Optimal nitrogengjødsling – trenger vi nye løsninger?
Optimal gjødsling krever at vi har et dynamisk gjødselplanleggingsverktøy hvor behovet for handelsgjødsel reberegnes når vi vet hvor mye næring fra husdyrgjødsla som har blitt tilført.
Professor II NMBU og fagkonsulent Tine og Mimiro
harald.volden@tine.no
Avlingsmengde er enkeltfaktoren med størst betydning for grovfôrkostnaden, og av plantenæringsstoffene er det nitrogen (N) som har størst avlingseffekt. En rekke gjødslingsforsøk har vist krumlinjet og avtakende avling med økt N-tilførsel, noe som gir dårligere planteutnyttelse og risiko for økt miljøbelastning. Samtidig gir det mulighet for å vurdere maksimal avling i forhold til økonomisk optimal gjødsling.
Mange forhold påvirker resultatet
Økonomisk og balansert N-gjødsling er krevende da en rekke klimatiske, agronomiske og dyrkingsstrategiske forhold påvirker resultatet, ikke minst i en situasjon med husdyrgjødsel, hvor både N-innhold og plantetilgjengelighet er svært varierende. Et ønske om mer og bedre grovfôr i kombinasjon med et klima i endring gjør at vi må vurdere strategiene for grasdyrkingen. Viktige forhold er antall slåtter, tidspunkt for førsteslåtten, grovfôrets næringsinnhold og engas robusthet og overvintringsevne. N-gjødslingen må ses i sammenheng med disse forholdene. Hensikten med denne artikkelen er å se på sammenhengen mellom N-gjødsling og avlingsrespons, vurdering av husdyrgjødsla og datagrunnlag for mer balansert N-gjødsling
N-gjødsling og avlingsrespons
Over flere tiår har det vært gjennomført gjødslingsforsøk i Norge, både stasjonsforsøk og feltforsøk. De fleste er av eldre årgang, men heldigvis finnes det også forsøk gjennomført de siste fem årene. En utfordring med gjødslingsforsøk er at gjødsling og avlingsrespons er et samspill mellom geografi (klima, vær, jordart, næringsstatus), slåttestrategi, først og fremst antall slåtter og slåttetidspunkt, samt alder på enga. For å studere sammenhengen mellom N-gjødsling og avlingsrespons har jeg satt sammen et datasett som består av 22 forsøksrapporter med til sammen 138 forsøksledd. I datasettet inngår kun forsøk hvor det også er med et 0-ledd, det vil si et forsøksledd hvor det ikke er gjødslet med N og som benyttes som en korreksjonsfaktor. I den statistiske modellen er det tatt hensyn til antall slåtter (2 eller 3 slåtter). Siden antall slåtter ikke alltid er sammenlignet innen forsøk og lokasjon, er forsøk i den statistiske modellen lagt inn som en tilfeldig effekt.
Liten hensikt å diskutere om gjødslingsnormen skal være 28 eller 30 g N per kg tørrstoffavling hvis vi ikke kjenner innholdet i husdyrgjødsla
Sammenheng N-gjødsling og tørrstoffavling
Figur 1 viser sammenhengen mellom N-gjødsling (kg/dekar) og tørrstoffavling (kg/dekar). For både 2- og 3-slåttsystemer er det en krumlinjet avlingsrespons, men formen på de to kurvene er forskjellige, hvor avlingsresponsen for et 2-slåttsystem når toppen ved 29 kg N/dekar mens toppen nås ved 39 kg N for et 3-slåttsystem. En alternativ og mer robust modell er å bruke gram N per kg tørrstoffavling (TSA) på x-aksen (uavhengig variabel) da det vil fange opp mer av variasjonen mellom forsøk og høstestrategier (Figur 2). Høyeste avlingsrespons er ved 40 og 44 g N/kg TSA for henholdsvis et 2- eller et 3-slåttsystem. For å fastsette maksimal tørrstoffavling per kg N kan vi benytte samme matematiske fremgangsmåte som vi har brukt i NorFor systemet for å fastsette AAT behovet til melkeproteinproduksjon. Avledet fra linjene i Figur 2 er maksimum tørrstoffavling i et 2- slåttsystem 28 g N per kg TSA og for et 3-slått system 30 gram. I motsetning til tradisjonell krumlinjet modellering, er marginalresponsen med denne fremgangsmåten avhengig av N-nivå, noe som gir et bedre grunnlag for å bestemme økonomisk optimalt nivå (Figur 3).
Økonomisk optimalt gjødslingsnivå
Økonomisk optimalt N-nivå er vanskelig å fastsette. Grenseverdien er avhengig av prisen på N, og i en situasjon hvor handelsgjødsel kombineres med husdyrgjødsel er den spesielt vanskelig å fastsette. Et alternativ er å inkludere kostnaden ved spredning av husdyrgjødsel da den varierer betydelig mellom gårder. Den andre faktoren er kostnaden på grovfôret. Her er det flere aktuelle kostnadsmodeller; total grovfôrkostnad eller variabel kostnad inkludert høstekostnad? Et tredje alternativ er å benytte grovfôrets marginalkostnad. Her er det mange muligheter. Økonomisk optimalt gjødslingsnivå bør ideelt sett beregnes for den enkelte gård basert på faktiske grovfôrkostnader. Basert på dataene i Figur 2 og 3, og med en N-pris på 14 kr per kg, og en grovfôrpris på 2,30 kr per kg tørrstoff, vil eksempelvis et økonomisk optimalt nivå være ca. 2 enheter lavere enn maksimal avlingsrespons (Figur 3). Sammenlignet med NIBIO og Yara sine anbefalinger gir modellene beskrevet i Figur 2 og 3 lavere N-behov (3-4 prosent) ved 500 kg tørrstoff per dekar, mens ved 1 000 kg tørrstoff per dekar gir modellen om lag 8–12 prosent høyere behov, avhengig om det er et 2- eller 3-slåttsystem. I NIBIO og Yara sine normtall er det uklart om N-behovene angir maksimale eller økonomiske nivåer. Det skaper også uklarheter ved å oppgi avling i fôrenheter (FEm) da avling i praksis sjelden måles på FEm-basis. Omregningsfaktor fra FEm til tørrstoff gir også grunnlag for usikkerhet. Vi bør derfor fremover angi avling på tørrstoffbasis.
Husdyrgjødsel og optimal gjødsling
Husdyrgjødsla er en viktig ressurs, og kjennskap til innhold og utnyttelse er avgjørende for optimal gjødsling. Analyser av storfegjødsel viser stor variasjon i tørrstoffprosent og innhold av N, fosfor og kalium. Eksempelvis vil tilførsel av 4 tonn per dekar med 6 prosent tørrstoff og 3,1 kg N per tonn gi en bruttotilførsel på 12,4 kg N per dekar. Med samme mengde, men med et tørrstoffinnhold på 3 prosent og et N-innhold på 1,8 kg N per tonn blir tilførselen 7,2 kg per dekar. Dette før det korrigeres for tap ved spredning og beregning av plantetilgjengelig N. NIBIO har utviklet en meget interessant modell for å beregne plantetilgjengelig N fra husdyrgjødsel (https://lmt.nibio.no/husdyrn/) hvor det tas hensyn til jordtype, nedbør, spredetidspunkt, temperatur, spredemetode, vindforhold, jordfuktighet og nedmolding. En sensitivitetsvurdering av modellen viser stor variasjon i hvor mye av N-innholdet i husdyrgjødsla som faktisk blir tilgjengelig for plantene. Tapet av N kan være opp mot 70 prosent, hvor de mest sensitive variablene er spredemetode (stripespredning/viftespredning), jordtype og værforhold under spredning. Tabell 1 viser eksempel på beregnet gjødslingsbehov ved å sammenligne husdyrgjødsel med høyt og lavt N-innhold og gode og dårlige spredeforhold. Det legges til grunn 900 kg tørrstoff per dekar, 3 slåtter og 4 tonn vårspredd husdyrgjødsel per dekar.
Viktig å kjenne N-innholdet i husdyrgjødsla
Eksemplene viser hvor viktig det er å kjenne til N-innholdet i husdyrgjødsla og at gode modeller for plantetilgjengelig N må bygges inn gjødselplanleggingsverktøyene. Min erfaring er at vi tar ut for få prøver av husdyrgjødsla og det har derfor liten hensikt å diskutere om gjødslingsnormen skal være 28 eller 30 g N per kg tørrstoffavling hvis vi ikke kjenner innholdet i husdyrgjødsla. Det samme gjelder vurderingene rundt ny gjødselforskrift. Det er meningsløst å diskutere N og fosfortilførsel fra husdyrgjødsla hvis det ikke tas hensyn til variasjon mellom gårder i avlingsnivå og kjemisk innhold i husdyrgjødsla. Optimal gjødsling krever at vi har et dynamisk gjødselplanleggingsverktøy hvor behovet for handelsgjødsel reberegnes når vi vet hvor mye næring fra husdyrgjødsla som har blitt tilført. Min hypotese er at vi for ofte overvurderer gjødseleffekten av husdyrgjødsla og at vi dermed gjødsler enga vår for svakt. En måte å dokumentere dette på er å legge ut såkalte minimum- og maksimumruter ved gjødsling. Det er en god metode for å dokumentere gjødslingseffekt, ikke minst i en situasjon med bruk av husdyrgjødsel.
4 tonn vårspredd, 3,1 kg N/tonn, god tilgjengelighet |
4 tonn vårspredd, 3,1 kg N/tonn, lav tilgjengelighet |
4 tonn vårspredd, 1,8 kg N/tonn, god tilgjengelighet |
4 tonn vårspredd, 1,8 kg N/tonn), lav tilgjengelighet |
|
---|---|---|---|---|
Behov, kg N/ dekar¹ |
25,3 (23,9) |
25,3 (23,9) |
25,3 (23,9) |
25,3 (23,9) |
Plantetilgjengelig N fra husdyrgjødsel, kg/dekar |
6,5 |
4,0 |
3,9 |
2,6 |
Handelsgjødsel 25-2-6 |
71 |
80 |
80 |
85 |
Potensielt avlingstap, kg tørrstoff per dekar |
52 |
50 |
95 |
¹ Tallene i parentes er nettobehov etter korrigert for jordtype og kløverinnhold (10 prosent)
Gode estimater på avlingsnivå er avgjørende
Slik gjødslingsmodellene er bygget opp, styres N-behovet hovedsakelig av planlagt avlingsnivå. Lang veksttid og intensive høstesystemer (4-5 slåtter) har vist avlingsrespons helt opp til 40–45 gram N per kg TSA. Optimal N-gjødsling krever at vi har gode estimater på både faktisk og potensiell avling, aller helst ned på skiftenivå. Vi må derfor bli flinkere til å registrere avling og vi må bli bedre til å ta i bruk de grasvekstmodellene som er utviklet av NMBU og NIBIO. Eksempel på et slik verktøy er Kilden (https://kilden.nibio.no) som inneholder en modul som beregner potensiell avlingsmengde for gras basert på historiske klimadata, veksttidas lengde og jordkartdata. Ved å ta i bruk denne modellen har vi et mye bedre grunnlag for å vurdere potensiell avlingsmengde og grunnlaget for gjødslingsintensitet. Min er faring og tester er at denne modellen er svært interessant som gjødslingsgrunnlag i kombinasjon med registrerte avlingsmengder. En svakhet er dessverre at mye av landet fortsatt ikke er jordkartlagt og derfor gir et begrenset bruksområde. Arbeid med jordkartlegging må prioriteres. En annen meget interessant modell er NIBIO sin Roughage nutrition model (https://www.vips-landbruk.no/roughage/nutrition/). Begge disse verktøyene bør etter min mening videreutvikles og inngå i fremtidige verktøy for gjødslingsplanlegging. I kombinasjon med gode gjødslingsmodeller og satellittdata gir de et meget godt grunnlag for å kunne øke grovfôrets energi og proteininnhold og samtidig sikre høye avlinger. Ikke minst er det viktig for å få et skikkelig faglig grunnlag når vi diskuterer en revidert gjødselforskrift.