Wetterlind, Johanna
Billigare och bättre underlag för varierad kalkning med en nationell NIR-databas
Syftet med projektet var att ta fram information om marken som kompletterar eller till viss del ersätter informationen i lantbrukarens egen markkartering och därmed direkt kan fungera som underlag i den praktiska odlingen. I projektet tittade vi på kalkbehovet, men nyttan av informationen som tagits fram i projektet har bäring på fler tillämpningar. Det handlar om att utnyttja de nationella jordproven till att få detaljerad information om fälten, något som inte är möjligt genom att enbart använda jordproven som de är.
Genom att mäta reflektansen i det synliga och nära infraröda våglängdsområdet (vis-NIR) på befintliga jordprov från Jordbruksverkets stora nationella markkarterings-satsning skapades en stor nationell vis-NIR-databas med drygt 12000 jordbruksjordar. Jordproven täcker in en stor del av de svenska jordbruksjordarna vilket skulle kunna göra det möjligt att ta fram mer generella kalibreringsmodeller för bestämning av jordart och mullhalt, något som avsevärt ökar effektiviteten och minskar kostnaderna för analyserna.
För mer utförlig beskrivning se Projektbeskrivning, bilaga 1.
Under 2015 gjordes mätningar av reflektans i det synliga och nära infraröda våglängdsområdet (vis-NIR) på ca 7000 av de drygt 12000 jordprov som ingick jordbruksverkets markkarteringssatsning.
Vis-NIR-mätningarna användes sedan för att ta fram nationella kalibreringsmodeller för att bestämma mull- och lerhalt. Två kalibreringstekniker användes för de nationella modellerna. Modellerna validerades dels med nationella valideringsprov och dels med prov från 6 gårdar. Vid gårdsvalideringen av fyra av gårdarna "spetsades" även de nationella modellerna med lokala prov från gårdarna. De nationella kalibreringsmodellerna jämfördes med lokala gårdsvisa modeller.
Den kombinerade effekten av mull- och lerhaltsbestämningar med vis-NIR undersöktes genom att räkna ut kalkbehov för att höja pH-värdet en enhet (buffringskapasiteten).
För mer utförlig beskrivning se Projektbeskrivning, bilaga 1.
Vis-NIR-spektrumen från de drygt 12 000 nationella jordproven visade på mycket stora variation. Det mest framträdande i spektrum från jord är absorbtion relaterad till vatten, lermineral och organiskt material. Den nationella vis-NIR-databasen och de magasinerade jordproven representerar en majoritet av de svenska jordbruksmarksjordarna och erbjuder fantastiska möjligheter till vidare studier t ex kopplat till kvalitén på det organiska material och mineralogin i svensk jordbruksmark.
De nationella modellerna klarade inte på egen hand av att bestämma mull- eller lerhalt på de enskilda gårdarna utan relativt stora systematiska fel. Lokala modeller med så få som 25 prov gav ofta bäst resultat.
Att använda bara 10 lokala prov till kalibrering gav osäkra mull- och lerhaltsbestämningar, men att istället använda de 10 lokala proven till att ”spetsa” den nationella modellen gick bättre och blev lika bra som att ”spetsa” med 25 lokala prov.
Resultaten för den kombinerade effekten av vis-NIR-bestämd mull- och lerhalt i form av beräknat kalkbehov för att höja pH-värdet en enhet (buffringskapasiteten), följde mönstret för mull- och lerhaltsbestämningarna, med relativt stora systematiska fel för de nationella modellerna som de var, men med bättre resultat om modellerna ”spetsades” med prov från gårdarna. Även här blev resultatet oftast bäst med lokala gårdsvisa kalibreringar med 25 prov.
Tidigare studier har bedömt att det behövs ca 40 prov för att ta fram tillförlitliga lokala modeller. Att göra traditionella mull- och lerhaltsanalyser på bara 10 lokala jordprov på den enskilda gården och sedan endast göra vis-NIR mätningar på resterande jordprov skulle innebära betydande kostnadsbesparingar och göra tekniken möjlig även för gårdar med mindre areal. Detta kommer att utredas ytterligare på fler gårdar under våren.