Variabel utnyttelse av nitrogenet i husdyrgjødsla

Husdyrgjødsla er en viktig ressurs, og inn i husdyrproduksjonen importeres store mengder mineraler, spesielt gjennom kraftfôret. Husdyra utnytter 25–35 prosent av mineralene, noe som innebærer at en betydelig del skilles ut via gjødsel og urin (heretter kalt gjødsel), og er dermed en viktig kilde for plantevekst. Tilgjengeligheten av næringsstoffene er avhengig av i hvilken form de foreligger, enten i uorganisk eller organisk form. I plantene tas mineralene opp i uorganisk form og for at mineralene i organisk form skal bli tilgjengelig for plantene må de mineraliseres, det vil si at de må omdannes til uorganiske forbindelser. Mineraliseringen i husdyrgjødsla er avhengig av den kjemiske sammensettingen, jordfuktighet, jordtype, pH, mikrobiell aktivitet og temperatur.

40–70 prosent av N av vår­-spredd bløtgjødsel utnyttes

Nitrogen (N) foreligger i uorganisk form, hovedsakelig som ammonium-nitrogen (NH₄-N) og i organisk i form som ufordøyelig fôrprotein. Forholdet mellom de to fraksjonene og dermed tilgjengeligheten er igjen avhengig av dyreslag, fôring og system for lagring og gjødselhåndtering. Hos storfe foreligger 50–60 prosent av N som NH₄-N mens hos svin og fjørfe er det 80–85 prosent. Nitrogen i uorganisk form vil i jorda være raskt tilgjengelig for plantene. Samtidig er denne fraksjonen mest utsatt for tap under spredning. Organisk N er lite utsatt for tap, men tilgjengeligheten av N vil være avhengig av mineraliseringen, ikke bare i forhold til mengde, men også som en effekt av tid fra spredning. For vårspredd bløtgjødsel regner vi en totalutnyttelse for N på 40–70 prosent hos storfe mens hos svin og fjørfe 80–90 prosent.

Frigjøring av nitrogen fra husdyrgjødsla

Ved hjelp av mikrobene i jorda omdannes organisk N til uorganisk N i form av NH₄-N og nitrat-N (NO₃-N). Det første steget er mineralisering og dannelsen av NH₄-N. Det neste steget er nitrifisering hvor NH₄-N omdannes til NO₃-N (Figur 1). Graset utnytter begge disse to N kildene.

Den mikrobielle aktiviteten er påvirket av flere jordklimatiske forhold som temperatur, fuktighet og lufttilgang. Eksempelvis vil vassjuk og kompakt jord gi en dårligere mineralisering. Ammonium-N som allerede finnes i husdyrgjødsla vil være lett tilgjengelig for graset eller det vil raskt omdannes til NO₃-N, vanligvis i løpet av 3–4 uker. En utfordring med NH₄-N er at den er utsatt for tap under spredning og utvasking, og tapet vil fort bli 10–30 prosent. Omdanning og frigjøring av organisk N er en mer tidkrevende prosess og Nibio sin Husdyrgjødsel N-kalkulator (https://lmt.nibio.no/husdyrn/)er en interessant modell for å beregne sesongtilgjengelig N. Modellen beregner N potensielt tilgjengelig for plantevekst ved å ta hensyn til tap av N knyttet til spredemetode, spredetidspunkt, værforhold under spredning og utvaskingsrisiko bestemt av årsnedbør og jordtype.

N-kalkulator bygd inn i Eana Skifte

Modellen har vi bygd inn i gjødselplanleggeren i Eana Skifte. Modellen sier imidlertid ikke noe om tilgjengeligheten av N gjennom vekstsesongen. Spesielt for organisk N vil dette ha en betydning. Siden både mineralisering og nitrifisering (heretter samlet kalt mineralisering) er avhengig av jordtemperatur har vi utviklet en modell hvor vi benytter både historisk temperatur og inneværende sesongs temperaturdata for å beregne mineraliseringen fra organisk N over tid. Vi har en oppfatning av at virkningen av N i husdyrgjødsel overvurderes tidlig i vekstsesongen på grunn av lav jordtemperatur, og at effekten i større grad kommer utover i sesongen på grunn av økende jordtemperatur. Beregning av en gradvis frigjøring av N vil påvirke fordelingsmønsteret av handelsgjødsel gjennom vekstsesongen. I Eana Skifte har vi bygget inn en løsning hvor det beregnes en tidsavhengig frigjøring til uorganisk N styrt av varmesummen. Målet har vært å utvikle en mer dynamisk tilnærming for gjødselplanleggingen for å kunne øke utnyttelsen av de tilførte næringsstoffene. I begrepet dynamisk gjødselplanlegging tar vi hensyn til ulike tapsposter, mineralisering av N og reberegning av gjødselplanen etter hver slått for å ta hensyn til værforhold og oppnådd avling.

Gjødselplaner uten og med mineralisering for to gårder

I gjødselplanen utarbeidet før vekstsesongen starter, beregnes mineraliseringen ut fra siste fem års varmesumkurver. Under forutsetning av at kommende sesongs slåttetidspunkt blir om lag som tidligere år, beregnes tilgjengelig N fra husdyrgjødsel som en tidsavhengig prosess gjennom sesongen. Det tas også hensyn til kjemisk innhold i husdyrgjødsla, spredemetode, jordtype fra jordanalysen og årsnedbør for å beregne tilgjengelig N for plantevekst, samt N tap i form av ammoniakk og utvasking.

Tabell 1 viser gjødselplaner for N uten og med mineralisering for to gårder med forskjellig geografisk lokasjon og dermed ulik varmesum. På Gård 1 er det en tre slåtts strategi mens på Gård 2 er det en to slåtts strategi. Gjødselplanen er laget før vekstsesongen og baserer seg på planlagte avlingsmengder og slåttetidspunkter. På begge gårdene er det kun benyttet husdyrgjødsel om våren, 5 tonn per dekar og kløverandel og moldklasse er henholdsvis 5 prosent og Klasse 5. Førsteslåtten høstes siste uken i mai på Gård 1 og rundt 20. juni på Gård 2. Sisteslåtten høstes første uken i september på begge gårdene. En modell som tar hensyn til mineraliseringen gjennom sesongen, påvirker både den samlede utnyttelsen av husdyrgjødsla og fordelingen av handelsgjødsla. Utnyttelsen av mineralisert N regnes fram til sisteslåtten og det som mineraliseres resten av sesongen blir delvis overført til neste sesongen sammen med det som ikke er mineralisert. Av dette blir 10–20 prosent tilgjengelig for plantevekst de neste årene.

På Gård 1 vil det å ta hensyn til mineraliseringen gi 2,5 kg mindre N per dekar fra husdyrgjødsla fram til førsteslåtten. Det fører til at mengde handelsgjødsel må økes med 9 kg per dekar (OPTI-NS). Konsekvensen er imidlertid at det overføres henholdsvis 1,1 og 0,9 kg N per dekar til gjødslingen etter førsteslåtten og andreslåtten, på grunn av ufullstendig mineralisering tidlig i sesongen. Det gir behov for 4 og 3,5 kg mindre handelsgjødsel per dekar for de to overgjødslingene. Sesongbehovet for handelsgjødsel er 84 kg når man ikke tar hensyn til mineralisering og 86 kg når mineralisering tas hensyn til. For Gård 2 vil beregnet mineralisering gi en enda større forskjell i fordelingen av handelsgjødsla til vårgjødslingen (12 kg/dekar; NPK 22-2-12). Det skyldes en lavere varmesum både fram til første-slåtten og for sesongen. Til overgjødslingen vil det være behov for 8 kg mindre handelsgjødsel per dekar da modellen overfører 1,7 kg N per dekar til andreslåtten. Sesongbehovet for N vil være 1,1 kg høyere per dekar når man lager en gjødselplan med mineralisering.

I Eana Skifte legger vi opp til en reberegning av gjødselplanen gjennom sesongen etter hver slått hvor det tas hensyn til oppnådd tørrstoff- og proteinavling. Når gjødselplanen re-beregnes så er det gjeldende sesongs varmesumkurve som legges til grunn for beregnet mineralisering.

Testing sommeren 2023

De siste åtte årene har vi sett en nedgang i proteininnholdet i analysert grassurfôr, spesielt i førsteslåtten. Vår hypotese er at det blant annet skyldes at vi over-vurderer virkningen av N i husdyrgjødsla tidlig i sesongen og at virkningen kommer senere på sommeren. I områder med en kald, våt og kort vekstsesong vil vi også ha en dårligere totalutnyttelse. Derfor har vi utviklet en modell hvor vi tar hensyn til mineraliseringen av N i husdyrgjødsla i gjødselplanleggingen. Vi mener det vil gi en positiv effekt på både avling, proteininnhold og N-utnyttelse. Datagrunnlaget for modellen er basert på utenlandske forsøk, og det gjenstår derfor testing i felt under norske forhold. Felttester vil bli gjennomført til sommeren og vi oppfordrer gårdbrukere som synes dette er interessant å ta kontakt med Harald Volden (harald.volden@tine.no) for å bli med på uttestingen. For de som ikke ønsker å være med på en organisert testing kan et spennende alternativ være å dele et skifte i to hvor handelsgjødsla fordeles forskjellig gjennom sesongen basert på en gjødselplan med og uten mineralisering.