BESTÄMNING AV PLATSSPECIFIK KVÄVELEVERNAS TILL STRÅSÄD MED HJÄLP AV NIR-ANALYS AV JORDPROVER

Transkript

1 BESTÄMNING AV PLATSSPECIFIK KVÄVELEVERNAS TILL STRÅSÄD MED HJÄLP AV NIR-ANALYS AV JORDPROVER Thomas Börjesson 1 och Ingemar Gruveaus 2 1 Svenska Lantmännen, LIDKÖPING, 2 Hushållningssällskapet i Skaraborg, Box 124, SKARA e-post: (thomas.borjesson@lantmannen.se) Sammanfattning NIR-analyser har gjorts på jordprover som tagits ut i nollrutor från höstvete- och kornförsök och dessa NIR-data har använts för att bestämma kvävelevererande förmåga i rutorna. Hittills har sambandet mellan NIR-analys och kväveupptaget fram till en tänkbar kompletteringsgiva studerats. För både höstvete och korn tycks det finnas relativt goda möjligheter att uppskatta kväveleveransen med hjälp av en NIR-analys. Dock tyder preliminära data på att olika kalibreringar för olika regioner behöver göras. Bakgrund Utifrån försöksverksamheten konstateras att optimala kvävegivans storlek till stråsäd varierar kraftigt både mellan år och mellan försöksplatser (Engström & Gruvaeus, 1998), även då förfrukten är densamma. På 3 olika försöksplatser i Skåne som studerats under 3 år kan man också konstatera att kvävemineraliseringen varierar mycket mellan platser medan årsvisa skillnader inte är lika framträdande (Nilsson, J., 2001). Detta indikerar att ett enkelt sätt att platsvist bestämma potentiell mineralisering skulle vara mycket värdefullt och ett kraftfullt redskap tillsammans med data för det aktuella året. Inomfältsvariationerna i mineraliseringspotential kan vara mycket stora, vilket framgår av internationell forskning och egna erfarenheter (Fiez et al., 1994, Stenberg et al., 2001). Traditionella metoder för uppskattning av potentiell kväveleverans har inte visat sig ge tillräcklig precision (Lindén et al., 1993). Att uppskatta kvävemineraliseringsförmågan snarare än att mäta mineralisering som skett under en begränsad tid kan ge en förbättrad precision för bedömning av optimal gödslingsnivå. Detta indikerades av Warlin (1988) som fann att en höstprovtagning för N-min. gav en bättre bedömning av optimal kvävegödslingsnivå än en vårprovtagning. NIR-analys har i tidigare projekt visat sig ge en bättre indikation på kvävemineralisering under växtsäsongen än mineralkväve på våren och mullhalt (Börjesson et al., 1999). Hittills har dock inte NIR använts för att försöka bestämma skillnader i mineraliseringsförmågan då prover insamlas från större områden, vilket är avsikten med detta projekt. Metodbeskrivning Prover togs ut från följande försök: Höstvete L7-150, Kvävebehov hos olika höstvetesorter, 6 platser i Mellansverige, 4 ogödslade rutor per plats. Sort: Kosack. L3-2264, Kvävestrategi i höstvete, 6 platser i Mellansverige, 4 ogödlade rutor per plats. Sorter: Tarso, Olivin, Harnesk och Lars. L3-2262, Ettårigt försök med kvävestrategi och svavel i höstvete, 5 platser i Skåne. Sorter: Kris på 3 platser, Tarso på 2. 4: 1

2 Vårkorn L3-2260, Gödslingstrategi i maltkorn, 5 försök i Mellansverige, 4 0-rutor per försök, 2 Astoria och 2 Wikingett. L7-426, Kvävebehov hos olika vårkornsorter, 10 försök i Syd- och Mellansverige, 4 ogödslade rutor per försök. Sort: Baronesse. L3-2254, Ettårigt försök med kvävestrategi till maltkorn, 5 försök i Skåne, 4 ogödslade rutor per försök. Sort: Barke. Jordprover togs ut från de ogödslade rutorna och NIR analys utfördes på torkade och malda prover. I höstvete klipptes ca. 0,25m 2 ungefär i stadium 43 och i korn ungefär i stadium 31. Dessa prover torkades och kvävemängden bestämdes. I samband med skörd analyserade proteinhalten i 0-rutorna liksom ts-skörden per ytenhet. På så sätt kunde totalt upptaget kväve per ytenhet uträknas. Med hjälp av multivariat utvärdering (Partial Least Squares med programvaran Unscrambler, CAMO, Norge) gjordes kalibreringsmodeller för att koppla NIR-mätningen till upptaget kväve. I samtliga fall utfördes sedan s.k. full korsvalidering. Då görs en kalibrering för varje prov som ingår och vid validering av modellen tas detta prov bort. Det innebär att resultaten indikerar hur modellen skulle kunna fungera i ett verkligt fall när man vill bestämma kväveleveransen i en ny punkt som inte finns med i kalibreringen. Dock ingick alltså andra prover från samma försök i kalibreringsmodellen då korsvalideringen utfördes. Resultat Hittills föreligger bara färdiga resultat från klippningar av gröda i stadium 43 respektive 31. Både jord- och växtprover från samtliga platser finns av olika anledningar inte heller tillgängligt. När det gäller vete kunde ingen bra modell tas fram när hela materialet analyserades tillsammans. Därför testades även att göra modeller där endast prover från vissa regioner användes. En modell med prover från Västergötland fungerade ganska bra (figur 1), men här ingick endast prover från 3 försöksplatser. 4: 2

3 Figur 1. Prediktion av N-upptag i ovanjordiska växtdelar i stadium 43 i nollrutor från höstveteförsök i Skaraborg med hjälp av NIR-reflektans från jordprover. På x-axeln anges uppmätt kväveupptag gram per 0,25 m 2 och på y-axeln upptag bedömt med hjälp av NIR. Modellen fungerade ungefär lika bra även då prover från Skåne och Östergötland inkluderades (figur 2). Här ingick prover från 7 försöksplatser. 4: 3

4 Figur 1. Prediktion av N-upptag i ovanjordiska växtdelar i stadium 43 i nollrutor från höstveteförsök i Skåne, Västergötland och Östergötland med hjälp av NIR-reflektans från jordprover. På x-axeln anges uppmätt kväveupptag gram per 0,25 m 2 och på y-axeln upptag bedömt med hjälp av NIR. För korn uppvisades en liknande bild. Med prover från alla regioner som försöksserien omfattar blev resultaten inte bra, men däremot blev resultaten t.o.m. bättre än för vete då endast prover från Skåne, Halland, Västergötland och Östergötland ingick (figur 3). Även här ingick prover från 7 försöksplatser. 4: 4

5 Figur 3. Prediktion av kväveupptag i nollrutor i korn med hjälp av NIR-data. Provpunkter i Skåne, Halland, Västergötland och Östergötland ingår. På x-axeln anges uppmätt kväveupptag gram per 0,25 m 2 och på y-axeln upptag bedömt med hjälp av NIR. Diskussion NIR tycks kunna ge en uppfattning om bakomliggande kvävelevererande förmåga, vilket kan vara ett värdefullt komplement till andra fakta som bestämmer lämplig gödslingsnivå. Dock visar studien att det troligen krävs olika kalibreringar för olika delar av landet. Detta har tidigare visat sig användbart när det gäller modeller för bedömning av lerhalt med hjälp av 4: 5

6 NIR (Stenberg et al., 2000). Hittills visar resultaten att främst Mälardalen bör utgöra en egen region i detta avseende. I fortsatt arbete kommer vi att studera möjligheterna att bedöma upptaget av kväve fram till mogen skörd och även att komplettera bedömningen av kväveleverans med hjälp av mätning med bärbar sensor från Hydro. Vi kommer också att studera vilka möjligheter som finns att bedöma kväveleveransen om prover från aktuellt fält inte ingår i kalibreringsmodellen. Referenser Börjesson, T., Stenberg, B., Linden, B. & Jonsson, A NIR-spectroscopy, mineral nitrogen analysis and soil incubations for the prediction of crop uptake of nitrogen during the growing season. Plant & Soil 214: Engström, L. Gruvaeus, I Ekonomiskt optimal kvävegödslng till höstvete, analys av 160 försök från 1980 till Inst. för jordbruksvetenskap, Skara. Rapport 3, serie B, Mark och Växter. Fiez, T.E., Miller, B.C. & Pan W.L Winter wheat yield and grain protein across varied landscape positions. Agron. J. 86: Lindén, B., Lyngstad, I., Sippola, J., Dissing-Nielsen, J., Söegaard, K. & Kjellerup, V Evaluation of the ability of three laboratory methods to estimate net nitrogen mineralization during the growing season. Sw. J. Agric. Res. 23: Nilsson, J Kvävemineraliseringens klimatberoende. Rapport från Svenska Lantmännen, Div. Växtodling. Stenberg, B., Jonsson, A. & Börjesson, T Snabbmetoder för bestämning av lerhalt och kalkbehov med hjälp av NIR-analys. Rapport från ODAL FoU. Warlin, B Kvävegödsling till höstvete med N-profilmätningar. SUPRA Referensen, 16. Landskrona. 4: 6