Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Under mitten av 1900-talet genomgick lantbruket en revolution där avkastningen på diverse grödor fick en markant skördeökning. Men på senare tid visar det sig att dessa skördeökningar har börjat stagnera. De främsta orsakerna antas bero främst på klimatförändringar, men även försämring av markens kvalité som tär på markhälsan. Jordbruksmark brukas idag genom flera olika metoder och system både nationellt och globalt, vilket kan ge en effekt på markhälsan. Då lantbruket står inför stora utmaningar är det angeläget att undersöka och analysera hur markstruktur, växthusgasemissioner och avkastning påverkas vid val av odlingssystem som inkluderar bearbetningsmetod av jorden.
Fyra par gårdar i Skåne valdes ut i denna studie. De två gårdarna i respektive par ligger geografiskt nära varandra och förutsattes ha liknande väderlek och jordarter. På respektive pargård tillämpade den ena gården ett konventionellt bearbetningssystem med plöjning, medan den andra gården tillämpade ett alternativt bearbetningssystem med reducerad jordbearbetning eller genom principerna i det internationella konceptet Conservation Agriculture. För att studera hur odlingssystemen påverkar markstruktur, växthusgasemissioner och avkastning genomfördes både fält- och laboratoriestudier. Egenskaper som studerades var bedömning av markprofilen som växtplats med hjälp av mobilapplikationen ”Hur mår min jord?” samt mätningar av markvattenhalt, elektrisk konduktivitet, mullhalt, markens pH, vatteninfiltration, aggregatstabillitet, markstrukturstabillitet, växthusgasemissioner, dragkraftsbehov och avkastning. I studien användes höstvetets avkastning som en indikator för odlingssystemets produktionsförmåga.
Resultaten visade ingen signifikant skillnad mellan odlingssystemen oavsett egenskap som analyserades. Resultaten tydde på att t.ex. markstrukturen snarare påverkades av förutsättningar i marken som kan påverkas av lantbrukaren, där mullhalt och markens skrymdensitet hade större påverkan på markhälsan (mätt som aggregat- och markstrukturstabilitet), än valet av odlingssystem. Hur lantbrukaren hanterar sin jord, oberoende av odlingssystem, är avgörande för markhälsan. Att resultatet inte visade någon signifikant skillnad mellan odlingssystemen kan även ha berott på att gårdarna i studien har haft egen suveränitet i beslut för strategier och insatser under växtodlingsåret, där bland annat förfrukten och val av höstvetesort skiljde sig mellan gårdarna.
Studien visade att det är svårt att analysera och bedöma hur odlingssystem påverkar markstruktur, växthusgasemissioner och avkastning när gårdarna får ha egen suveränitet i beslut i sin växtodling. Studien visar att en viktig indikator för god markhälsa är en god markstruktur som man kan uppnå genom att bygga upp mullhalten i fält samt bibehålla en låg skrymdensitet. För att kunna analysera odlingssystemets effekt på avkastningen, bör samtliga upprepningar odla identisk grödsort samt ha identisk förfrukt. Det är dessutom viktigt att inkludera fler gårdspar dvs fler upprepningar för att kunna göra en mer säker statistisk bearbetning av resultaten. Framöver är det intressant att fortsätta utvärdera hur markhälsan påverkas vid val av odlingssystem.

In the middle of 20th century, agriculture underwent a revolution where the grain yield of various crops increased a lot. But recently it appears that these yield increases have begun to stagnate. The main causes are said to be mainly due to the climate change, but also degradation of the soil quality, which decrease the soil health. Today, agricultural land is cultivated by using several different methods and systems both nationally and globally, which affect soil health in different ways. As agriculture faces major challenges, it is important to investigate and analyse how soil structure, greenhouse gas emissions and grain yield are affected by choosing cultivation system that includes tillage method of the soil.
Four pair of farms in Skåne in southern Sweden were selected in this study. The farms in each pair are geographically close to each other and were assumed to be exposed to similar weather conditions and have similar soil types. On each pair of farms, one farm applied a conventional cultivation system with mouldboard plough, while the other farm applied an alternative cultivation system with reduced tillage or by the principles of Conservation Agriculture. To study how the cultivation systems, affect soil structure, greenhouse gas emissions and grain yield, both field and laboratory studies were carried out. Characteristics that were studied were assessment of the soil profile using the application “How healthy is my soil?”, soil water content, electrical conductivity, soil organic matter, soil pH, water infiltration, aggregate stability, soil structure stability, greenhouse gas emissions, traction force and grain yield. In this study, winter wheat yield was chosen as an indicator of the production capacity of the cultivation system.
The results showed no significant difference between the cultivation systems regardless of the trait analysed. Instead, the results indicated that soil health was rather influenced by conditions in the soil that can be influenced by the farmer, where soil organic matter and soil bulk density had the greatest impact, than the choice of cultivation system. How the farmer managed his soil, regardless of cultivation system was crucial for soil health. The fact that the results did not show any significant difference between the cultivation systems regarding the factors tested in the study may had been due to the fact that the farms had their own sovereignty in decisions about strategies and efforts during the crop growing year. Where, among other things, the pre-crop and choice of winter wheat variety differed between the farms.
The study shows that it is difficult to analyse and assess how cultivation systems affect soil structure, greenhouse gas emissions and yield when the farms are allowed to have their own sovereignty in decisions in their crop production. The study shows that an important indicator for good soil health is a good soil structure that can be archived by improving the soil organic matter content in the field and maintaining a low soil bulk density. In order to be able to analyse the effect of cultivation systems on yield, all repetitions should cultivate an identical crop variety and have identical pre-crops. It is also important to include more farm pairs, i.e. more repetitions, in order to be able to perform a safer statistical processing of the results. Regardless, it is interesting to continue to evaluate how different cultivation systems affect soil health.