Ögren, Elisabeth
Samband mellan odlingsförutsättningar, växtnäring och skörderesultat samt utarbetande av riktvärden för jordanalys i ekologisk tomatodling
Gruppen deltagardriven forskning - växthus (tomatgruppen) har arbetat med växtnäringsfrågor i åtta år genom att följa växtnäringsnivåerna i växthusjorden hos de medverkande gårdarna. Spurwayanalyser har tagits regelbundet under odlingssäsongen och markkarteringsanalys har gjorts efter avslutad säsong. Totalt har 13 gårdar medverkat i gruppen och projektet, sex av gårdar har medverkat under hela projekttiden. På några av gårdarna har även plantsaftanalyser och bladanalyser gjorts. Efter avslutad odlingssäsong har växtnäringsbalanser upprättats. Fruktsättningen har följts genom registrering av antal frukter per klase och antal klasar per planta. Gruppen har utarbetat en lathund för gödslingsberäkning som är anpassad efter olika avkastningsnivåer. ner
För att kunna vidareutveckla ekologisk tomatodling och förbättra lathunden som verktyg för gödslingsberäkningar behöver vi få en bättre förståelse för sambanden mellan tillgång på växtnäring och avkastningsnivå i ekologiska system samt ta fram riktlinjer för vad som är lämpliga näringsnivåer i jorden.
Syftet med projektet är att uppnå goda resultat både vad gäller avkastningsnivå och resurseffektiv användning av tillgänglig växtnäring. Ökad avkastning innebär bl.a. ett bättre energiutnyttjande, d.v.s. ökat antal kilo skördad tomat per insatt energienhet. Resurseffektivare användning av tillgänglig växtnäring innebär bl.a. mindre risk för växtnäringsförluster.
De riktvärden för jordanalys i tomatodling som finns att tillgå idag är framtagna i konventionell odling med inaktiva odlingssubstrat, betydligt mindre substratvolymer än vad som används i ekologisk odling och vid användning av lättlösliga gödselmedel. De konventionella systemen är dessutom baserade på att växtnäring tillförs i överskott.
Målet med projektet är att finna samband mellan växtnäringstillgång och skördenivå, förbättra växtnäringsutnyttjandet samt formulera lämpliga riktvärden för jordanalys som är anpassade efter de förutsättningar som råder i ekologisk tomatodling.
Ett motsvarande arbete har genomförts under åren 2005 och 2006 i ekologisk frilandsodling och baserats på dokumentation och analyser från den deltagardrivna frilandsgruppen, se angivna publikationer. Detta arbete har lett fram till nya riktvärden för jord- och plantanalyser anpassade för ekologisk odling. Dessa värden används idag i rådgivning och av analyslaboratorier.
Steg 1.
Det insamlade och dokumenterade materialet från tomatodlingarna från åren 2000-2007 utvärderas med bl.a. multivariata statistiska metoder. Det ger möjlighet att skapa en överblick och upptäcka tendenser och mönster i ett material med många variabler. I en multivariat regressionsanalys, PLS (Projektion to Latent Structures), kan sambanden mellan en eller flera Y-variabler och ett stort antal X-variabler studeras.
Den statistiska bearbetningen förväntas bl.a. indikera vilka växtnäringsämnen som varit skördebegränsande och vilka som kan ha förekommit i överskott samt hur tillförd växtnäring påverkat tillgång och avkastningsnivå. Detta relateras till litteraturstudier över växtnäringsbehov i tomater, symptom på brist, överskott m.m. Resultaten kommer att processas i den deltagardrivna tomatgruppen.
Steg 2.
Resultaten från utvärderingen relateras till de riktvärden för jordanalyser som tillämpas idag, till litteraturuppgifter och till den deltagardrivna gruppens erfarenheter. Målet är att ringa in relevanta riktvärden för jordanalyser i ekologisk tomatodling. Diskussioner med aktuella analyslaboratorier är också en viktig del av arbetet.
Projektet har genomförts av tomatgruppen under åren 2008-2009. Tomatgruppen är en deltagardriven grupp som arbetat tillsammans sedan 1999 med olika frågor som rör ekologisk tomatodling. Gruppen består av tomatodlare, rådgivare och forskare. Projektet är en analys av en stor mängd data som samlats in från de gårdar som deltagit i tomatgruppen och medverkat i dokumentationsprojektet ”Växtnäringsutnyttjande i ekologiskt tomatodling” under åren 2000-2008.
Det ena huvudsyftet med projektet var att ta fram riktvärden för Spurway-analys som är anpassade till ekologisk tomatodling. Det andra huvudsyftet var att föreslå förändringar i strategin för växtnäringstillförsel för att bättre tillgodose plantornas behov av olika växtnäringsämnen under säsongen. En viktig del i det arbetet är att ta hänsyn till flera ämnen än kväve, fosfor och kalium vid planeringen av växtnäringstillförseln. Därför har växtnäringsbalanser beräknats även för kalcium, magnesium, svavel, natrium och bor. Innehållet av olika ämnen i råvattnet kan också ha stor betydelse i tomatodlingen. Vid odling i samma jord år efter år anrikas de ämnen som tillförs i överskott vilket kan orsaka obalanser. De beräkningar vi gjort visar att tillförseln i vissa fall avsevärt överstiger bortförsel med skörden. För de ämnen där det är relevant har tillförsel med råvattnet lagts in i den grafiska presentationen av växtnäringsbalanserna.
De nya riktvärdena för Spurwayanalysen presenteras i tabell 1 i rapporten. Den största skillnaden jämfört med de riktvärden tomatgruppen använt sig av hittills och som gällt för konventionell odling i jord är att riktvärdet för pH, kväve, fosfor och kalcium sänkts.
När det gäller pH-värdet och kalcium motiveras det sänkta riktvärdet av att utvärderingen visat att pH-värdena ofta varit för höga och bl.a. medfört manganbrist i plantorna. I konventionell odling där det gödslas kraftigt med lättlöslig mineralgödsel sker ofta en kraftig pH-sänkning i jorden vilket kan vara skadligt. Där behövs en buffert i form av relativt högt pH och höga halter av kalcium. Gödsling med organiska gödselmedel medför istället ofta en successiv höjning av pH med åren och växtnäringsbalanserna visar att mera kalcium tillförs än vad som bortförs med skörden i de flesta odlingarna. Flera odlingar har också råvatten med högt pH och högt innehåll av kalcium. Därför bör avsiktlig höjning av kalciuminnehållet och pH-värdet generellt undvikas, d.v.s. tillförsel av dolomit, gips och kalciumrika koncentrerade organiska gödselmedel som Biofer 7-9-0. Höga kalciumvärden i jorden konkurrerar med kalium, magnesium och mangan vid upptaget i plantorna. Kvoten Ca/K bör ligga kring 3–4 och kvoten Ca/Mg kring 4–5.
De sänkta riktvärdena för kväve och fosfor motiveras av att en stor andel föreligger i organisk form vilket inte kommer med i analysen. Plantorna har alltså tillgång till betydligt mera kväve och fosfor än vad analysen visar. I tomatbäddar som gödslats upp med organiska gödselmedel under åren kan förrådet av organiskt bundet kväve vara stort. Under gynnsamma förhållanden sker mineraliseringen snabbt och grödans behov kan tillgodoses utan att höga halter i marklösningen uppstår.
Där odlingen sker i markjorden blir det vanligtvis en anrikning av fosfor med åren på grund av att många organiska gödselmedel innehåller mera fosfor i förhållande till kväve och kalium än grödan behöver. Det har tomatgruppen försökt motverka genom att minska på tillförseln av stallgödsel och komplettera med andra gödselmedel, t.ex. Vinass. Trots att fosforinnehållet i jorden är högt i de flesta odlingarna har en återkommande diskussion inom växtnäringsprojektet varit eventuell fosforbrist hos plantorna. De analyser av plantsaft och blad som gjorts har övervägande visat för låga värden jämfört med tillgängliga riktvärden. För höga pH-värden i odlingsbäddarna, vilket gör att fosfor inte blir tillgängligt för rötterna, har diskuterats som en möjlig orsak till fosforbrist i plantorna.
För kväve och kalium har riktvärdena anpassats till tomatplantans olika utvecklingstadier 1–5 eftersom behovet för dessa ämnen är stort och förändras kraftigt under säsongen. De olika stadierna är: 1. Utplanterings/bromsningsfas, 2. Tillväxtfas, 3. Fruktbelastningsfas, 4. Vidareutvecklingsfas, 5. Avslutande skördefas.
För kväve har den undre gränsen för riktvärdet satts utifrån bedömningen att vid skördenivåer på 25 kg/m2 och högre bör kväve (nitrat- + ammoniumkväve) i Spurway inte understiga 50 mg/l för att säkerställa att mineraliseringen hinner med. Under utplanterings/bromsningsfasen bör högre nivåer undvikas för att inte riskera överfrodiga plantor. Det är också en lämplig nivå för säsongsavslutningen för att hålla förlusterna nere. Vid den kritiska tillväxtfasen behöver kväveleveransen ökas successivt till den dubbla nivån 100 mg/l för att svara mot behovet.
För kalium har den undre gränsen för riktvärdet satts utifrån bedömningen att vid skördenivåer på 25 kg/m2 och högre bör kalium inte gå ner under 250 mg/l i Spurway och att det är en lämplig nivå vid säsongsavslutningen vilket innebär att det finns en buffert vid starten nästa år. Den övre gränsen är satt med tanke på att kalium konkurrerar starkt med andra positiva joner och höga nivåer ökar risken för bl.a. pistillröta och magnesiumbrist. Kalium som tillförs med organiska gödselmedel blir till skillnad från kväve och fosfor direkt tillgängligt och syns på analyserna. Därför kan det vara svårt att undvika höga koncentrationer trots att tillförseln inte varit för hög i förhållande till vad som bortförs med skörd och plantor enligt växtnäringsbalansen. En gödslingsstrategi som innebär att ca en tredjedel av kaliumbehovet tillförs med fastgödsel som blandas in i odlingsbädden före plantering är förmodligen en lämplig avvägning mellan grundgödsling och tillskottsgödsling.
Tillförseln av magnesium med organiska gödselmedel kan vara otillräcklig för att täcka bortförseln med skörden om inga specialgödselmedel med högt magnesiuminnehåll används. Den stora tillförseln av kalium för att täcka behovet för skörden medför risk för magnesiumbrist och det är viktigt att kvoten K/Mg i jorden inte blir för hög. Den bör ligga kring 1,2. De högsta kvoterna syns främst under växtnäringsprojektets första år, medan de flesta odlingar som haft för hög kvot ser ut att närma sig riktvärdet under senare år.
Den största andelen svavel som tillförs med stallgödsel är organiskt bundet och syns inte direkt på jordanalyser. Svavel som ingår i fastgödselmedel har relativt låg växttillgänglighet och mängderna är ofta för små. När endast de klassiska organiska gödselmedlen används är risken för svavelbrist stor i ekologisk odling. De nya koncentrerade organiska gödselmedlen som t.ex. Biofer har helt ändrat den situationen. De som har störst svavelinnehåll är Biofer 6-3-12, 4-1-20 och 3-1-15. Ju mera kalium de innehåller desto mera svavel innehåller de också. Biofer-produkterna innehåller oftast kalium i form av kaliumsulfat vilket blir snabbt tillgängligt för plantorna och syns i jordanalyserna. Det här medför höga svavelvärden i jorden i förhållande till kväve och fosfor. Även Vinass som blivit ett alternativ för tillförsel av kväve och kalium i ekologisk odling (för att undvika onödigt stor tillförsel av fosfor) tillför relativt stora mängder svavel i en form som är direkt tillgänglig för plantorna. Nu är situationen snarare att onödigt mycket svavel ofta tillförs i ekologisk tomatodling.
De flesta organiska gödselmedel innehåller tillräckligt mycket natrium för att täcka bortförseln med skörden och vissa innehåller så mycket att ett överskott lätt skapas. Vinass tillför mycket natrium. Vissa Biofer-produkter, t.ex. 6-3-12 innehåller också mycket natrium. Råvattnet kan i vissa fall också tillföra stora mängder natrium. Natrium anses inte vara ett nödvändigt växtnäringsämne för tomater, men vissa växtslag, däribland tomat kan till viss del kompensera kaliumbrist med att ta upp mera natrium om det finns tillgängligt. (Bergmann, 1992). Det finns undersökningar som visar att ett högt innehåll av natrium i tomatfrukterna ger ökad sötma och arom (Koefoed Petersen m.fl., 1998). Höga natriumkoncentrationer i markvätskan hämmar dock upptaget av andra ämnen främst kalium, kalcium, magnesium och mangan.
De flesta fastgödselmedel innehåller klorid men vi har inte lyckats hitta en enda analys av klorid i den typen av gödselmedel. Att innehållet ofta är högt avspeglas i att kloridvärdena i jorden ökar kraftigt efter tillförsel. Erfarenheten tyder på att fårgödsel har det högsta kloridinnehållet av de vanligaste fastgödselmedlen. Vinass och Biofer-produkter ska enligt tillverkaren vara praktiskt taget fria från klorid. Som en följd av den ändrade strategin för växtnäringstillförsel är det inom tomatgruppen vanligare med höga natriumvärden än kloridvärden i jorden på senare år och det är bara i en odling där råvattnet innehåller mycket klorid som halterna är höga även de senaste åren.
Plantornas tillgång till mangan i jorden påverkas mera av pH-värdet än för de flesta andra ämnen. Generellt är risken för manganbrist väldigt liten vid pH kring 5,5 och lägre. Med stigande pH ökar risken för brist mer eller mindre snabbt på olika jordar och för olika grödor. Tillförsel av organiska gödselmedel som stallgödsel kan förbättra tillgången till mangan genom att omsättningen skapar en miljö där mangan lättare omvandlas till den form som växterna kan ta upp. Höga värden för kalcium, magnesium, kalium och natrium i jorden hämmar upptaget av mangan i plantorna. Utvärderingen tyder på att natrium haft starkast negativ effekt på upptaget av mangan. För att minska på tillförseln av natrium med Vinass kan en större del av kaliumbehovet täckas med kaliumsulfat och Kiserit. I torvjordar är innehållet av mangan normalt litet och extra kan behöva tillföras även om pH-värdet är lågt. I mineraljordar är innehållet av mangan oftast stort och där är det tillgängligheten som är begränsande.
Det mesta tyder på att tillförseln av bor i ekologiska tomatodlingar blir otillräcklig utan användning av specialgödselmedel. Utifrån tillgängliga uppgifter om borinnehåll i organiska gödselmedel täcker en normal gödsling mindre än hälften av behovet. I vissa fall kan råvattnet innehålla tillräckligt mycket bor för att behovet ska täckas utan specialgödselmedel. Bor blir mindre tillgängligt för plantorna med stigande pH och då behövs större tillförsel för att få effekt. Växternas behov av bor anses öka med ökande kalciumhalter i växten genom att mera bor då binds i en inaktiv form (Bergmann, 1992). Bor kan adsorberas till organiskt material i jorden och hållas tillgängligt för plantorna och det finns många rapporter om att tillförsel av fastgödsel ökar tillgängligt bor i jorden (refereras i Magnusson, 2000). Vid tillförsel av bor med specialgödselmedel är spädningsgraden extra viktig om lösningen vattnas ut; skador av för höga koncentrationer har observerats i tomatgruppen.