång relaterad till gårdens djurhållning. Detta gäller särskilt för ekologisk odling. På en ekologisk gård eftersträvas självförsörjning med både foder och gödsel, samt att komponenterna mark, växtodling, djurhållning och gödsel ömsesidigt stöder varandra. De enskilda

3 odlingsåtgärderna - och förändringar av dessa - inverkar på den vidare utvecklingen av hela systemet med dess olika delar. Åtgärder som exempelvis befrämjar foderproduktionen kan gynna såväl produktionen i djurhållningen som den mängd gödsel som i sin tur kan återföras till jorden. Gården bör ses som ett ekosystem som genom odlaren och hans åtgärder befinner sig i en utvecklingsprocess. Genom gårdsanpassade försök är det möjligt att analysera näringsämneshushållningen för en hel gård relaterat till gödslingen. För att få kunskap om hur olika alternativa behandlingar verkar i en given gårdssituation, krävs att försök läggs ut på gårdar i anslutning till den på respektive gård tillämpade växtföljden. Olika behandlingsalternativ måste prövas på någon eller några av de aktuella grödorna. Behandlingarna skall också kunna modifieras med hänsyn till erhållna resultat. Även sådana försök bör läggas ut som parcellförsök med så många upprepningar att god statistisk analys kan göras. Det är önskvärt att sådana gårdsförsök dessutom läggs ut på ett större antal platser, för att resultaten från olika klimat- och jordartsförhållanden ska kunna jämföras. Begränsningen i enskilda gårdsförsök (som också kan kallas för fallstudier) ligger i att varje gård är unik både vad gäller yttre odlingsbetingelser och hur själva odlingen bedrivs av odlaren. Denna begränsning kan i viss mån kompenseras genom en fördjupad förståelse av sambanden mellan erhållna resultat och på odlingsplatsen rådande förhållanden. En nära samverkan med odlaren och hans/hennes erfarenhetskunskaper bör eftersträvas, för att uppnå en sådan fördjupad förståelse Försöksfrågor Vad som här beskrivits har varit riktningsgivande för försök som startade hösten 1991 vid Biodynamiska Forskningsinstitutet i Järna. Syftet är att inom en enskild gård klargöra hur gödseln skall behandlas och användas på bästa sätt, för att befrämja markens bördighetsegenskaper, näringsämneshushållningen, produktionens storlek och produkternas näringskvalitet. Följande frågor vill vi få besvarade: Hur hushållar en ekologisk eller biodynamisk gård med sin växtnäring i stallgödseln, vilka är förlustvägarna och hur kan de minska? Hur stora är kväveförlusterna vid kompostering respektive icke kompostering av stallgödsel? Hur inverkar olika nivåer av okomposterad respektive komposterad stallgödsel på skörd och mätbara kvalitetsegenskaper hos brödsäd? Hur stort är kväveutbytet vid användning av olika typer av stallgödsel, och hur mycket bidrar stallgödseln till markens humusförråd? Hur inverkar användning och spridningstidpunkt av urin på skörd och proteinhalt vid odling av brödsäd? Hur bör tillgänglig mängd stallgödsel och urin användas optimalt i växtföljden?

4 Hur inverkar användningen av de i biodynamisk odling brukade biodynamiska preparaten på skörd och kväveutnyttjande? 2. HUR FÖRSÖKEN GENOMFÖRTS 2.1. Det nya i jämförelse med tidigare försök Det nya i de nu aktuella försöken i jämförelse med de inledningsvis beskrivna tidigare försöken kan sammanfattas enligt följande: 1) Försöken omfattar jämförelser mellan olika gödslingsbehandlingar inom ekologisk odling. Inte mellan ekologisk och konventionell odling 2) Försöken har gårdsanpassats genom att försöksfälten ingår i respektive gårds växtföljd och med av respektive gårds egen gödsel används, vilket möjliggör näringsämnesberäkningar på gårdsnivå. 3) Både komposterad och okomposterad gödsel ingår, med och utan behandlingar med biodynamiska preparat i fält och i gödsel. 4) En försöksdesign tillämpas som gör det möjligt att med bättre statistisk säkerhet än tidigare undersöka de biodynamiska preparatens inverkan. Försökens uppläggning är till vissa delar likartade de försök som pågår vid det biodynamiska forskningsinstitutet i Darmstadt i Tyskland men där under helt andra klimat- och jordartsbetingelser och utan den gårdsanpassning som vi eftersträvar här. I försöken har jämförelser gjorts vad gäller verkan av okomposterad fastgödsel ("färsk gödsel") och komposterad gödsel. Verkan av båda varianterna har studerats med och utan behandlingar med biodynamiska preparat, på tre gödslingsnivåer. Nivå två av okomposterad gödsel har ungefär motsvarat nivå ett av komposterad gödsel med hänsyn till ursprunglig tillgänglig mängd gödsel Försöksgården Fältförsöken genomfördes på gården Skilleby Gården är i biodynamisk drift sedan 1967 och står nu till förfogande som försöksgård, genom Adda Svennedals forskningsfond som numera äger gården. Den ligger i östra Sörmland på marker som ligger endast ca m över havet med en genomsnittlig årsnederbörd på 655 mm och en genomsnittlig årsmedeltemperatur på 6,2 o C. Området är särskilt utsatt för försommartorka. Åkerarealen är 57 ha och gården har en väl samlad ägobild på ömse sidor om ett mindre vattendrag (se gårdskartan figur 1.). I norr och söder gränsar odlingsmarken till beskogade moränområden, medan gården öppnar sig åt öster mot Järnaslätten och vad som en gång i

5 tiden var en havsvik, och mot nuvarande Järnafjärden, en del av en vik av Östersjön in mot Södertälje. Figur 1. Gården Skilleby med försöksplatserna på skiftena I, II, III, IV och V. Jordarterna är till sitt ursprung sorterade isälvsavlagringar. Under landhöjningen har omlagring skett genom svallning, och de postglaciala sedimenten överlagrar den varviga glaciala leran på de lägre partierna, medan den varviga glacialleran på vissa högre partier av åkrarna är påvisbar direkt under plogdjupet. På dessa ställen består även matjorden av styv lera. Det vill säga stor variation med växlande upptorkningsförhållanden - ett välkänt problem för dem som odlar dessa typer av mellansvenska jordar. Växtnäringstillståndet karakteriseras av gott kaliumtillstånd, lågt fosfortillstånd och ph-värden omkring 6 (se tabell 1). Arealfördelningen för de olika grödorna 1997 framgår av digrammet i figur 2. Växtföljden på de skiften som ingått i undersökningen följer emellertid den plan som nu gäller med fem skiften: Vårsäd med insådd, Vall I, Vall II, Vall III och höstsäd. Runt gårdscentrum ligger kulturbetena i en särskild betesväxtföljd som förnyas vid behov genom insådd i skyddsgröda. Djurhållningen är inriktad på mjölkproduktion med egen djurrekrytering. Djurhållningen är anpassad till den egna produktionen av foderspannmål och motsvarade 0,6 djurenheter per ha.

6 Figur 2. Arealfördelning grödor, växtföljd, djurhållning och gödselproduktion på försöksgården Skilleby gård i Järna DE (djurenhet) motsvarar t.ex. antingen 1 mjölkko, 2 kvigor, 10 slaktvin eller 100 värphöns. Stallgödseln lagras på gödselplatta med urinavskiljning. Den mesta gödseln komposteras under minst tre månader i med stallgödselspridare upplagda högar. Tidpunkten för kompostläggning är normalt april månad för den gödsel som skall spridas till den höstsådda grödan i växtföljden. Normal gödselgiva ligger mellan ton per ha. Därutöver används en mindre mängd stallgödsel till potatis. Kompostläggning har då i allmänhet skett på senhösten året innan. Från och med 1996 tillämpas en modifierad form av stallgödsellagring på gödselplattan, innebärande en uppbromsad aerob omsättning som alternativ till traditionell kompostering. Tabell 1. Markanalyser, medelvärden för de fyra försöksplatserna på Skilleby

7 2. Försöksuppläggning 2.1. Försöksplan Effekterna av olika stallgödselbehandlingar till höstvete följt av havre/ärtor studerades på fyra skiften a V1-V4 i den femåriga växtföljden under tidsperioden enligt nedanstående växtföljdsplan (tabell 2). Tabell 2. Växtföljdsplan Skilleby gård med aktuella försöksgrödor i fetstil Skifte V1 H. vete Ha/ärt+ins. Vall I Vall II H.vete/v.vete Ha/ärt+ins V2 Vall I H.vete Ha/ärt+ins. Vall I Vall II H.vete V3 Vall II Vall III H.vete Ha/ärt+ins. Vall I Vall II V4 Vall I Vall II Vall III H. vete Ha/ärt+ins. Vall I V5 Vall Vall Vall Havre+ins. Vall I Vall II Försöken betecknas HV1:1 1991/1992, HV2:1 1992/1993, HV3:1 1993/994, och HV4:1 1994/1995. År 1996 börjades ett andra växtföljdsomlopp i försöken med beteckningarna HV 1: och HV 2: (den första siffran anger försökets nummer och den andra siffran växtföljdsomloppet). År 1996 delades försöket i två delar. Ett försök med höstvete (HV1:2) med två upprepningar (block 1 och 3) och ett försök med vårvete (betecknat VV1:2) med två upprepningar (block 2 och 4). Försöksplatserna framgår av kartan figur 1. Jordarterna samt resultaten av markkemiska analyser före respektive försöks etablering framgår av tabell 1. Försöksplanen med de olika behandlingsleden framgår av tabell 3. Försöken lades ut som randomiserade blockförsök, åren 1991/92 och 1992/93 med fyra upprepningar, 1993/94 med två upprepningar och 1994/95 med tre upprepningar med en rutstorlek på 9x14 meter för huvudrutor och 4,5x14 för delrutor (splitplot). År 1996 inleddes en andra försöksomgång på skifte V3 med vissa modifieringar av den ursprungliga försöksplanen. Den lägsta gödslingsnivån utgick och dessa rutor blev ogödslade nollrutor. Tabell 3. Försöksplan med beteckningar och behandlingar i försöksleden Skilleby *) Behandlingar Huvudrutor Delrutor Beteckning Behandling Beteckn. Behandling F1 Okomposterad gödsel 12.5 ton/ha - utan biodynamiska preparatet

8 + med - " - F2 Okomposterad gödsel 25 ton/ha - utan - " - + med - " - F3 Okomposterad gödsel 50 ton/ha - utan - " - + med - " - K1 Komposterad gödsel 12.5 ton/ha - utan - " - + med - " - K2 Komposterad gödsel 25 ton - utan - " - + med - " - K3 Komposterad gödsel 50 ton/ha - utan - " - + med - " - *)Tidsperioden genomfördes försöket på samma sätt som med den skillnaden att FI och KI rutorna blev 0-rutor helt utan gödslingsbehandlingar. Biodynamiska fältpreparaten 500 och 501 har använts samtliga år i de delrutor som betecknas med +. De biodynamiska preparaten presenterades i en serie föredrag, som antroposofins och den biodynamiska odlingens grundare Rudolf Steiner höll Dessa föredrag finns publicerade och översatta till svenska. De preparat som alltid kommer till användning i den biodynamiska odlingen är åtta till antalet. Preparaten kan indelas i två huvudgrupper. De brukar sedan länge även betecknas med siffror: 1. FÄLTPREPARAT humuspreparat, framställt av kogödsel kiselpreparat, framställt av finmalen kvarts. Bägge fältpreparaten utröras 1 timme i vatten och sprutas över fältet. 500 används i samband med sådd, 501 sprutas på växande gröda. Humuspreparatet används i mängder som motsvarar ungefär 250 gram per hektar. Av kiselpreparatet används mindre än 5 gram per hektar. II GÖDSELPREPARAT framställt av blommor från rölleka. Achilléa millefolium framställt av blommor från kamomill, Matricaria chamomilla framställt av de ovanjordiska delarna från nässla, Urtica dioica framställt av barken från ek, Quercus robur framställt av blommor från maskros, Taraxacum officinalis framställt av pressaft från blommor an vänderot, Valeriana officinalis. Gödselpreparaten sätts vanligen punktvis till gödsel, oftast i samband med uppläggning av kompost. De används även i djupströbäddar och till flytgödsel och urin. De används i mängder om ungefär 2 gram per ton (preparat ) respektive 0,02 ppm (preparat 507).

9 Figur 3. Försöksfält (skifte II) på Skilleby. Utspridning av stallgödsel parcellvis för nedbrukning (vänstra sidan) och efter nedbrukning (högra sidan) före sådd av höstvete i oktober VÄXTNÄRINGSHUSHÅLLNING 3.1. Växtnäringscirkulationen Beräkningar har gjorts av växtnäringsbalans, växtnäringsflöden och mängden växtnäring i träck och urin baserade på inköp, produktion och avsalu i enlighet med tidigare studier för odlingsåret 1995 med antagandet att någon tillförsel av växtnäring ej skett annat än genom köp av mineralfoder och utsäde (figur 4*). Beräkningarna för 1995 visar att i genomsnitt 29 kg kväve, 5,5 kg fosfor och 42 kg kalium återförs per ha och år med gödsel och urin efter beräknade förluster av kväve från stallgödselhanteringen samt de i figuren antagna fältförlusterna från stallgödsel och urin.

10 Figur 4. Flöden av växtnäring N/P/K kg per ha och år beräknat för Skilleby Växtnäringsinnehåll i gödsel, gödselanvändning i försöken och på gården Vid en stallperiod på 220 dagar produceras ca 250 ton fastgödsel och 180 ton urin till en totalareal på 57 ha. Ca 40 ha av arealen ligger i en femårig växtföljd. Gödslas ett skifte på 8

11 hektar varje år med 25 ton per hektar motsvarar detta 200 ton. Den totala mängden stallgödsel minskar i samband med lagring på stallgödselplatta och under efterföljande kompostering. Jämförande studier har gjorts mellan de två typer av gödsel som använts i försöket (figur 5-7). Det är den mängd som normalt användes på gården. Figur 5. Växtnäringsinnehåll i okomposterad (40 % TS och C/N-kvot = 30) och komposterad (35 % TS och C/N-kvot = 25) gödsel till höstvete 1991 Figur 6. Växtnäringsinnehåll i okomposterad (16 % TS och C/N-kvot = 16) och komposterad gödsel (22 % TS och C/N-kvot = 14) till Höstvete Vid en jämförelse mellan värdena för okomposterad och komposterad gödsel blir det åskådligt att det under komposteringen sker en anrikning av de i gödseln ingående ämnena fosfor, kalcium, magnesium, under det att koldioxid och vatten avgår (figur 5 0ch 6). De i gödslingsavseende viktiga växtnäringsämnen som har minskat i mängd är kväve och kalium.

12 Figur 7. Växtnäringsinnehåll i ett ton färsk gödsel på gödselplattan 4 april och beräknad kvarvarande mängd gödsel och växtnäring efter kompostläggning den 18 juni samt efter avslutad kompostering i samband med utspridning i augusti Kväveförlusterna i stallgödsel och hur de kan minska Under komposteringsprocessen kan så mycket som 42 procent av kväveinnehållet i stallgödseln gå förlorat, vilket motsvarar 40 procent av det ursprungliga kväveinnehållet på 56 kg N/ha. I storleksordningen 10 procent av totala kväveinnehållet i stallgödsel och urin kan under stallperioden gå förlorat inne i ladugården och under tiden för mellanlagring på gödselplatta och i urinbrunn, i enlighet med tidigare studier på den aktuella gården. Genom att helt undvika de kväveförluster som uppstår genom kompostering skulle teoretiskt de totala kväveförlusterna minska från 50 till 30 procentenheter av det ursprungliga kväveinnehållet. De kvarstående förlusterna härrör från de ofrånkomliga fältförlusterna vid urinspridning och under betesperioden. Förluster sker också genom ammoniakemissioner under lagringen på gödselplattan samt från urinbrunn och ladugård. Är andelen mineralkväve i okomposterad stallgödsel högre än i komposterad gödsel, så kan detta emellertid innebära större förluster genom emission till luften om inte omedelbar nedbrukning sker i anslutning till utspridningen. I välkomposterad gödsel är minst 90 procent av kvävet organiskt bundet. Spridning och nedbrukning av gödsel kan alltså ske på hösten med endast små förluster av kväve. Ett annat motive för användning av komposterad gödsel är att komposterad gödsel har svagare direkt gödselverkan, och tycks kunna inverka gynnsammare på produkternas kvalitet än okomposterad gödsel. Mycket tyder på att användning av flytgödsel innebär ytterligare negativ inverkan på produktkvaliteten, i jämförelse med komposterad gödsel vid odling av kvalitetskänsliga produkter som potatis. Framtida studier kan troligtvis belysa frågan ytterligare. Kväveförluster kan minskas genom extra inblandning av halm vid kompostläggningen. Denna åtgärd kan kombineras med täckning med torv. Halm är dock en begränsad resurs på en gård med den här aktuella växtföljden. Studier av komposttäckning med både torv och plastpresenning pågår. Det sista också för att minimera avrinning av lakvatten från komposten. Parallellt prövas en modifierad form av kompostering i form av stapling av gödsel, så att omsättningsprocessen bromsas upp innan det uppstår brist på energi för den mikrobiella

13 omsättningen och immobilisering av kväve. Även detta sker i kombination med kontinuerlig täckning med torv, som binder ammoniumkvävet. Analyserna från komposterad gödsel visar att kaliumförlusterna kan bli upp till 60 %. En kaliumurlakning på ca 60 procent från all stallgödsel skulle innebära en förlust på i genomsnitt 14 kg per ha. Riktigt all stallgödsel har dock ej komposterats på gården. Höga kaliumförluster i samband med kompostering på markunderlag har hittills ej tillräckligt beaktats på ekologiskt drivna gårdar. Detta trots att det finns dokumenterat också från andra studier. På Skilleby elimineras numera de stora kaliumförlusterna i komposterna genom hantering och lagring sker på gödselplatta. Alternativet till att komposten hanteras på gödselplatta är konsekvent genomförd täckning av alla komposter med ett icke regngenomsläppligt material. Sådan täckning sker några veckor efter uppsättningen, när avsvalning av komposten skett. 4. STALLGÖDSELNS KORTSIKTIGA OCH LÅNGSIKTIGA GÖDSELVERKAN 4.1 Skördeutbyte I denna del av östra Sörmland är vattentillgången starkt begränsande för tillväxten och skördeutfallen kan relateras till väderbetingelserna under försöksperioden För de höstsådda grödorna är också snö och temperaturbetingelser under vinterhalvåret särskilt viktiga. Mjälainslaget i matjorden (tabell 1) bidrar till att det vissa år med växlande temperatur och nederbördsförhållanden under senvintern och våren kan bli skorpbildning och uppfrysningskador. Det första försöket var anlagt på skifte V1 hösten 1991 med gödsling och sådd av höstvete, och nya försök anlades därefter varje höst i enlighet med vad som beskrivits i försöksplanen. Skördenivån i höstvete var högst det första försöksåret 1992 med en medelskörd på 5280 kg, och lägst det fjärde försöksåret 1995 med en medelskörd på 2150 kg. Det goda växtåret 1992 gav behandlingarna med okomposterad gödsel en signifikant högre skörd vid tillförsel av 25 ton (F2) jämfört med tillförsel av 12,5 ton (F1) och 50 ton (F3). Komposterad gödsel gav en signifikant högre skörd vid tillförsel av 50 ton (K3) jämfört med 12,5 ton komposterad (K1) och jämfört med 12,5 ton okomposterad (F1) år Det skördemässigt svagare skördeåret 1993 gav endast de högsta gödselgivorna på 50 ton stallgödsel (F3 och K3) signifikant högre skördar jämfört med de lägsta gödselgivorna på 12,5 ton (F1 och K1). År 1996 var det en mera normal skördenivå med 3734 kg i F2 och 3581 kg i K2 (tabell 8b). Detta år erhölls en signifikant högre skörd (P<0,05) vid tillförsel av 50 ton okomposterad stallgödsel (F3) jämfört med 25 ton okomposterad stallgödsel (F2). Vårgödsling till vårvete 1996 gav ej högre skörd vid de dubbla nivåerna av tillförd stallgödsel på 50 ton (F3 och K3) relativt 25 ton (F2 och K2). Åren 1996 och 1997 med höstvete i det andra växtföljdsomloppet (HV1:2 och HV2:2) var det möjligt att jämföra den normala gödslingsnivån på 25 ton stallgödsel i försöksleden F2 och K2 med helt utebliven gödsling i F1 och K1. Normal gödslingsnivå med 25 ton okomposterad respektive komposterad gödsel gav en signifikant (P<0,05) högre skörd. 25 ton okomposterad stallgödsel gav jämfört med ingen gödsling alls en merskörd på 1134 kg ( en merskörd på 44 %) och 25 ton komposterad stallgödsel gav en merskörd på 981 kg (en merskörd på 58 %).

14 Någon generell skillnad i skörd vid användande av okomposterad gödsel jämförd med komposterad gödsel kan ej påvisas. Resultat från försöksåret 1994 tyder på att komposterad gödsel under torra förhållanden på våren kan ge en högre skörd. År med goda växtbetingelser har däremot okomposterad gödsel gett högre skörd. Generellt gäller att de aktuella årens (årsmånens) inverkan på skörden är betydligt större än den påvisbara gödselverkan. År med goda växtbetingelser är stallgödselverkan tydlig i jämförelse med helt ogödslade försöksled och då kan dubblerad gödselgiva ge begränsad utdelning i form av ökad skörd.

15 Figur 8a. Medelskörd av höstvete 1991, 1992 och 1993 (HV1, HV2 och HV3) med okomposterad (F1, F2, F3) och komposterad (K1, K2 och K3) gödsel utan (-) och med (+) biodynamiska preparatbehandlingar. 4.2 Kväveutbyte Det genomsnittliga kväveutbytet beräknades till 16 procent av tillfört kväve i form av okomposterad gödsel och 8 procent av tillfört kväve i form av komposterad gödsel, vilket något överstiger andelen mineralkväve i respektive gödselslag. De år då någon gödselverkan ej kunnat påvisas till följd av torka har ej beaktats. Det är tydligt att endast en liten del av det organiskt bundna kvävet i stallgödseln blir tillgängligt under den efterföljande vegetationsperioden. A

16 B Figur 9. Kväve i kärnskörd av höstvete i relation till tillfört kväve (N kg/ha) i okomposterad (FG) och komposterad gödsel (KG) utan (-) och med (+) biodynamiska preparat i försök HV2: (A) och HV1: (B). Den huvudsakliga kväveförsörjningen får tillskrivas mineraliseringen av organiskt bundet kväve i marken från dels markens humusförråd, dels mineralisering av vallskörderester (förfruktseffekter av vall III åren 1991, 1993 och 1994, vall I år 1992 och vall II åren 1995 och 1996) och den långsiktiga effekten av stallgödselns underhåll av markens kvävelevererande förmåga. De obetydliga skillnaderna i gödselverkan mellan komposterad och okomposterad gödsel kan antas bero på att även den okomposterade gödseln har genomgått en mikrobiell omsättning under lagring på gödselplattan och att en betydande del av kvävet är organiskt bundet - i genomsnitt ca 90 procent. Resultaten från motsvarande finska försök visar på ett kväveutbyte på mellan % för flytgödsel och % för komposterad gödsel vid försök i potatis (Figur 10). Den högre gödselverkan från flytgödsel i relation till det totala kväveinnehållet får tillskrivas det faktum att endast 40 procent av kvävet i den använda flytgödseln var organiskt bundet, medan resten av kvävet var direkt växttillgängligt.

17 Figur 10. Exempel på kväveutbyte i jämförande gödselförsök med mineralgödsel, flytgödsel och biodynamiskt komposterad gödsel till potatis. Försök utfört vid Lantbrukets Forskningscentral, Partala forskningsstation, Juva i Finland Kväveutbytet av tillskottsgödsling med urin har i försöken beräknats till procent av tillfört totalkväve. Resterande kväveinnehåll som huvudsakligen föreligger i mineralisk form kan antas gå förlorat till luften. Av försöken framgår att den huvudsakliga kväveförsörjningen härrör från marken och kan tillskrivas dels förekommande förfruktsverkan från föregående års vallgrödor, dels mineralisering från markens humusförråd. Någon del av gödselns gödselverkan kan påvisas också som andraårsverkan. Det är tydligt att huvudparten - i detta försök ca procent - av stallgödselkvävet i organiskt omsatt gödsel går till underhållet av markens humusförråd och därmed markens mera långsiktiga mineraliseringskapacitet. Dessa mera långsiktiga effekter studeras i de fortsatta försöken. Studier av vallens förfruktsvärde och stallgödselns gödselverkan visar att den största delen av det kväve som tillförs i organisk form går till underhållet av markens humusförråd och den långsiktiga kvävelevererande förmåga som här har benämnts växtföljdsverkan. Tillämpat på den för gården Skilleby nu använda växtföljden får man den i figur 11 beskrivna fördelningen av de olika källorna för grödornas kväveförsörjning. Här har även beaktats efterverkan år två av den stallgödsel som tillförts höstvetegrödan samt tillskottet av kväve med urin. Långsiktiga förändringar av markens kvävelevererande förmåga och därmed förbundna övriga bördighetsegenskaper är föremål för fortsatta studier på Skilleby. Ett andra växtföljdsomlopp med olika gödslingsbehandlingar påbörjades 1996 och avslutas år Försöken är fastliggande och omfattar samtliga fem skiften i den femåriga växtföljden. Figur 11. Principiell beskrivning av kväveförsörjningen i den nu tillämpade femåriga

18 växtföljden på Skilleby (år 1 havre med insådd, år 2 vall I, år 3 vall II, år 4 vall III och år 5 höstvete med tillförd stallgödsel) med angivande av de olika kvävekällorna: Fixerat kväve ur luften (Biol - fix - N), gödselkväve (Gd-N), förfruktskväve (Ffr-N) och mineraliserat markkväve (Mrk-N). Vid en vallskörd på 7 ton TS/ha och en baljväxtandel på 90% uppgår kvävefixeringen till ca 200 kg W/ha. 4.3 Preparatverkan i biodynamisk odling Fem år av sex verkade de biodynamiska preparaten skördehöjande på höstvete, två år var skördarna signifikant högre då preparaten användes tillsammans med komposterad gödsel. Sammanställningar av ett flertal studier visar att preparatverkan är systemrelaterad på så sätt att preparaten verkar skördehöjande under betingelser då skörden är lägre än normalskörd. Detta får sägas vara fallet i HV2:1 1993, när merskörden i behandlingen med komposterad gödsel i den lägsta nivån var 14 % och i genomsnitt 8 %. Den begränsade kväveupptagningen detta år framgår av figur 9A. Det synes också vara så, att det huvudsakligen är i samband med att gödseln blivit komposterad som preparatverkan i form av ökad skörd kan påvisas. Preparatverkans skördehöjande effekt har i dessa försök varit densamma också efter behandling med urin. Försöksresultaten tyder även på att det inte är utbytet av kväve i gödsel som gynnas utan istället utnyttjandet av tillgänglig mängd kväve från marken alternativt övriga delar av grödan Gödslingens inverkan på proteinhalten och verkan av tillskottsgödsling med urin Proteinhalterna var låga (8,1-8,7 % av TS) försöksåret 1992 när skördenivån var hög, medan proteinvärdena var på en god nivå (10,9-11,3 % av TS) när skörden var låg, som Årsmånens inverkan på grödans utveckling över tiden verkar här utslagsgivande. Ökad tillförsel av organiskt omsatt stallgödsel gav vissa år lägre proteinvärden. Detta fenomen är välkänt och kallas "Steenbjerg-effekt", dokumenterat i en avhandling Den måttliga tillförseln av växttillgängligt kväve med organiska gödselmedel kan i vissa fall antas gynna grödans tidiga utveckling, men ej räcka till en motsvarande högre tillgång till kväve i grödans senare utveckling. Försöksresultaten visar att grödans huvudsakliga kväveförsörjning härrör från marken och är beroende av kvävemineraliseringen från denna. Temperatur och nederbörd (den s.k. årsmånen) har ett avgörande inflytande. Tillgången på kväve i relation till grödornas utvecklingen kan dock påverkas genom olika odlingsåtgärder under vegetationsperioden (Granstedt & Kjellenberg, 1992). Tillskott av kväve i form av urin i samband med stråskjutning introducerades i försöken från och med 1994, och effekterna av detta år 1994, 1995 och 1996 i de olika gödslingsnivåerna framgår av figur 12a och 12b. Protein

19 Skörd kg/ha Figur 12a. Sambandet mellan skörd och halten råprotein i höstvete HV3:1 utan urin 1994 (HV3 UU), HV3: med urin (HV3 MU), HV4: utan urin (HV4 UU) och HV4: med urin (HV4 MU) Råprotein % Skörd kg/ha Figur 12b. Sambandet mellan skörd och halten råprotein i vårvete VV1:2 utan urin 1996 (VV1:2 UU) och VV1: med urin (VV1:2 MU), höstvete HV1: utan urin (HV1:2 UU) och HV1: med urin (VV1:2 MU)

20 Av figuren 12a framgår att urinbehandlingen 1994 ledde till både ökad skörd och förbättrade proteinhalter. Resultaten kan tolkas så, att för ett år som 1994 med en svag skördeutveckling, är det riktigt med en relativt tidig tillskottsgödsling med urin. Åren 1995 i höstvete och 1996 i både höstvete och vårvete uppvisade negativa samband mellan skörd och proteinhalter (Figur 12 a och 12 b). Dessa relationer kvarstod efter tillskottsgödsling med urin i tidig stråskjutning (DC 30-32). Man kan anta att spridning av urin till höstvete bör ske ännu senare under år med goda förutsättningar för hög skörd, men senare under vegetationsperioden när man kan förvänta låga proteinvärden till följd av begränsande tillgång på kväve. I vårvete där tillskottsgödslingen skedde den 10 juni 1996, redan i bestockningfasen (DC enligt Zadoks decimalskala), ledde urinbehandlingen till högre skörd och ytterligare någon sänkning av råproteinhalten i relation till skörden, medan spridning till höstvete samma datum - men i ett senare utvecklingsstadium - resulterade i både förbättrade råproteinvärden och en högre skörd. Sammanfattning Tiden genomfördes försök med stallgödsel till höstvete på Skilleby försöksgård i Järna. Verkan av okomposterad respektive komposterad gödsel till höstvete studerades med och utan biodynamiska preparatbehandlingar i tre gödslingsnivåer - 12,5 och 25 samt 50 ton per ha (12 behandlingsled). Nivå två av okomposterad gödsel motsvarar ungefär nivå ett av komposterad gödsel, med hänsyn till ursprunglig tillgänglig mängd gödsel. Försöket har under försökstiden genomförts på fyra skiften i en fyraårig växtföljd: höstvete, vårsäd med insådd, vall I, och vall II. Försöket ligger fast, och 1996 startade en andra försöksomgång med höstvete. Stallgödsel har endast tillförts höstvete. Från 1994 har tillskottsgödsling med urin skett i samband med stråskjutning. Tidigare studier visar att kväveförlusterna kan var lägre i ekologisk odling än i genomsnittligt konventionellt jordbruk (ca 50 procent lägre). Förutsättningen är att djurhållningen är arealanpassad med återcirkulation av växtnäring med stallgödsel inom gården och att tillförsel utifrån genom biologisk kvävefixering är begränsad till det verkliga behovet. Förlusterna från en sådan gård (försöksgården Skilleby i Järna med 0,7 djurenheter per ha) består huvudsakligen av gasförluster från stallgödsel som lagras på gödselplatta och därefter komposteras. Förlusterna från stallgödsel kan uppgå till ca 50 procent av den totala mängd kväve som avgår från djuren med stallgödsel och urin. En halvering av dessa förluster bedöms kunna uppnås genom en teknik med staplad gödsel och täckning med torv, en metod som nu studeras i fortsatta försök. Detta för att ta tillvara den komposterade gödselns fördelar i form av sanering från ogräs och skadliga organismer, samt för att genom kväveimmobilsering möjliggöra höstspridning med små spridningsförluster. Kaliumförlusterna från en komposthög endast täckt med halm kan uppgå till mer än 50 % av totala kaliuminnehållet och innebära en förlust på procent av det kalium som cirkulerar inom gården. Lagring av all gödsel på gödselplatta med säkrad avrinning till urinbrunn alternativt täckning av komposter med icke regngenomsläppligt material är nödvändiga åtgärder för att eliminera dessa förluster. Generellt gäller att de aktuella åren (årsmånens) inverkan på skörden är betydligt större än den påvisbara gödselverkan. Skördenivån i höstvete var högst det första försöksåret 1992 med

21 en medelskörd på 5280 kg, och lägst det fjärde försöksåret 1995 med en medelskörd på 2105 kg. Detta år rådde försommartorka med skorpbildning, föregånget av en del utvintringsskador med missväxt i delar av försöket. Okomposterad gödsel gav ej påvisbart högre skördar än komposterad gödsel, vilket får tillskrivas det faktum att även okomposterad gödsel som sprids på hösten har genomgått en biologisk omsättning med en immobilisering av kväve. Normal gödslingsnivå på 25 ton okomposterad respektive komposterad gödsel gav en genomsnittlig merskörd på 39 % i jämförelse med de ogödslade försöksleden 1996 och Den huvudsakliga kväveförsörjningen härrör dock från marken och kan tillskrivas dels förekommande förfruktsverkan från föregående års vallgrödor, dels mineralisering från markens humusförråd. Gödselverkan av komposterad och okomposterad fastgödsel är begränsad och överstiger något andelen mineralkväve (huvudsakligen NH4-N). I de här genomförda studierna var kväveutbytet ca12 %. I motsvarande finska försök var kväveutbytet % för komposterad gödsel vilket kan jämföras med kväveutbytet för flytgödsel som uppgick till %. Huvuddelen av kväve (80-90 procent) och övriga näringsämnen som tillförs med stallgödsel i organisk form går till underhållet av markens humusförråd och den långsiktiga växtnäringslevererande förmågan. Förhållandet är detsamma efter vallbrott och gröngödsling där endast en begränsad del av det nedbrukade kvävet blir tillgängligt för efterföljande grödor i form av en förfruktsverkan. Tillämpat på den för gården Skilleby nu använda femåriga växtföljden (år 1 havre med insådd, år 2 vall I, år 3 vall II, år 4 vall III och år 5 höstvete med tillförd stallgödsel) kan för de olika grödorna följande kvävekällor identifieras och kvantifieras: Fixerat kväve ur luften, gödselkväve, förfruktskväve och mineraliserat markkväve. Kväveutbytet av tillskottsgödsling med urin har i försöken beräknats till procent av tillfört totalkväve. Resterande kväveinnehåll som huvudsakligen föreligger i mineralisk form kan antas gå förlorat till luften. Fem år av sex var skördarna högre vid användande av de biodynamiska preparaten till höstvete, varav två år med signifikant högre skördar i samband med komposterad gödsel. Preparaten höjde skördarna med i genomsnitt 5 procent under hela försöksperioden Resultaten synes stödja vad som framkommit av andra undersökningar som tyder på att preparatverkan är systemrelaterad på så sätt att preparaten har en starkare skördehöjande effekt under betingelser då skörden är lägre än normalskörd. Proteinhalterna för höstvete var lägst (8,6 %) år 1992 med relativt hög skörd (medelskörd 5280 kg) och högst (11,2 %) år 1993 i samband med en mycket låg skörd (medelskörd 2860 ). Varken gödslingsnivåer eller gödseltyper hade någon signifikant inverkan på proteinhalterna inom ett enskilt år Organisk gödsling med ett lågt innehåll av växttillgängligt kväve synes under år med goda tillväxtbetingelser kunna inverka negativt på halten kväve i kärnskörden. Ökade skördar är då korrelerade med lägre råproteinhalter. Den måttliga tillförsel av växttillgängligt kväve som sker med omsatt fast stallgödsel kan i sådana fall antas gynna grödans tidiga utveckling men ej räcka till en motsvarande högre tillgång till kväve i grödans senare utveckling. Tillskottsgödsling med urin (använd mängd 20 ton/ha, 26 kg N/ha) har i försöken visat sig vara ett effektivt medel att påverka såväl skörd som proteinhalter. År med en svag skördeutveckling och förväntat goda proteinhalter kan en tidig tillskottsgödsling med urin

22 (DC enligt Zadoks decimalskala) ge en merskörd på över 10 % medan år med en förväntad god skörd kan en senare urinbehandling höja proteinhalten med 0,5 procentenheter i höstvete. Artur Granstedt Stiftelsen Biodynamiska Forskningsinstitutet (SBFI), Rudolf Steinerhögskolan Skilleby gård, SE Järna, Tel , Fax , artur.granstedt@jdb.se