Växtnäringsbalans Västankvarn

RE-maatila |

Paul Riesinger, Yrkeshögskolan Novia

Balans och produktivitet med hjälp av mineralgödselkväve. Skiftesvisa växtnäringsbalanser på Västankvarn Gård

Utnyttjandegraden av växtnäringsämnen inom livsmedelsproduktionen kan ökas med hjälp av växtnäringsbalanser. Användningen av insatsmedel i form av tillförd växtnäring kartläggs och relateras till bortförseln av växtnäringsämnen i form av produkter. En negativ balans tyder på en utarmning av det undersökta systemet för växtnäringsämnet i fråga, möjligtvis med en avkastningsbegränsande effekt som följd, en positiv balans däremot innebär ett överskott. Överskott kan vara nödvändiga för att nå en viss nivå av markbördighet, i annat fall är överskott oekonomiska. Med ökande överskott ökar risken för förluster och därmed, åtminstone vad gäller kväve och fosfor för negativ miljöpåverkan. Målet är en optimering av utbytet i förhållande till insatsen.

En korrekt analys förutsätter en omfattande förståelse av det analyserade systemet och dess funktioner. I annat fall blir resultaten missvisande. Växtnäringsbalanser måste således bedömas utifrån den valda modellens systemgränser. Lämpliga tekniska, strategiska och operativa åtgärder måste väljas utifrån en korrekt analys och gårdens individuella förutsättningar.

Detta arbete utgår från skiftesvisa växtnäringsbalanser på Västankvarn Gård. Dessa balanser omfattar samtliga skiften där det odlats foder- eller avsalugrödor. De skiftesvisa växtnäringsbalanserna utförs med hjälp av en modell som utvecklats för detta ändamål av en arbetsgrupp inom projektet Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016). Arbetets syfte är att med hjälp av skiftesvisa växtnäringsbalanser bedöma utnyttjandegraden av växtnäring på Västankvarn Gård och att ge förslag om hur denna utnyttjandegrad möjligtvis kan förbättras. Den modell som används för de skiftesvisa växtnäringsbalanserna karakteriseras med avseende på sina systemgränser och svagheter.

Material och metoder
Västankvarn Gård bedriver växtodling och mjölkproduktion. Den totala odlingsarealen på Västankvarn Gård omfattar runt 250 hektar. 20-30 hektar avsätts årligen till den försöksverksamhet som Nylands Svenska Lantbrukssällskap utför inom en särskild avdelning, Västankvarn Försöksgård. Åkrarna är täckdikade och kalkas regelbundet. Gårdens växtodling tillgodoser i första hand djurbesättningens behov av foder. Växtföljden är principiellt upplagt så att tre vallår åtföljs av tre till fyra år med spannmål. Fleråriga fodervallar odlas således på omkring 100 hektar. Spannmålsgrödorna utgörs främst av foderkorn, men det odlas också maltkorn och vete (Jern 2017).

Ladugården är anpassad för 120 mjölkkor och försedd med två mjölkningsrobotar. I mars 2017 utgjordes besättningen av 112 mjölkande kor, 14 sinkor, 39 kvigor över 14 månaders och 54 kvigkalvar under 14 månaders ålder. Stallgödseln hanteras i huvudsak i form av flytgödsel. Skrapning av ytor ger upphov till en viss mängd fastgödsel. Urin dräneras till flytgödselbrunnen. Lagringskapaciteten för flytgödeln omfattar 6600 kubikmeter. År 2016 spreds 4600 kubikmeter flytgödsel. Största delen av flytgödseln sprids efter första vallskörden, resten efter andra eller tredje vallskörden. Mindre mängder sprids också till spannmål. Flytgödseln tillförs i detta fall inför höstplöjning (Jern 2017).

Skiftesvisa växtnäringsbalanser
I detta arbete analyseras växtnäringsbalanser som utförts på de 37 skiften som Västankvarn Gård använder för produktiv odling av spannmål och fodervall. Skiften som är besådda med försöksparceller och miljövårdsvallar utelämnas. Den areal som omfattas av beräkningarna utgör 204 av sammanlagt omkring 250 hektar. Dataunderlaget utgörs av skiftesvisa gödslingsplaner som gjorts upp utifrån skördeförväntningar inför odlingssäsongen 2017. På de analyserade skiftena odlas korn (13 skiften), förstaårsvall (tre skiften), andraårsvall (fem skiften), tredjeårsvall (två skiften), fjärdeårsvall (fem skiften), femteårsvall (två skiften), vårvete (fem skiften) och höstvete (två skiften). Korn-, vårvete- och höstveteskördarna förväntas ligga på 4500, 5000 och 5000 kilogram spannmål (14 % vattenhalt) per hektar. Ensilageskördarna under produktionsåren I, II, III och IV antas ligga på 6, 5, 4 och 4 ton torrsubstans per hektar, med klöverinslag på 25 under första och andra produktionsåret. Från och med tredje produktionsåret antas vallarna utgöras av rena gräsbestånd (Jern 2017).

För de 37 skiften som ingår i detta arbete föreligger beroende på skiftets storlek mellan ett och sex markkarteringsanalyser som hänför sig till provtagningar som utförts hösten 2014. Det föreligger således sammanlagd 71 markanalyser. Jordarterna på de 37 skiftena utgörs av moleror, mellanleror och gyttjeleror, med undantag för drygt fyra hektar som består av finmo. På större skiften tas fler än ett markkarteringsanalys per skifte, 37 skiften representeras således av 71 analyser. 35 samlingsprover hänfördes till klassen mullhaltig (3-5,9 procent mull), 33 till klassen mullrik (6-11,9 procent mull) och tre till klassen mycket mullrik (12-19,9 procent mull). pH-värdet låg i ett fall i markkarteringsklass II, i 11 fall i klass III, i 31 fall i klass IV och i 28 fall i klass V. För fosforkoncentrationernas del motsvarar nio respektive 49 analyser markkarteringsklasserna III och IV. För kaliumhalternas del är motsvarande antal 31 respektive 34. På skiften eller skiftesdelarna där växtnäringskoncentrationerna ligger i klasserna III och IV är en anrikning av marken med fosfor och kalium befogat. Det finns dock också undantag, nämligen13 skiften eller skiftesdelar där fosforhalterna och fyra skiften eller skiftesdelar där kaliumhalterna ligger i klasserna V eller VI. På sådana skiften bör man undvika en ytterligare anrikning av respektive näringsämnen. Två analyser uppvisade kaliumhalter som motsvarar markkarteringsklass II.

Modellens parametrar
Den av en arbetsgrupp inom projektet Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016) utvecklade modellen är avsedd för beräkningen av växtnäringsbalanser på skiftesnivå. Modellen beaktar tillförseln av växtnäring i form av mineralgödsel och stallgödsel samt symbiotisk kvävefixering. Tillförsel balanseras mot bortförsel i form av skörd. Växtnäringsinnehållet i utsädet beaktas inte av den aktuella modellen. Detta kan motiveras med att växtnäringsämnen i utsäde är organiskt bundna; det totala innehållet är dessutom litet. Modellen omfattar inte diffusa flöden till och från marken. Således utelämnas nedfall av kväve och andra näringsämnen från lufthavet. På motsvarande sätt bortses från förluster av växtnäringsämnen till omgivningen. Växtnäringsämnen förloras från marken i form av ytavrinning, erosion, utlakning och denitrifikation (kväve). Ammoniak förloras under nedvissning från växtmaterial som lämnats på markytan samt under hanteringen av stallgödsel.

Spannmålsskördarna anges korrigerade för 14 procent torrsubstanshalt. Vallskördarna tas i form av mer eller mindre förtorkat ensilage. Under fliken ”Halter” anger Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016) torrsubstanshalten för ensilage med 25 procent. Detta är en mycket låg torrsubstanshalt då pressvattengränsen går vid närmare 30 procent torrsubstans. Baljväxtrikt ensilage borde av konserveringstekniska skäl förtorkas till 30-35 procent torrsubstans. Beräkningarna i detta arbete utgår från torrsubstansskördarna.

Utöver det kväve som tillförs grödan med organiska och mineraliska gödselmedel erbjuder fliken ”Kvävefixeringskalkylator” möjligheten att beräkna den mängd kväve som tillförs åkern i form av symbiotisk kvävefixering (Ravinne- ja energiatehokas maatila 2016). Symbiotisk kvävefixering förser vallbaljväxter och samodlade gräsväxter med kväve redan under den tid då bakterierna fixerar kvävet. En betydande del av det fixerade kvävet återfinns dock i markorganismer samt i grödans rötter och stubb. Detta kväve utgör en förfruktseffekt som närmast kommer de två nästföljande grödorna tillgodo. Det symbiotiskt bundna luftkvävet kommer inte i sin helhet den gröda tillgodo i vilken fixeringen sker. För att fånga upp den kvävetillförsel som symbiotisk fixering innebär borde de skiftesvisa kalkylerna göras över en fullständig växtföljdsperiod.

Den av projektet Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016) använda beräkningsmodellen använder en annorlunda algoritm än Høgh-Jensen m.fl. (2004). Då den totala torrsubstansskörden i förstaårsvallarna är 6 000 kilogram, med en klöverandel på 25 procent beräknar den så kallade ”Kvävefixeringskalkylatorn” i det av projektet Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016) uppgjorda beräkningsunderlaget för växtnäringsämnesbalanser den symbiotiska fixeringen till 73 kilogram kväve per hektar. I andraårsvallarna, med en skörd på 5000 kilogram torrsubstans och 25 procent klöverinnehåll blir den symbiotiska fixeringen 62 kilogram kväve per hektar. Beräknas första- och andraårsvallarnas symbiotiska kvävefixering enligt Høgh-Jensen m.fl. (2004), så blir resultaten 77 respektive 64 kilogram kväve per hektar. Skillnaderna i resultaten mellan de två olika algoritmerna är alltså obetydliga.

De använda handelsgödselmedlens växtnäringsinnehåll ingår i de skiftesvisa växtnäringsbalanser enligt tillverkarnas varudeklaration. Djurtätheten på Västankvarn gård är hög och följaktligen sprids stallgödsel på 23 av de 37 skiften för vilka växtnäringsbalanser beräknats inom ramen för detta arbete. Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) kräver att prov från gårdens stallgödsel tas med fem års mellanrum. Dessa prov kan användas som underlag för gödslingsberäkningarna, eller så använder man alternativt de standardvärden som programmet anvisar (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016).

Kalkylen för växtnäringens värde under beräkningsmodellens flik “Näringsämnen” anger stallgödselns näringsinnehåll i ”kg/m3”, under fliken ”Stallgödsel och gödslingsmedel” anges näringshalten i gödselmedlen däremot i ”kg/ton”. Under fliken ”Skiftesdata” anges näringsmängderna som ”m3 eller kg/ha” (Ravinne- ja energiatehokas maatila 2016). Stallgödselns vatteninnehåll varierar kraftigt, fastän det skulle vara fråga om samma typ av stallgödsel, t.ex. strörik hästgödsel. Således föreligger stora skillnader i stallgödselns innehåll av växtnäringsämnen, beroende på om man använder rymd- eller viktmått (Markkarteringstjänst 2000). Man bör alltså ange stallgödselns näringsinnehåll antingen per kubikmeter eller i ton (eller i kilogram per hektar för att få rubriken att bli kompatibel för hela den ifrågavarande beräkningskolumnen). Västankvarn Gård anger tillförseln av stallgödsel till fälten i ton per hektar. I detta arbete anges stallgödselns näringshalt således i kilogram per ton. Västankvarns flyt- och fastgödsel representeras av en provtagning som utförts 30.10.2014.

De för Västankvarn Gårds flytgödsel fastställda analysvärdena för total- och lösligt kväve motsvarar de genomsnittsvärden i kilogram per ton och kubikmeter som Markkarteringstjänsten (2000) anger som medeltal för den finländska flytgödseln. Fosforhalten uttryckt i kilogram per ton är dock i Västankvarns flytgödsel bara en tredjedel jämfört med genomsnittsvärdena. Även uttryckt i kilogram per kubikmeter är fosforhalterna i Västankvarns flytgödsel mer än hälften lägre än vad som antas enligt Markkarteringstjänstens (2000) medeltal eller enligt Miljöersättningsprogrammets beräkningsunderlag (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016). Kaliuminnehållet i Västankvarn Gårds flytgödsel är en tredjedel lägre jämfört med de medeltal i kilogram per ton respektive kubikmeter som Markkarteringstjänsten (2000) anger för den finländska flytgödseln. Miljöersättningsprogrammets (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) riktvärden ligger nära Markkarteringstjänstens (2000) medelvärden. Detta gäller också för de värden som Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016) föreslår i sin kalkylmodell (Tabell 1).

Totalkvävehalten i Västankvarns fastgödsel är omkring en tredjedel högre än Markkarteringstjänstens (2000) medeltalsvärden (både i kilogram per kubikmeter och per ton). Även halten av lösligt kväve är högre, dock inte i lika stor utsträckning. Fosforhalten i Västankvarn Gårds stallgödsel är en tredjedel högre, och dess kaliumhalt är mer än tre gånger högre än Markkarteringstjänstens medelvärden (i kilogram respektive ton per kubikmeter). Miljöersättningsprogrammets (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) riktvärden ligger nära Markkarteringstjänstens medelvärden (2000). Detta gäller också för de värden som Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016) föreslår i sin kalkylmodell (Tabell 2).

Torrsubstanshalten i Västankvarns flytgödsel är med 9,4 procent 1,3 procentenheter högre än det genomsnittsvärde som Markkarteringstjänsten (2000) anger för den finländska stallgödseln, och de lägre fosfor- och kaliumhalterna i Västankvarns flytgödsel kan således inte förklaras med en högre vattenhalt. All den urin som uppstår i samband med fastgödselhantering leds in i flytgödselbrunnen. Enligt Markkarteringstjänsten (2000) ligger urinets kvävehalt på samma nivå som flytgödselns kvävehalt, medan urinets fosforhalt är betydligt lägre och urinets kaliumhalt betydligt högre jämfört med flytgödsel. Inblandningen av urin i Västankvarn Gårds flytgödsel kan alltså resultera i en lägre fosfor- men inte i en lägre kaliumkoncentration. Stallgödselns andel i näringstillförseln beräknades för samtliga grödor och samtliga skiften först enligt Västankvarn Gårds analyser och sedan enligt Miljöersättningsprogrammets (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) riktvärden, kompletterat med Markkarteringstjänstens (2000) riktvärden för kalium.

Resultat

Vall
Samtliga vallar har gödslas med flytgödsel och mineralgödselkväve. Kväveöverskotten i första- och andraårsvallarna ligger på mellan 150-180 kilogram per hektar, i tredje-, fjärde- och femteårsvallarna på mellan 120-140 kilogram per hektar. Under första och andra produktionsåret antas en klöverhalt på 25 procent årligen bidra med 73 respektive 62 kilogram symbiotiskt fixerat kväve. Detta tillskott saknas i de äldre vallarna. Fosforbalanserna är med omkring minus fem kilogram fosfor per hektar lätt negativa, räknat enligt Västankvarn Gårds stallgödselanalys. Kaliumbalanserna är kraftigt negativa, 50-80 kilogram kalium per hektar. Ett undantag är de vallar som tillförts fastgödsel. I dessa vallar är både fosfor- och kaliumbalanserna tydligt positiva, men här bör man hålla i minnet att Västankvarn Gårds analyser av fastgödsel resulterade i höga fosfor- och kaliumhalter, jämfört med standardvärdena. Tredje, fjärde och femte produktionsåret minskar kväveöverskotten i vallarna till omkring 125 kilogram per hektar. Fosfor- och kaliumbalanserna följer samma mönster som under första och andra produktionsåret. I två fjärdeårsvallar tillförs inget stallgödsel och där är kaliumbalanserna med minus 110 kilogram per hektar kraftigt negativa.

Då man utgår från de analysvärden som Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) anger för stallgödsel minskar de positiva balanserna obetydligt för kvävets del. På de skiften som tillförts flytgödsel ökar fosforbalanserna med omkring 10 kilogram per hektar och blir positiva. Balanserna mellan kaliumtillförsel och –bortförsel är framförallt i första- och andraårsvallarna fortsättningsvis negativa, men i betydligt mindre utsträckning, minus 48 respektive minus 22 kilogram per hektar. I de äldre vallarna inställer sig nästan jämnvikt mellan tillförsel och bortförsel av kalium. På de vallskiften som tillförts fastgödsel är kvävebalansen närmast den samma då Miljöersättningsprogrammets riktvärden (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) används. Den positiva fosforbalansen minskar från 27 till åtta kilogram per hektar, kaliumbalanserna förändras från ett överskott på 135 till ett underskott på 58 kilogram per hektar (Tabell 3).

Vete
Höstvete tillförs inte stallgödsel. Kvävebalansen är med över 70 kilogram per hektar kraftigt positiv. Fosfor- och kaliumbalanserna är negativa (visas inte). I vårvete är kväveöverskottet omkring 40 kilogram per hektar. På fyra av fem vårveteskiften sprids flytgödsel (20 ton per hektar). Fosforbalanserna är negativa, men hade flytgödselns fosforkoncentration beräknats enligt Markkarteringstjänstens (2000) genomsnittsvärden, så hade den negativa balansen halverats från 12 till sex kilogram fosfor per hektar. På de skiften som tillförs flytgödsel är kaliumbalanserna enligt Västankvarn Gårds analys positiva, 35 kilogram per hektar. Då man utgår från de analysvärden som Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) anger för stallgödsel ökar överskottet av kalium till omkring 50 kilogram per hektar (Tabell 4).

Korn
Sammanfattar man de olika skiftena grödvis så ligger växtnäringsbalansen i korn på ett överskott av omkring 20 kilogram per hektar för kväve och underskott på 10 kilogram per hektar för fosfor respektive kalium. Kväveöverskottet är hälften lägre än i vete. Vid tillförsel av 20 ton flytgödsel per hektar (tre skiften) minskar den negativa fosforbalansen något, medan kaliumbalansen blir tydligt positiv. Undantaget utgörs av ett skifte som förutom 20 ton flytgödsel också tillförs 25 ton fastgödsel. På detta skifte resulterar gödsling, räknat utifrån den av Västankvarn Gård tagna gödselanalysen i överskott på 28 kilogram kväve, 37 kilogram fosfor och 341 kilogram kalium (samtliga per hektar).

Då man utgår från de analysvärden som Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) anger för stallgödsel så förändras kvävebalansen på de skiften som tillförts flytgödsel så gott som inte alls, medan den negativa balansen för fosfor halveras och den redan positiva balansen för kalium ökar (+19, -4 och +44 kilogram per hektar för respektive näringsämne). På det skifte som tillförts både flyt- och fastgödsel halveras kväve- och fosforöverskotten medan kaliumöverskotten minskar till en tredjedel, då beräkningarna utförs med Miljöersättningsprogrammets (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) standardvärden (+13, +19 och +116 kilogram per hektar för respektive näringsämne; Tabell 5).

Diskussion
Balansresultat kväve
I vallarna är kvävebalanserna kraftigt positiva, i motsats till de med vårsäd odlade skiftena. I vallarnas positiva balanser ingår dock symbiotisk kvävefixering som till en del inte kan förväntas komma den aktuella vallgrödan tillgodo. Då vallarna tillförs stallgödsel antas dessutom att stallgödselns innehåll av lättlösligt kväve fullt ut kommer grödan tillgodo. Detta synsätt är i linje med Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) som inte vill kännas vid att det förekommer förluster vid och i anslutning till spridning av stallgödsel. På Västankvarn Gård skärs flytgödseln ner med hjälp av ett myllningsaggregat. Fastän fåran skulle tillslutas över gödselsträngen måste man ändå räkna med kväveförluster på omkring 10 procent av gödselns innehåll av ammoniak- och ammoniumkväve. Förblir fårorna öppna så kan förlusterna motsvara förlusterna vid spridning med släpslang, vilka anses ligga runt 50 procent av det ursprungliga ammoniak- och ammoniumkväveinnehållet. Låg luftfuktighet, hög temperatur och blåst ökar förlusterna av lösligt kväve från flytgödsel och urin, såtillvida gödseln inte myllats ner. Dessa väderförhållanden inträffar ofta då stallgödsel sprids i anslutning till första vallskörden. Detta spridningstillfälle är dock oftast gynnsam med tanke på att alven då i regel är relativt torr och därmed mindre känslig för packning. Man bör också hålla i minnet att de övriga i stallgödseln befintliga växtnäringsämnen kommer vallens återväxt tillgodo.

60 procent av första- och andraårsvallarnas kväveförsörjning tillfredsställs med hjälp av mineralgödselkväve, 20 procent var kommer från symbiotisk kväveförsörjning och från stallgödseln (166, 62 respektive 62 kilogram per hektar). I de äldre vallarna antas klöverhalterna vara så låga att kvävetillförseln enbart utgörs av stallgödsel och mineralgödsel och där är stallgödselns andel knappt 30 procent (62 av 228 kilogram). Stallgödselns andel av vallarnas kväveförsörjning är således relativt låg och de höga kväveöverskotten kan inte motiveras med att man skulle behöva täcka upp för ammoniakförluster från stallgödsel. Man bör överväga att antingen minska kvävegivorna till vall, eller att öka vallskördarna.

Vid odling av ettåriga grödor bör man räkna med årliga kväveförluster på omkring 30 kiIogram per hektar som följd av ammoniakförluster, utlakning och denitrifikation. I höstvete är kvävebalansen med över 70 kilogram per hektar ändå kraftigt positiv, inte minst som följd av en kvävegiva i samband med sådden. På hösten tar höstvete knappast upp mer än 20 kilogram kväve per hektar. På mullrika jordar, efter vall och/eller tillförsel av stallgödsel samt efter intensiv jordbearbetning (plöjning) mobiliseras tillräckligt med kväve från markförrådet och en ytterligare tillförsel i form av mineral- eller stallgödselkväve ökar bara risken för utvintring. Således rekommenderas i Sverige inte någon tillförsel av kväve till höstsäd i samband med sådden, dvs., kvävet tillförs först följande vår.

De höga kväveöverskotten kan för höstvetets del inte härledas från någon stallgödselgiva, däremot tillförs fyta av fem vårveteskiften flytgödsel. I vårvete är kväveöverskottet omkring 40 kilogram per hektar. Visserligen skall kvävemängden vara tillräckligt hög för att säkerställa en tillräckligt hög proteinhalt i skörden, så att denna kan säljas som brödsäd. Ifall vete odlas efter en vall som legat fyra eller fem år kan betydande mängder kväve ha avlägsnats med grässkörden. Kvävebalanserna på de vallar som befinner sig i fjärde eller femte produktionsåret uppvisar dock överskott på omkring 120 kilogram per hektar. Med denna bakgrund kan åtminstone den kraftigt positiva kvävebalansen på 70 kilogram per hektar i höstvete ifrågasättas.

En positiv balans på omkring 20 kilogram kväve i vårkorn räcker dock inte till för att täcka de förluster på åtminstone 30 kilogram som uppstår som följd av ammoniakavdunstning, utlakning och denitrifikation. Vid insådd av vall i korn skall man, jämfört med rena kornbestånd visserligen vara återhållsam med kvävetillförseln; det gäller att undvika att den insådda vallgrödans utveckling äventyras av en för tätt gröda, eller till och med bildning av liggsäd. Odlingen av spannmål i en valldominerad växtföljd utnyttjar till en viss del det växtnäringskapital som vallarna byggt upp. En betydande del av det överskott av kväve som byggs upp under vallåren kan förväntas komma till nytta då stråsäd odlas som följdgröda. Detta kväve finns bundet i den nedbrukade vallbiomassan. Man bör dock på hösten i samband med vallbrott undvika en alltför intensiv bearbetning då kraftig syrsättning stimulerar mikroorganismernas nedbrytning av organiskt material. Från bar mark riskerar växtnäring som mineraliserats under hösten att förloras under vinterhalvåret som följd av utlakning eller avrinning.

Fosfor- och kaliumbalanser
De analyserade skiftena utgörs i huvudsak av lerjordar där det totala kaliumförrådet uppgår till tiotusentals kilogram per hektar. I Sverige tillförs stråsäd därför inte tillföras kalium då den odlas på lerjordar. I Finland har man på senare tid omprövat strategin för kaliumgödsling i vall (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016). Den årliga kaliumvittringen från lerjordar behöver dock inte överskrida 50 kilogram per hektar. Markens kaliumleverans räcker i så fall till för att kompensera för negativa kaliumbalanser i spannmålsgrödor. Däremot räcker markens kaliumleverans inte nödvändigtvis till för att tillgodose vallarnas behov, i synnerhet om högre vallskördar eftersträvs. Vall anses ha tillräckligt tillgång till kalium då fodrets kaliumkoncentration ligger kring 25 gram per kilogram torrsubstans. Koncentrationer över 30 gram kalium per kilogram torrsubstans äventyrar mjölkkornas hälsa, i synnerhet under sintiden.

Utgår man från de resultat som fås utifrån de växtnäringsvärden som Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) anger för stallgödsel, så kan de negativa kaliumbalanserna i första- och andraårsvallarna kompenseras av markens kaliumleveransförmåga. Dessutom kan en hög kaliumtillförsel inför etableringen av vallarna tjäna som förrådsgödsling. En sådan, eventuellt utförd förrådsgödsling syns inte i skiftesvisa växtnäringsbalanser som utförs över bara en odlingssäsong. Förrådsgödslingseffekten avklingar dock senast tredje vallåret. I synnerhet äldre vallar bör således uppvisa en positiv kaliumbalans. I annat fall begränsas skörden av kaliumbrist.

I de fall där stallgödsel inte tillförs spannmålsodlingen är balanserna för fosfor och kalium negativa. Vid tillförsel av stallgödsel blir fosforunderskottet mindre negativ eller till och med positiv, kaliumbalanserna blir tydligt positiva. Sett över samtliga grödor balanseras bortförseln av fosfor och kalium med skörden av tillförseln i form av organiska och mineraliska gödselmedel. Detta rimmar väl med den principiella strategin att vid spannmåls- och vallodling gödsla enligt bortförsel då man uppnått markkarteringsklass IV.

Mobilisering av växtnäring från organiskt material
På Västankvarn Gård sprids all den stallgödsel som gårdens djurbesättning ger upphov till på gårdens åkrar. Som följd av hög djurtäthet och omfattande foderinköp är växtnäringstillförseln via stallgödsel så omfattande att behovet av handelsgödsel begränsas till kväve och svavel. De jämfört med riktvärdena betydligt lägre fosfor- och kaliumhalterna i Västankvarns flytgödsel kan teoretiskt förklaras med en högre utnyttjandegrad av dessa växtnäringsämnen i gårdens mjölkproduktion. Betydligt mera sannolikt är ändå att avvikelserna från de medelvärden som uppges av Markkarteringstjänsten (2000) och Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) speglar de stora variationer i växtnäringsinnehåll som allmänt förekommer mellan olika stallgödselpartier.

Markkarteringstjänsten (2000) uppger att växtnäringsinnehållet i enskilda partier kan variera med faktorn 0,5-2 jämfört med de för den finländska stallgödseln beräknade medelvärden. Avvikelser från medelvärden kan även förklaras med bristfällig provtagning. Provtagningen bör ske i samband med fyllningen av flytgödseltunnan så att två delprov tas från varje tunna. Flytgödseln skall blandas om innan lastningen påbörjas. Från fast stallgödsel skall ett prov per vagn tas i samband med lastning. Mera representativa värden fås genom att årligen provta och analysera ett samlingsprov per år från varje gödselslag. Då inte utfodringens sammansättning eller intensitet förändras leder en årlig analys fram till en alltmer verklighetsbaserad uppfattning av stallgödselns växtnäringsinnehåll.

Nivåerna vid tillförseln av växtnäring till enskilda grödor bestäms förutom utgående från de enskilda grödornas behov med utgångspunkt i markförrådet. Ju högre koncentrationerna av växtnäringsämnena i marken är, desto lägre mängder tillförs. Vid höga koncentrationer kan grödans behov fullt ut tillgodoses av markens förråd. Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) tillåter inte tillförseln av fosforhaltiga gödselmedel då fosforkoncentrationerna i marken motsvarar markkarteringsklasserna V, VI eller VII (med undantag för potatis och sockerbeta). De flesta skiften på Västankvarn gård ligger med avseende på fosforhalten i klass IV. Enligt analysen ligger fosforinnehållet i Västankvarn Gårds flytgödsel under medelvärdena. En lägre koncentration av fosfor i stallgödsel innebär att en större mängd kan tillföras åkern. Detta kan anses vara en fördel ifall inte tillräckligt med spridningsareal finns till förfogande. Om man systematiskt undervärderar gödselns näringsinnehåll tillförs dock vid varje spridningstillfälle mer växtnäring än vad grödorna kan omsätta till skörd, vilket i förlängningen kommer att leda till en anrikning av näringsämnen i åkern. En ökning av åkerns växtnäringsinnehåll är rimlig så länge de enskilda näringsämnena kan bindas i marken. I detta fall ökar markens bördighet. I annat fall ökar förlusterna. I vilket fall som helst uttrycks en anrikning av växtnäringsämnen i åkern alltefter i form av en högre markkarteringsklass. Senast då begränsas spridningsmängderna med hänsyn till stallgödselns fosforinnehåll ytterligare.

Stallgödselns kvävebidrag räknas enligt dess innehåll av lösligt kväve, medan fosfor- och kaliuminnehållet fullt ut ingår i gödslingsberäkningarna. Fosfor och kalium förloras under lagringstiden inte från stallgödsel, om inte ytavrinning eller utlakning förekommer. Man behöver inte heller befara förluster i omedelbar anslutning till spridningen på åkern. Detta förutsätter ändå att det inte tillförs alltför stora mängder per ytenhet och att gödseln på sluttande mark brukas ned i anslutning till spridning. Kvävet däremot kan avdunsta då ammoniak bildas utifrån urea eller ammonium, samt då nitrat denitrifieras till kvävgas, lustgas och kväveoxider. De mest omfattande förlusterna sker i form av ammoniak under lagring av fastgödsel samt under och i anslutning till spridning av urin och flytgödsel. Dessa förluster kan minskas då lufttillträdet till stallgödsel under lagring hindras och då gödseln brukas ner i samband med eller i omedelbar anslutning till spridning. Denitrifikation av nitrat ökar vid syrebrist. Alltför djup nedbrukning och nedbrukning av för stora mängder organiskt material bör därför undvikas (Riesinger 2006).

Enligt Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) utgörs knappt 60 procent av flytgödsels totalkväveinnehåll av lösligt kväve, för fastgödsel är motsvarande procenttal knappt 30 procent. Resten av totalkväveinnehållet föreligger i organisk bindning. Organiskt bundet kväve mobiliseras av mikroorganismer och man kan anta att omkring 30 procent av det organiskt bundna kvävet kommer grödorna tillgodo inom 3-5 år efter spridning. Den resterande mängden organiskt bundet kväve torde ingå i markens mullhalt. Vid regelbunden tillförsel av stallgödsel borde markens mullhalt på Västankvarn Gård kunna hållas i klassen mullrik. Utöver den mineralisering av kväve som sker från markens mullhalt ger flerårig stallgödselanvändning i kombination med vallodling en kvävegödslingseffekt som motsvarar 20 kilogram per ha och år. Förluster av kväve som sker från stallgödsel under lagring beaktas i en analys som utgår från provtagning i samband med spridningen. De kväveförluster som sker från det lösliga kvävet i form av ammoniak under och i anslutning till spridning minskar däremot gödselns faktiska näringsvärde i förhållande till den mängd kväve som har beräknats bli tillfört grödan. I viss mån kan ammoniakförluster som förekommit under och i anslutning till spridningen kompenseras då lösligt kväve mineraliseras från det organiskt bundna kvävet.

Som följd av omfattande kväveförluster under hanteringen av stallgödsel kan grödornas kvävebehov inte täckas om inte samtidigt överstora mängder av de övriga växtnäringsämnen tillförs. En stallgödselgiva måste således åtminstone kombineras med en hög markkvävemobilisering (förutsätter mycket mullrik, mull- eller torvjord), eller med symbiotisk kvävefixering. Mobiliseringen av organiskt bunden växtnäring styrs av mikroorganismer, vars aktivitet i sin tur är beroende av miljöfaktorer som luftväxling, fukt, temperatur och kvoten mellan kol och kväve. I synnerhet kall jord och/eller torka bromsar dock mikroorganismernas mineralisering av organiskt material, vilket begränsar mobiliseringen av växtnäring i synnerhet på våren. Tvärtom ökar mineraliseringen av växtnäring från organiskt material under fuktiga och varma höstar, med förluster under vinterhalvåret som följd (jämför Riesinger 2017).

Hållbar livsmedelsproduktion förutsätter hushållning med fossila resurser. Den tekniska bindningen av luftkväve, och därmed förbrukningen av fossil energi kan i viss mån ersättas med symbiotisk kvävefixering.Tillförsel av bioavfall och stallgödsel innebär att växtnäring cirkuleras och återanvänds. Växtnäringsämnen i mineralisk form behöver ändå tillföras i den mån som återförseln av växtnäringsämnen inte räcker till för att bygga upp respective bibehålla markens bördighet. Svårigheten att anpassa tillgängligheten av organiskt bunden växtnäring till grödans behov leder dessutom till ett sämre växtnäringsutnyttjande ifall detta behov helt och hållet skall baseras på organiska källor. Detta gäller i synnerhet tillgången till kväve. En komplettering av organiska gödselmedel med mineralgödselkväve ökar således växtodlingens produktivitet. Då växtnäringsförsörjningen inte enbart baseras på organiskt material minskar samtidigt förlusterna av växtnäring under vinterhalvåret. Det bidrag som organiskt material ger till grödans försörjning med växtnäringsämnen kan inte fångas upp på annat sätt än med växtnäringsbalanser som sträcker sig över ett helt växtföljdsomlopp.

Växtnäringsbalanser gör nytta på husdjursgårdar
I Finland har tillförseln av kväve, fosfor och kalium sedan många årtionden baserats på grödans behov och markens mobiliseringskapacitet. Vid gödslingsberäkningar enligt Miljöersättningsprogrammet (Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016) utgår man från den enskilda växtartens behov av växtnäringsämnen. Den mängd växtnäring som inte mobiliseras från marken tillförs i form av organiska eller mineraliska gödselmedel. Då markbördigheten ligger på tillfredsställande nivå (dvs. klass fyra, enligt markkarteringsklassificeringen) gödslar man enligt bortförseln, då markkarteringsklassen ligger under fyra tillförs mer, då den ligger över fyra mindre än vad grödan för bort. För kvävets del måste mer eller mindre oundvikliga förluster i form av utlakning och denitrifikation kompenseras.

På en ren växtodlingsgård bekräftar växtnäringsbalanser gödslingsberäkningarnas korrekthet. Utöver detta har de inte något mervärde. Dessutom måste de skiftesvisa växtnäringsbalanserna relateras till de enskilda skiftenas markkarteringsvärden, om de skall tolkas på ett meningsfullt sätt. På husdjursgårdar förekommer däremot växtnäringsflöden som inte omfattas av skiftesvisa gödslingsberäkningar, såsom inköp av foder och strömedel, samt förluster under hanteringen av stallgödsel. På husdjursgårdar behövs växtnäringsbalanser på gårdsnivå för att illustrera växtnäringsflödena och motivera lantbrukarna till lämpliga åtgärder med syftet att hushålla med gårdens resurser. På Västankvarn Gård borde de här utförda skiftesvisa växtnäringsbalanserna kompletteras med en fullständig gårdsbalans.

Slutsatser
Vid användning av stallgödsel är mineralgödsel oumbärligt för att inte brist på kväve och svavel skall begränsa de skördenivåer som kan förverkligas med avseende på de övriga växtnäringsämnen. På Västankvarn Gård bör man ändå överväga att antingen minska kvävegivorna till vall och höstvete, eller att öka skördenivåerna. Tillförseln av mineralgödselkväve kan minskas genom en ökad andel av kvävefixerande baljväxter. Precisionen i tillförseln av mineralgödselkväve inom ett och samma fält kan ökas genom att anpassa givorna enligt grödans avkastningspotential. Eftersom markförrådet med avseende på fosfor och kalium är på en tillräckligt hög nivå kan tillförseln och bortförseln av dessa näringsämnen balanseras under ett växtföljdsomlopp. På en husdjursgårs är säkerhet om stallgödselns växtnäringsinnehåll en grundläggande utgångspunkt för gödslingsberäkningarna.

Skiftesvisa växtnäringsbalanser omfattar de växtnäringsflöden som förekommer på rena växtodlingsgårdar. Den I detta arbete använda modellen saknar en del parametrar och behöver därför kompletteras med en diskussion. Användningen av organiska gödselmedel kräver dessutom att växtnäringsbalanser utförs på växtföljdsnivå, djurhållning förutsätter balanser på gårdsnivå. Växtnäringsbalanser bör ses som en del av driftsplaneringen, i samband med markförbättrings-, jordbearbetnings- och växtskyddsåtgärder. Detta arbete borde följas upp av en omfattande kartläggning av växtnäringsflödena på Västankvarn Gård, samt av en kartläggning om hur växtnäring kan sparas i olika områden och processer. En principiell fråga är huruvida Västankvarn Gård borde sträva till en starkare koppling mellan djurhållning och växtodling, dvs. om en större del av fodret kan produceras på gården.

Referenser
Høgh-Jensen H, Loges R, Jørgensen FV, Vinther FP & Jensen ES (2004). An empirical model for quantification of symbiotic nitrogen fixation in grass-clover mixtures. Agricultural Systems, 82, 181-194.
Jern M (2017). Muntligt meddelande 1.3.2017.
Markkarteringstjänst 2000. Tolkning av markkarteringen vid åkerbruk. Viljavuuspalvelu. St. Michel. 31 s.
Ravinne- ja energiatehokas maatila (2016). www.ravinnejaenergia.fi.
Riesinger P (2017). Kompostering av halmrik stallgödsel vid fritt respective begränsat lufttillträde. Yrkeshögskolan Novia. Opublicerat manuskript.
Riesinger P (2006). Grunder för ekologisk växtodling. Del II: Växtnäring. Eget förlag. 195 s.
Svenska lantbrukssällskapens förbund 2016. Lantbrukskalendern 2017. Helsingfors. 372 s.

 
 
DMS