Mellbyförsöken

Transkript

1 Mellbyförsöken

2 Mellbyförsöken Mellbyförsöken utgörs av ett antal samarbetsprojekt med Hushållningssällskapet och avdelningen för Vattenvårdslära vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) som huvudmän. Det vetenskapliga samarbetet omfattar även avdelningarna för jordbearbetning och växtnäringslära vid SLU och Jordbrukstekniska Institutet (JTI). Hushållningssällskapet ansvarar för försöksutförandet i fält, vilket förutom den vanliga skötseln inkluderar ett omfattande provtagningsprogram. SLU ansvarar för utlakningsstudier, analys och utvärdering av data om skörd, växt- och jordprover. Upprättande av försöksplaner och vetenskaplig utvärdering görs gemensamt. Försöksplatsen har sedan starten 1983 starkt förändrats. Antalet försök har ökat och i takt med ny kunskap och nya frågor har försöksplanerna för de ursprungliga utlakningsförsöken reviderats. På försöksplatsen finns i dag 50 försöksrutor med separata dräneringssystem, 16 lysimetrar samt 144 nergrävda sugceller. Den geografiska placeringen i en bygd med intensivt jordbruk vid Laholmsbukten medför att resultaten från Mellbyförsöken röner stort intresse. Under årens lopp har det även kommit allt fler utländska besökare. Syftet med studierna är, att så tydligt som möjligt påvisa effekter av olika åtgärder på lätt jord där djurhållningen sedan lång tid har varit omfattande. Detta innebär att resultaten från Mellby är relativt generella, men att nivåerna inte går att överföra till andra typer av jordar i övriga delar av Sverige. Avsikten med broschyren är att ge läsaren en kortfattad beskrivning av försöksresultaten under åren Vi hoppas att resultaten sätts in i sitt rätta sammanhang och att de ger en inblick i de naturlagar som jordbruket lyder under. Hushållningssällskapet Halland Erik Ekre Magnus Håkansson Sara Bergström SLU, avd för Vattenvårdslära Gunnar Torstensson Helena Aronsson Arne Gustafson SLU, avd för Växtnäringslära Börje Lindén SLU, avd för Jordbearbetning Tomas Rydberg Maria Stenberg Åsa Myrbäck Mål Utveckla resurssnåla och uthålliga odlingssystem i balans med den yttre miljön och ställa höga krav på avkastning och skördeproduktens kvalitet. 2

3 Miljöanpassad flytgödselanvändning och fånggrödor Miljöanpassad stallgödselanvändning i två odlingssystem; Spridningsförluster Jordbearbetning kväveutlakning Jordbearbetning kväveutlakning, en jämförelse i två odlingssystem Kväveutlakning i frilandsodling av sallat Ekologisk odling, utlakningsförsök utan djurhållning Ekologisk odling, utlakningsförsök med djurhållning Sida

4 Odlingsplatsen Försöksfälten arrenderas av Forslunds gård och Elofsfälts gård. De ligger ca 5 km sydväst om Laholm. Jordarten i matjorden är måttligt mullhaltig och lerig, sandig grovmo. I alven är jordarten sandig grovmo som är så gott som mull- och lerfri. Vid cirka en meters djup övergår alven i mellanlera. Före försöksstarten 1983 har fälten regelbundet tillförts stallgödsel. Jordart: måttligt mullhaltig, lerig, sandig grovmo ph: 5,76,4 Fosfor: klass V Kalium: klass IIIII Nederbörd och avrinning Kväveutlakningen från ett fält styrs av flera faktorer. Två viktiga faktorer är temperatur och nederbörd. Nederbörd under odlingssäsongen tas till största delen upp av grödan, medan nederbörd under höst, vinter och tidig vår kan rinna igenom markprofilen och därmed ta med sig växtnäringsämnen från fältet. Regnrika milda vintrar utan tjäle ökar risken för utlakning. Nederbörd och avrinning varierar dock mellan åren. Nederbörd, avrinning och temperatur på Mellby Genomsnittlig fördelning av nederbörd, avrinning och temperatur under året på Mellby Nederbörd och avrinning mäts per agrohydrologiskt år: från 1 juli till 30 juni. 4

5 Teknisk beskrivning Beskrivning av dräneringssystemet på Mellby Försöksrutorna är separat dränerade på ca 1 meters djup. Markvattnet leds till en mätstation där provtagning sker. Provtagningen är flödesrelaterad och sker automatiskt. På Mellby finns även flera klimatstationer som mäter temperatur, nederbörd, solinstrålning och vindhastighet. 5

6 Miljöanpassad flytgödselanvändning och fånggrödor Syftet är att belysa de långsiktiga effekterna på mark och miljö vid årlig användning av fånggröda samt tillförsel av flytgödsel på våren före sådd eller tidigt på hösten i växande fånggröda. Fånggrödan är engelskt rajgräs (med undantag för 1989/90 då italienskt rajgräs användes). Försöket är en fortsättning på de äldsta Mellbyförsöket ( ) som huvudsakligen handlade om stallgödsel. De olika leden har, om möjligt, fått ligga kvar på de rutor där motsvarande eller jämförbara led låg under den tidigare perioden. Den ogödslade rutan utan fånggröda har t ex varit lika behandlad sedan Resultat När grödan inte kvävegödslades (A) blev skörden en tredjedel och utlakningen halverad jämfört med handelsgödslad gröda utan fånggröda (led C). Dubbla flytgödselgivor på våren kompletterat med halv handelsgödselgiva (led I och J) resulterade i högre kvävehalter i kärna, men ej i ökade skördar. Det berodde bl a på ökad vegetativ tillväxt med liggsädesbildning som följd. Kväveöverskottet som uppstod vid överoptimala givor av flytgödsel hade liten betydelse för skörden, men desto större för kväveutlakningen. Fånggrödan klarade ej att ta upp all extra kväve med ökad kväveutlakning som följd (led J). När flytgödsel tillfördes på hösten (led E och F) var skördarna och kvävehalterna i kärna lägre än i motsvarande vårgödslade led (H och J). Dubbel flytgödselgiva gav kraftigt ökad utlakning. Nedbrukning av fånggröda på våren medförde en ökad mineralisering under säsongen. En mindre skördesänkning vissa år berodde främst på att mängden mineralkväve i marken på våren var liten där fånggrödan hade vuxit. Användning av fånggrödor tillsammans med vårplöjning mer än halverar utlakningen jämfört med skiften utan fånggröda som bearbetas tidigt på hösten. En sen höstbearbetning kan minska kväveutlakningen med ca 17 kg N/ha jämfört med en tidig höstbearbetning. Användning av fånggröda och vårplöjning är ett effektivt sätt att minska kväveutlakningen. Genom detta kan kväveutlakningen minska med ca 30 kg N/ha jämfört med ett fält som bearbetats tidigt på hösten (led C jämfört med D och G jämfört med H). Odling av fånggröda och tillförsel av stallgödsel ökar långsamt markens bördighet. Grödor i försöket 1990 Vårvete 1991 Korn 1992 Potatis 1993 Korn 1994 Havre 1995 Vårraps 1996 Vårvete 1997 Korn 1998 Havre 1999 Vårvete Förklaringar 1 N = 90 kg N till havre och korn = 110 kg N till vårvete, potatis, vårraps Flytgödsel = givans storlek bestäms utifrån innehåll av totalkväve Sen höst = november 6

7 Genomsnittlig kväveskörd och utlakning, Fånggröda x x x x x x Handelsgödsel 1 N 1 N 0,5 N 0,5 N 0,5 N 0,5 N 0,5 N 0,5 N Stallgödsel spridningstidp. 1 N tidig höst 2 N tidig höst 1 N vår 1 N vår 2 N vår 2 N vår Stubbearbetn. september x x x x Plöjning nov apr nov apr apr apr nov apr nov apr Exempel på intressanta jämförelser A och B: Effekt av fånggröda på ogödslade system. A och D: Jämförelse av utlakning mellan ogödslat system utan fånggröda och gödslat system med fånggröda. C och D, respektive G och H: Effekt av fånggröda på normalt handelsgödslat system respektive stallgödslat system kompletterat med handelsgödsel. F och I, J: Effekt av dubbla gödselgivor på höst eller vår, med eller utan fånggröda. 7

8 8 Försöket utvidgades 1998 och har sedan dess två extra led. De nya leden bearbetas sent på hösten och ett av dem har fånggröda. I diagrammet kan effekten av tidpunkt för bearbetning och användning av fånggröda studeras.

9 Miljöanpassad stallgödselanvändning och odling i två odlingssystem Syftet är att undersöka möjligheterna att minimera utlakningen i två konventionella växtodlingssystem. Genom vallodling respektive höstsådda grödor och fånggrödor får vi en 100 % vintergrön mark. Flytgödsel sprids med släpslangsteknik före sådd samt i växande gröda. Under senare år har spridningsförluster i form av ammoniak uppmätts. Försöket har förändrats sedan starten och 1995 genomfördes en uppdelning, anpassad till två odlingssystem med mjölk- respektive svinproduktion. Tidigare erfarenheter: Potatisodling och vallbrott tidigt på hösten medför risk för stor kväveutlakning. Flytgödselspridning i växande gröda kan ge fördröjd kväveeffekt, vilket i sin tur kan ge ökad kväveutlakning. Välutvecklade grödor och anpassad kvävegödsling medför liten risk för hög kväveutlakning. Resultat från odlingssystem: mjölkproduktion Växande vall och vårplöjd vall, följt av grönfoder med insådd, ger låg kväveutlakning. Spridning av flytgödsel sent på hösten till vall eller grönträda orsakar endast mindre ökning av kväveutlakningen. Resultat från odlingssystem: svinproduktion Höstsådderna har haft obetydlig utlakningsbegränsande effekt. Orsaken är den tidiga bearbetningen som föregår sådden. Vårplöjd gröngödsling/träda som följs av gröda med kort växtsäsong och därefter en tidig höstbearbetning riskerar att ge betydande kväveförluster. Växtföljd och skördenivå mjölkgård Grönfoder: 7,6 ton ts/ha Vall I: 9,5 ton ts/ha Vall II: 9,6 ton ts/ha Växtföljd och skördenivå svingård Korn + insådd: 4,8 ton/ha EU-träda: Vårraps: 2,5 ton/ha Höstvete: 5,1 ton/ha Rågvete + fånggröda: 5,0 ton/ha Potatis: 44 ton/ha 9

10 Kväveskörd, markkväve och kväveutlakning på en konventionell svingård, Höstgröda H-raps H-korn Fånggr. (H-råg) Insådd H-vete R-vete Fånggr. (H-råg) Svinflytg. Tidpunkt april maj maj juni april nov april april + nov Tot-N NH4-N Hgm N Plöjn.tidpunkt (efter grödan) sept sept april april apr sept sept april april 10

11 Kväveskörd, mineralkväve i marken och kväveutlakning på en konventionell mjölkgård, Nötflytg. tidpunkt april + nov juni + nov juni Tot-N NH4-N Hg N Plöjn.tid (efter grödan) tidig vår Exempel på intressanta jämförelser Kopplingen mellan lågt innehåll av mineralkväve i marken och kväveutlakning 11

12 Spridningsförluster av ammoniak Syftet med undersökningen är att studera ammoniakförlusternas storlek i två konventionella odlingssystem med nöt- respektive svinflytgödsel. Resultat Spridningsförlusten av ammoniak beror på: Gödselns nedträngning i marken. Det är viktigt att gödseln får god jordkontakt och inte hamnar på vegetationen. Lägst ammoniakförluster uppstår vid snabb nedmyllning. Markytans temperatur. Hög marktemperatur ökar förlusten av ammoniak. En solig dag kan markytan bli betydligt varmare än luften. Gödselns ph vid spridningstillfället. Ett högt ph ger en större förlust av ammoniak än ett lågt. Vid spridning hade nötflytgödseln högre ph än svinflytgödseln. Spridningssätt. Bandspridning ger en mindre gödseltäckt yta jämfört med bredspridning. Torrsubstans. Gödsel med låg torrsubstans tränger bättre ned i jorden och medför lägre gasavgång jämfört med gödsel med högre torrsubstans. 12

13 Spridningsförluster av ammoniak från svinflytgödsel, Spridningsförluster av ammoniak från nötflytgödsel,

14 Jordbearbetning kväveutlakning Syftet är att studera plöjningstidens och halmnedbrukningens betydelse för halten mineralkväve i marken vid olika tidpunkter samt kväveutlakningen. Dessutom studeras höstplöjning av fånggröda. Utlakningsstudierna genomförs i detta försök med sugcellsteknik. Resultat Nedbrukning av halm har hittills inte påverkat halten mineralkväve i marken eller utlakningen av kväve varför leden med och utan halm sammanslagits i figurerna. I tidigt höstbearbetade led har marken ett högt innehåll av mineralkväve under senhösten. På våren har innehållet minskat vilket tyder på att kväve har lakats ut. Tidig bearbetning på hösten har i medeltal givit ca 7 kg större kväveutlakning per hektar än sen höstbearbetning och ca 13 kg större än vårplöjning. Användning av en fånggröda som brukas ned sent på hösten har minskat kväveutlakningen med ca 4 kg N/ha jämfört med motsvarande led utan fånggröda. Kvickrotsangrepp och fågelskador har bidragit till den låga skörden vid den tidiga vårsådden. Grödor Vårkorn Vårvete Havre 14

15 Skörd, mineralkväve i marken och kväveutlakning vid olika tidpunkter för bearbetning, Plöjn/Stubbbearbetningstidpunkt sept nov nov stubbearb. sept plöjn. nov mars Fånggröda x Vårsådd april april april april mars 15

16 Jordbearbetning kväveutlakning, en jämförelse av kväveomsättningen i två odlingssystem Syftet är att studera kväveomsättningen i två olika odlingssystem i en sexårig växtföljd. Det ena systemet är utformat enligt de brukningsmetoder som generellt tillämpas i området medan det andra systemet är utformat som en tillämpning av de senaste forskningsrönen om kväveutlakning. Bland annat innebär detta reducerad bearbetning, insådd av fånggrödor och tidig vårsådd. I försöket mäts halten mineralkväve i marken vid olika tidpunkter samt utlakningen av nitratkväve. Resultat Utlakningen har under försökets första år varit 11 kg lägre i det kväveeffektiva systemet. Mätningarna av mineralkväveinnehållet i marken är ännu för få för att några slutsatser skall kunna dras från resultaten. Skillnaderna i skörd mellan de två försöksleden har varit mycket små för vårraps och höstvete. Det finns dock en tendens till högre skördar i det kväveeffektiva systemet. Försöksplan År Gröda A. Konventionellt jordbearbetningssystem B. Kväveeffektivt jordbearbetningssystem 1 Våroljeväxter Plöjning genast efter skörd. Sådd av höstvete sent i september. 2 Höstvete Stubbearbetning ca 1/9. Sen höstplöjning, ca 20/10. Direktsådd av höstvete tidigt i september. Insådd av fånggröda i höstsäden. Vårplöjning med tiltpackare nästa år. 3 Vårkorn med insådd Normal såtid. Tidig sådd. 4 Gröngödsling Brytning samtidigt som led B. Sådd av höstvete sent i september. 5 Höstvete (rågvete) Stubbearbetning ca 1/9. Sen höstplöjning, ca 20/10. 6 Vårkorn med insådd Normal såtid. Plöjning 20/10. Brytning: plöjning en vecka före sådd av höstvete. Sådd i slutet av augusti. Insådd av fånggröda i höstsäden. Vårplöjning med tiltpackare nästa år. Tidig sådd efter vårplöjning. Vårplöjning med tiltpackare nästa år. 16

17 Kärnskörd, mineralkväve i marken och kväveutlakning i två olika odlingssystem Skillnaden i skörd är ej signifikant. Mätningarna av mineralkväve är gjorda i vårraps. Mätningen av utlakningen från höstvetet var ej avslutad när broschyren trycktes. 17

18 Kväveutlakning i frilandsodling av sallat Syftet är att reducera kväveutlakningen vid odling av isbergssallat med hjälp av en praktiskt användbar metod för styrning av kvävegödslingen i enlighet med grödans behov, så kallade börvärden. Mängden tillförd kväve beror därför på markens innehåll av mineralkväve, som bestäms genom jordprovtagning. Resultat Den behovsanpassade gödslingen har medfört en sänkning av total kvävetillförsel med i snitt 120 kg N/ha och år jämfört med konventionell gödsling (ca 240 kg N/ha och år). Detta kunde genomföras utan negativ påverkan på skörden. Kväveutlakningen är mycket hög trots den behovsanpassade gödslingen. En enkel form av behovsanpassad gödsling är nödvändig om kvävebelastningen i distrikt med sallatsodling skall kunna reduceras. En eftersådd fånggröda kan vara ett ytterligare komplement, men blir verksam först då de efterlämnade restkvävemängderna har minskats till en lägre nivå. 18

19 Skörd och kväveutlakning i frilandsodling av sallat Skillnaden i skörd är ej signifikant. Fånggröda Nej Nej Nej Ja Rel. N-nivå (%) Börvärde, kult. 1 (kg N/ha) Börvärde, kult. 2 (kg N/ha)

20 Ekologisk odling, utlakningsrisker och kväveomsättning Försöket syftar till att belysa utlakningsrisker och kvävemineralisering i två odlingssystem, med och utan djurhållning. Försöket med ekologisk odling med djurhållning är anpassad till en djurtäthet som motsvarar 0,6 djurenheter/ha. Växtföljden förändrades efter några år och höstvetet togs bort eftersom den beräknade foderarealen ej räckte till. I växtföljden som är anpassad till en växtodlingsgård tillförs ingen stallgödsel. I detta system är gröngödslingsvallen en förutsättning för avsalugrödorna. Problemet är att styra frigörandet av det organiskt bundna kvävet i vallen. Resultat Ekologisk odling kan medföra betydande kväveutlakning. Detta gäller speciellt vid tidiga höstvallbrott inför odling av höstsäd. Sent höstvallbrott följt av vårsäd med fånggröda medför bättre kväveutnyttjande och minskar risken för kväveläckage. Putsningen av vall bör genomföras innan det har utvecklats en kraftig växtmassa. Det avslagna materialet riskerar annars att påverka återväxten negativt. Utlakningen från gröngödslingsvallen påverkas av mängden nedplöjd grönmassa. Växtföljd och skördenivå i odlingssystem med djur Vall: 6,6 ton ts/ha Höstvete: 3,1 ton/ha Havre/ärt: 1,9 ton/ha Potatis (färskvikt): 29 ton/ha Korn + insådd: 2,4 ton/ha Ny växtföljd Vall I: 7,7 ton ts/ha Vall II: 7,8 ton ts/ha Havre + fånggröda: 4,3 ton/ha Grönfoder + insådd: 5,5 ton ts/ha Potatis + fånggröda Korn + insådd Växtföljd och skördenivå i odlingssystem utan djur Anläggningsår (havre + insådd): 3,4 ton/ha Grönträda Vårvete + fånggröda: 4,7 ton/ha Havre + insådd Grönträda Potatis + fånggröda (höstråg) Höstråg + insådd 20

21 Ekologisk odling, utlakningsrisker och kväveomsättning. Odlingssystem med djurhållning Stallgödsel, tillförsel (nötflyt) kg NH4N/ha kg tot-n/ha kg P/ha Spridn.tidp. e. 1:a sk. April April e. 1:a sk. April Plöjningstidpunkt (efter grödan) Sept April April April Nov April April 21

22 Ekologisk odling, utlakningsrisker och kväveomsättning. Odlingssystem utan djurhållning Plöjning efter gröda Nov Nov Nov Mars * Anläggningsår Potatis och höstråg+ insådd har ej odlats i försöket ännu, varför resultat saknas. 22

23 Vill du veta mer? Mellbyförsöken Hushållningssällskapet Halland. Lilla Böslid, Eldsberga. Mineralkvävedynamik och växtnäringsutlakningen i handels- och stallgödslade odlingssystem med och utan fånggröda resultat från en grovmojord i södra Halland, perioden Ekohydrologi nr 50, Sveriges lantbruksuniversitet. Inverkan på olika bearbetningstidpunkter på kvävemineraliseringen under vinterhalvåret och på kväveutlakningen i odlingssystem med och utan fånggröda. Meddelande nr 29. Inst. f. markvetenskap. Sveriges lantbruksuniversitet. Rapporter från jordbearbetningsavdelningen, Jordbearbetningens årsrapport Inst. f. markvetenskap. Sveriges lantbruksuniversitet. Finansiärer och medverkande Statens Jordbruksverk, Sveriges Lantbruksuniversitet, Laholms kommun, Hushållningssällskapet Halland. 23

24 24 Denna broschyr har bekostats av svenska staten och EU. Sammanställning: Sara Bergström och Erik Ekre. Hushållningssällskapet Halland, Lilla Böslid, Eldsberga. Tel: Hemsida: Digitalt tryck: KOPIERINGSBOLAGET AB, Halmstad