Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Genom tillförsel av strukturkalk, som är en jordförbättringsåtgärd till lerjord, kan flera positiva effekter uppnås. Forskning har tidigare visat att strukturkalkning kan ge stabilare aggregat, och kan bidra till minskat fosfor läckage samt bättre vatten och näringshållande förmåga.

Strukturkalk finns som bränd kalk (CaO) och släckt kalk (Ca(OH)2), vilka är lättlösliga och har stor påverkan på jordstrukturens utveckling. Idag används en blandning av framförallt släckt kalk och kalkstensmjöl (CaCO3) som strukturkalk. Rekommendationerna är att sprida från 5 ton per hektar och uppåt beroende på jordens lerhalt. Ju högre lerhalt desto högre giva strukturkalk.

Dragkraftsmätningar gjordes för att undersöka strukturkalkens påverkan på jordmotstånd på 1970- och 1980-talen. I denna studie gjordes nya mätningar på mellanleror under 2020 på fyra olika platser i Skåne, inom åtta olika försök. Försöken var randomiserade och hade strukturkalkats vid olika tillfällen mellan 2014 och 2018 och hade fyra försöksled: okalkat, 4, 8 och 16 ton strukturkalk per hektar av Nordkalk Fostop Struktur. Inom varje försök fanns tre upprepningar.

Idén med vår studie var att undersöka om strukturkalk hade effekt på lerjordarnas motstånd i vertikal och horisontell ledd. Mätningarna gjordes genom penetrometermätning och dragkraftsmätning. Vid mätningstillfället samlades även
jordprov in som användes för analys av jordens vattenhalt och pH-värde. Vattenhaltanalysen gjordes för att kunna utesluta att variation i jordens vattenhalt skulle påverka resultatet av motståndsmätningarna. pH analyserades för att undersöka strukturkalkens effekter på jordens pH värde.

Till dragkraftsmätningen användes en John Deere 6215R tillsammans med en kultivator - Väderstad TopDown 400 - utrustad med dragkraftsmätare. Mätvärdena registrerades i kN (kilo newton). Medelvärdena från försöksleden på
de fyra olika platserna sammanställdes och statistiska beräkningar utfördes för att se om det fanns signifikanta skillnader mellan de olika försöksleden.

Penetrometermätningarna gjordes med en Eijkelkamp Penetrologger som registrerade vertikalt jordmotstånd, i detta försök ned till 15 cm djup. I varje försöksparcell gjordes 10 mätningar som sedan lades ihop till ett medelvärde. Jordmotståndet mättes i N (newton).

Resultatet av dragkraftsmätningarna vid kultiveringen visade att det fanns statistiskt säkerställda positiva effekter av strukturkalkning på lerjordar vid givorna 4 och 16 ton per hektar men inte vid givan 8 ton per hektar. Effekten på pH-värde var varierande mellan platserna, men det fanns en tydlig pH-höjande effekt av en ökad giva strukturkalk. Detta examensarbete har genom fältförsök och statistiska analyser av insamlade rådata samt litteraturstudie kring de försök som utförts nått fram till följande slutsatser:

‐ Ökade mängder strukturkalk per hektar i lerjordens övre matjordslager tenderade att minska dragkraftsbehovet vid kultivering.

‐ Ökade mängder strukturkalk per hektar i lerjordens övre matjordslager tenderade att minska jordmotståndet i vertikal ledd.

‐ Ökade mängder strukturkalk hade en pH-höjande effekt på lerjordarna i dessa försök. Hur stor pH-effekten var varierade mellan olika platser.

A clay soil that has a good structure with aggregates are beneficial both for farmers and for the environment. By adding structural lime, which is a soilimprovement material, to clay soils, a number of positive effects can be achieved. Studies have shown that structural liming can contribute to more stable soil aggregates and less phosphorus leakage. A good soil structure can also hold more water and nutrients to the crop.

Structural lime is available as burnt lime (CaO) and slaked lime (Ca(OH)2). Burnt and slaked lime are easily soluble and easily affect changes in soil structure. The structure lime that's used today is primarily a mix between slaked lime and ground limestone (CaCO3). The recommended rate is to spread at least 5 tonnes or more
per hectare depending on the percentage of clay in the soil.

Traction requirement measurements were carried out in the 1970-s and –80s to investigate if there were any effects on the soil resistance after adding structure lime to clay soil. In this study new traction requirement measurements were carried out in fall 2020. The measurements were made in 8 trials at 4 different trial sites in Skåne, Sweden. The trial plots were treated with structure lime at different occasions between 2014 and 2018. The trial plots were split in four different treatments with Nordkalk Fostop Struktur, (A) no lime, (B) 4 ton per hectare, (C) 8 ton per hectare, (D) 16 ton per hectare. Every treatment was repeated three times in a randomized order within the trial.

The idea with the study was to analyse if structure lime affects both horizontal and vertical soil resistance. The measurements were made through penetrometer measurements and traction requirement measurements. By the time for the measurements, soil samples were collected for analyses of water content and the pH value in the soil. The water content analyse were made to exclude that the water content in the soil would affect the result from the soil resistance measurements. pH values were analysed to investigate the effect on pH from
structure lime.

For the traction requirement measuring a John Deere tractor were used together with a Väderstad TopDown tine cultivator. The cultivator was equipped with measuring instruments. The measurements were logged in kN (kilo newton). All the mean values in soil resistance from the different treatments were put together and used for statistic calculations.

The penetrometer measurements were made with an Eijkelkamp Penetrologger which registered vertical soil resistance in N (newton) down to 15 cm soil depth. 10 measurements were made in every plot which were aggregated to a mean value. The mean values were used to plot a graph showing changes in vertical soil resistance. The result from the traction requirement measurements showed that there was significantly lower draught requirement where the soil had been added 4 and 16 tonnes of structure lime per hectare, but not where 8 tonnes per hectare had been added. The effect on soil pH were different in different places, but overall, there was a clear rise of pH as a result of structure liming. This study has, through field trials and statistical analyses of collected raw data as well as a literature study of older trials that have been carried out, reached the following conclusions:

‐ Increased amounts of structural lime per hectare in the top layer of clay soil tend to decrease the traction requirement.

‐ Increased amounts of structural lime per hectare in the top layer of clay soil tend to decrease the vertical soil resistance.

‐ Increased amounts of structural lime had a pH-raising effect on clay soils. The magnitude of the pH effect varied between different trials sites.