Institut for Jordbrugsvidenskab

Planternes ernæring – hvem-hvad-hvor efter universitetsfusionerne? Institut for Jordbrugsvidenskab Planternes ernæring – hvem-hvad-hvor efter universitetsfusionerne? Stadig et fagområde – organisatorisk en del af faggruppen for Plante- og Jordvidenskab, Inst. for Jordbrugsvidenskab, men nu KU Hvad arbejder vi med: Planteernæring Planters ernærings- fysiologi Jordbunds- frugtbarhed Afgrødekvalitet Mikronæringsstoffer Husdyrgødning Afgrøderester Plante-jord interaktioner Gødningsværdi og miljø Byernes affaldsstoffer N og P metabolisme og afgrødeudnyttelse Hvem er vi - 2 professorer, 6 lektorer (faste), 4 post-docs/adj., 15 phd. stud., 8 lab. + kontor, i alt ca. 35 Årlig forsknings omsætning på 10-15 mio. kr., financieret af EU, forskningsråd, minist.,priv. fonde, industri, DK & udviklingslande En række innovationsaktiviteter og erhvervssamarbejder Undervisning på 4 BSc og 8 MSc uddannelser

Er vore jordanalyser gode nok ? Institut for Jordbrugsvidenskab Er vore jordanalyser gode nok ? De fleste danske jordbundsanalyser er Udviklet i 1930’erne Ikke kalibrerede til danske jorde af i dag Utidssvarende basis (P, Cu….) Forældede analytiske principper (f.eks. ustabile spektroskopiske P målinger) Uni-elementar analyse, forskellige ekstraktionsmetoder

Vækstkurven og næringsstofmangel Institut for Jordbrugsvidenskab Vækstkurven og næringsstofmangel Udbytte Normal (pot. udb.) Forgiftning Skjult (latent) mangel Synlig mangel - det er denne vi er for dårlige til at identificere i dag ! Ombytteligt næringsstof

Institut for Jordbrugsvidenskab Hvordan bestemmer vi den plantetilgængelige koncentration af næringsstoffer i jord…? P Plante optag Kvantitet Intensitet

Normal DK værdier for makronæringsstoffer Institut for Jordbrugsvidenskab Normal DK værdier for makronæringsstoffer Forskellige ekstraktionsmidler – uni-/ bi-elementar Mikronæringsstoffer med EDTA/DTPA

Institut for Jordbrugsvidenskab For de fleste mikronæringsstoffer er jordanalysen meget problematisk Eks. Mn

Kt i danske jorde – den samme anbefaling for alle jorde? Institut for Jordbrugsvidenskab Kt i danske jorde – den samme anbefaling for alle jorde? Kalium-tal (Kt) Kummuleret Frekvens (%) 20 40 60 80 100 120 Fyn. Vestjylland 18-19,9 >20 0-1,9 2-3,9 4-5,9 6-7,9 8-9,9 10-11,9 12-13,9 14-15,9 16-17,9 51.258 prøver analyseret

Er vore jordanalyser gode nok ? Institut for Jordbrugsvidenskab Er vore jordanalyser gode nok ? De fleste danske jordbundsanalyser er Udviklet i 1930’erne Ikke kalibrerede til danske jorde af i dag Utidssvarende basis (P, Cu….) Forældede analytiske principper (f.eks. ustabile spektroskopiske P målinger) Uni-elementar analyse Derfor er der behov forskning: Er kalibreringerne af “normal-område” up-to-date? Afprøvning af nye ekstraktionsmetoder – samme ekstraktionsmiddel til alle næringsstoffer Multi-elementar tilgang – alle essentielle næringsstoffer i samme prøve – udnytte udvikling i analytik (ICP mm.) Mikronæringsstofferne bør i højere grad inddrages

Den kemiske planteanalyse ? Institut for Jordbrugsvidenskab Den kemiske planteanalyse ? Planteanalysen Kan afsløre aktuel, latent mangel i planterne Vise om næringsstofferne er i balance (antagonismer) ….men er meget lidt anvendt i Danmark pga. manglende tradtion, pris, svartid Velunderbyggede DK tærskelværdier/intervaller foreligger ikke, fastsat under udenlandske forhold Analysepris og –tid er faldende (150 kr., 3 dage) Analysemetoder anvendt i forskningen (ICP-MS, FT-IR, NIR etc) er ikke velafprøvet under praktiske DK forhold.

Den moderne planteanalyse er multi-elementar Institut for Jordbrugsvidenskab Den moderne planteanalyse er multi-elementar Vinterbyg, Stadium 30 Ringsted, Midtsjælland Koncentration i plantetørstof (µg/g) 20 40 60 80 100 120 140 160 Fe Mn Cu Zn B Mo

Hurtigdiagnostik af ernæringstilstand Institut for Jordbrugsvidenskab Hurtigdiagnostik af ernæringstilstand Krav til den ideale metode… Specifik og robust Høj følsomhed Hurtig, kort svartid Skal helst kunne gennemføres i marken Billig Eksempel: Mn Mn har en central nøgle-funktion i planters fotosyntese Analyse af klorofyl a fluorescens induktionen afslører om en plante har Mn-mangel PSII Lys Kulstof skeletter NPQ Fluorescens CP43 CP47 D1 Mn H2O O2

Klassifikation af Mn mangel Institut for Jordbrugsvidenskab Klassifikation af Mn mangel Udsendelse af klorofyl a fluorescens under Mn-mangel…. 4500 4000 X =PEU * 24 17 11 4 3500 3000 2500 Fluorescence (mV) 2000 1500 *: Plant Efficiency Unit 1000 500 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 Time (msec) PEU 95 - 100 Ingen Mn-mangel PEU 90 – 94 Svag Mn-mangel PEU 75 – 89 Moderat Mn-mangel PEU 60 – 74 Stærk Mn-mangel PEU 40 – 59 Meget stærk Mn-mangel PEU < 40 Extrem Mn-mangel Kloroser Nekroser Ikke synlige symptomer

Hurtigdiagnostik kan sikre overvintring Institut for Jordbrugsvidenskab Hurtigdiagnostik kan sikre overvintring Ult. okt. 2005 Forår 2006 MnSO4 MnSO4 MnSO4 PEU = 70 PEU = 95 PEU = ? PEU=0.64 Metoden detekterer altså skjult mangel Metode er uhyre følsom - effekt af sprøjtning målbar efter 1-3 dage

Fra forskning til faktura…. Institut for Jordbrugsvidenskab Fra forskning til faktura…. ….er et krav fra forskningsministeren! Men vi samarbejder naturligvis gerne med erhvervet om videreudvikling 2005 Agro Business Parks Innovationskonkurrence

Den kemiske planteanalyse ? Institut for Jordbrugsvidenskab Den kemiske planteanalyse ? Planteanalysen Kan afsløre aktuel, latent mangel i planterne Vise om næringsstofferne er i balance (antagonismer) ….men er meget lidt anvendt i Danmark pga. manglende tradtion, pris, svartid Velunderbyggede DK tærskelværdier/intervaller foreligger ikke, fastsat under udenlandske forhold Analysepris og –tid er faldende (150 kr., 3 dage) Analysemetoder anvendt i forskningen (ICP-MS, FT-IR, NIR etc) er ikke velafprøvet under praktiske DK forhold. Derfor er der behov forskning: Fastlæggelse af DK tærskelværdier/intervaller for alle essentielle næringsstoffer (multielementar analyse) Nye, hurtige eller mere specifikke analysemetoder (ICP, FT-IR, Fluorescens spektroskopi, NMR, NIR, mikro-array etc.) bør afprøves og udvikles til praktiske forhold.

Behov for nye analysemetoder for gødninger ? Institut for Jordbrugsvidenskab Behov for nye analysemetoder for gødninger ? Nye organiske restprodukter, nye anvendelsesmuligheder: Fiber- og væske-fraktioner fra gylleseparation Bioethanol, biogas, P-recirkulering, vækstmedier Standardparametre (Tot./NH4-N, P, K) utilstrækkelige Biologisk relevante parametre (nedbrydelighed, gaspot., ledningsevne mm.) Variabiliteten er stor og ofte ukendt Behov for hurtig-analyser, gerne on-line

Nye analyser af organiske restprodukter ? Institut for Jordbrugsvidenskab Nye analyser af organiske restprodukter ? Karakteristika ved org. mat. Traditionelle analyser Solubles Hemi- cell. Cellu- lose Lig- nin NIR spektroskopi Afgrøderester Husdyrgødninger Organisk affald CO2 Mineral N Empiriske funktioner og multivariat statistik  Hurtig forudsigelse af biologisk relevante egenskaber

NIR prediktion af EFOS* for hvedehalm Institut for Jordbrugsvidenskab NIR prediktion af EFOS* for hvedehalm Hvedehalm fra 107 forskellige sorter Målt EFOS værdi (%) NIR predikteret EFOS værdi (%) (Lindedam et al., 2007) * EFOS = Enzym Fordøjeligt Organisk Stof EFOS er oprindelig en fodermiddel-analyse, men: Kan også bruges som et indeks for halmens nedbrydelighed i relation til f.eks. bio-ethanol produktion – stor variabilitet! Andre restprodukters kvalitet, f.eks. gyllefibre fra separation

Variabilitet af gyllefibre Institut for Jordbrugsvidenskab Variabilitet af gyllefibre Parameter Indhold Tørstof 17-46 % Aske 6-47 % pH 5.5-9.1 Ledningstal 12-87 µS/cm Total N 14-41 g/kg dw NH4-N 2.6-23 g/kg dw (5-60 % af Total N) Total P 5.6-52 g/kg dw (Foreløbige resultater 34 fiber prøver, K. Jørgensen, 2007, FIBCOFERT projekt) Hvordan påvirker dette muligheder for at udnytte fiberen – gødningsmiddel, vækstmedie, jordforbedring, biogas, brændsel?

Behov for nye analysemetoder for gødninger ? Institut for Jordbrugsvidenskab Behov for nye analysemetoder for gødninger ? Nye organiske restprodukter, nye anvendelsesmuligheder: Fiber- og væske-fraktioner fra gylleseparation Bioethanol, biogas, P-recirkulering, vækstmedier Standardparametre (Tot./NH4-N, P, K) utilstrækkelige Biologisk relevante parametre (nedbrydelighed, gaspot., ledningsevne mm.) Variabiliteten er stor og ofte ukendt Behov for hurtig-analyser, gerne online Derfor er der behov forskning: Fastlæggelse af biologiske parametre centrale for nye anvendelser og disse parametres variabilitet Test af nye metoder til karakterisering af disse parametre, inkl. spektroskopiske (NIR, FTIR, Py-MS) Udvikling af udvalgte hurtigmetoder

Tak for opmærksomheden! Institut for Jordbrugsvidenskab Tak for opmærksomheden!