Kväveeffektiv jordbearbetning resultat av 10 års forskning, Uddevallakonferensen, januari 2015 Åsa Myrbeck

Transkript

1 Kväveeffektiv jordbearbetning resultat av 10 års forskning, Uddevallakonferensen, januari 2015 Åsa Myrbeck

2 Syfte Att öka kunskapen om olika jordbearbetningsåtgärders påverkan på mineralkvävedynamiken i marken och läckaget av kväve

3 Tidigare försök N (kg ha -1 ) Winter Growing season Autumn 0 Early autumn ploughing Late autumn ploughing Spring ploughing Bearbetningstidpunkt Här: Läckage av kväve efter tre olika plöjningstidpunkter (medel av 5 år). Efter Maria Stenberg et al., 1999.

4 Frågeställningar:? Bearbetningstidpunkt på lerjordar. Reducerad bearbetning jämfört med plöjning. Effekter på markstruktur vid sen höstbearbetning Bearbetningstidpunkt till höstgrödor. Sådatum för höstvete. Kombination av olika åtgärder inom en växtföljd. Nerbrukning av halm.

5 Bearbetningsmetoder och definitioner Bearbetningsintensitet Utrustning Arbetsdjup 1. Konv. plöjning (MP) Vändplog cm 2. Stubbearbetning (SC) Pinnkultivator/ 8-13 cm talriksredskap 3. Direktsådd (NT) Utrustning för direktsådd - MP SC NT

6 Försöksplatser Site, county Clay (%) Silt (%) Sand (%) OM (%) Ultuna, Uppland Lanna, Västergötland Bjertorp, Västergötland Mellby, Halland Alnarp, Skåne Lönnstorp, Skåne Rydsgård, Skåne Lanna Bjertorp Mellby Lönnstorp Alnarp Blockförsök med 3-4 upprepningar Ultuna Rydsgård Field experiment No of experimental years Climate Experimental period Climate Reference normal Temp ( C) Prec. (mm) Prec. Sep-Mar Temp ( C) Prec. (mm) Prec. Sep-Mar Ultuna Lanna Bjertorp Mellby I Mellby II Alnarp Lönnstorp Rydsgård

7 Metod N i organisk form Gasförluster Org-N NH 4 + NO 3 - ammonium nitrate NO 2 - NO N 2 O N 2 Läckage av NO 3 - and NH 4 +

8 Att göra en uppskattning av risken för kväveutlakning Jordprov: 0-30 cm cm cm Mineralkväve i marken NO 3 - i dräneringsvatten

9 Kvantifiering av strukturförändringar Fysikaliska mätningar Vattenhalten i marken vid bearbetningstillfället Aggregatstorleksfördelning efter bearbetning Såbäddsegenskaper Skrymdensitet Infiltrationskapacitet Vattenhållande förmåga (MC 10, MC 60 ) Aggregatstabilitet på torra aggregat Aggregatstabilitet i vatten

10 Växtföljdsstudie En 6-årig växtföljd bearbetning på två olika sätt Ett konventionellt system, med traditionella brukningsmetoder Växtföljd: 1 Höstvete 2 Vårkorn 3 Gröngödsling 4 Höstvete 5 Vårkorn 6 Våroljeväxter Ett system menat att vara så kväveeffektivt som möjligt Nitrate (kg N ha -1 ) CON NUE /99 99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 12/13

11 Växtföljdsstudie Kväveutlakning NO 3 -N (kg ha -1 ) CON NUE Conventional Statistics: 1st yr/2nd yr/average Nitrogen use efficient Winter wheat ns/*/ns Spring barley */ns/ns Green manure ley ns/ns/ns Winter wheat **/*/* Spring barley */***/* Spring oil seed rape ns/*/ns Measures: 0 Direct drilling Early seeding Catch crop undersown in the wheat Spring tillage Early sowing Early sowing directly following ploughing of the Ley Catch crop undersown in the wheat Spring tillage Early sowing Incorporation of the catch crop in spring instead of late autumn Crop rotation year

12 Växtföljdsstudie Fältbalans för kväve (kg/ha), 6 år Konventionellt system Kväveeffektivt system In (N): Gödsling Ut (N): Skörd Fältbalans (N) (N-fixering exkluderat) NO 3 -N läckage Rest (denitrifikation, gasavgång, fixering, SOM) Läckt kg N per ton producerad kärna

13 Bearbetningsstrategier på lerjord SMN, 0-90 cm djup under höst och vinter Early MP Late MP

14 Bearbetningsstrategier på lerjord Vattenhalt vid olika bearbetningstidpunkt Site Year Gravimetric soil water content (%) Early tillage (Aug/Sep) Normal tillage (mid Oct) Late tillage (Nov) Ultuna Rydsgård Upper limit for tillage

15 Bearbetning av lerjord vid olika vattenhalt Bearbetningsresultat aggregatstorlek efter stubbearbetning och plöjning Aggregates<8 mm (%) Aggregates<8 mm (%) Ultuna y = -0.03x R² = Water content, percentage of PL Rydsgård Stubble cultivation y = -0.25x R² = Water content, percentage of PL Aggregates<8 mm (%) Aggregates<8 mm (%) Ultuna y = -0.95x R² = Water content, percentage of PL Rydsgård Mouldboard ploughing y = -0.38x R² = Water content, percentage of PL

16 Bearbetningsstrategier på lerjord Skörd efter upprepad sen höstbearbetning (tidig bearbetning =100) Lanna, late mouldboard ploughing Ultuna, late mouldboard ploughing Relative yield (%) Ultuna, late stubble cultivation Years from start y = -0.65x R² = 0.16 y = -1.37x R² = 0.46 y = -2.70x R² = 0.71

17 Höstveteförsök Foto: Lönnstorp September SC1 S1 NT S1 Lanna Bjertorp Mellby Lönnstorp Alnarp Ultuna Rydsgård

18 Höstveteförsök Lönnstorp september MP1 S1 MP1 S2 MP2 S2 SC1 S1 SC1 S2 SC2 S2 NT S1 NT S2 n.s. *** *** *** *** Late sowing n.s. Early sowing Aug Sep Oct E Oct L Nov Mar

19 Höstveteförsök N i höstvetegröda i November S1

20 Nerbrukning av stråsädeshalm Relativ mängd SMN jämfört med halmbortförsel SMN in November (%) Lanna Mellby Years from start

21 Slutsatser Bearbetningsstrategierna har betydelse för kvävehushållningen! Tidpunkten för bearbetning är viktigare än metod. Bearbetningseffekter på mineralkvävet i marken tycks huvudsakligen kopplade till ett avbrutet upptag i växtlighet snarare än till en stimulerad kvävemineralisering. En övergång från plöjning till reducerad bearbetning till höstgrödor påverkar inte nämnvärt kväveutlakningen. Det finns potential att ytterligare minska kväveutlakningen i höstvete genom tidig sådd, ett kort tidsintervall mellan bearbetning och sådd och insådd av en fånggröda på våren i höstvetet. Lämpligheten för senarelagd höstbearbetning varierar mellan olika lerjordar. En positiv effekt tycks kunna uppnås på lättare leror i södra Sverige medan effekten på styva leror är liten samtidigt som man där riskerar skördesänkningar och försämrad markstruktur. Nedbrukning av stråsädeshalm med hög C/N-kvot minskade inte mineralkvävet i marken under hösten och kan inte betraktas som en utlakningsåtgärd i ett Nordiskt klimat.

22 Tack! Financial support was provided by the Swedish Farmers Foundation for Agricultural Research and the Swedish Board of Agriculture.