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
Pløjelag
100 cm
0
5
Skorpedannelse/knoldet
Harvesål
Pløjesål
30
33
Underjordspakning
Underjord
10
0
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
“Hair-pinning”
Dårlig ilttilførsel
Dårlig frø/jord
kontakt
Tilslemning/erosion
Løs jord 0,5-8mm
0-20 cm
Frø på fast bund
6
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
Smuldreevne
God
1.2
Tør grænse
1
0.8
Vindue i vandindhold
0.6
Våd grænse
Vindue i vandindhold
lig tid til rettidig
jordbearbejdning
Dårlig
0.4
0.2
0
Tør
Vandindhold
Våd
Munkholm et al, 2011
Smuldreevne vs. vindue i vandindhold
HUG
NPK
Ugødet
tør
0
5
våd
optimal
10
15
20
Vandindhold g 100g-1
Munkholm et al., 2002
Smuldreevne vs. organisk stof
0 .4 0
Rothamsted jorde
S m u ld re e vn e in d e k s
0 .3 5
Askov jorde
0 .3 0
0 .2 5
0 .2 0
0 .1 5
0 .1 0
0 .5
1 .0
1 .5
2 .0
2 .5
K u ls to fin d h o ld (g 1 0 0 g -1 )
3 .0
3 .5
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
a
25
b
20
15
c
c
cd
d
10
5
C
PA
GOR
OR
G-
RO
T
F
RE
GOR
MI
N-
PA
C
T
RO
NMI
N-
RE
F
0
MI
V æ g tet m id d el k n o ld stø rrelse (m m )
30
B eh an d lin g
Abdollahi et al, 2014
Eksempler på struktur i pløjelag
Smuldrende
Meget kompakt
Undgå den onde cirkel
Lavt kulstofindhold
Lille tilførsel af org. stof
Intensiv jordbearbejdning
Hård ved udtørring
Dårlig smuldreevne
Lav strukturstabilitet
Lille vindue i
vandindhold
15
Såbed: hvad kan gøres?
Strukturopbygning/stabilisering
 Organisk stof tilførsel
 Halm, husdyrgødning, sædskifte, efterafgrøder
 Kalkning
Trafik
 Undgå kørsel på våd jord
 Dæktryk
Jordbearbejdning
 Optimeret rettidighed
 Behovsbestemt intensitet
16
Pakning
17
Pakning –problemer under såbed
 Dårlig rodvækst
 Dårlig afvanding ved regnskyl
18
Betingelser for rodvækst
Dårlig
Relativ rodvækst
God
1.2
θOPT
1
θLL
θUL
ΔθRANGE
0.8
Vindue i vandindhold
0.6
0.4
0.2
0
Tør
Vandindhold
Våd
da Silva et al., 1994
Vindue i vandindhold rodvækst
12-16 cm
Pløjet
P
0,19
H
0,23
D
Harvet
Direkte
0,14
Jordbearbejdning
Jordbearbejdning
4-8 cm
P
0,21
Pløjet
Harvet
H
0,05
D
Direkte
0,11
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
Vandindhold m3 m-3
Vandindhold m3 m-3
Kadziene et al., 2011
Sandet jord med pakningsproblem
under såbed
Foto: Anne Weil, Canada
21
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
23
Effekt af jordbearbejdning og
efterafgrøde
Flere store
sammenhængende
porer
Abdollahi and Munkholm, 2014
Opsummering
 Jordens smuldrevne
 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
Continuous corn
Corn in rotation
No-till
Visual evaluation of soil structure
(0-20 cm) Elora, Jun 4 2010
C-C-C-C: MP
VSSQA: 1.75
C-C-O(RC)-W(RC) :MP
VSSQA: 1.0
Block 3
C-C-S-S: MP
VSSQA: 1.75
Visual soil structural quality
assessment (0-20 cm) Jun 4 2010
C-C-C-C: NT
VESS: 3
C-C-O(RC)-W(RC) :NT
VESS: 1.75
Block 2
C-C-S-S: NT
VESS: 2.8
VESS scores
Very compact
5 .0
5 .0
1 8 O c to b e r 2 0 1 0
MP scores -time
4 .0
Rotation effect
3 .5
Tillage effect
3 .0
3 .5
a
a
3 .0
ab
a
2 .5
2 .0
bc
b
b
1 .5
2 .5
ab
b
2 .0
b
c
c
1 .5
1 .0
1 .0
MP NT
-S
-C
B
)C
(R
-O
-C
C
-S
(R
-C
C
-C
)
MP NT
-C
-C
C
B
)C
C
-C
-O
(R
-S
C
(R
-C
-C
C
MP NT
-S
)
MP NT
C
MP NT
-C
MP NT
C
V E S S s c o re
4 .0
Friable
4 .5
V E S S s c o re
4 June 2010
4 .5
Penetration resistance
P e n e tra tio n re sista n ce , kP a
0
500
1000
1500
2000
2500
0
D e p th , cm
10
20
30
40
50
C C C C -M P
C C C C -N T
C C O (R C )B (R C )-M P
C C O (R C )B (R C )-N T
Porosity, undisturbed cores
T o ta l p o ro s ity
60
a
A ir-fille d p o ro s ity, ea
a
P o ro s ity, %
P o ro s ity C T im a g e ry
b
50
50
b
40
40
30
30
a
b
20
20
d
10
a
a
b
b
0
10
0
MP
NT
CCCC
MP
NT
C C O (R C )B (R C )
MP
NT
CCCC
MP
NT
CCO(RC)B(RC)
MP
NT
CCCC
MP
NT
CCO(RC)B(RC)
P o ro s ity, %
60
3D images- 36x36x36mm
60 micron voxels
MP (CCCC)
NT (CCCC)
Drop shatter test
20
a
18
16
14
GMD, mm
ab
12
b
10
b
8
6
4
2
0
MP
C -C -C -C
NT
MP
NT
C -C -O (R C )-B (R C )
Corn yield
a
ab
120
C o rn yie ld , h kg h a
-1
b
c
c
100
d
80
60
MP
NT
C -C -C -C
MP
NT
C -C -O (R C )-B (R C )
MP
NT
C -C -S -S
VESS vs. yield
130
Corn yield, hkg/ha
125
y = -10.49x + 128.7
R² = 0.318
120
115
110
105
100
95
90
85
80
1
Friable
1.5
2
2.5
3
3.5
VESS score
4
4.5
5
Very compact
Visuel vurdering - VESS metoden
39
Structure
quality
Sq1
Friable
Aggregates
readily
crumble with
fingers
Sq2
Intact
Aggregates
easy to break
with one
hand
Sq3
Firm
Size and
appearance of
aggregates
Visible porosity
and Roots
Sq1
Smuldrende
Most aggregates
A mixture of
porous, rounded
aggregates
from 2mm - 7 cm.
No clods present
Distinguishing
feature
Appearance and description of
natural or reduced fragment
of ~ 1.5 cm diameter
The action of breaking
the block is enough to
reveal them. Large
aggregates are
composed of smaller
ones, held by roots.
Fine aggregates
Sq5 Meget kompakt
Aggregates when
are porous
obtained are rounded,
very fragile, crumble
very easily and are
highly porous.
Roots throughout
the soil
High aggregate
porosity
Macropores and
cracks present.
Mostly large > 10
cm and sub-angular
non-porous;
Requires
horizontal/platy also
considerable possible; less than
effort to break 30% are <7 cm
aggregates
with one
hand
Few macropores
and cracks
Sq5
Very
compact
Very low porosity.
Macropores may
be present. May
contain anaerobic
zones.
Few roots, if any,
and restricted to
cracks
Sq4
Compact
Difficult to
break up
Appearance after
break-up: same soil
different tillage
Mostly < 6 mm after Highly porous
crumbling
Roots throughout
the soil
A mixture of porous
aggregates from
2mm -10 cm; less
than 30% are <1
cm. Some angular,
non-porous
aggregates (clods)
may be present
Most
aggregates
break with
one hand
Appearance after
break-up: various
soils
Mostly large > 10
cm, very few < 7
cm, angular and
non-porous
Aggregate fragments
are fairly easy to obtain.
They have few visible
pores and are rounded.
Roots usually grow
through the aggregates.
Porosity and
roots both within
aggregates.
Low aggregate
porosity
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.
Distinct
macropores
Grey-blue
colour
Aggregate fragments
are easy to obtain when
soil is wet, although
considerable force may
be needed. No pores or
cracks are visible
usually.
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)