Hållbara strategier för markbördighet i ekologisk växthusodling

Transkript

1 Hållbara strategier för markbördighet i ekologisk växthusodling Seminar on organic greenhouse production Uppsala 5 February 2015 Wim Voogt Wageningen UR Greenhouse Horticulture, Bleiswijk (NL) Översättning till svenska Christina Winter, Jordbruksverket

2 Innehåll Markbördighet är en komplex fråga Begränsningar Tillvägagångssätt: Vad, Hur, När... Balansera växtnäringsämnena Särskilda problem

3 Avgränsningar i presentationen Grönsaker Intensiv odling: växthus med medel- eller hög teknisk nivå Europeiska förhållanden natural soil naturlig jord (odling i markjorden)

4 Markbördighet Bevattning Gödsling Temperatur Lermineral Struktur Vatten Gasutbyte Organic matter air Vattenhålland e förmåga ph Salter Gravel grus Sand K, Ca, Mg P Ledningstal EC N Mo/mjäla Mikronäringsämnen Utbyte med grundvattnet

5 Markbördighet: Ur ekologisk odlings synvinkel Marklivet och jordens naturliga bördighet, jordens stabilitet och biologiska mångfald skall bibehållas och förstärkas, jordkompaktering och jorderosion skall förebyggas och bekämpas och växter skall huvudsakligen ges näring genom markekosystemet. Council Regulation (EC) No 834/2007, article 5 Växthusodling ska bedrivas i en levande jord som har kontakt med alven och berggrunden. (IFOAM EU Group, Position paper on Organic greenhouse production, 2013)

6 Tillvägagångssätt Hur närma sig markbördighet Temperatur Lermineral Konventionell odling Struktur Gas utbyte Organiskt material luft Vattenhålllande förmåga Jordanalys före plantering Jordtyp Gröda K-tillförsel Grundgödsling ph vatten P salter grus Tilläggsgödsling/växtnäringsbevattning Jordanalys för uppföljning Återkoppling -> tillförsel Sand N Mikronäringsämnen KNO 3 K, Ca, Mg K, Ca, Mg EC Mo/mjäla K 2 SO 4 KH 2 PO 4 K KCl organiskt material

7 Hur närma sig markbördighet Ekologisk Holistic approach Temperatur Tempera ture Struktur Structure Gas exchange utbyte Organic matter Vattenhållande Waterholding capacity förmåga Filosofi : Gödsla jorden Clay lermineral luft air Organiskt material inte plantan vatten water ph ph salter salts gravel grus P P sand Sand K, K, Ca, Ca, Mg Mg EC EC N Mo/mjäla loam Micro Mikronärings- nutrien ämnen ts ts För växthus: Realistiskt? Möjligt att tillämpa? Hållbart?

8 Huvudsakliga frågor Vilken sorts gödselmedel När ska det spridas Hur ska det spridas Hur mycket Hållbarhetsfrågor P mättnadsgrad Cirkulera växtnäringen Reducera utlakning Undvika toppar med N Kväve avgår i gasform

9 Begränsningar Regelverk I Grundläggande principer och filosofi i ekologisk odling ((EC) No 834/2007) I första hand markbördighet genom naturliga åtgärder sorter, växtföljd, gröngödsling, recirkulering, jordbearbetning. Minimera icke förnyelsebara resurser Minimera resurser utifrån Recirkulera överskott och biprodukter Lokal ekologisk balans Skiljer från konventionell: vattenanvändning och utlakning av näringsämnen

10 Begränsningar Regelverk II Ekologiska krav ((EC) No 834/2007) Växtföljd Organiska gödselmedel (Lista i bilaga till (EC) 889/2008) Organiskt material från stallgödsel Generella krav (kan vara nationella krav) Maximal N-tillförsel Maximal N-tillförsel från stallgödsel Maximal tillförsel av P (Gäller t.ex. i Sverige) Gränsvärden för mineralkäve i marken Begränsningar för utlakning av N och P...

11 Typskt för växthusodling Jämfört med frilandsgrödor Hög tillväxthastighet Optimala växtnäringskoncentrationer i rotmiljön Högt ledningstal (EC) som främjar kvalitet (när frukten skördas) Högre skörd (kontrollerad miljö) Högre växtnäringsbehov/ bortförsel Ingen nederbörd Ingen utlakning Stora investeringar -> kräver hög effektivitet Ingen gröngödsling eller bottengrödor

12 Exempel på växtnäringsbalanser Jämförelse av medeltal från 4 års ekologisk grönsaksodling på friland och i växthus Friland växthus Coopmans et al, 2007) Voogt et al, 2008) Surplus Leaching Crop export Mineralization Fertilizers överskott röd läckage turkos bortförsel med skörden grön mineralisering röd gödselmedel blå

13 Motstridiga aspekter Målkonflikter Praktiska frågor Tillgång Pris Tansport Lagring Spridning Ogräs Växelverkan Mata mikroorganisemrna Sjukdomshämmande organismer Avsikter i ekologisk odling Markbördighet genom naturliga åtgärder Minimera icke förnyelsebara resurser Minimera resurser utifrån Recirkulera överskott och biprodukter Lokal ekologisk balans Hållbarhetsfrågor Skiljer från konventionell: vattenanvändning P mättnad och överskott? utlakning av näringsämnen Cirkulera växtnäringen Reducera utlakning Undvika toppar med N Kväve avgår i gasform Spelplan Vilken sorts gödselmedel När ska det spridas Hur ska det spridas Hur mycket Växtens behov Struktur Hög skörd / Stort växtnäringsbehov/bortförsel ph / EC Ledningstal... Stora investeringar -> krävs hög effektivitet Ingen gröngödsling/bottengrödor Regler ((EC) No 834/2007) Växtföljd Organiska gödselmedel (Lista i bilaga till (EC) 889/2008) Regler (country specific) Max N-tillförsel Max N från stallgödsel Max P-tillförsel Gränser för mineralkväve i jorden

14 N-tillförsel och regelverk Överskott 220 kg N 1800 Överskott 900 kg N Maximal tillförsel 1550 kg/ha Överskott 220 kg N Crop removal Soil org. matter Additional fert. (other) Compost Additional fert. (manure) Manure Från stallgödsel max 170 kg N/ha N supply N avaialble N-tillförsel N tillgängligt Crop removal Soil organic matter Bortförsel blå Mullhalt brun Additional fert. (other) Gödselmedel orange Compost Kompost grön Additional fert. (manure) Gödselm. (stallgödsel)

15 P tillförsel och regelverk Standard gödslingsrekommendation : Ingen fosfortillförsel! Överskott 50 kg P Max 350 kg P/ha Crop removal Soil org. matter Additional fert. (other) Compost Additional fert. (manure) Manure Överskott 225 kg P 0 P supply P avaialble P-tillförsel P tillgängligt Crop removal Bortförsel Soil organic matter Organiskt material i jorden Additional fert. (other) Gödselmedel andra Compost Kompost Additional fert. (manure) Gödselm. (stallgödsel)

16 Förhållandet N:P:K i tillförsel och bortförsel. (medeltal av 8 ekologiska växthus ) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Supply Crop demand Tillförsel N P K Växtens behov

17 Hur går vi vidare? Ska vara möjligt att tillämpa för odlarna Undersöka olika faktorer snarare än helheten på en gång Stegvist (upprepat) närma oss växtnäringstillgången Beräkningsverktyg/modeller eller andra stöd för beslut behövs

18 Steg 1 Cirkulera växtnäringen 1 st Cirkulera växtnäring och organiskt material inom gården Växtrester komposteras (tillsammans med organiska restprodukter) Eller: Blanda ner växtrester i jorden (tomat 100 kg N ha -1 yr -1 ) Material från beskärning lämnas i växthuset (tomat 166 kg N ha -1 yr -1 ) eller kompostera

19 % av totala upptaget Cirkulera växtnäringen 80% 70% 60% 50% 40% 30% K Ca N Exempel växthusgurka Exempel gurka skörd: 125 fr/m2, 42 kg/m2 N K P kg/ha kg/ha kg/ha Upptag Frukt Beskärning Stammar Blad % N K P 20% 10% 0% Fruit Leaf Shoot Stem Nutrient P Total bortförsel Att recirkulera (potential) Kan recirkuleras Under odling Under odling Växtrester Växtrester Frukt Blad Skott Stam

20 Steg 2 Växtnäringsbalans Räkna ut totala behovet för grödan (år) Skörd förväntad Relation skörd upptag (linjär) Paprika

21 Exempel beräkning Förväntad skörd Innehåll kg/ha Växtnäringsbalans kg/m2 N P K Tomater Växtrester Material beskärning netto bortförsel

22 Steg 3 Organiskt material Odlaren väljer utifrån sina egna mål Viktigaste målen Bibehålla mullhalten Källa för växtnäringsämnen (N) Förbättra jordstrukturen Förebygga och bekämpa sjukdomar... andra skäl

23 Steg 3 Organiskt material Odlaren väljer utifrån sina egna mål Typer: Stallgödsel Maximalt med stallgödsel (EU: 170 kg N ha -1 yr -1 ) Gödsel från ekologisk djurhållning Kompost Specific compost (resilient) Andra källor (tillgång) Beräkna tillförsel Behåll mullhalten Reparera struktur

24 Exempel: val av organiskt material skörd mål uppskattat behov kg/ha Växtnäringsbalans Ton/ha N P K Sallat Tomat Totalt växtnäringsbehov Ton/ha Från djur mjölkprod stallgödsel Kompost grönkompost Lusernhalm Total organiskt material jordförbättring

25 Steg 4: Komplettera med kväve Denitrifikation Immobilisering Läckage Totalt behov (minus växtdelar beskärning) 100 Oundvikliga förluster Jordens innehåll mineralkväve 10 Mineralisering SOM Organiskt material i jorden 5 Växtrester (föregående gröda/år) 5 Tillförsel m stallgödsel (working coefficient) 10 Tillförsel m kompost (working coefficient) Att tillföra med (organiska) gödselmedel 65 Jordanalyser Modell

26 Steg 5: Finjustera N särskilda gödselmedel för tilläggsgödsling som balanserar övriga växtnäringsämnen Summera totalt behov av N, P, K, (Mg) Välj tilläggsgödselmedel upprepa beräkning Flaskhalsar: N : P : K önskvärda relationer jämfört med tillgängliga K-gödselmedel

27 Resultat Växtnäringsbalans N P K Behov Total tillförsel gödselmedel Tillgängligt Växtrester Buffert i jorden Mineralisering Tidigare års gödsling 98 Organiskt material i jorden 129 Grundgödsling Tilläggsgödsling Tillgängligt överskott / brist

28 Resultat Sumary balance N P K Required Total input fertilisers Available Crop residuals Soil buffer Mineralisation Historic fertilsation 98 Soil organic matter 129 Base dressing Top dressing Available surplus / shortage

29 Steg 6: Tidpunkter för tillförseln synkronisera tillförsel och upptag Expertbedömning Erfarenhet Avancerade metoder Standardkurvor för frigörelse/mineraliseringsförlopp Jordanalyser (snabbtest) Beslut baserade på modeller

30 kg/ha N-tillgång under odlingssäsongen 1200 Crop demand Total available Grödans behov Totalt tillgängligt överskott surplus shortage brist w eeks from planting Veckor efter plantering

31 N -min kg / ha Variationer i mineralkvävehalten i jorden 700 tomat år 1 paprika år 2 tomat år Jan Apr Jun Sep Dec Mar Jun Sep Dec Mar Jun Sep Mineralkväve (kg ha -1 ); 0-25 cm cm

32 Resultat från försök med finjusterad tillförsel veckonummer

33 Modell för metoden Plan Förväntad skörd Beräkning N P K behov Databas Grödans behov Önskvärda organiska gödselmedel Kompost Stallgödsel Andra gödselmedel kvantitet Beräkning Tillförsel Databas gödselmedel Bevattningsstrategi Jämförelse Tidigare års gödsling Jordens egenskaper Mullhalt % Mineral N Beräkning Mineral N Mineralisering immobilisering Restriktioner i regelverk Denitrifikation rekommendation

34 Exempel Rekommenderad tilläggsgödsling Bodem o.s Komkommer rest Verenmeel Groencompost Meststof mullhalt i jorden växtrester gurka fjädermjöl grönkompost gödselmedel

35 Flaskhalsar Jordanalyser Endast markvätskan (mineral-n), inga uppgifter om frigörelse Ca S Inga speciella Ca-gödselmedel finns (Utom kalkstensmjöl) gips?/cw Tillräckligt från kompost, stallgödsel (bevattningsvatten) I överskott från Mg och K gödselmedel, inga alternativ! Mikronäringsämnen Källa, jord (Mn, Mo, Zn, Fe) Tillförsel kompost/stallgödsel(b, Cu) Tillgänglighet (ph) Gödsling med mikronäringsämnen är tillåtet Bladgödsling?

36 Fosfor buffring och mättnadsgrad Tillförsel av P i överskott (tidigare) P mättnadsgrad i jorden

37 Kommande krav och restriktioner 1) Ersätter maximal tillförsel av N och P? Emission (läckage) mål för N och P Under utveckling Mål 2027 noll emission (inget läckage) N emission? Kg/ha/yr

38 Salthalter Om vi siktar på ingen utlakning Då: Na, Cl and SO 4 ackumuleras Stallgödsel + kompost + gödselmedel > Bevattningsvattnets kvalitet

39 Ytterligare flaskhalsar på väg?...växter skall huvudsakligen ges näring genom markekosystemet I praktiken innebär det att i växthusodling ska: Maximalt 50% av växtnäringsämnena får ges efter plantering. Maximalt 25 % of gödningen får tillföras i flytande form. Alla växtnäringsämnen? eller N? Totalt eller tillgängligt? IFOAM position paper organic greenhosue feb kg N är max för tillförsel med stallgödsel Kommer att resultera i stora kompostgivor Ingen kompost som tilläggsgödsling!

40 Sammanfattning strategier för markbördighet i växthusgrödor: Omgärdat av många krav och begränsingar Saknar växtföljd med gröngödsling/baljväxter Höga gödselgivor, stor risk för förluster Some treads?: Höga salthalter, Regelverk (EU stallgödsel), P-mättnadsgrad Trots allt Mer kontroll över processen