Økologiske sædskifter til KORNPRODUKTION

Transkript

1 Forskningscenter for Økologisk Jordbrug Økologiske sædskifter til KORNPRODUKTION Økologisk jordbrug er afhængig af et frugtbart samspil mellem jord, afgrøder og husdyr. Sammensætningen af sædskiftet er derfor af stor betydning for produktionens størrelse og for bæredygtigheden. Margrethe Askegaard og Jørgen E. Olesen, Afd. for Plantevækst og Jord, Forskningscenter Foulum Ilse A. Rasmussen, Afd. for Plantebeskyttelse, Forskningscenter Flakkebjerg Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

2 Økologiske sædskifter Økologisk planteproduktion afhænger af balancen mellem afgrøder og husdyr. En stigende efterspørgsel på økologisk korn og bælgsæd fører til spørgsmålet: Hvordan kan sædskiftet indrettes, så kornproduktionen øges uden at bæredygtigheden mindskes? En øget andel af korn og bælgsæd vil reducere dyrkningssystemernes stabilitet. Det er svært at skaffe tilstrækkelige mængder kvælstof til afgrøderne, og der er problemer med at kontrollere ukrudtet. Kvælstofforsyningen på rene planteavlsbrug reguleres gennem: kvælstoffikserende afgrøder fangafgrøder import af husdyrgødning Formål Forsøget skal belyse mulighederne for på kort og langt sigt at øge kornproduktionen i økologisk jordbrug. Betydningen af sædskiftets sammensætning og gødningsniveau for udbytte, næringsstofudvaskning og ukrudtsproblemer undersøges. Forsøgsbehandlinger I forsøget indgår tre faktorer: Sædskifte (stigende andel korn) Fangafgrøde (uden/med efterafgrøde eller samdyrket kløver) Gødning (uden/med) Der anvendes fire forskellige firemarkssædskifter. Det er dog ikke alle sædskifter, der sammenlignes på alle forsøgssteder. Forsøget startede i År 2000 var derfor sidste år i første rotation. Herefter blev sædskifterne optimeret på nogle områder. I tabellerne vises sædskifterne i perioden samt de nye sædskifter fra år Fangafgrøder Fangafgrøderne i sædskifte 1, 2 og 3 er alm. rajgræs + cikorie, evt. iblandet kløver. I sædskifte 4 anvendes desuden en efterafgrøde af rajgræs, rødkløver og hvidkløver. Fangafgrøderne sås som udlæg i korn og bælgsæd om foråret. Hvis etableringen af fangafgrøderne mislykkes, sås efter høst en blanding af rug og vinterraps, rug og olieræddike eller rug og vintervikke. Gødskning De gødede parceller tilføres gylle i en mængde svarende til 40% af sædskiftets kvælstofbehov. Kvælstofbehovet for kløvergræs, lupin og ært/byg er sat til nul. Al halm og kløvergræsproduktion efterlades el. forbliver på marken. Forsøgsopbygning Forsøget er placeret på fire forsøgssteder i Danmark: Jyndevad (JB1) i Sønderjylland, Foulum (JB4) i Midtjylland Flakkebjerg (JB6) på Sjælland Holeby (JB7) på Lolland Forsøget gennemføres i to gentagelser, dog kun én gentagelse på Holeby. Der er græsrabatter mellem alle storparceller for at undgå jordoveroverslæbning. Hver storparcel er opdelt i 3-5 underparceller, hvoraf to er reserveret til måling af høstudbytte. De øvrige underparceller benyttes til mindre forsøg og prøvetagninger. 2

3 Ukrudtsbekæmpelse Ukrudtsbekæmpelse i korn og bælgsæd uden fangafgrøder foregår ved ukrudtsharvning. Nogle kornafgrøder dyrkes dog på dobbelt rækkeafstand for at give mulighed for radrensning. Ved store ukrudtsproblemer forsinkes såning af udlæg, så der kan udføres ukrudtsbekæmpelse i korn og bælgsæd med fangafgrøder. Stort rodukrudt som agertidsel og gråbynke bekæmpes manuelt eller ved radrensning på dobbelt rækkeafstand. Roerne holdes fuldstændig fri for ukrudt. Det sker ved en kombination af flammebehandling før fremspiring, radrensning, hakning samt oprykning af stort ukrudt. Andre forsøg Sædskifteforsøget benyttes desuden af andre projekter til at undersøge spørgsmål, hvor sædskiftet spiller en betydelig rolle, bl.a. Effekt af løsning af pløjesål Effekt af pakning af pløjelaget Omsætning af organisk stof i jorden Konkurrence mellem dæksæd og udlæg Effekt af gødskning med kalium og svovl Udviklingen i jordens pulje af ukrudtsfrø Forekomst af nyttedyr og biologisk kontrol af bladlus i vinterhvede. I storparceller uden fangafgrøder bekæmpes kvik efter høst ved gentagne harvninger eller fræsninger. Hvis der i sædskiftet forekommer kvik over en vis tærskelværdi gennemføres desuden en kvikbekæmpelse i kløvergræsmarken i parceller såvel med som uden efterafgrøder: Efter de første et-to slæt i kløvergræsset foretages en skrælpløjning, og kvikken bekæmpes ved gentagne harvninger. Der sluttes af med en dyb pløjning, hvorefter der sås en hurtigtvoksende efterafgrøde eller vintersæden sås tidligt. Målinger Der måles udbytte i alle storparceller i forbindelse med høst. Der måles kvælstof, fosfor og kalium i udbyttet. Desuden måles mængden af efterafgrøde om efteråret. Forekomst af ukrudt, sygdomme og skadedyr registreres i storparceller med korn og bælgsæd. Udvaskning af kvælstof og kalium måles ved hjælp af sugeceller i udvalgte forsøgsbehandlinger. 3

4 De fire forsøgssædskifter og deres fordeling på stederne Kun i Jyndevad Alle fire steder Flakkebjerg og Holeby Foulum, Flakkebjerg og Holeby Sædskifte 1 Sædskifte 2 Sædskifte 3 Sædskifte 4 Uden fangafgrøde Vårhvede Lupin Ært/byg Roer Havre Vintersæd Ært/byg Med fangafgrøde Vårhvede:gr Lupin:gr+kl :gr Ært/byg:gr+kl :gr+kl Roer Havre:kløver /kløver Vintersæd/kløver Ært/byg:gr+kl Sædskifte 1 Sædskifte 2 Sædskifte 3 Sædskifte 4 Uden fangafgrøde Med fangafgrøde Havre Ært/byg Havre:gr+ci Ært/byg:gr+ci+kl Vintersæd Lupin Vintersæd:gr+ci Lupin 1 :gr+ci+kl Roer :gr+ci+kl Roer Havre Vårbyg Lupin :gr+kl Havre:gr+kl Vårbyg:gr+ci Lupin 2 1 fra 2002: lupin/byg på Foulum, Flakkebjerg og Holeby, og lupin/hestebønne/byg på Jyndevad. 2 fra 2002: lupin/byg på Flakkebjerg og Holeby, og lupin på Foulum. gr græs gr+ci græs + cikorie gr+ci+kl græs + cikorie + kløver gr+kl før 2001: græs + 4 slags kløver fra 2001: græs + rødkløver + hvidkløver : viser udlæg / viser blandsæd eller samdyrkning 4

5 Udbytter i afgrøderne Udbytterne på de fire forsøgssteder som gennemsnit for er vist i tabel 1. Der er i alle kornafgrøder et merudbytte for gødskning med gylle. Bælgsæden er ikke gødet i dyrkningsåret. Fangafgrøder har især øget udbyttet i vårsæden. Det gennemsnitlige udbytte i sukkerroer lå på 13,0 og 12,5 t tørstof pr. ha på henholdsvis Flakkebjerg og Holeby. Tabel 1. Kerne- og frøudbytter (hkg/ha med 15 % vand) på de fire forsøgssteder i perioden Uden fangafg. Med fangafg. Uden fangafg. Med fangafg Afgrøde Ugødet Gødet Ugødet Gødet Ugødet Gødet Ugødet Gødet Jyndevad (grovsandet jord) Foulum (lerblandet sandjord) Vårbyg Havre efter kløvergræs efter havre Triticale efter hvede Ært/byg Vårhvede Lupin Flakkebjerg (sandblandet ler) Holeby (lerjord) Vårbyg Havre efter kløvergræs efter havre efter hvede Ært/byg Udbytter på sædskifteniveau Det gennemsnitlige udbytte for hele rotationen er beregnet som det samlede udbytte for de fire forsøgsår delt med fire. Herved korrigeres for, at kløvergræsmarken i sædskifte 1 og 2 ikke bidrager til udbyttet. Der var i alle tilfælde en god effekt af gødning på udbytterne (tabel 2). Den højere gødningseffekt i sædskifte 4 sammenlignet med de andre sædskifter skyldes, at der er i sædskifte 4 er benyttet større gødningsmængder end i de andre sædskifter. Det hænger sammen med de højere normer for vintersæden i sædskifte 4. På sædskifteniveau var der kun små effekter af fangafgrøder på udbyttet. I sædskifte 2 var der kun positive effekter af efterafgrøder i vårbyg, hvilket gav merudbytter for sædskiftet på ca. 1 hkg/ha. I sædskifte 4 gav fangafgrøder en udbyttestigning på 3 hkg/ha på Flakkebjerg, men en udbyttenedgang på 5 hkg/ha i de gødede behandlinger på Foulum. Forskellen skyldes især at samdyrkningen af vinterhvede og kløver gav udbyttenedgang på Foulum, men en svag udbyttestigning på Flakkebjerg. Den meget kraftigere havre på Foulum end Flakkebjerg gav et betydeligt ringere udlæg af hvidkløver og dermed mindre kvælstof til vinterhvede i samdyrkningen. 5

6 Der var stort set ikke forskel på udbytterne i sædskifte 1 og 2 på Jyndevad. Der er altså ingen udbyttemæssige fordele ved dyrkning af vintersæd på denne sandjord. Udbyttet på sædskifteniveau var højere i sædskifte 4 end i sædskifte 2. Forskellen var ca. 4 hkg/ha uden gødning og ca. 8 hkg/ha med gødning. Den gunstige effekt af kløvergræsset på udbytterne har altså ikke kunnet opveje ulemperne ved at undvære produktionen i en fjerdedel af sædskiftet. Tabel 2. Gennemsnitligt årligt kerneudbytte for hele rotationen (hkg pr. ha med 15% vand). Sted Sædskifte Uden efterafgrøde Med efterafgrøde Ugødet Gødet Ugødet Gødet Jyndevad Foulum Flakkebjerg Fangafgrøder og udbytter i vårbyg I vårbyg i sædskifte 2 var udbyttet påvirket af efterafgrøden i den forudgående ært/byg afgrøde (tabel 3). Det gennemsnitlige merudbytte for efterafgrøde var 8 hkg/ha ved Jyndevad, 5 hkg/ha ved Foulum og 4 hkg/ha ved Flakkebjerg. De største merudbytter blev opnået på sandjorden, hvilket kan hænge sammen med at risikoen for kvælstofudvaskning er størst på sandjord. Desuden spiller kaliumudvaskning formentlig også en rolle på sandjorden. Der var betydelige forskelle mellem årene. I 1999 var der på alle forsøgssteder en stor udbytteeffekt af efterafgrøder. I gennemsnit af alle stederne var merudbyttet 11 hkg/ha i 1999, men kun 2 og 3 hkg/ha i henholdsvis 1998 og Vejrforholdene i det enkelte år har formentlig spillet en betydelig rolle for hvor hurtigt kvælstof i efterafgrøden er frigivet og optaget i vårsæden. Tabel 3. Kerneudbytte i vårbyg i sædskifte 2 (hkg pr. ha med 15% vand). Sted År Uden efterafgrøde Med efterafgrøde Ugødet Gødet Ugødet Gødet Jyndevad (JB1) Foulum (JB4) Flakkebjerg (JB6) Fangafgrøder og udbytter i havre 6

7 Efterafgrøder i den forudgående ært/byg gav gennemsnitlige udbyttestigninger i havre på 2 og 5 hkg/ha ved henholdsvis Foulum og Flakkebjerg (tabel 4). Dette skyldes især positive virkninger i 1999 og 2000, hvorimod effekten udeblev i Tabel 4. Kerneudbytte i havre i sædskifte 4 (hkg pr. ha med 15% vand). Sted År Uden efterafgrøde Med efterafgrøde Ugødet Gødet Ugødet Gødet Foulum (JB4) Flakkebjerg (JB6) Fangafgrøder og udbytter ært/byg Ært/byg indgik i både sædskifte 2 og sædskifte 4 i forsøget. I sædskifte 2 var fangafgrøden rajgræs i vinterhvede forud for ært/byg. Fangafgrøden i sædskifte 4 var derimod hvidkløver, som havde ligget i samdyrkning med vinterhvede i to år forud for ært/byg. I sædskifte 2 påvirkede efterafgrøden ikke totaludbyttet i ært/byg (tabel 5). I sædskifte 4 var der derimod et gennemsnitligt merudbytte for fangafgrøde på 5 hkg/ha på Foulum og 13 hkg/ha på Flakkebjerg. Det skyldes formentlig ikke blot en stor kvælstofeftervirkning, men også at fangafgrøder øger jordens vandholdende evne, hvilket er af særlig stor betydning for ærter. Tabel 5. Udbytte i ært/byg til modenhed i sædskifte 2 og 4 med og uden efterafgrøde (hkg pr. ha med 15% vand) Sted År Sædskifte 2 Sædskifte 4 Uden Med Uden Med Foulum (JB4) Flakkebjerg (JB6)

8 Sædskifte og udbytte i vårbyg På Jyndevad er vårbyg dyrket efter enten lupin eller ært/byg (tabel 6). Lupin som forfrugt har i forhold til ært/byg givet et merudbytte på 6 hkg/ha i vårbyg. Der var ikke udbyttemæssig forskel på efterafgrøde ved de to forfrugter. Tabel 6. Udbytter i vårbyg (hkg/ha) efter henholdsvis lupin og ært/byg med og uden efterafgrøder. År Lupin Ært/byg Uden Med Uden Med Gennemsnit Hvede kvitterer for kløvergræs kræver meget kvælstof for at give et højt udbytte. En betydelig kvælstofforsyning kan fås gennem en helårsgrøngødning, som pløjes ned forud for hveden. Dette har givet meget forskellige resultater på de forskellige lokaliteter og i de forskellige år. På Jyndevad har udbyttet i gødet vintersæd ligget på et konstant lavt niveau på ca. 40 hkg/ha. Det hænger formentlig sammen med at kvælstoffet her tabes ved udvaskning om vinteren. På Foulum og Flakkebjerg er der en god sammenhæng mellem mængden af kvælstof i helårsgødningen og udbyttet i den efterfølgende hvede (figur 1). Denne kvælstofmængde blev målt som summen af kvælstoffet i plantemassen ved alle afhugningerne. Kløveren svigtede ved Flakkebjerg i 1997 og ved Foulum i 2000, hvilket klart var at se på udbytterne i hveden året efter. Kerneudbytte (hkg/ha) Jyndevad Foulum Flakkebjerg Kvælstof i kløvergræsset (kg N/ha) Figur 1. Udbytte i vinterhvede i forhold til tilbageført kvælstof i den forudgående kløvergræs. 8

9 Kvælstofudvaskning Udvaskningen af nitrat-kvælstof (N) var størst på den grovsandede jord på Jyndevad. Som gennemsnit af første rotation blev der i sædskifte 2 (uden fangafgrøde og med gødning) udvasket 11 kg N/ha på Holeby, 26 kg N/ha på Flakkebjerg, 44 kg N/ha på Foulum og 92 kg N/ha på Jyndevad. På Holeby og Flakkebjerg var udvaskningen muligvis endnu mindre idet roddybden kan overstige dybden af de installerede sugeceller. Sugecellerne der anvendes til at opsamle jordvæske er installeret i 0,8 m dybde på Jyndevad og i 1 m dybde på de øvrige lokaliteter. Nedpløjning af kløvergræsset i efteråret forud for såning af vinterhveden medførte en fordobling af udvaskningen i forhold til udvaskningen efter vårbyg med udlæg. Dette højere niveau forblev nogenlunde uændret i de efterfølgende afgrøder. En udvaskningssæson regnes fra 1. april til 31. marts det efterfølgende år. Det vil sige at kløvergræs tillægges et stort udvaskningstab efter ompløjning om efteråret. 120 Nitrat udvaskning (kg N ha -1 år -1 ) Jyndevad Foulum Flakkebjerg Holeby Figur 2. Årlig kvælstofudvaskning i sædskifte 2 med gødning og uden fangafgrøder. Fangafgrøder mindsker udvaskningen Brug af fangafgrøder mindskede udvaskningen med 33% på Jyndevad i både sædskifte 1 og sædskifte 2 (tabel 7). På Foulum blev udvaskningen i sædskifte 2 mindsket med cirka 25% ved brug af fangafgrøder, mens der ingen effekt var i sædskifte 4. Dette skyldes muligvis at hvidkløver udgjorde en væsentlig del af fangafgrøderne i dette sædskifte. På lerjorden i Flakkebjerg var der ingen sikker effekt af fangafgrøder på N- udvaskningen, hverken i sædskifte 2 eller sædskifte 4. Her var niveauet af udvaskningen dog i forvejen lavt. Tabel 7. Udvaskning af kvælstof fra sædskifterne med og uden fangafgrøder, (kg N/ha). 9

10 Sted Sædskifte Uden fangafgrøde Med fangafgrøde Jyndevad Foulum Flakkebjerg Frøukrudt i den første rotation På Jyndevad er det især den konkurrencesvage vårhvede samt vinterhveden, der er meget ukrudt i (tabel 8). På Foulum er det alle afgrøder med udlæg af kløvergræs eller fangafgrøde, hvor der ikke er bekæmpet ukrudt, der har høje ukrudtsniveauer. Desuden er der meget ukrudt i vintersæd med fangafgrøde i sædskifte 4 det er systemet med samdyrkning med hvidkløver ( ), hvor det har være svært at holde ukrudtsniveauet nede. Der har på Jyndevad i løbet af de første 4 år være en generel tendens til faldende ukrudts mængde (figur 3), mens der på de øvrige lokaliteter oftest har været en stigende tendens. Årsagen kan bl.a. være at Jyndevad startede med et forholdsvis højt niveau af ukrudt. Der er gjort meget for at gennemføre en effektiv bekæmpelse, bl.a. er udlæg og efterafgrøde sået noget senere end kornet, således at der også er bekæmpet ukrudt i afgrøder med udlæg. På de øvrige lokaliteter er der kun udført ukrudtsbekæmpelse i afgrøder uden udlæg. Tabel 8. Tørstof af ukrudt (g/m 2 ) i de forskellige afgrøder på de fire forsøgssteder i perioden som gennemsnit for parceller med og uden gødning samt med og uden fangafgrøde. Uden fangafg. Med fangafg. Uden fangafg. Med fangafg Afgrøde Ugødet Gødet Ugødet Gødet Ugødet Gødet Ugødet Gødet Jyndevad (grovsandet jord) Foulum (lerblandet sandjord) Vårbyg Havre efter kløvergræs efter havre Triticale efter hvede Ært/byg Vårhvede Lupin Flakkebjerg (sandblandet ler) Holeby (lerjord) Vårbyg Havre efter kløvergræs efter havre efter hvede Ært/byg

11 g ukrudt/m Jyndevad Foulum Flakkebjerg Holeby Figur 3. Udvikling i ukrudt i ært/byg. Rodukrudt Ved anlæg af de økologiske sædskifteforsøg fandtes der ikke ret meget rodukrudt på nogen af arealerne lidt kvik på Jyndevad var det hele. Kvik blev hurtigt et problem på Jyndevad, og der blev gennemført stubbearbejdning i stort set alle parceller uden efterafgrøde når det var muligt, altså efter vinterhvede, vårhvede og bælgsæd. I år 2000 havde kvikbestanden udviklet sig til kvikskud/m 2 i afgrøder med fangafgrøde og 0-25 kvikskud/m 2 i afgrøder uden fangafgrøde. Som følge af udviklingen i kvikbestanden er der siden sommeren 2000 udført sommerbrak i kløvergræsset på Jyndevad, også i sædskifterne med fangafgrøde. På Flakkebjerg blev tidsler et problem, og på trods af at tidslerne blev stukket i knopstadiet i alle sædskifterne, udviklede bestanden sig fra år til år. I år 2000 var der tydelige effekter af sædskifte og efterafgrøde (figur 4). Der var langt større biomasse af tidsler i parceller uden fangafgrøde end med. Det er sandsynligvis ikke konkurrence fra de undersåede fangafgrøder i havren der forårsagede dette, men muligvis at den forudgående fangafgrøde fastholder næringsstoffer i den øvre del af rodzonen, som havren kan udnytte og dermed bedre konkurrere med tidslerne. Tidsler tørstofvægt (g/m 2 ) Ært:byg Havre Sædskifte 2 Sædskifte 4 Sædskifte 2 Sædskifte 4 Uden fangafgrøder Med fangafgrøde Figur 4. Vægt af tidsler på Flakkebjerg i

12 Videnskabeligt ansvarlige Margrethe Askegaard Afd. for Plantvækst og Jord Forskningscenter Foulum Postboks 50, 8830 Tjele Tlf Fax Jørgen E. Olesen Afd. for Plantevækst og Jord Forskningscenter Foulum Postboks 50, 8830 Tjele Tlf Fax Ilse A. Rasmussen Afd. for Plantebeskyttelse Forskningscenter Flakkebjerg 4200 Slagelse Tlf Fax Ansvarlige på forsøgssteder Henning Thomsen Jyndevad Forsøgsstation Flensborgvej 22, 6360 Tinglev Tlf Fax Erling Nielsen Foulumgård Forskningscenter Foulum Postboks 50, 8830 Tjele Tlf Fax Eugene Driessen Afd. for Plantebeskyttelse Forskningscenter Flakkebjerg 4200 Slagelse Tlf Fax Julie Steding-Jessen Grønt Center Maribovej 9, 4960 Holeby Tlf Fax Grafisk layout: Rita Bundgaard, DJF Besøg vores hjemmeside på