Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Effektivt resursutnyttjande är av intresse för både ekologisk och ekonomisk hållbarhet. Inom lantbrukssektorn är det viktigt att utnyttja resurser effektivt och på så vis minska miljöpåverkan samt få bättre lönsamhet. I detta arbete har effektivt kväveutnyttjande i höstvete undersökts. Syftet med arbetet har varit att undersöka hur olika mineralgödselmedel, baserade på nitrat eller ammonium, applicerade i fast eller flytande form, påverkar tillgängligheten av kvävet. Målet var att få en bättre förståelse för hur kvävet uppehåller sig i markens olika kvävepooler beroende på kväveform och appliceringsmetod under svenska förhållanden samt att öka förståelsen för jordartens inverkan.
För att studera detta har ett försök genomförts på två platser i Västergötland, Bjertorp och Lanna. De två platserna representerar en sand- och en lerjord. I försöket har fast och flytande kalksalpeter respektive ammoniumsulfat använts. De gödselmedel som använts har varit anrikade med 10 % 15N för att möjliggöra bestämning av mängd gödselkväve i markens olika kvävepooler. Gödslingen har skett i cylindrar med två olika djup och två olika tidpunkter för provtagning. I själva försöksytan har det inte varit någon växande gröda, men i fältet omkring odlades höstvete. Efter insamling av jord-prover i fält har olika analyser genomförts på laboratorium för att bestämma mängd mineralkväve, mikrobiellt kväve och fixerat kväve. På labb har extraktion med kaliumklorid (KCl), fumigering med kloroform (CHCl3) följt av extraktion med kaliumsulfat (K2SO4), samt behandling med kaliumhypobromit (KOBr) följt av sköljning med KCl utförts. För bestämning av 15N i prover har en diffusionsmetod använts för analys av mineral- och mikrobiellt kväve, medan bestämning av 15N i prover för fixerat kväve analyserades direkt i jordprov.
Analys av mineralkväve visade att fast kalksalpeter gav signifikant mer mineralkväve än flytande ammoniumsulfat. Ammoniumbaserade gödslingsbehandlingarna innehöll vid tidig provtagning i princip bara NH4+-mineralkväve. Till den sena provtagningen nitrifierades en stor del av mineral-kvävet på sandjorden och på lerjorden minskade mängd mineralkväve till följd av trolig fixering eller ammoniakavgång. Nitratbaserade gödslingsbehandlingar gav upphov till mineralkväve i form av nitrat. På lerjord minskade mängd mineralkväve från tidig till sen provtagning, medan det ökade på sandjord. Resultatet för mikrobiellt kväve gav ingen tydlig distinktion mellan gödslings- behandling, plats och tidpunkt. Det kan bero på att immobilisering inte påverkades av de olika parametrarna inom försöket alternativ att metoden inte var tillförlitlig. Analys av fixerat kväve visade endast den andel av totalt fixerat kväve som det gödslade kvävet utgör. Det medför att gödslingsbehandlingarna, AS fast och AS flytande, endast kan jämföras inom samma plats och tid-punkt. I resultatet för fixerat kväve går det endast att skilja gödslingsbehandlingarna vid sen provtagning på sandjorden.
Sammanfattningsvis ger analyserna inte den helhetsbild av kvävets fördelning i marken som var målet för att förstå dess tillgänglighet. Detta beror främst på metodosäkerhet, brist på signifikanta skillnader och ofullständiga resultat. Arbetet visar därför inte lika tydligt som tidigare studier att flytande gödselmedel är sämre än fasta, eftersom skillnaderna tycks bero både på om gödseln är fast eller flytande och på vilken kväveform som används.

Today, there is considerable discussion about how to increase the use efficiency of different types of resources. This is of interest from both an ecological and an economic perspective. In this report, the nitrogen use efficiency in winter wheat has been evaluated. The purpose of this field study was to examine how different types of mineral fertilizers, based on nitrate or ammonium and applied in either solid or liquid form, affect the availability of nitrogen. The aim was to gain a better understanding of how nitrogen remains in different nitrogen pools in the soil, depending on the nitrogen form, application method, and soil type under Swedish conditions.
The field trial was conducted at two locations in Västergötland, Sweden: Bjertorp and Lanna. These locations represent a sandy soil and a clay soil, respectively. In the trial, solid and liquid forms of calcium nitrate and ammonium sulphate were used. The fertilizers were enriched with 10% 15N to enable measurements of the applied nitrogen in the different nitrogen pools in the soil. Fertilization was carried out in cylinders of two different depths, allowing for two sampling times. The trial was conducted without a growing crop. After soil sampling, various analyses were performed to measure mineral, immobilized, and fixed nitrogen.
Analysis of mineral nitrogen showed that solid calcium nitrate resulted in significantly more mineral nitrogen than liquid ammonium sulphate. The ammonium-based treatments contained almost exclusively NH₄⁺ mineral nitrogen at the early sampling. By the late sampling, a large portion had been nitrified in the sandy soil, while in the clay soil, mineral nitrogen decreased—likely due to fixation or ammonia volatilization. The nitrate-based fertilizers contributed mineral nitrogen in the form of nitrate. In the clay soil, mineral nitrogen levels decreased from the early to the late sampling, whereas they increased in the sandy soil.
The results for microbial nitrogen showed no clear distinctions between treatments, locations, or sampling times. This may be because immobilization was not influenced by the tested parameters, or because the method was not reliable. The analysis of fixed nitrogen only reflected the proportion of total fixed nitrogen derived from the applied fertilizer. Therefore, the treatments—solid and liquid ammonium sulphate—can only be compared within the same location and sampling time. A distinction between the treatments was only observed at the late sampling in the sandy soil.
In summary, the analyses did not provide the comprehensive picture of nitrogen distribution that was intended, mainly due to methodological uncertainties, lack of significant differences, and incomplete results. Consequently, this study does not confirm as clearly as previous research that liquid fertilizers are less effective than solid ones, as the differences appear to depend both on the physical form of the fertilizer and the nitrogen type used.