Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

En varierad växtföljd är en vanlig tillämpad strategi för att öka grödornas avkastning och effektiviteten i resursutnyttjande. Motsatsen till detta kallas att odla i monokultur. Odlingsförsök har visat att stråsäd odlad i monokultur producerar lägre avkastning jämfört med när den odlas i en varierad växtföljd. Reduktionen i avkastning beror främst på ökat patogen- och ogrästryck. Förfrukt har stor betydelse för den studerade grödan. Att plöja ned halm kan leda till immobilisering av kväve i marken, detta gör kväve otillgängligt för grödan att ta upp. Skadegörare kan också överleva på halm mellan växtsäsonger. Ett sätt att minska överföringen av sjukdomar mellan säsonger är att bränna halmen. Långliggande försök är ett viktigt verktyg för att värdera ett odlingssystem. Syftet med denna uppsats är att bestämma de långsiktiga effekterna av att odla vårsådda stråsädesgrödor i monokultur jämfört med i en växtföljd och hur effekten påverkas av tillgången på kväve och halmbränning. De fyra hypoteserna såg ut som följande, (1) att vårsådd stråsäd odlad i växtföljd avkastar mer än vårsådd stråsäd av samma art odlad i monokultur, (2) att halmbränning minskar växtföljdens betydelse på avkastningen, (3) att kvävegödsling minskar växtföljdens betydelse på avkastningen och (4) att skillnaden i avkastning mellan vårsådd stråsäd odlad i monokultur respektive växtföljd ökar med tiden. Studien har gjort med hjälp av data från ett långliggande försök på Säby utanför Uppsala. Försöket fokuserar på vårvete, vårkorn och havre odlad i monokultur och varierad växtföljd. I försöket har fyra olika kvävemängder använts och halmen har antingen hackats eller bränts och i båda fallen plöjts ned. Data från detta försök analyserades statistiskt och en blandad modell användes för att inkludera fixa och slumpmässiga effekter. Resultatet visar att vårvete var den enda grödan med tydliga skillnader i avkastning mellan monokultur och växtföljd. Havreavkastningen skiljde inte signifikant mellan varierad växtföljd och monokultur. För vårkorn fanns ingen skillnad i avkastning mellan växtföljd och monokultur. Halmbränning gav endast ökad avkastning för vårvete. Det fanns ett samband mellan kvävegödsling och odlingssystem för havre vilket betyder att kvävegödsling minskade effekten av förfrukt. Vårvete odlad i varierad växtföljd hade en positiv avkastningstrend över tiden och monokulturerna hade negativa avkastningstrender, vilket betyder att skillnaden i avkastning mellan monokultur och växtföljd ökade med tiden. Medelavkastningarna för vårkorn och havre låg över medelavkastningarna i Uppsala län för samma grödor under samma tidperiod. Slutsatsen var att det under förhållanden som i detta långliggande försök är möjligt att odla vårsådda stråsäd i monokultur utan att avsevärt minska vårsädens avkastning. Avkastningen gynnades när halmen brändes istället för hackades och plöjdes ned. Kvävegödsling hade större betydelse för havreavkastningen odlad i monokultur än havre odlad i växtföljd.

A diversified crop rotation is a common applied strategy to improve grain yield in cereal production. The opposite is called continuous monoculture. Field trials have shown that cereals cultivated in monoculture produce lower grain yield than when grown in a diversified crop rotation. The yield reduction is due to increased pathogenic and weed pressure. The preceding crop is of great importance in a crop rotation. Straw incorporated into the soil can lead to immobilization of nitrogen, thus making the nitrogen unavailable to the crop. Diseases can survive on straw residue between growing seasons. To prevent this, a possible strategy to is to burn the straw. Long-term experiments are important for examining cropping systems. The purpose of this thesis was to determine the long-term effects of growing spring sown cereals in monoculture and how it is affected by the supply of nitrogen and straw burning. The four hypotheses were as follows: (1) spring sown cereals grown in a diverse crop rotation produce higher yield than spring sown cereal of the species grown in monoculture, (2) burning of straw reduces the importance of crop rotation in terms of yield, (3) nitrogen fertilization reduces the importance of crop rotation in terms of yield, (4) and difference in yield between spring sown cereals grown in monoculture and a diverse crop rotation increases with time. The study was done using data from a long-term experiment at Säby outside Uppsala. The experiment compares spring wheat, spring barley and oats grown in monocultures with the same crops grown in a diverse crop rotation. Four different nitrogen levels were applied, and the straw was either chopped or burned and, in both cases, ploughed into the soil. Data from this experiment were statistically analyzed and a mixed model was used to include both fixed and random effects. The results showed that spring wheat was the only crop with a significant difference in yield between monoculture and a diverse crop rotation. Oats had no significant difference in yield, but there was a tendency that yields were higher in the diverse rotation. For spring barley there was no differences in yield depending on crop rotation. The burning of straw increased yield of spring wheat, but not of oats and barley. There was a significant relationship between the cropping system and nitrogen fertilization for oats, which means that nitrogen fertilization reduced the effects of the preceding crop. The yield of spring wheat grown in a diverse crop rotation tended to increase over time, while the yield of spring wheat grown monoculture tended to decrease over time. This means that the difference in yield increased over time. The average yield of spring barley and oats were above the average yield of the same cereals grown in the Uppsala region during the same period. The conclusion of this study was that in conditions such as in this long-term experiment it is possible to grow spring-sown cereals in monoculture without a significant reduction in yield. In this study, the burning of straw increased the yield of spring wheat compared to incorporating the straw. The yield of oats grown in monoculture was more affected by nitrogen fertilization than the oats grown in crop rotation.