Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Markens bördighet och produktivitet är avgörande för livsmedelsproduktionen, men det är komplext att mäta och definiera vad som är en bördig jord eftersom det beror på ett samspel mellan fysikaliska, kemiska och biologiska faktorer. De kemiska och till viss del fysikaliska faktorerna mäts rutinmässigt inom lantbruket, men biologiska indikatorer är mer sällsynta. Det här mastersarbetet har analyserat vad daggmaskantal kan säga om variationen av olika markkemiska och fysikaliska egenskaper och om de kan fungera som rumslig biologisk indikator.
Studiens syfte var att undersöka variationen av daggmaskar inom och mellan fält samt ifall de visar ett samband med infiltration, penetrationsmotstånd, pH och växttillgänglig näring (P-AL, K-AL, Ca-AL, Mg-AL och K/Mg-kvoten). Metoden innefattande 10 fält i Skåne, där fyra fält mättes med ett prov per hektar och resterande fält mättes med tre prov per fält. Där inventerades daggmaskantalet genom handsortering och jämfördes statistiskt med resterande markdata genom PCA-analys, Pearson-analys för att hitta linjära samband och Spearman-analys för att hitta monotona samband.
Resultaten visar främst att daggmaskantalet korrelerar med markkemiska parametrar snarare än markfysikaliska. Det mest robusta resultatet var sambandet mellan antal daggmaskar och halten av lättillgängligt kalium i matjorden (K-AL). Det fanns ett signifikant positivt samband i både Pearson-analysen (R2=0,118; p=0,0067) och Spearman-analysen (ρ=0,314; p=0,013). Det fanns även signifikanta men svaga positiva samband med P-AL och K/Mg-kvoten i Pearson-analysen. Det hittades dock inga signifikanta samband mellan antal daggmaskar och infiltration eller penetrationsmotstånd. Det tyder på att andra faktorer så som jordbearbetning, markpackning och textur har större inverkan på markstrukturen än daggmaskar. Det observerades även att daggmaskantalet var högre i plöjningsfria system än i system där fälten plöjs årligen.
Slutsatsen är att studien till viss del bekräftar daggmaskars relevans som indikator för markens bördighet. Antalet daggmaskar kan indikera skillnader i mängd tillgänglig näring mellan fält, men inte inom fält. Däremot behövs vidare forskning för att undersöka sambandet mellan daggmaskar och fysikaliska markegenskaper på fältnivå. Slutligen bidrar studien med ny kunskap om hur daggmaskar påverkar sin miljö på fältnivå och visar att daggmaskar samvarierar med vissa näringsparametrar och jordbearbetningsmetoder.

The fertility and productivity of soil is crucial for food production but measuring and defining soil fertility is complex since it depends on an interaction between physical, chemical and biological factors. Chemical and, to some extent, physical factors are routinely measured in agriculture, but biological indicators are less common. This master’s thesis has analyzed what the number of earthworms can reveal about the variation of different chemical and physical soil properties and if they can function as a special biological indicator.
The aim of the study was to investigate the variation of earthworms within and across fields, and whether they correlate with infiltration, penetration resistance, pH and plant available nutrients (P-AL, K-AL, Ca-AL, Mg-AL and K: Mg-ratio). The method involved 10 fields in southern Sweden (Skåne) where four fields were measured with one sample per hectare, and the remaining fields were measured with three samples per field. The number of earthworms were counted by hand sorting, then compared statistically with the other soil data by using PCA-analysis, Pearson analysis to find linear correlations and Spearman rank correlation to find monotone correlations.
The results primarily show that the number of earthworms correlates with soil chemical parameters rather than soil physical ones. The most robust result was the relationship between the number of earthworms and the amount of readily available potassium in the topsoil (K-AL). A significant positive correlation was found both in the Pearson analysis (R2=0.118; p=0.0067) and the Spearman rank correlation (ρ=0.314; p=0.013). Significant but weak positive correlations were also found with P-AL and the K: Mg-ration in the Pearson analysis. However, no statistical relation was found between the number of earthworms and infiltration nor penetration resistance. This indicates that other parameters, like tilling, soil compaction and soil texture have a greater impact on soil structure than the number of earthworms. It was also observed that the number of earthworms was higher in fields using reduced tilling systems compared to those where a plow is being used annually.
In conclusion, this study confirms the relevance of earthworms as an indicator of soil fertility to a certain extent. The number of earthworms can indicate differences in available nutrient levels between fields, but not within fields. However, further research is needed to investigate the relationship between the number of earthworms and physical soil properties at a field scale. Finally, the study contributes new knowledge about how earthworms affect their environment at a field scale and shows that earthworms co-vary with some nutrient parameters and differ between tilled and non-tilled systems.