Efterafgrøder - Effekt på nitratudvaskning og kvælstofforsyning Forklarende tekst til overheads S:\MIT\workshopefafgr\overheadkommentar.wpd Nr. Beskrivelse Overhead 1. Om baggrunden for bruge efterafgrøder kan der nævnes flere indgangsvinkler: Lovkrav Der lovkrav om brug af efterafgrøder mht. opfyldelse af VMPII. Netop lovkravet og den måde det er udformet på i praksis, gør det vanskeligt at få en positiv indstilling til efterafgrøder, da der er en del uhensigtsmæssigheder og bøvl i forbindelse med markplaner. VMPII -målopfyldelse Landmændene burde imidlertid være positivt indstillede overfor brug af efterafgrøder, da man her kan reducere N- udvaskningen betydeligt med en lille indsats og uden større økonomiske tab. Det vil sige, at man kan få den goodwill fra samfundet, man har brug for, med en forholdsvis lille indsats, mens f.eks. normreduktioner er langt mere omkostningskrævende Efterafgrøder kan øge frugtbarheden I nogle sædskifter kan efterafgrøder bidrage med mere organisk stof og generelt øge frugtbarheden og forbedre jordstrukturen. Økologiske brug mangler næringsstoffer På økologiske jordbrug, hvor adgangen til næringsstoffer udefra er stærkt begrænset, er der et særligt incitament til at bevare næringsstofferne i dyrkningssystemet. Ved en kornpris på 1,50 kr. pr. kg vil værdien af det tabte kvælstof være ca. 18 kr. pr. kg eller 5-6 gange højere end i konventionelt jordbrug. Både økonomisk og imagemæssigt er økologiske landmænd nød til at bruge efterafgrøder effektivt.
2. Reglerne om 6 pct. efterafgrøder Som et led i forliget om Vandmiljøplan II blev der fra og med høståret 1998-99 indført krav om 6 pct. efterafgrøder. I forliget er der regnet med, at hver hektar efterafgrøde reducerer kvælstofudvaskningen med 25 kg i forhold til ingen efterafgrøder. Hovedreglerne om efterafgrøderne er: 2. Der skal udlægges et areal på 6 pct. af arealet med korn, ærter, raps, brak m.m. (incl. ryps, soya, sennep, hestebønner, solsikke, hør). Under brak medregnes kun 1-årigt udtagne arealer. Bemærk, at udtagne arealer godt kan være 1-årige, selvom de ligger på samme areal flere år i træk. 3. Udlægges mere end 6 pct. med efterafgrøder, kan den overskydende del overføres til næste år. Man kan derimod aldrig skylde. 4. Som efterafgrøder tæller: græsudlæg u. kløver, korsblomstrede afgrøder, græs, korn og frøgræs. Anvendes korsblomstrede afgrøder som efterafgrøder, tæller de kun med 50 pct. Altså skal der udlægges 12 pct. af arealet. Korn og græs kan anvendes, hvis det udsås efter høst - dog senest 1. august. Korsblomstrede efterafgrøder skal sås senest 20. august. En frøgræsmark tæller kun med, såfremt den overholder kravene m.h.t. ompløjningstidspunkt og efterfølgende afgrøde. 5. Efterafgrøder må både gødskes, høstes og afgræsses. Såfremt efterafgrøderne udnyttes til slæt eller afgræsning om efteråret har de et kvælstofbehov på lige fod med alle andre efterafgrøder. 6. Efterafgrøderne må ikke ompløjes eller nedvisnes før den 20. oktober. For at sikre rimelig tid til kvælstofopsamling om efteråret må efterafgrøderne ikke destrueres før den 20. oktober. Især på lettere jorde må det dog anbefales at udskyde pløjning til om foråret. 7. Efterafgrøderne skal efterfølges af en vårsået afgrøde. For at en efterafgrøde kan tælle med til at opfylde kravet om 6 pct. efterafgrøder, skal de altid efterfølges af en afgrøde, som etableres det efterfølgende forår. Det kan f.eks. være vårsæd, roer, majs eller kartofler. 2
3. Klimaområder Brugen af efterafgrøder skal tilpasses den lokalitet, hvor man bor. Efterafgrøder kan være en konkurrent til den følgende afgrøde, hvis nedbørsoverskuddet er lille. I de følgende overheads er der taget udgangspunkt i klimaområderne, og derfor kan nogle overheads udelades, hvis målgruppen kommer fra samme område. Nedbørsmængden fra september til marts er: Område 1: under 375 mm Område 2: 375-500 mm Område 3: over 500 mm 4. Forløbet af jordens nitratindhold året igennem: I forårsmånederne er nitratmængden i jorden stor som en følge af nedbrydningen af planterester og humus, samt tilførslen af kvælstofgødning. Afgrødens kvælstofoptagelse og vandforbrug i vækstperioden medfører, at der ingen nitratudvaskning sker, og at nitrat indholdet meget hurtigt falder. På høsttidspunktet er jorden udtømt for nitrat. Hvis jorden er ubevokset om efteråret, vil den nitratfrigivelse fra planterester og humus, der fortsætter efteråret igennem, føre til at nitratindhldet igen stiger. En større eller mindre del af dette nitrat kan - afhængig af nedbørsmængden og jordtype - udvaskes i vinterhalvåret. 3
5. Hvordan virker efterafgrøderne? Der er tre virkningsmekanismer. Den mest oplagte, er at jordvandets indhold af nitrat mindskes pga. efterafgrødens N- optagelse, og derved forhindres den nedadgående bevægelse af nitrat. Dernæst kan dybrodede efterafgrøder også i nogle tilfælde få fat i N, der tidligere var udvasket fra rodzonen og transportere det tilbage til overjorden. I tilfælde af, at der sås efterafgrøde som udlæg om foråret, vil der ikke være nogen jordbehandling om efteråret i forhold til, hvis eftergrøden sås efter høst, eller der etableres vintersæd. Mindre jordbehandling betyder mindre mineralisering og dermed mindre udvaskningsrisiko. På lerjord har man målt, at udvaskningen øges med 15-20 kg N pr. ha når der pløjes om efteråret frem for om foråret. På sandjord har man ikke fundet forskelle på udvaskning ved forskellige pløjetidspunkter. 6. Krav til effektive efterafgrøder sået ved høst. Hvilken efterafgrøde der er den bedste, afhænger af den konkrete situation. For efterårssåede efterafgrøder er de korsblomstrede (raps, ræddike, gul sennep, turnips) mest effektive, fordi de har en hurtig tilvækst og en dyb rodvækst. Deres effektivitet er dog betinget af tidlig såning, - før d. 20 august. Arter, der kan vokse til sent på efteråret, har også størst virkning. Arter, der er vinterfaste kan holde på det meste af næringsstofindholdet hele vinteren. 7. Sået ved høst Sået ved høst er de korsblomstrede mest effektive, men høsten af de fleste markafgrøder ligger for sent til, at de korsblomstredes effektivitet kan udnyttes. En mulighed er derfor at så frøene ud før høst ca. 1. august. Vikke i blanding med rug sået senest i midten af august, kan godt reducere N- udvaskningen, og samtidig virke som grøngødning - en relevant metode på økologiske jordbrug. 4
8. Udlæg af græs Efterafgrøder kan sås som udlæg eller de kan sås omkring eller efter høst. Udlæg af græs og kløvergræs er det mest anvendte fordi det er let at etablere og passer bedst som efterafgrøde efter korn. 9. Placering i sædskiftet For at efterafgrøder skal have en væsentlig effekt på vandmiljøet, skal de placeres efter afgrøder, hvor der er sandsynlighed for en stor mineralisering af kvælstof i efterårets. Jo større kvælstofmængde efterafgrøden får mulighed for at optage, jo bedre er eftervirkningen på næste afgrøde også. 10. Der er principielt fire etableringsmetoder, der kan komme på tale i forbindelse med efterafgrøder: 1. såning som udlæg, 2. såning før høst ved udspredning med gødningsspreder eller luftsåning, 3. såning efter høst og jordbearbejdning, samt 4. såning som udlæg om efteråret i vintersæd. Såning efter høst har kun mening hvis høsten er tidlig og efterafgrøden bliver etableret tidligt. Efter tidlige afgrøder er det en god mulighed. Alle fire metoder er anerkendte i forbindelse med den lovbefalede brug af efterafgrøder. 5
11. Mekanisme for efterafgrødens virkning Figurerne viser N-min ned til 150 cm s dybde i henholdsvis november og maj. Forfrugten er konservesært og efterafgrøderne er sået i starten af august på en JB 6. I det konkrete forsøg er der for den undersøgte jordprofil en meget høj N-pulje. I november er der en stor pulje N i 50-100 dybde uden efterafgrøde. I maj er denne pulje forskudt til 100-150 cm s dybde og dermed uden for rækkevidde for de fleste afgrøder. Ræddike reducere effektivt N-min helt ned i laget 125-150 cm, hvor 99% af kvælstoffet er optaget. I den dybde tager ital. rajgræs kun 50%. Bl.a. derfor anbefales det, at man ikke bruger græs ved efterårsetablering af efterafgrøder. I maj er ræddike den der frigiver mest N, dels fordi den har optaget mest og fordi C/Nforholdet er lavere i ræddike end i græs. Det er det generelt for de korsblomstrede efterafgrøder. Kvælstoffet fra ræddiken er imidlertid i højere grad fordelt i jordprofilen i maj end det er for græs. Det skyldes af ræddike ikke er vinterfast og derfor langsomt går i opløsning i løbet af vinteren, mens græsset først nedbrydes når det nedmuldes. Derfor er ræddike ikke egnet til sandjord, hvor man i stedet bør bruge vinterraps eller turnips, hvis man kan bruge korsblomstrede efterafgrøder. 12. Kvælstofmængden bestemmer optagelse og eftervirkning Jo mere kvælstofophobning i jorden om efteråret, jo mere vil efterafgrøden kunne optage. Det viser denne figur, hvor to eks empler på forfrugter giver forskellige ni veauer af N-min om efteråret og forskelli ge mængder optaget af rug som efterafgrø de. Jo mere kvælstof rugen indeholder, jo bedre er eftervirkningen på næste afgrøde også. Derfor er det ikke muligt at angive præcise eftervirkninger generelt. Principi elt skulle søjlerne være lige lange indenfor hvert N-niveau, men at de ikke er det skyl des almindelig måleusikkerhed. 6
13. Stor forskel i hastighed for rodvækst. Figuren viser, at korsblomstrede efterafgrøder har mere end dobbelt så stor væksthastighed i forhold til rajsgræs udlagt i efteråret, og knab dobbelt så stor hastighed i forhold til korn. Derfor kan især de korsblomstrede nå at indhente næringsstoffer, der er på vej til at blive udvasket. Kvælstof, der fra sidste vinter befinder sig på kanten af rodzonen og i umiddelbar risiko for at blive udvasket til utilgængelig jorddybde, kan også indhentes af korsblomstrede efterafgrøder. Græsudlæg vil typisk nå en dybde på 1 meter. Data i figuren repræsenter ikke bare den dybeste enkelt rod, men dybden for en betydelig rodtæthed. 14. Såtidspunktet er afgørende for succes med efterafgrøder etableret ved høst Figuren viser roddybden for tre efterafgrøder målt d. 1. november. Efterafgrøderne er sået på fem tidspunkter. Såning af efterafgrøder i august efter høst er oftes kun realistisk efter vinterbyg, vinterraps og helsæd. Dog kan man også så før høst ved at udsprede frøene i afgrøden, men etableringen er så mere usikker, og man har ikke mulighed for at bearbejde stubben mekanisk eller kemisk mod ukrudt. Dybden af søjlerne i figurerne aftager med forskellige hældninger. I korsblomstrede efterafgrøder regner man med at miste optagelsen af 2 kg N pr. dag som såningen udsættes, men der i rug tabes 1 kg N pr. dag. 7
15. Kløver og kløvergræs kan også mindske N- udvaskningen Selvom kløver og kløvergræs fikserer kvælstof fra luften og øger efterafgrødens N-indhold, så kan de i kraft et relativt dybt rodsystem bidrage til at sænke N- min indholdet i jorden i løbet af efteråret. I figuren ses at N-min især er sænket i 50-100 cm s dybde, mens det i 0-50 cm s dybde ikke er ændret væsentligt i forhold til udyrkede og ubehandlede parcel. I forhold til den jordbehandlede parcel, hvor jorden er holdt sort, er N-min væsentligt lavere for alle efterafgrøderne. 16. Efterafgrøder kan give bedre jordstruktur Denne virkning er relativ, idet der ikke kan opnås effekter på jorder, der i forvejen indeholder meget organisk stof og har en god struktur. Når jordstrukturen forbedres vil det også især kunne ses på afgrøder, der er mest følsomme for dårlig struktur. Jorder der er pakket på grund af tung færdsel og pløjesål, kan forbedres ved kombination af jordløsning (gruber eller undergrundsløsner på ploven) og isåning af en efterafgrøde, med hurtig rodvækst. Efterafgrødens rødder vil søge ned og fastholde den opbrudte jord i den nye struktur, så den ikke så let pakkes sammen igen. 17. Husholdningen med andre næringsstoffer forbedres også Svovl i form af sulfationer kan udvaskes lige som kvælstof (nitrat). Efterafgrøder kan mindske svovludvaskningen og korsblomstrede efterafgrøder, der optager meget svovl, kan øge optagelsen af svovl i den følgende afgrøde. Når mængden af nitrat og sulfat i jordvæsken mindskes af efterafgrøderne mindskes mængden af kalium, calsium m.fl. også. Det skyldes dels af disse også bliver optaget af planter, men det skyldes også, at nitrat og sulfat, der optages af efterafgrøden, er negative ioner (anioner), og da jordvæsken vil forblive elektrisk neutral, så vil de positivt ladede ioner (kationer) blive nødt til at binde sig på jordkolloiderne. 8
18. Efterafgrøder kan give problemer for bekæmpelse af rodukrudt Efterafgrøder blokerer for at man kan sprøjte eller harve mod rodukrudt i efteråret. Hvis der er behov for en kraftig indsats mod rodukrudt, er det derfor spild af ressourcer at så efterafgrøder. Hvis mængden af rodukrudt er lille til moderat og efterafgrøden har gode vilkår både med hensyn til etableringstidspunkt og kvælstofforsyning, så kan efterafgrøden give rodukrudtet betydelig konkurrence i efteråret. Forsøg med økologiske sædskifter på Flakkebjerg har i både 1998 og 1999 vist, at mængden af tidsler aftog året efter, der var brugt efterafgrøde, mens mængden ikke aftog, hvor der ikke var brugt efterafgrøde. 19. Gamle sædskifteforsøg med rodukrudt. Gode efterafgrøder er med til at holde rodukrudt som kvik i ave. Det viser et ældre (1961-69) sædskifteforsøg (ensidig dyrkning af vårbyg) med forskellige typer efterårsbehandling af marken på to for søgsstationer (både ler- og sandjord). Man har fundet, at udlæg af ital. rajgræs gav en væsentligt mindre opformering af kvik end ubehandlet, men dog gav mekanisk jordbearbejdning den laveste kvikfore komst. Der blev både brugt en ugødet og en gødet variant af ital. rajgræs, og den gødede rajgræs gav lidt mere kvik end den ugødede. Det kan undre, da det må formo des, at den gødede rajgræs har større kon kurrenceevne end den ugødede. Den gøde de rajgræs gav et lille merudbytte i den efterfølgende vårbyg. (Hostrup, 1972). Rodukrudtet behøver ikke blive et større problem, selvom der ikke systematisk foretages mekanisk eller kemisk kvikbe kæmpelse efter høst. Hvis etableringen af efterafgrøden mislykkedes er der på den anden side risiko for at der i stubmarken kan opformeres kvik. I så fald bør man skride til bekæmpelse. 9
20. Sædskiftesygdomme Sygdomme og skadedyrsforhold må tages i betragtning ved valg af efterafgrødeart. De korsblomstrede efterafgrøder som gul sennep, ræddike, fodermarvkål, rybs og raps kan vedligeholde bl.a. kålbrok og man bør derfor være varsom med at bruge dem i sædskifter med kål eller raps. Hvis man bruger dem, bør man holde øje med om de pågældende sygdomme opformeres. Honningurt er ikke i familie med andre kulturplanter og er derfor omtrent sædskifteneutral. Efterafgrøder af græsfamilien virker begrænsende over for rodbrandsvampe i ærter og bønner. Efterafgrøder af græs dæmper også angreb af kartoffelskurv året efter. Efterafgrøder af gul sennep, honningurt og rybs bør undgås forud for kartofler, idet de vedligeholder smittefaren for Rattle-virus, der giver ringrust i kartofler. 21. Nedmuldningstid om efteråret på lerjord Generelt bør man nedmulde efterafgrøder i det sene efterår på lerjord og i det tidlige forår på sandjord. Begrundelsen er, at på lerjord kan man godt acceptere, at kvælstoffet delvist fordeles i jordprofilen i løbet af vinteren, men på sandjord sker udvaskningen så hurtigt, at afgrøden skal holdes grøn hele vinteren. Nedbørsmængden og næste afgrødes roddybde spiller også ind og gør et par undtagelser til ovenstående. På lerjord bør der nedmuldes tidligt forår, hvis der er meget vinternedbør (klimaområde 3, over 500 mm nedbør). På sandjord bør man nedmulde sent efterår, hvis der er lavt vinternedbør (klimaområde 1+ 2, mindre end 500 mm nedbør) og næste afgrøde har et dybt rodsystem (roer, kål eller vårraps), fordi de godt kan nå ned til det kvælstof der er vasket ned i lidt større dybde. 10
22. Denne figur er en sammenskrivning af de to foregående og kan udelades, hvis målgruppen er dækket ind af en af de foregående figurer. 23. Vinterfaste efterafgrøder på sandjord En del afgrøder er ikke vinterfaste, og er derfor ikke egnede til efterafgrøder på sandjord eller i nedbørsrige områder (kli maområde 3). Det er f.eks. gul sennep, ræddike, honning-urt, foderraps. Ræddike er lidt mere frostresistent end gul sennep og holder derfor sammen på plantemassen det meste af vinteren. Omkring januar går den dog i opløsning. Fordelen ved udvin tring på lerjord er, at man ikke risikerer, at efterafgrøden om foråret genoptager væksten og derved optager kvælstof som ellers ikke vil blive udvasket. Det vil sige, at den ikke optager kvælstof i direkte kon kurrence med næste afgrøde. Et alternativ til udvintrende efterafgrøder er at ned mulde efterafgrøden i november-decem ber. 11
24. Eftervirkning afhænger af vinternedbøren Det er virkningen af, at der ikke er en efterafgrøde, der varierer. Når der er en efterafgrøde, så vil den i en våd vinter give en positiv eftervirkning på næste afgrøde ( og en positiv virkning på vandmiljøet), mens når der er en tør vinter, så vil efterafgrøden optage kvælstof som ellers ikke ville blive udvasket fuldstændigt, og derfor er eftervirkningen negativ. Det vises også med dette lille regnestykke. Der tages udgangspunkt i 100 kg kvælstof målt som N-min. Efterafgrøden optager det hele og frigiver 30 kg om foråret. Desuden er der 30 kg baggrundsmineralisering. Med efterafgrøde giver det i alt 60 kg N. Hvis udvaskningen var 100%, og der ikke er efterafgrøde ville der kun være baggrundmineraliseringen tilbage, altså 30 kg N. Efterafgrødens eftervirkning er derfor 60-30 = 30 kg N. Hvis udvaskningen kun er 50%, så vil forårs-n-min være 50 kg N + 30 kg fra baggrundsmineraliseringen, altså 80 kg N. Efterafgrøden ville i den situation have virket negativ 60-80 = -20 kg N. 25 Hvilke afgrøder har mest gavn af at have efterafgrøder forud? De afgrøder, der har et overfladisk rodsystem har mest udbytte af efterafgrøder, fordi efterafgrøden koncentererer kvælstoffet i det øverste jordlag, hvor disse afgrøder kan nå det. 12
26 Forsøg med alm. rajgræs som efterafgrøde i vårbyg på sandjord viser positiv effekt på miljøet og på udbyttet. Effekten kan dog variere betydeligt. Forsøgene er præsenteret i Grøn Viden nr. 157 1995. Den varierende effekt hænger sammen med at rajgræssets vækst blev bestemt af det enkelte års etablerings- og vækstbetingelser 27 Nedbør og virkning af efterafgrøder Figuren viser forårs N-min i en situation, hvor der er efterladt meget N i jorden om efteråret. Ved den høj nedbørsmængde (fra august til april) er N-min højest, hvor der har været efterafgrøder, som har beskyttet kvælstoffet mod udvaskning. Ved den lave nedbørsmængde er N-min højest, hvor der ikke er brugt efterafgrøde. Efterafgrøden har bundet noget kvælstof, som under disse omstændigheder ikke er blevet udvasket, og da den ikke frigiver det hele i første vækstsæson konkurrerer den faktisk med den næste afgrøde om kvælstoffet. Figuren viser, at forårs N-min med efterafgrøder bliver mere stabilt og uafhængig af nedbørsmængden. 13
28. Overheads viser anbefalede arter og udsædsmængder af efterafgrøder. For nærmere beskrivelse af dette henvises til afgrødenyt nr. 111-1999, nr. 130-1998, samt LBM-nyt nr. 990. Kilder: Eriksen, J., Askegaard, M., Olesen, J.E. og Thorup-Kristensen, K. 1999 The sulphur balance of organic crop rotations in Denmark. In: Olesen, J.E., Eltun, R., Gooding, M.J., Jensen, E.S. & Köpke, U. (1999). Designing and testing crop rotations for organic farming. FØJO Report no. 5. (In press). Hostrup, S. B. 1972. Jordens efterårsbehandling ved ensidig korndyrkning. Tidskrift for Planteavl, bind 76. 1972. pp. 490-502. Thorup-Kristensen, K. 2000. (submitted) Are differences in root growth of nitrogen catch crops important for their effect on nitrogen leaching losses? Plant and Soil. Thorup-Kristensen, K. 1999. Personlig kommunikation. Thorup-Kristensen, K, 1997. Anvendelse af grøngødning og efterafgrøder. I: Kristensen, E. S. 1997. Økologisk planteproduktion. Forskningscenter for Økologisk Jordbrug, SP-Rapport nr. 15. Danmarks JordbrugsForskning 1997. Thorup-Kristensen, K. 1993. Fangafgrøder i sædskifter med grønsager. Grønne Fag nr. 22, 1993. Østergaard, H.S., Tersbøl, M. & Thorup-Kristensen, K. 1999. Efterafgrøder - Effekt på nitratudvaskning og kvælstofforsyning. Baggrundsmateriale til brug ved undervisning om praktisk anvendelse af efterafgrøder. November 1999. Landbrugets Rådgivningscenter. 14