Jorden som dyrkningsmedie Lars J. Munkholm Institut for Agroøkologi Aarhus Universitet OptiTill møde 25/2 2014

Hvem er jeg? Opvokset på landbrug Agronom 1992 Planteavlskonsulent 93-96 Forsker ved DJF/AU 96-2014 Forskning . nøgleord: Jordkvalitet, jordstruktur, jordbearbejdning, jordpakning, rodvækst, effekt af jordbearbejdning på tab af drivhusgasser og næringsstoffer

Hvordan kan jordstrukturen give problemer? . Hjulspor Såbed Strukturproblemer Skorpedannelse/knoldet Harvesål Underjordspakning Pløjelag 5 30 33 100 100 cm Pløjesål Underjord 100 cm 100 cm Pierret et al. 2005

Udbyttetab Problem Dybde Udbyttetab Skorpe 0-5 cm Omsåning/stort Harvesål 5-20 cm 5-25% Pløjesål 20-40 cm 3-10% Underjord >30 cm <5%

Problemer med såbedskvalitet Foto: Janne Aalborg Nielsen

Det perfekte såbed Løs jord 0,5-8mm Frø på fast bund “Hair-pinning” Dårlig frø/jord kontakt Tilslemning/erosion Dårlig ilttilførsel Løs jord 0,5-8mm Frø på fast bund 0-20 cm Gode betingelser for rodvækst

Smuldreevne/bearbejdbarhed Hvad er det? God smuldreevne = let at bryde store knolde, svært bryde små aggregater Hvad siger det noget om? Jordens evne til at danne et passende såbed ved jordbearbejdning Behov for energi til jordbearbejdning

Hvad afhænger smuldreevne af? Jordtype Vandindhold Organisk stof Pakningsgrad

Smuldreevne vs. vandindhold Vindue i vandindhold lig tid til rettidig jordbearbejdning Munkholm et al, 2011

Smuldreevne vs. vindue i vandindhold Munkholm et al., 2002

Smuldreevne vs. organisk stof Rothamsted jorde Askov jorde Schjønning et al., 2009

Organisk stof og energiforbrug 10-20% reduktion i energiforbrug ved pløjning i canadiske og engelske forsøg (McLaughlin et al., 2002; Watts et al., 2006)

Effekt af pakning og intensiv harvning Effekt af org. stof Abdollahi et al, 2014

Eksempler på struktur i pløjelag Smuldrende Meget kompakt

Undgå den onde cirkel Lavt kulstofindhold Lille tilførsel af org. stof Dårlig smuldreevne Lav strukturstabilitet Intensiv jordbearbejdning Lille vindue i vandindhold Needs more work Hård ved udtørring

Såbed: hvad kan gøres? Strukturopbygning/stabilisering Trafik Organisk stof tilførsel Halm, husdyrgødning, sædskifte, efterafgrøder Kalkning Trafik Undgå kørsel på våd jord Dæktryk Jordbearbejdning Optimeret rettidighed Behovsbestemt intensitet

Pakning

Pakning –problemer under såbed Dårlig rodvækst Dårlig afvanding ved regnskyl

Betingelser for rodvækst da Silva et al., 1994

Vindue i vandindhold rodvækst 12-16 cm 4-8 cm Pløjet 0,21 Harvet 0,23 0,05 Direkte Direkte 0,11 Kadziene et al., 2011

Sandet jord med pakningsproblem under såbed Foto: Anne Weil, Canada

Pakning i overjord – hvad kan vi gøre ved det? Forebyggelse fremfor helbredelse Lave dæktryk Kontrolleret trafik Jordløsning Biologisk jordløsning (jordløsnende afgrøder/regnorme) Mekanisk jordløsning (pløjelag) Dyrke modstandsdygtige arter/sorter

Effekt af jordbearbejdning og efterafgrøde Flere store sammenhængende porer Abdollahi and Munkholm, 2014

Opsummering Jordens smuldrevne Pakning under såbedsdybde Sæt gang i den gode cirkel. Tilførsel af organisk stof, skånsom trafik, behovsbestemt jordbearbejdning gør jorden let at bearbejde. Pakning under såbedsdybde Forebyggelse – lavt dæktryk, undgå kørsel på våd jord Biologisk eller mekanisk jordløsning

Abdollahi and Munkholm, 2014

Abdollahi and Munkholm, submitted

Elora Rotation and Tillage trial Silt loam (16% ler, 44% silt, 4% humus) Start 1980 7 sædskifter C-C-C-C: kont. Majs C-C-O(RC)-W(RC): alsidigt sædskifte C-C-S-S: majs/soyabønne Jordbearbejdning Moulboard ploughing (MP) No-till (NT)

Elora 4 juni 2010 Ploughed No-till Continuous corn Corn in rotation

Visual evaluation of soil structure (0-20 cm) Elora, Jun 4 2010 C-C-C-C: MP C-C-O(RC)-W(RC) :MP C-C-S-S: MP VSSQA: 1.75 VSSQA: 1.0 VSSQA: 1.75 Block 3

Visual soil structural quality assessment (0-20 cm) Jun 4 2010 C-C-C-C: NT C-C-O(RC)-W(RC) :NT C-C-S-S: NT VESS: 3 VESS: 1.75 VESS: 2.8 Block 2

VESS scores Very compact MP scores -time Rotation effect Tillage effect Friable

Penetration resistance

Porosity, undisturbed cores

3D images- 36x36x36mm 60 micron voxels MP (CCCC) NT (CCCC)

Drop shatter test

Corn yield

VESS vs. yield

Visuel vurdering - VESS metoden Show spademethod with Stig Qualitative, holistic

Sq1 Smuldrende Sq5 Meget kompakt Structure quality Size and appearance of aggregates Visible porosity and Roots Appearance after break-up: various soils Appearance after break-up: same soil different tillage Distinguishing feature Appearance and description of natural or reduced fragment of ~ 1.5 cm diameter Sq1 Friable Aggregates readily crumble with fingers Mostly < 6 mm after crumbling Highly porous Roots throughout the soil The action of breaking the block is enough to reveal them. Large aggregates are composed of smaller ones, held by roots. Sq2 Intact Aggregates easy to break with one hand A mixture of porous, rounded aggregates from 2mm - 7 cm. No clods present Most aggregates are porous Aggregates when obtained are rounded, very fragile, crumble very easily and are highly porous. Sq3 Firm Most aggregates break with one hand A mixture of porous aggregates from 2mm -10 cm; less than 30% are <1 cm. Some angular, non-porous aggregates (clods) may be present Macropores and cracks present. Porosity and roots both within aggregates. Aggregate fragments are fairly easy to obtain. They have few visible pores and are rounded. Roots usually grow through the aggregates. Sq4 Compact Requires considerable effort to break aggregates with one hand Mostly large > 10 cm and sub-angular non-porous; horizontal/platy also possible; less than 30% are <7 cm Few macropores and cracks All roots are clustered in macropores and around aggregates Aggregate fragments are easy to obtain when soil is wet, in cube shapes which are very sharp-edged and show cracks internally. Sq5 Very compact Difficult to break up Mostly large > 10 cm, very few < 7 cm, angular and non-porous Very low porosity. Macropores may be present. May contain anaerobic zones. Few roots, if any, and restricted to cracks Aggregate fragments are easy to obtain when soil is wet, although considerable force may be needed. No pores or cracks are visible usually. Fine aggregates Sq1 Smuldrende Sq5 Meget kompakt High aggregate porosity Low aggregate porosity Distinct macropores Grey-blue colour Ball et al., 2007; Guimaraes et al., 2011

Tak for opmærksomheden

Overvejelser ved overgang til reduceret jordbearbejdning Er jorden klar til opgaven? (problemer med såbedskvalitet, pakning, græsukrudt mm). Har du styr på den tunge trafik i marken? Forebyggelse af jordpakning er en forudsætning for at få reduceret jordbearbejdning til at fungere. Er du klar til at tænke i biologisk fremfor mekanisk jordløsning? (halmnedmuldning, efterafgrøder mm)