Rätt mängd kväve till vitkål med datorns hjälp

Transkript

1 OPTIMAL KVÄVEGÖDSLING TILL VITKÅL MED N-MIN OCH N-EXPERT 2003 AV GÖRAN EKBLADH, INSTITUTIONEN FÖR MARKVETENSKAP, SLU Rätt mängd kväve till vitkål med datorns hjälp I fältförsök på Torslunda försöksstation och i en kommersiell vitkålsodling i Skåne har tillförseln av kväve till vitkål bestämts med hjälp av datorprogrammet N-Expert. Den viktigaste informationen som programmet behöver för att träffa rätt är den avkastning som under gynnsamma betingelser är möjlig att uppnå på den aktuella platsen. Programmet beräknar sedan förväntat kväveupptag för den aktuella perioden fram till nästa gödslingstillfällen. Ännu återstår justering av programmet, men problemen är av överkomlig karaktär. För att få en uppfattning om hur representativa resultaten är i förhållande till kommersiell vitkålsodling i stort, har resultaten jämförts med data på avkastning och kvävegivans storlek hos 32 skånska vitkålsodlare. BAKGRUND En av de viktigaste faktorerna för mindre kväveläckage från åkermark är att kunna anpassa kvävegivan till den mängd kväve som redan finns i marken. Kväve finns i marken för att det frigörs från markens mullförråd, från skörderester från förra året och från tillförd stallgödsel. Med kunskap om mullhalt, förfrukt och stallgödselgivor går det att göra grova uppskattningar över vilka mängder det kan rörasig om. Det går också att göra provtagning av kvävet i marken. Det är det växtillgängliga kvävet som analyseras, mineralkvävet. ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU 7

2 Nmin-metoden, som lanserades för 25 år sedan av Wehrmann och Scharpf (1979), bygger på anpassning av kvävegivan till den mängd som redan finns i marken och som bestäms genom provtagning och analys på laboratorium. Metoden har under flera år utvecklats och testats för lök på Torslunda försöksstation vilket resulterat i att det nu finns rekommendationer för hur metoden kan användas i lökodling under svenska förhållanden (Gertsson&Björklund, 2001). I Tyskland har samtidigt ett dataprogram, N-Expert utvecklats som ett hjälpmedel för odlaren att kunna anpassa kvävegivan efter de aktuella förhållandena (Fink&Scharpf, 1993). Programmet bygger både på uppskattningar och på provtagning. Finns data från provtagning av markens mineralkväve kommer programmet att justera uppskattningarna efter provtagningsresultaten. N-EXPERT - DATORPROGRAM Programmet har tidigare beskrivits i en årsrapport från Torslunda Försöksstation (Ekbladh, 2001). Programmet möjliggör en flexibel användning av Nmin-metoden. Det går att beräkna aktuellt behov för den kvarvarande delen av odlingssäsongen vid vilken tidpunkt som helst. Behovet beräknas för den förväntade avkastning man anger, vilket också innebär flexibilitet att anpassa beräkningarna till de lokala förhållanden. Den viktigaste informationen som programmet behöver för att träffa rätt är den avkastning som under gynnsamma betingelser är möjlig att uppnå på den aktuella platsen. Programmet beräknar sedan förväntat kväveupptag för den aktuella perioden fram till nästa gödslingstillfällen. Plantorna kan inte tömma marken helt på kväve, beräkningarna reserverar därför en viss grundnivå av kväve till marken utöver det som åtgår för själva upptaget. Denna mängd är för det mesta större i början av odlingssäsongen när plantorna är små. Då når inte rötterna ut i hela jordvolymen. Det är då bara en liten del av det som tillförs via bredspridning som kan tas upp av växten. N-Expert beräknar också behovet av kalium, magnesium och fosfor. Beräkningarna tar hänsyn till aktuell klass i markkarteringen. I Tyskland används andra extraktionsmetoder i stället för ammoniumlaktat. Justering mot aktuella markkarteringsvärden är därför inte helt jämförbara med svenska AL-klasser. Uppgifterna som behövs för att beräkna kvävegivan anges för varje skifte eller delskifte. Med hjälp av dessa uppgifter kan N-Expert beräkna växtnäringsbalanser för varje skifte respektive delskifte. På så sätt kan programmet även användas för odlingsplanering. MÅLSÄTTNING En målsättning var att jämföra kvävegödslingsstrategin för vitkål enligt N-Expert med en gängse strategi i en skånsk vitkålsodling samt med en försöksmässig strategi som garanterade att vitkålen inte var kvävebegränsad. En annan målsättning var att få ett bredare underlag för uppgift på hur mycket biomassa som produceras totalt (huvud+skörderester) i kommersiella odlingar i Sydsverige. Denna uppgift behövs som indata till N-Expert. Tillväxt och kväveupptag under odlingssäsongen bestämdes därför i ytterligare två skånska vitkålsodlingar. UTFÖRANDE Under 2000 och 2001 jämfördes beräkningarna i N-Expert av tillväxt och kväveupptag med motsvarande utfall i fält (se tidigare årgångar av årsrapporten). År 2002 jämfördes rekommendationerna från N-Expert med en speciell försöksstrategi för att garantera att vitkålen inte var kvävebegränsad. Detta försök genomfördes på Torslunda Försöksstation. Dessutom gjordes undersökningar i kommersiella vitkålsfält i Skåne (Skånegård A-C). På Skånegård A jämfördes gödsling eftern-expert med gängse gödslingsstrategi. I de kommersiella vitkålsfälten (Skånegård A-C) bestämdes tillväxt och kväveupptag under odlingssäsongen för att få en bredare och bättre uppfattning om huruvida försöksresultaten var representativa för den kommersiella odlingen. 8 ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU

3 Detta dataunderlag användes också för att jämföra mängden växande gröda vid slutskörd med mängden skördad produkt mätt i försöksrutor i fältet och med odlarens egen uppskattning av hur mycket skördad produkt som förts bort från fältet. Mängden tillförd växtnäring och datum för tillförseln noterades. Provtagning gjordes 0, 5, 9 och 14 veckor efter plantering samt vid slutskörd. En viss förskjutning av provtagning fick i några fall accepteras av praktiska skäl. Övergödslingen gjordes en vecka efter provtagning. De angivna perioderna i tabell 1 är tiden mellan övergödslingarna. Försöksstrategin på Torslunda Försöksstation, som skulle garantera att vitkålen inte var kvävebegränsad, innebar veckovis tillförsel av kväve som baserades på provtagning av markens mineralkväve varje vecka och på ett beräknat förväntat kväveupptag. På försöksplatserna Skånegård A och Torslunda Försöksstation gjordes provtagning av kväve i både mark och gröda, på Skånegård B och C endast i grödan. På Torslunda Försöksstation bevattnades försöken vid -20 cb markvattentension. På Skånegårdarna bevattnades efter odlarens gängse strategi. De sorter som användes var Heckla, Impala och Lion. Skillnader i medelvärden analyserades med variansanalys och med post hoc test enligt Duncan. Dessvärre kompliceras tolkningen av försöksresultaten av ett versionsbyte av N-Expert, version 1.3 till Ett mindre fel skulle rättas till men i den nya versionen (1.33) hade flera andra parametrar ändrats utan information från programmakaren. Olyckligtvis kom olika datorer med olika versioner att användas till beräkningarna, vilket har fått stor betydelse för resultatet. RESULTAT & DISKUSSION Avkastningen varierade mellan ton per hektar av putsad vitkål för de olika försöksbehandlingarna på Skånegård A och Torslunda Försöksstation (figur 1). Det var ingen statistiskt signifikant skillnad mellan gödsling enligt N-Expert och respektive kontrolled på någon av de båda platserna. Det är svårt att få en statistiskt säkerställd skillnad med ett så begränsat dataunderlag. Det skulle kräva många fler fältförsök. Jämförelse av medelvärdena visar dock att gödsling enligt N-Expert gav lägre skörd på båda platserna. Figur 1. Avkastning, putsade huvuden, från provrutor i försöksodling och i kommersiella fält. Felstaplarna anger ±standardfelet (standardavvikelsen/roten ur antalet upprepningar). ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU 9

4 Figur 2. Restkväve i marken efter varje gödslingsperiod. Felstaplar visar ±standardfelet. Skillnaderna mellan behandlingarna uppstod redan tidigt under säsongen. Skillnaderna utvecklade sig relativt lika på de båda försöksplatserna. Efter period 2 i slutet av juli gav N-Expert strategin ungefär 15% lägre tillväxt både i Skåne och på Torslunda Försöksstation. Tillväxten fick en bättre start i de båda jämförelsebehandlingarna. Till dessa tillfördes mer kväve än vad N-Expert rekommenderade, både under period 1 och 2 (tabell 1). Mängden restkväve efter period 1 och 2 var högre i jämförelsebehandlingarna jämfört med N-Expert strategin (figur 2). Den större tillgången på kväve gav bättre tillväxt men gav också mycket restkväve i marken. Enligt den version av N-Expert (1.3) som användes före versionsbytet behövs det 80 kg N/ha i grundförråd i marken utöver den mängd som behövs för själva upptaget. Mängderna restkväve i figur 2 tyder på att vitkål svarar med ökad tillväxt på en ännu högre mängd. Den stora mängden tillfört kväve på Skånegård A är dock säkert mycket över behovet, eftersom tillväxten i den gängse gödslade inte var större än i jämförelsebehandlingen på Torslunda försöksstation. Efter bytet till version 1.33 har mängden grundförråd i beräkningarna av miljöskäl minskats till 40 kg N/ha. Risken för förluster ökar med ökande mängder kväve i marken. Mängderna restkväve vid slutskörd i oktober var låga i samtliga behandlingar (figur 2). När väl tillväxten kommit igång och rotsystemet är utvecklat är vitkål mycket effektiv på att ta upp kväve i större mängder än vad som egentligen behövs. Det illustreras mycket tydligt av jämförelsebehandlingen på Torslunda Försöksstation där upptaget var hela 529 kg N/ha men med tillväxt ungefär som vid gängse praxis på Skånegård A (tabell 1). Skillnaden mellan tillfört och upptaget kväve för jämförelsebehandlingen på Torslunda försöksstation visar att det sker förluster när stora mängder kväve tillförs förlusterna har varit ännu större, eftersom det samtidigt har mineraliserats kväve. Det är därför viktigt att undvika att det finns höga mängder kväve i marken, dels genom att så långt som möjligt anpassa givorna till grödans behov, dels genom att dela givorna. 10 ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU

5 Tabell 1. Tillförda kvävemängder och kväveupptag av tillfört kväve 2002 (kg N/ha) Ej kväve- N-Expert N-Expert Gängse Gängse Gängse begränsad praxis praxis praxis Torslunda Torslunda Skånegård Skånegård Skånegård Skånegård försöksstn. försöksstn. A A B C Period 1* Period Period Period Summa Kväveupptag** *De angivna perioderna i tabell 1 är tiden mellan övergödslingarna. ** Kväveupptag för hela plantan inklusive skörderester De olika värdena för på kvävegivorna för period 3 för N-Expert strategin beror på att olika versioner av N-Expert har använts för de båda försöksplatserna. I den senare versionen (1.33) har kväveupptaget beräknats så att upptaget beräknas vara förhållandevis större tidigare på säsongen än senare. Den låga givan på Torslunda resulterade i lägre tillväxt. Den förväntade avkastningen var något lägre än vad som senare blev fallet eftersom det var en ovanligt varm sommar där värmen höll i sig under en stor del av sommaren. Underskattningen av tillväxten missgynnade N-Expert. Den möjliga avkastningen som kan uppnås i Sydsverige verkar vara runt 100 ton/ha. Det motsvarar ton/ha av hela grödan (huvud+skörderester). Detta värde ska användas som indata till N-Expert. Det stämmer väl överens med resultaten i ett norskt försök där TS-vikten var 19,3 ton (Riley och Guttormsen, 1999). Avkastningen gäller medelsena och sena höstsorter med utvecklingstid dagar. För att nå så högt måste tillväxten hålla takten även under september. De behandlingar som hade lägre tillväxt avvek ofta mest under slutet av säsongen. Den lägre avkastningen på Skånegård C orsakades troligen av otillräcklig bevattning i slutet av säsongen. Valet av lämpliga indata bör emellertid ta hänsyn till produktionspotentialen på den aktuella platsen. Odlaren har kännedom om vilken mängd som har skördats från fältet och detta bör tas som utgångspunkt för beräkning av kvävebehovet. Tabell 2. Förhållandet mellan mängden växande gröda i fält vid slutskörd och mängden skördad produkt uppskattad av odlarna. Skörd i provrutor Uppskattning från lantbrukarna ton/ha ton/ha oputsat putsat % putsad putsad % svinn Skånegård A Skånegård B Skånegård C Den av odlaren uppskattade avkastningen var cirka 11% lägre än avkastningen som bestämdes i provrutorna (tabell 2). Multiplikation av mängden skördad produkt som förs bort från fältet med en faktor 1,9 ger motsvarande tillväxt av växande gröda. Det är det värde som ska användas som indata till N-Expert. Fälten i fråga var så som helt fria från angrepp av skadegörare. Om skadegörare har orsakat angrepp blir naturligtvis svinnet genast högre än 11%. Vid planeringen av gödslingen måste man naturligtvis utgå ifrån tillväxten hos ett friskt bestånd. Annars kommer ju de plantor som verkligen håller sig friska att få för lite näring. ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU 11

6 AVKASTNING OCH KVÄVETILLFÖRSEL I 32 VITKÅLSODLINGAR Resultaten baseras på ett begränsat underlag, både vad det gäller fältförsök och provtagning i kommersiella odlingar. Gränserna för vad som är möjligt bestäms av tillgängliga resurser. För att få en uppfattning av hur representativa resultaten är i förhållande till kommersiell vitkålsodling i stort kan resultaten jämföras med data på avkastning och kvävegivans storlek hos 32 skånska vitkålsodlare. Datamaterialet kommer från underlag för växtnäringsbalanser och är insamlat av Gunilla Persson, Länsstyrelsen i Skåne län. Skörderesultaten från odlingarna som ingick i undersökningen ligger alltså i överkant i jämförelse med resultaten som framgår av nedanstående figur (figur 3). Med ett svinn på 4-11 % motsvarar avkastningen ton (figur 1 och 2). En del skördedata från datamaterialet kan komma från tidigare höstsorter vilka naturligtvis har lägre avkastning. Figur 3. Avkastning för höst- och vintersorter hos 32 skånska vitkålsodlare. Datamaterialet baseras på odlarens egen uppskattning av avkastningen. Källa Gunilla Persson, Länsstyrelsen i Skåne län. Många kvävegivor hos skåneodlarna ligger lågt i förhållande till vad som skulle behövas för att få den maximala avkastningen hos medelsena-sena höstsorter(figur 4). De lägre givorna kan svara väl till behovet hos tidigare sorter. Figur 4. Kvävegivans storlek för höstoch vintersorter hos 32 skånska vitkålsodlare. Datamaterialet baseras på odlarens egna uppgifter på tillfört kväve. Källa Gunilla Persson, Länsstyrelsen i Skåne län. Figur 5. Utnyttjandegraden hos 32 skånska vitkålsodlare varierade. Källa Gunilla Persson, Länsstyrelsen i Skåne län. Det är viktigt att betona att kvävegivan bara är en del av kvävetillgången. Markens kvävelevererande förmåga och förfrukt bidrar också till kväveförsörjningen. Bedömningen av kväveeffekten hos stallgödsel är också viktig. Därför kan de lägre givorna vara fullt rimliga. Avkastningen på Skånegård B var 87 ton med en kvävegiva på 240 kg N per hektar (tabell 1 och 2). Motsvarande för Skånegård A var 97 ton med 345 kg N per hektar. 12 ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU

7 Utnyttjandegraden var 87 % på Skånegård B och 68 % på Skånegård A. Baserat på bortförsel av 24 kg N per 10 ton skördad vitkål (STANK). Troliga orsaker till skillnaderna undersöktes inte. Siffrorna belyser vikten av att se kvävegödslingen i sitt sammanhang med markförhållanden och växtföljd. Variationen i utnyttjandegrad hos de 32 skåneodlarna var stor (figur 5). I de fall utnyttjandegraden är låg bör man fundera över vad som kan vara orsaken DATORN SOM HJÄLPMEDEL FÖR BÄTTRE KVÄVE UTNYTTJANDE Resultatet för N-Expert strategin blev något sämre än för motsvarande jämförelsestrategi. Det behöver inte betyda att ge upp möjligheten att använda N-Expert som hjälpmedel. Underskattningen av kvävebehovet i början av säsongen upptäcktes tydligen i Tyskland samtidigt som denna undersökning genomfördes. Den nya beräkningen av kväveupptaget i den nya versionen (1.33) har undanröjt detta problem. Radgödsling är en bra sätt att hålla nere kvävetillförseln i samband med plantering. Den minskning av grundförrådet till 40 kg N/ha som beräkningarna i den nya versionen bygger på riskerar att ge plantorna en sämre start om mängden bredsprids. Minskningen är gjord av miljöskäl för att undvika stora mängder i marken när upptaget ändå är litet. Om den första givan radgödslas i stället går det att tillföra en så låg mängd utan att riskera en sämre start för plantorna. Orsaken är att vitkålsrötterna i början av säsongen inte når ut i hela jordvolymen. Med radgödsling tillgodoses behovet av att få tillräckligt med näring nära plantan. Kvävetillförseln varierar mycket mellan de 32 odlarna. Undersökningen på Skånegårdarna visar att strategin är mycket olika mellan odlarna. Om variationen beror på kunskap och erfarenhet om de lokala förhållandena och således är en anpassning till dessa är det bra. Variationen i avkastning tyder dock på att odlingstekniken kan behöva förbättras. Det förekommer onödigt stor tillförsel i början av säsongen vilket visas av restkvävemängderna (figur 2) och storleken på första givan (tabell 1). Det finns därför all anledning att basera kvävetillförseln på den kunskap som finns och som har resulterat i de börvärden som rekommenderas. Nmin-metoden och N- Expert är hjälpmedel att kunna anpassa kvävetillförseln till grödans behov och lokala förhållanden. En del av problemen med N-Expert i denna undersökning kan härledas till bristande information i samband med versionsbytet vilket påverkade resultatet ogynnsamt. De inträffade problemen visar att programmen inte är helt färdigutvecklade. Det är viktigt att först testa på försöksnivå eller i mindre skala i odlingen innan programmen används fullt ut. Det satsas EU-projekt på forskning. Det pågår ett europeiskt forskningssamarbete för utveckling av datorprogram för styrning av växtnäring i fältmässig grönsaksodling. Se vidare på projektets hemsida: N min -metoden och N-Expert är hjälpmedel för att kunna anpassa kvävetillförseln till grödans behov och lokala förhållanden. SLUTSATSER N-Expert ger underlag att styra kvävetillförseln till grödan. Det tillåter stor flexibilitet. Gödslingsstrategin enligt N-Expert gav lägre kvävetillgång och därmed lägre tillväxt än jämförelseleden. Det finns flera förklaringar. Kväveupptaget underskattades för säsongens första del. Detta har justerats i en nyare version. Bristfällig information vid versionsbyte ledde till felaktig beräkning. Tillväxtpotentialen underskattades något. ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU 13

8 Radgödsling av första kvävegivan kan hålla nere första givan vid plantering utan att riskera att plantorna får en sämre start. Att minska grundförrådet från 80 till 40 kg N/ha som i den nyare versionen av N-Expert med bredspridning kan ge plantorna en sämre start. Lämplig indata till N-Expert för mängden vitkål inklusive skörderester under gynnsamma förhållanden i Sydsverige är ton per hektar för medelsena till sena höstsorter av vitkål. För att nå denna avkastning krävs obruten god tillväxt ända fram till slutet av september. Bortförd mängd skördade huvuden ska multipliceras med en faktor 1,9 för att beräkna indata på mängden vitkål inklusive skörderester. Avkastning och kvävegödslingsstrategi varierade mycket mellan olika odlare. Mycket restkväve finns kvar i marken till nästa gödslingstillfälle eftersom kvävegivan vid plantering av tradition är onödigt hög. Det är viktigt att gödslingsstrategin bygger på kunskap om grödans behov och att den anpassas till de lokala förutsättningarna. N-Expert är ett hjälpmedel för att styra växtnäringstillförseln till en strategi där grödans behov tillgodoses men förlusterna till miljön minimeras. TACK Tack till Statens Jordbruksverk för finansiering av projektet; till Mattias Fink, Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau, Grossbeeren, för att ha ställt datorprogrammet N-Expert till förfogande och för givande diskussioner. Till personalen på Torslunda Försöksstation för väl genomfört försöksarbete och till de tre vitkålsodlarna i Skåne för vänlighet och tillmötesgående så att provtagningen kunde genomföras i kommersiella fält. Tack i synnerhet till gård A för de extra insatser som krävdes för att kunna genomföra försöket där. Till slut tack till Gunilla Persson, Länsstyrelsen i Skåne län för datamaterial från skånska vitkålsodlingar. LÄSA MER En utförligare rapport om undersökningarna kan rekvireras från författaren: SLU, Institutionen för markvetenskap, Avdelningen för växtnäringslära, Box 7014, Uppsala; Goran.Ekbladh@mv.slu.se; Synpunkter och reflektioner är varmt välkomna. LITTERATUR Ekbladh, G N-expert datorprogram för beräkning av rätt gödselgiva i vitkål kvävetillförseln kan minskas med bibehållen avkastning Årsrapport - Sveriges Lantbruksuniversitet, Torslunda Försöksstation 2001, s Fink, M. & Scharpf, H.C N-Expert A Decision support System for vegetable fertilisation in the field. Acta Horticulturae 339, Gertsson, U. & Björklund, I Kväve efter behov i lökodling - miljövinster och säkrad skörd. Sveriges lantbruksuniversitet, Fakta trädgård, 8. Riley, H. & Guttormsen, G., Alternative equations for critical N-concen tration in cabbage. Acta Horticulturae, 506, Wehrmann, J. & Scharpf, H.C Der Mineralstickstoffgehalt des Bodens als Masstab für den Stickstoffdüngerbedarf (Nmin-Methode). Plant and Soil, 52, ÅRSrapport 2003/Torslunda försöksstation, SLU