ENDRING AV ORGANISK MATERIALE I

JORDA VED ULIKE DYRKINGSSYSTEMER

Hugh Riley (NIBIO Apelsvoll)

KORN 2018 - Skjetten 06.02.2018

Hva betyr moldinnholdet i jorda?Fordeler ved å ha et høyt moldinnhold:

• Forsyner planteernæring

• Øker kationombyttingskapasitet

• Immobiliserer toksiske kjemikalier

• Gir bedre grynstruktur og laglighet

• Øker vannlagringsevne og luftveksling

• Reduserer trekkraftsbehovet ved jordarbeiding

• Øker jordstabilitet og infiltrasjon (mindre erosjon)

• Øker absorpsjon av solstråling (raskere oppvarming)

• Utgjør et ‘sluk’ for atmosfærisk CO2 (C-binding)

2

Ulemper ved å ha et høyt moldinnhold:

• Nedsetter bæreevnen på noen jordarter

• Fører til kladding på veltefjølen under pløying

Hva betyr økning i plantetilgjengelig vannmengde

for plantene? (målinger på lettleire i dyrkingssystemforsøket på Apelsvoll)

3

Moldinnhold %

Fra 25 cm matjord kan plantene forsynes med ca. 23 mm mer vann.

Dette dekker behovet for transpirasjon i ca. 10 dager og utsetter behovet for vanning.

I 1989 ble det målt ca. 150 kg avlingsforskjell mellom blokker med størst og minst mold.

Forskjellen i vann% mellom 3 og 6% mold utgjør ca. 9 vol% plantetilgjengelig vannlagring.

Jordas moldinnhold endrer seg over tid…

4(etter Breland 1992)

Lettomsettelig- halveringstid 0,5-2 årLangsomt omsettelig- halveringstid 15 – 25 årStabilt ‘humus’ - halveringstid ca 800 år

Overgang til åker Tilbake til eng

Åpenåkerarealet i SØ Norge

har økt betydelig siden 1950

Nedgangen i jordas moldinnhold ved Kise f.gård 1952-2001,

og målinger på felt ulike steder på Østlandet 1990-2001:

5(etter Riley & Bakkegard 2006)

Nedgangen pr.år jfr.nivå ved start:

Balansepunkt ved ~3%

Konklusjon:

Moldinnholdet går fortsatt ned

i norsk åkerjord, mest på jord

med høyt innhold ved start.

’Tommelfingerregel’ :

Fra 15% til 10% tar 35 år

Fra 10% til 5% tar 100 år

Fra 5% til 3% tar 135 år

Periode Ant. V. start V.slutt Endring/år

Kise 1952-’76 30 9.4 7.2 -0.09

f.gård 1976-’86 171 6.8 6.2 -0.06

1986-’02 144 6.3 4.8 -0.09

Felt ~1990-’01 291 3.8 3.4 -0.04

MÅLTE ENDRINGER I JORDAS KARBONINNHOLD

I NI SVENSKE LANGVARIGE FORSØK: (BERTILSSON 2010)

Moldinnholdet har gått ned i de fleste av de svenske forsøkene,

men det har økt litt på felt med startnivå lavere enn ca. 2.5% mold

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 10 20 30 40 50 60

Org

C%

Number of years

Örja

Vreta

Orup

Kungs

Högåsa

Fjä

Eke

Bj

S Uggl

1.75% C = 3% mold

Endringer i karbon ved ulik andeler korn og eng i omløpet

(fra et langvarig forsøk på leirjord på Ås)

7(etter Uhlen 1991)

Moldet økte i omløp med 2/3 eng + husdyrgj., stabil uten husdyrgjødsel

Moldet gikk noe ned med 1/3 eng, i litt mindre grad med husdyrgjødsel

Moldet gikk ned i et rent kornomløp, selv når halmen ble pløyd ned

Moldendringer i et langvarig forsøk

med mineralgjødsel/husdyrgjødsel

(sjuårig vekstskifte med 3 engår)

8

Bruk av husdyrgjødsel øker moldinnholdet

Det gjør også bruk av mineralgjødsel

Uten gjødsling avtar moldinnholdet

4,0

4,2

4,4

4,6

4,8

5,0

5,2

5,4

5,6

5,8

6,0

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Pro

se

nt

mo

ldin

nh

old

(0-2

0 c

m)

Husdyrgjødsel siden 1922 (n=20)

Stor NPK mengde siden 1922 (n=4)

Lav eller ubalansert NPK (n=40)

Uten gjødsel siden 1922 (n=8)

Møystad-forsøket: Start 1922

Etter 85 år var forskjellen mellom ruter uten gjødsel og ruter med husdyrgjødsel

ca. 1,2% mold (0,7% C). Ruter med 10 kg N i mineralgjødsel lå midt i mellom.

Effekten av ulike tiltak for å endre moldinnholdet:Resultat fra et dansk 30-årig forsøk på jordarter med ulikt moldinnhold

9(Etter Christensen 1990)

-2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5

Allsidig omløp, med husdyrgjødsel

Ensidig korn, halmen nedpløyd

Kløvereng/rotvekster i 3:1 forhold

Allsidig omløp, uten husdyrgjødsel

Ensidig korn, halmen fjernet

Bare radvekster (s.bete, potet mv.)

Helbrakk, uten gjødsel

Nedgang eller økning i mold% etter 30 år

Moldrik lettleire Moldfattig sand

Alle tiltak gav nedgang på moldrik jord men økte moldinnholdet på moldfattig jord

Minst gunstig var helbrakking av jorda, radvekster og ensidig korn uten halmnedmolding

Mest gunstig var bruk av et allsidig omløp med husdyrgjødsel, og korn med nedmolding

Effekten av ulike tiltak for å endre moldinnholdet:

Resultat fra et svensk 30-årig forsøk

Årlige endringer i karbon :

kg C/ ha

Husdyrgjødsel +430

Halm med N-gjødsel +220

Grønngjødsling +190

Halm uten N-gjødsel +70

Uten halm, med N-gjødsel -100

Uten halm, uten N-gjødsel -220

Helbrakk -310

Organisk gjødsel har et stort potensiale, men hvor lenge varer effekten?

(Persson & Kirchmann 1994)

Kort varighet av organiske tilførsler?Mengde kloakkslam gjenfunnet i jorda over tid:

11(Etter Ekeberg 2000)

Konklusjon: Best å bruke lite om gangen, men relativt ofte??

Mengde som gjenstår:

etter 5 år: 60%

eter 10 år: 35%

etter 15 år: 20%

etter 25 år: 7%*

*lik resultatet av Uhlen (1991)

for halm-derivert karbon i jord

EFFEKT AV JORDARBEIDING PÅ JORDAS MOLDINNHOLD

OG JORDTETTHET: (LANGVARIGE FORSØK PÅ HEDEMARKEN OG I ØSTFOLD)

28.1.2016 12Riley 2014 og upublisert

Konklusjon: Redusert jordarbeiding øker moldinnholdet i det øvre sjiktet,

men reduserer det i dypere sjikt. For jordtetthet skjer det motsatte.

I hele matjordsjiktet blir det omtrent samme moldinnhold totalt sett, men med

en endret fordeling…

2 3 4 5 6

24-28 cm

14-18 cm

4-8 cm

Moldinnhold (%)1 1,2 1,4 1,6

24-28 cm

14-18 cm

4-8 cm

Jordtetthet (kg/liter)

Pløyd

Upløyd

Morenejordsfelt (Kise) – målt etter 28 år

(middel av 17 gjentak)

Leirjordsfelt (Øsaker) – målt etter 21 år

(middel av 8 gjentak)

1,0 1,2 1,4 1,6

2 4 - 2 8 c m

14 - 18 c m

4 - 8 c m

Jordtetthet (kg/l)

Pløyd

Harvet

Direktesådd

2 3 4 5 6

2 4 - 2 8 c m

14 - 18 c m

4 - 8 c m

Moldinnhold (%)

ENDRINGER I JORDAS AGGREGATSTABILITET:

28.1.2016 13Riley 2014, Seehusen mfl. 2014

Konklusjon: Redusert jordarbeiding øker aggregatstabiliteten betydelig, og dette

skjer etter bare noen få år med endret jordarbeiding. Dette gir god erosjonsvern!

Lavest stabilitet finnes på pløyd siltjord, men på upløyd jord er det mye høyere.

Vårpløying har også vist høyere stabilitet enn dyp høstpløying.

Morenejordsfelt (Kise) – målt etter 32 år Noen nyere felt – målt etter bare 3 år

2-6 mm aggregater

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Felt 1 Felt 2 Felt 3

Sta

bil

itet

(%)

Med pløying Uten pløying

2-6 mm aggregater

0

20

40

60

80

100

Siltjord Leirjord Morenejord

Sta

bilit

et

(%)

Høstpløyd Vårpløyd Vårharvet

Dyrkingssystemforsøket

på Apelsvoll - startår 1989

14

12 ’modellgårder’ på 2,5

daa med 6 ulike system:

- 3 åpenåkersystem

- 3 grovfôrsystem

Jordfysiske analyser ble utført

på to jordprofil i hver blokk om

høsten i 1988, 2003 og 2016

Mold% og jordtetthet (0-30 cm) målt i 2003 og endringer

sett i forhold til nivåene målt i 1988 før forsøksstart:

15(Etter Riley mfl 2008)

Høstpløyd åker uten eng hadde grovest jordstruktur og lavest stabilitet

Dyrkingssystem Mold% Endring Tetth. kg/l EndringReferanse åker (0% eng, uten halm, høstpløyd) 3,1 -1,6 1,43 0,13Optimalisert åker (75% fangv., m.halm, vårharv.) 4,1 0,0 1,40 0,04Økologisk åker (25% grønngj., m.halm, vårpløyd) 3,9 -0,7 1,38 0,05Konvensjonell husdyrdrift (50% eng) 4,0 -0,1 1,34 -0,03Økologisk husdyrdrift (50% eng) 3,8 -0,8 1,36 0,03Økologisk husdyrdrift (75% eng) 3,9 -0,6 1,29 -0,02

Mold% målt i 2016 og endringer i forhold til

nivåene målt i 2003:

16

Samme mønster som i 2003 – lavest nivå på ref. åker, høyest i engNedgang i mold% i nedre matjordsjikt, spesielt i opt. og øko. åker

0 2 4 6

Økol. husdyrdrift(75% eng)

Økol. husdyrdrift(50% eng)

Konv. husdyrdrift(50% eng)

Økologisk åker(25% grønngj.,m.halm, vårpl.)

Optimalisert åker(75% fangvekst,m.halm,vårharv.)

Referanse åker(0% eng, u.halm,

høstpløyd)

Glødetap (%)

3-12 cm

18-27 cm

31-40 cm

Endringene i mold% i 2003 og 2016 justert i

forhold til middelverdien målt på feltet i 1988:

17

Minst nedgang ved

konvensjonell husdyr-

drift med 50% eng

Økologisk husdyr- og

åkerdrift viser noe

større nedgang

Størst nedgang i pløyd åker uten eng og husdyr

Jordtetthet (kg/l) målt i 2016 og sammenhenger

med jordas mold- og grusinnhold:

18

Dyrkingssystem 3-12 cm 18-27 cm 31-40 cm

Referanse åker (0% eng, u.halm, høstpløyd) 1,47 1,55 1,78

Optimalisert åker (75% fangv., m.halm, vårharv.) 1,37 1,48 1,73

Økologisk åker (25% grønngj., m.halm, vårpl.) 1,40 1,45 1,88

Konvensjonell husdyrdrift (50% eng) 1,34 1,41 1,71

Økologisk husdyrdrift (50% eng) 1,34 1,35 1,73

Økologisk husdyrdrift (75% eng) 1,27 1,39 1,70

Høstpløyd åker har høyest tetthet og husdyr-/engsystemer har lavest tetthet

Konklusjoner:

19

• Moldinnholdet i norsk åkerjord viser nedgang over tid,

spesielt i områder med et høyt startnivå

• Den mest effektive måten å øke moldnivået på er å ha mer

eng i omløpet (men dette er ofte upraktisk/ulønnsomt)

• Organiske tilsetninger er gunstige, men de er kostbare og har

relativt kortsiktig effekt og de er ikke alltid tilgjengelige

• Endringer i jordas moldinnhold påvirker som regel også

jordtettheten – dette kompliserer regnestykket for C-lagring

• Redusert jordarbeiding fører trolig ikke til økt C-lagring

totalt sett, med det gir mer mold ved overflaten (og dette

øker jordas stabilitet og reduserer erosjonsrisiko)