Rölin, Åsa

Utarbetande av riktvärden för jord- och plantanalyser i ekologisk grönsaksodling

Mål
Att utifrån redan insamlade data från främst ekologiska grönsaksodlingar utarbeta nya riktvärden för jord- och plantanalyser som är bättre anpassade till nutidens miljömål och till ekologisk odling. För att riktvärden ska ha någon mening krävs också att tidpunkter för provtagning, utvecklingsstadier och delar av plantorna vid provtagning är väl definierade.

Riktvärdena kommer att presenteras som preliminära med tydlig redovisning av hur de arbetats fram. Det är viktigt för att underlätta en fortlöpande förbättring av riktvärdena vartefter mera data blir tillgängligt.

Bakgrund
Under 2005 genomförs projektet "Samband mellan odlingsförutsättningar, växtnäring och skörderesultat i ekologisk grönsaksodling" som är en systematisk utvärdering av en serie dokumentationsprojekt genomförda i ekologiska grönsaksodlingar i mellansverige under perioden 1999-2004. Sedan starten 1999 har den traditionella markkarteringsanalysen (extraktion av P, K, Ca och Mg med ammonium laktat, extraktion av P, K och Cu med HCl och extraktion av B med hetvatten) genomförts varje år i vitkåls- och morotsfälten. Den ätliga produkten har analyserats vid skörd på totala halten i TS av C, N, K, P, S, Ca, Mg, Na, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Si, Al, Ni, Mo och Cd. Sedan 2002 har jorden också analyserats under säsongen enligt den s.k. modifierade Spurway-Lawton-metoden (pH och Ec, extraktion af NO3-N, NH4-N, P, K, Mg, S, Ca, Na, Cl, Mn och B med HAc) och plantsaften har analyserats vid samma tillfällen på halten av NO3-N, NH4-N, P, K, Mg, S, Ca, Na, Cl, Mn, B, Cu, Fe, Zn, Mo, Al, och pH och Ec.

Produktproverna visar på betydligt lägre innehåll av kväve i framförallt morötter men även i vitkål jämfört med referensvärdena i STANK. Innehåll av kväve i morot var i medeltal 0,11 % med variation mellan 0,08-0,15% av friskvikt jämfört med STANK:s referensvärde 0,20 % av friskvikt. Innehåll av kväve i vitkål var i medeltal 0,18 % med variation mellan 0,12-0,26% av friskvikt jämfört med STANK:s referensvärde 0,24 % av friskvikt. Samtidigt tyder de statistiska utvärderingarna inte på att kvävebrist varit dominerande. I vitkål har däremot manganbrist varit en viktig skördebegränsande faktor, vilket främst har berott på en kombination av för högt pH och för höga halter av kalcium i jorden. Växtnäringsbalanserna visar å andra sidan en tydlig tendens till överskott på fosfor, vilket hänger samman med att gödsel från djur ofta har proportionellt högre innehåll av fosfor än vad som motsvarar grönsakernas behov. Det innebär att vid riklig kvävetillförsel med stallgödsel blir fosforgivan automatiskt för stor. Om kvävebehovet grundar sig på riktvärden som överdriver kvävebehovet i grödan ökar risken för både kväve- och fosforöverskott.

Spurway-analyserna ger en helt annan helhetsbild av växtnäringssituationen jämfört med markkarteringens handfull växtnäringsämnen och vi bedömer att Spurway-analys tillsammans med plantsaftanalyser har potential att bli ett värdefullt redskap för att förbättra växtnäringsutnyttjandet inom ekologisk grönsaksodling. Ett stort bekymmer är dock de riktvärden som analyslaboratorierna tillämpar. De är från början baserade på konventionell odling och har inte uppdaterats de senaste 20-30 åren. Värdena i projektet skiljer sig för vissa ämnen så kraftigt från riktvärdena att jämförelserna blir meningslösa. Som exempel kan nämnas riktvärdena för fosfor och kalcium. För fosfor anger LMI 60 mg/liter jord och för kalcium 1000 mg/liter jord som riktvärde vid kulturstart. Proverna från projektet låg alla med mycket god marginal under båda riktvärdena. Samtidigt visade plantanalyserna på bra innehåll av både fosfor och kalcium. Konsekvenserna av de inaktuella och missvisande riktvärdena är en uppenbar risk för överdriven fosforgödsling och en ökad risk för brist på mangan och andra mikronäringsämnen om man försöker uppnå de rekommenderade värdena för kalcium i jorden.

Med relevant utvärdering ökar analyserna istället möjligheterna att upptäcka skördebegränsande näringsbrister och därmed förbättra utnyttjandet av kväve och fosfor.

Mål
Att utifrån redan insamlade data från främst ekologiska grönsaksodlingar utarbeta nya riktvärden för jord- och plantanalyser som är bättre anpassade till nutidens miljömål och till ekologisk odling. För att riktvärden ska ha någon mening krävs också att tidpunkter för provtagning, utvecklingsstadier och delar av plantorna vid provtagning är väl definierade.

Riktvärdena kommer att presenteras som preliminära med tydlig redovisning av hur de arbetats fram. Det är viktigt för att underlätta en fortlöpande förbättring av riktvärdena vartefter mera data blir tillgängligt.

Bakgrund
Under 2005 genomförs projektet "Samband mellan odlingsförutsättningar, växtnäring och skörderesultat i ekologisk grönsaksodling" som är en systematisk utvärdering av en serie dokumentationsprojekt genomförda i ekologiska grönsaksodlingar i mellansverige under perioden 1999-2004. Sedan starten 1999 har den traditionella markkarteringsanalysen (extraktion av P, K, Ca och Mg med ammonium laktat, extraktion av P, K och Cu med HCl och extraktion av B med hetvatten) genomförts varje år i vitkåls- och morotsfälten. Den ätliga produkten har analyserats vid skörd på totala halten i TS av C, N, K, P, S, Ca, Mg, Na, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Si, Al, Ni, Mo och Cd. Sedan 2002 har jorden också analyserats under säsongen enligt den s.k. modifierade Spurway-Lawton-metoden (pH och Ec, extraktion af NO3-N, NH4-N, P, K, Mg, S, Ca, Na, Cl, Mn och B med HAc) och plantsaften har analyserats vid samma tillfällen på halten av NO3-N, NH4-N, P, K, Mg, S, Ca, Na, Cl, Mn, B, Cu, Fe, Zn, Mo, Al, och pH och Ec.

Produktproverna visar på betydligt lägre innehåll av kväve i framförallt morötter men även i vitkål jämfört med referensvärdena i STANK. Innehåll av kväve i morot var i medeltal 0,11 % med variation mellan 0,08-0,15% av friskvikt jämfört med STANK:s referensvärde 0,20 % av friskvikt. Innehåll av kväve i vitkål var i medeltal 0,18 % med variation mellan 0,12-0,26% av friskvikt jämfört med STANK:s referensvärde 0,24 % av friskvikt. Samtidigt tyder de statistiska utvärderingarna inte på att kvävebrist varit dominerande. I vitkål har däremot manganbrist varit en viktig skördebegränsande faktor, vilket främst har berott på en kombination av för högt pH och för höga halter av kalcium i jorden. Växtnäringsbalanserna visar å andra sidan en tydlig tendens till överskott på fosfor, vilket hänger samman med att gödsel från djur ofta har proportionellt högre innehåll av fosfor än vad som motsvarar grönsakernas behov. Det innebär att vid riklig kvävetillförsel med stallgödsel blir fosforgivan automatiskt för stor. Om kvävebehovet grundar sig på riktvärden som överdriver kvävebehovet i grödan ökar risken för både kväve- och fosforöverskott.

Spurway-analyserna ger en helt annan helhetsbild av växtnäringssituationen jämfört med markkarteringens handfull växtnäringsämnen och vi bedömer att Spurway-analys tillsammans med plantsaftanalyser har potential att bli ett värdefullt redskap för att förbättra växtnäringsutnyttjandet inom ekologisk grönsaksodling. Ett stort bekymmer är dock de riktvärden som analyslaboratorierna tillämpar. De är från början baserade på konventionell odling och har inte uppdaterats de senaste 20-30 åren. Värdena i projektet skiljer sig för vissa ämnen så kraftigt från riktvärdena att jämförelserna blir meningslösa. Som exempel kan nämnas riktvärdena för fosfor och kalcium. För fosfor anger LMI 60 mg/liter jord och för kalcium 1000 mg/liter jord som riktvärde vid kulturstart. Proverna från projektet låg alla med mycket god marginal under båda riktvärdena. Samtidigt visade plantanalyserna på bra innehåll av både fosfor och kalcium. Konsekvenserna av de inaktuella och missvisande riktvärdena är en uppenbar risk för överdriven fosforgödsling och en ökad risk för brist på mangan och andra mikronäringsämnen om man försöker uppnå de rekommenderade värdena för kalcium i jorden.

Med relevant utvärdering ökar analyserna istället möjligheterna att upptäcka skördebegränsande näringsbrister och därmed förbättra utnyttjandet av kväve och fosfor.

RIKTVÄRDENFOU2006.pdf

Utarbetande av riktvärden för jord- och plantanalyser i ekologisk grönsaksodling

Margareta Magnusson, AgrD Högsta Grönsaksodling
Åsa Rölin, Hushållningssällskapet i Värmland
Elisabeth Ögren, Länsstyrelsen i Västmanlands län

Sammanfattning
Under tidsperioden 1999-2005 har dokumentations projekt genomförts av Elisabeth Ögren, Länsstyrelsen Västerås och Åsa Rölin, HS Värmland i 8-11 ekologiska grönsaksodlingar i fem län i Mellansverige (Ögren, 1999; 2000; Ögren & Rölin, 2001; 2002; 2003; 2004). Samma gårdar har studerats sedan 1999 och under 2005 har en deltagardriven utvärdering genomförts tillsammans med lantbrukarna (Ögren m.fl. 2005). Omfattande data om odlingarna har dokumenterats; växtföljd, gödsling, odlingstekniska åtgärder, skördenivåer mm. Jord och plantor har analyserats på sitt växtnäringsinnehåll.

Tidigt i projektet såg man tendenser till att växtnäringsbalanserna ur miljösynpunkt visat på rimliga överskott av kväve medan fosfor- överskotten i flertalet balanser var högre än Jordbruksverkets rekommenderade värden med hänsyn taget till markens fosfortillstånd. Dessa tendenser har bekräftats under åren. Olika sätt att minska fosforöverskotten har diskuterats. En systematisk genomgång av hela materialet bedömdes kunna ge säkrare slutsatser för förslag på gödslingsstrategier och odlingsåtgärder som förbättrar växtnäringsutnyttjandet och odlingssäkerheten i ekologisk grönsaksodling. Under 2005 genomfördes därför en samlad utvärdering där sambanden mellan skörd och växtnäringsinnehåll i jord och plantor studerades med multivariata statistiska metoder och jämfördes med referensvärden för de olika analysmetoderna (Magnusson m.fl., 2005). Utvärderingen bekräftade flera av de tendenser man iakttagit i projektet. Kalium och mangan var de enskilda växtnäringsämnen som påverkat skörden av vitkål starkast. Otillräckligt upptag av kalium berodde på lågt kaliuminnehåll i jorden samt för låg kvot av K/Mg och för hög kvot av Ca/K. Otillräckligt upptag av mangan berodde främst på höga halter av kalcium och magnesium i jorden och även på högt pH i jorden. Främsta rådet blev att inte kalka upp nya jordar till pH värden över 6 och att inte tillföra extra magnesium där innehållet redan är högt.

En viktig slutsats av utvärderingen var att den s.k. Spurway-analysen, där den mest lättillgängliga delen av 10-15 olika ämnen analyseras, ger en helt annan helhetsbild av växtnäringssituationen jämfört med markkarteringens handfull växtnäringsämnen och den bedömdes tillsammans med plantsaftanalyser ha potential att bli ett värdefullt redskap för att förbättra växtnäringsutnyttjandet inom ekologisk grönsaksodling. Tyvärr blev det allt tydligare att de riktvärden för utvärdering av Spurway-analysen som tillämpas idag inte är användbara i ekologisk odling. De är från början baserade på konventionell odling och har i vissa fall inte uppdaterats de senaste 20-30 åren. Värdena i projektet skiljde sig för vissa ämnen så kraftigt från riktvärdena att jämförelser blev meningslösa.

Konsekvenserna av de inaktuella och missvisande riktvärdena bedömdes vara en uppenbar risk för överdriven fosforgödsling och en ökad risk för brist på mangan och andra mikronäringsämnen om man försöker uppnå de rekommenderade värdena för kalcium i jorden. Med relevant utvärdering skulle analyserna istället öka möjligheterna att upptäcka skördebegränsande näringsbrister och därmed förbättra utnyttjandet av kväve och fosfor. Syftet med det här projektet är att utifrån redan insamlade data från ekologiska grönsaksodlingar utarbeta riktvärden för jord- och plantanalyser som är bättre anpassade till nutidens miljömål och till ekologisk odling. Grunden för vårt arbete med att ringa in rimliga riktvärden för ekologisk grönsaksodling är analyser av jord enligt Spurway-metoden i grönsaksodlingar där även plantorna som växt i jorden analyserats på växtnäringsinnehåll. Materialet i form av egna prover och analyser från tidsperioden 1989-2005 redovisas utförligt och presenteras huvudsakligen i grafisk form. Avsikten är att underlätta en fortlöpande förbättring av riktvärdena vartefter mera data blir tillgängligt.

Inom "Dokumentationsprojekt i ekologiska grönsaksodlingar i mellansverige 1999-2005" togs 45 produktprov på morötter, 47 prov på vitkål och 12 prov på purjolök. Proverna analyserades på totala halterna i ts för C, N, K, P, S, Ca, Mg, Na, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Si, Al, Ni, Mo och Cd. För jordanalyserna tillämpades den traditionella markkarteringsanalysen, men inte Spurway-metoden. Under perioden 20022005 har jorden analyserats under säsongen enligt den s.k. modifierade Spurway-Lawton-metoden (pH och Ec, extraktion av NO3-N, NH4-N, P, K, Mg, S, Ca, Na, Cl, Mn och B med HAc) och plantsaften har analyserats vid samma tillfällen på halten av NO3-N, NH4-N, P, K, Mg, S, Ca, Na, Cl, Mn, B, Cu, Fe, Zn, Mo, Al, och pH och Ec. Totalt finns 44 prov för morötter och 53 prov för vitkål där både jord och plantsaft analyserats samtidigt. Materialet finns publicerat i en rad rapporter (Ögren, 1999; 2000; Ögren & Rölin 20012004; Ögren m.fl., 2005; Magnusson m.fl., 2005).

Under perioden 1989-2004 genomfördes växtnäringsstudier vid njv, SLU, Umeå. Fältstudierna har genomförts vid SLU:s forskningsstationer (Röbäcksdalen, Öjebyn, Vojakkala, Offer och Ås), samt hos privata försöksvärdar och i kommersiella odlingar. Materialet utgörs av totalt 122 prov på blomkål (1989-1993), 115 prov på broccoli (1992-2003), 83 prov på purjolök (1993-2004), 44 prov på morot (1995-1997), 32 prov på kinakål (1996-1997), 17 prov på isbergssallad (1989-1993) och 6 prov på vitkål (1993-1995). Delar av materialet är publicerat (Magnusson, 2000; 2002).

Jordanalys enligt modifierad Spurway
Den största skillnaden för de nya riktvärdena mot tidigare värden är en radikal sänkning av rekommendationerna för fosfor. Det motiveras av att man i många fall tagit de högsta skördarna av både vitkål och morot (kring 80 ton/ha) vid så låga P-värden i jorden som 1-5 mg/l, och att det i det här materialet inte finns någon tendens till ökade skördar med värden för P i jorden över 10-15 mg/l. Det kan bl.a. bero på att fosfor som finns lättillgängligt i organiskt material inte syns på analysen. För morötter kan även mykorrhiza spela in. För övrigt pågår en revidering av rekommendationerna för fosfor även i konventionell odling.

De nya värdena innebär också en sänkning för innehållet av kalcium i jorden och för pH. Det motiveras av tydliga tendenser till brist på mikronäringsämnen, främst mangan, vid de höga värden som rekommenderats tidigare. I jämförelse med tillgängliga riktvärden är det genomgående låga manganhalter i våra plantprover. Mangan fastläggs i jorden med stigande pH både genom kemiska och biologiska processer. Höga värden för kalcium och magnesium i jorden hämmar dessutom upptaget av mangan i plantorna. Det här innebär att vid pH-värden kring 5,5 och lägre kan det vara tillräckligt med 1 mg Mn/l i jorden, medan vid pH-värden kring 6,5 och högre behövs högre värden för mangan. Balansen mellan kalcium, kalium och magnesium är också viktig för upptaget av respektive ämne. Förhållandet Ca:Mg i jorden bör ligga kring 10, Ca:K kring 5. Är innehållet av Ca i jorden högt behöver nivån på K och Mg höjas. Det kan medföra obalans gentemot övriga ämnen som då också måste höjas, vilket kan medföra nya problem. Det är lätt att höja pH-värdet, men mycket svårt att sänka det, särskilt i ekologisk odling. Därför är det viktigt att inte kalka slentrianmässigt utan göra en noggrann bedömning av behovet. Det föreslagna värdet för kalcium i jorden, 400-800 mg/l, motsvarar Ca-Al på 100-300 mg/100g jord. Farhågor att kvävefixeringen försämras för vissa baljväxter kan vara ett skäl att inte låta pH-värdet sjunka för långt under 6,0. Fungerar odlingen bra vid 5,5 finns ingen anledning att höja pH. I konventionell odling motverkas negativa effekter av höga pH-värden genom användandet av försurande gödselmedel och man har större möjligheter att lösa problem med fastlagda mikronäringsämnen genom bladgödsling jämfört med i ekologisk odling.

Värdena för kväve och svavel har också sänkts relativt mycket. I ekologisk odling är en stor andel av kvävet som tillförs med gödsling och kvävefixering organiskt bundet. Därför kan man normalt inte vänta sig höga kvävehalter i jorden under säsongen, och grödan kan ha god tillgång till kväve även vid måttliga nivåer i jorden förutsatt att mineraliseringen fungerar bra. Liksom för kväve och fosfor är huvuddelen av markens svavelförråd organiskt bundet. Den största delen av svavel som tillförs med stallgödsel är också organiskt bunden. Pelleterade organiska gödselmedel som innehåller rester från jästindustrin innehåller däremot svavel i form av kaliumsulfat vilket blir snabbt tillgängligt för plantorna och synligt i jordanalyser, som inte tar med organiskt svavel. Liknande gäller även för Kiserit (magnesiumsulfat)

Kalium som tillförs med organisk gödsling blir i princip tillgängligt för grödan omedelbart och syns därmed också tydligt i jordanalyser. Till skillnad från kväve kan man därför inte förvänta sig radikalt lägre kaliumvärden i jorden jämfört med konventionell odling. Balansen mellan kalium och magnesium är också viktig för upptaget av respektive ämne. Förhållandet K:Mg bör ligga kring 1-2. Kraftig kalkning med dolomit eller kraftig kaliumgödsling kan göra att balansen hamnar långt utanför ideala värden. De flesta organiska gödselmedel innehåller mer eller mindre natrium och klorid och man kan förvänta sig högre halter i jorden i ekologisk odling jämfört med i konventionell odling. Den övre gränsen på 50 resp. 40 mg/l som satts bygger förutom på det här materialet även på LMI:s erfarenheter av att det finns risk för negativa effekter om de nivåerna överskrids.

Många grönsaksjordar är fattiga på bor och där man inte tillfört bor med specialgödselmedel ligger värdena oftast under 0,5 mg/l. Låga värden för bor både i jorden och i produktproverna uppmärksammades tidigt i dokumentationsprojektet och borgödsling med 1-2 kg rent bor per ha i samband med vårbruket har införts till de flesta grönsakskulturerna i växtföljden. Det har successivt höjt värdena i jorden och plantorna, men fortfarande är värden över 1,0 mg/l i jorden ovanligt. Eftersom marginalen till skadliga effekter av höga bor-halter i jorden anses liten bör man följa värdena i jorden vid regelbunden tillförsel. Enligt Branson (1976, refererad i Bergmann, 1992). innebär borhalter i jorden under 0,5 mg/l inga problem ens för de känsligaste växterna. Vid halter över 5 mg/l börjar även ganska toleranta växter ta skada.

Under arbetets gång har värdena diskuterats med de två analyslaboratorier som idag utför Spurway-analysen, AB LMI i Helsingborg och Lantmännen Analycen AB i Kristiansstad. De kommer att lägga in de nya värdena i sina system för utvärdering under vårvintern så att de kan användas under kommande odlingssäsong. För att få rätt utvärdering är det viktigt att den som skickar in prov anger att det handlar om ekologisk odling.

Plantanalyser, totalhalter i ts
Den vanligaste typen av plantanalyser är att totalhalten av grundämnen analyseras i torkade prover. Proverna tas ut vid bestämda stadier i plantornas utveckling och kan utgöras av hela eller delar av plantan. Vanliga stadier för provtagning är mitten av säsongen, vid start av huvudbildning i t.ex. kål eller i moget stadium vid skörd. Referensvärden har samlats under åren lopp och olika sammanställningar finns publicerade i växtnäringslitteratur.

Dessa värden har relaterats till resultaten i de egna undersökningarna för att bedöma om plantorna lidit brist på något näringsämne. En bedömning har också gjorts av hur relevanta värdena är och försök gjorts att ringa in användbara riktvärden i ekologisk odling för de här grödorna. I vissa fall skiljer det mycket mellan olika källor. Man kan förmodligen anta att t.ex. vissa riktvärden för fosfor i plantorna bygger på kraftigare fosforgödsling än vad som idag anses rimligt. Förslag till riktvärden för morot, vitkål, broccoli och blomkål presenteras.

Plantsaftanalyser
Den typ av plantsaftanalys som använts i delar av det här materialet är utarbetad hos AB LMI, Helsingborg och omfattar 15 ämnen. Plantsaften visar enligt LMI tillståndet i växten under en kort tid, ungefär 2 v bakåt i tiden och 1 v framåt i tiden. Rekommendationen är oftast att man samtidigt tar ett Spurway-prov som ger vägledning även längre fram i tiden. Höga och låga värden i plantsaften behöver inte vara kopplade till innehållet i jorden. Förmåga att ta upp näringsämnen kan störas av t.ex. brist på vatten eller andra brister i odlingsförutsättningarna. Därför är det viktigt att känna till förutsättningarna vid tolkning av en analys, och innan ett eventuellt beslut om övergödsling tas. Enligt LMI är precisionen högre jämfört med ts-analyser genom att det optimala värdet är smalare och stabilare under säsongen. Det är också en enklare och snabbare metod och därmed billigare. LMI anser i princip att det inte borde vara någon skillnad i idealvärden mellan konventionell och ekologisk odling. Analyserna som ingår i det här arbetet ger inte tillräckligt underlag för att sätta upp egna riktvärden. Möjligen bedömer vi att värdet för fosfor är väl högt.