Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Kväve är ett näringsämne viktigt för potatisens tillväxt. För stärkelsepotatis, med hög stärkelsehalt och knölskörd som mål, används sorter med lång växtperiod. En lång växtperiod ställer krav på tillgång av tillgängligt kväve (N) senare under växtsäsong vilket gör det vanligt med gödsling som delad giva. Delad giva kan ge ökad skörd, förbättrad N-effektivitet, förbättrat förhållande mellan knöl och blast samt bidrar till förläng livslängd av blast och därmed förlängd knöltillväxtperiod. Det ger även möjlighet att göra en bättre bedömning av det platsspecifika gödslingsbehovet det aktuella året. Bladskaftsanalys är en vanlig metod för att bedöma behov av kompletteringsgödsling. Metoden kan detektera N-status i potatis men är rätt arbets- och tidskrävande. Vid gödsling kan även behov av variabel N-giva finnas för att optimera N-gödsling i fält med inomfältsvariation. Det kan medföra fördelar som förbättrat resursutnyttjande, ökad kväveanvändningseffektivitet, minskade kostnader för N-gödselmedel samt minskad risk för N-läckage. Det sistnämnda kan anses särskilt viktigt för potatis med grunt outvecklat rotsystem, ofta odlade på lätta jordar med större genomströmning. Syftet med detta mastersarbete var i) att undersöka hur bra andra N-status mätmetoder, utöver bladskaftsanalysen, var på att bedöma gödslingsbehov och ii) se hur stor variation i N-gödslingsbehov det fanns i enskilda stärkelsepotatisfält. På så vis kan eventuellt mindre tidskrävande mätmetoder ersätta bladskaftsanalysen av N-statusbedömning i potatis och precisionsgödsling vara ett alternativ vid gödslingsåtgärd i stärkelsepotatis. Ett fältförsök med stigande N-givor och en fältstudie för att studera inomfältsvariationer utfördes därför under sommaren 2023. Även data från ett liknande fältförsök från 2022 inbegreps i analyserna. En blockdesign med tre upprepningar av fem olika kvävebehandlingar utformades för fältförsöket. Mätningar gjordes sen med Yara N-sensor, Yara N-tester, bladskaftsanalys samt två grödindex från Vultus erhållna från satellitbilder. I fältstudien granskades fem fält hos fem potatisodlare med satellitbilder tillsammans med skörd och kalibreringsmätningar på fem mätpunkter. Mätningar utfördes med samma mätmetoder som för fältförsöket. Resultatet från fältförsöken visade på att Yara N-sensorn, Yara N-tester och bladskaftsanalys var de metoder som hade bäst korrelation med gödslingsbehovet och därmed bäst potential för att ge en bra gödslingsrekommendation. Bladskaftsanalysen var metoden som gav tidigast signifikanta ledsskillnaderna och var därför mer synkad med normal tidpunkt för kompletteringsgödsling, senare gödsling förekommer dock för senare sorter. . Skillnader mellan år förekom, med generellt bättre och konsekventare samband för 2022 än 2023. Väder- och platsskillnader mellan åren tros ha påverkat. Resultaten antyder dock att bladskaftsanalysen var metoden som klarade dessa skillnader mellan åren bäst och kan därför anses vara något mer stabil. Vultus båda grödindexvärden gav däremot ingen bra korrelation med gödslingsbehov i försöken, där satellitens låga upplösning i förhållande till försöksrutornas storlek nog spelat in. I fältstudien hade däremot satellitdata vid några tidpunkter ett samband dels med uppmätt skörd samt även med en del av mätningar gjorda på mätpunkterna, vilket möjliggjorde en grov uppskattning av fältens variation i skörd och N-gödslingsbehov, vilket visade sig vara stor på två av fälten med standardavvikelser på runt 15 ton skörd per hektar och 40 kg N per hektar. Resultatet visar alltså på att potential finns att ersätta bladskaftanalys med en mer digital, mindre tidskrävande metod som N-sensorn för N-statusbedömning. Det behöver dock arbetas fram en modell för översättning av SN-värde (N-sensorns mätvärde) till gödslingsrekommendationer för potatis, där resultaten från den här undersökningen ger ett visst underlag. Potential finns också för precisionsgödsling av N i stärkelsepotatis, men även här behövs mer framtida forskning för att sensorteknik och gödslingsrekommendationer ska anpassas till potatis.
Nyckelord: stärkelsepotatis, N-statusbedömning, N-gödsling, delad N-giva, inomfältsvariation, variabel N-giva

Nitrogen is a nutrient important for potato growth. For starch potatoes, with a high starch content and tuber harvest as the goal, varieties with a long growing period are used. A long growing season puts higher demands on the availability of available nitrogen (N) later in the growing season, which makes it common to fertilize as a split application. Split fertilization can provide increased yield, improved N efficiency, improved ratio between tuber and blast and contributes to extending the life of blast and thus extended tuber growth period. It also provides the opportunity to make a better assessment of the site-specific fertilization needs in the current year. Petiole analysis is a common method for assessing the need for supplemental fertilization. The method can detect N status in potatoes but is quite labor- and time-consuming. When fertilizing, there might also be a need for variable N-supply to optimize N-fertilization in fields with within-field variation. It can bring benefits such as improved resource utilization, increased nitrogen use efficiency, reduced costs for N fertilizers and reduced risk of N leakage. The latter can be considered particularly important for potatoes with a shallow undeveloped root system, often grown on light soils with greater flow. The purpose of this master's thesis was i) to investigate how good other N-status measurement methods, in addition to the petiole analysis, were at assessing fertilization needs and ii) to see how much variation in N-fertilization needs there was in individual starch potato fields. In this way, possibly less time-consuming measuring methods can replace the petiole analysis of N status assessment in potatoes and precision fertilization can be an alternative in fertilization management in starch potatoes. A field trial with increasing N rates and a field study to study within-field variations were therefore carried out during the summer of 2023. Data from a similar field trial from 2022 were also included in the analyses. A block design with three replications of five different nitrogen treatments was designed for the field trial. Measurements were then made with the Yara N sensor, Yara N tester, petiole analysis and two crop indices from Vultus obtained from satellite images. In the field study, five fields of five potato growers were examined with satellite images together with yield and calibration measurements at five measuring points. Measurements were carried out using the same measurement methods as for the field trial. The results from the field trials showed that the Yara N sensor, Yara N tester and petiole analysis were the methods that had the best correlation with the fertilization needs and thus the best potential to give a good fertilization recommendation. The petiole analysis was seen to demonstrate significant differences in fertilization levels earlier than the N-sensor and the N-tester and was therefore more in sync with the normal timing of supplemental fertilization, however later fertilization occurs for later varieties. Annual differences could be noted, with 2022 generally giving better and more consistent results than 2023. Weather and location differences between years are believed to have had an impact. The results suggest, however, that the petiole analysis was the method that coped best with these differences between years and can therefore be considered somewhat more stable. Vultus´ two crop index values were shown to not give a good correlation with fertilization needs in the trials, where the satellite's low resolution in relation to the size of the test squares probably played a role. In the field study, on the other hand, the satellite data at some points in time had a relationship with measured yield and also with some of the measurements made at the measurement points, which enabled a rough estimate of the field's variation in yield and N-fertilization needs, which turned out to be large in two of the fields with standard deviations of around 15 tones of yield per hectare and 40 kg N per hectare. The result, therefore, shows that there is potential to replace petiole analysis with a more digital, less time-consuming method such as the N sensor for N status assessment. However, a model needs to be developed for the translation of SN value (the N sensor's measured value) into fertilization recommendations for potatoes, where the results from this work provide a certain ground. There is also potential for precision fertilization of N in starch potatoes, but more future research is needed to adapt sensor technology and fertilization recommendations to potatoes.
Keywords: starch potato, N status measurements, N-fertilization, split N-application, within-field variation, variable N-fertilization