Nitrat – effektivt och naturligt

Mineralkväve ökar tillväxten av biomassa både över och under jord och ger ökad kolinlagring och mullhalt i marken. Fältförsök och forskning har under decennier visat att nitratkväve är den N-form som är effektivast under svenska förhållanden. Detta nitrat produceras naturligt också av markens mikroorganismer.

Av Ingemar Gruvaeus, Yara

För övergödsling är nitrat den effektivaste kväveformen visar ett gediget underlag av svenska fältförsök under många årtionden. Foto: Jens Blomquist

Imedia diskuteras under senare tid att mineralkväve, och speciellt nitrat, skulle vara giftigt för växterna och särskilt också markmikrober. Det hävdas också att nitratgödsling skulle leda till sänkt nivå av organiskt material i marken och försämra markstrukturen. Debatten känns mycket märklig när fakta snarare pekar åt motsatt håll.

Fotosyntesen avgör mullhalten För att studera hur långsamma processer som förändring i mullhalt och markstruktur påverkas av växtföljd, odlingsåtgärder och gödsling krävs långliggande försök. I Sverige är vi lyckligt lottade som har sådana, som administreras av Sveriges lantbruksuniversitet, SLU.

Resultat från dessa visar att ju större biomasseproduktion vi har på fälten, och ju större andel fleråriga grödor, som vall, vi har i växtföljden, desto högre mullhalt och bättre strukturuppbyggnad får vi. Kortfattat kan man säga att fotosyntesen avgör mullhalten. Gödsling med mineral-N ökar dessutom biomasseproduktionen och därmed också mullhalten om man jämför inom samma odlingssystem. Fleråriga grödor som vall bygger en större rotmängd än 1-åriga grödor som spannmål och bygger därför också in mer mull, d.v.s. kol och kväve i marken. Det är något som märks väl om man bryter en vall. Då bryts rötterna ner och frigör kväve till efterföljande gröda. Det kallar vi normalt mineralisering.

… mineral-N ökar dessutom mullhalten…”

Mellangrödor gör dubbel nytta Ju större andel av året vi kan utnyttja fotosyntesen för att bygga biomassa desto högre mullhalt kan vi nå. Kan man få in mellan- eller fånggrödor som verkligen ger en biomasseproduktion på hösten, kommer det att vara positivt både ur mullhalts- och utlakningssynpunkt eftersom de tar hand om kväve som mineraliseras under hösten, och eventuellt restkväve efter huvudgrödan. Hösten 2018 gav mellangrödor en mycket stor tillväxt, eftersom den exceptionella torkan medförde att N-utnyttjandet i huvudgrödan var dåligt och det fanns kväve kvar för mellangrödan att utnyttja under den långa, varma hösten. Jämför gärna med höstraps som ofta innehåller mellan 50 och100 kilo N per hektar i biomassa ovan jord om den gödslas, men hösten 2018 kunde innehålla upp till 200 kilo N per hektar.

Klimatpositivt mineral-N I svenska långliggande försök har man funnit att N-gödsling binder in ca 1,7 kilo kol per kilo gödslat mineral-N i ökad mullhalt. Det motsvarar ca 6,2 kilo CO 2 per kilo gödslat N. Detta är mer än CO 2 -belastningen från tillverkningen av mineral-N baserat på naturgas i Yaras fabriker. Klimatnettot av gödsling med mineral-N är alltså positivt. Beräkningen fungerar förutsatt att fältets N-optimum inte överskrids. När energikällan för N-framställning

ersätts med vätgas – framställd med grön el som fallet blir i Yaras fossilfria kväve – ökar nettoeffekten av kvävegödslingen ännu mycket mer.

N boostar bördigheten I ett långliggande försök på SLU i Uppsala har man sedan 1956 studerat effekten på markens mullhalt av tillförsel av olika organiska material, men också av olika mineralgödseltyper. Även denna studie visar på högre mullhalt med mineralgödsel än utan, men också att det inte är någon skillnad i vilken form den tillförs (nitrat eller ammonium)

…högre mullhalt med mineralgödsel än utan …”

åtminstone inte så länge det ammoniumgödslade ledet hade tillräckligt högt pH för att kunna ge en vettig produktion. Gödsling med ammonium sänker ju pH. Kompenseras inte sänkningen med kalk, blir det till sist en allt svagare avkastning och därför sämre mullhaltseffekt. Bevuxen mark bäst När åkermarkens organiska material bryts ned av markmikrober kommer kväve att mineraliseras. Detta sker kontinuerligt under den del av året då fukt och temperatur medger mikrobiell aktivitet. Så fort det inte finns en gröda som tar upp det kväve som frigörs kommer det att nitrifieras, d.v.s. bli nitrat som samlas i marken. Bevuxen mark är därför en fördel. På hösten är nitrifikationen naturligtvis ett problem eftersom kvävet då riskerar att utlakas eller denitrifieras före våren. Problemet blir större ju mer kväve som cirkulerar via det organiska materialet. N och P på rotdjup gör större nytta Figur 1. Relativ skörd och N-skörd för bredspridd respektive kombisådd N- eller NP-gödsel. Kombi gav störst utväxling av N och NP i dessa 14 svenska försök 1992–1994. Hydro Agri. CAN=calcium ammonium nitrate, t.ex. Axan 27-4. Kombisådd ökar verkningsgraden För att växten ska kunna ta upp kväve krävs det naturligtvis att det kommer i kontakt med rötterna. Här ligger också orsaken till att vi genom decennier sett skillnader i effektivitet av olika N-former och gödslingsteknik. Om vi kombisår, d.v.s. myllar kväve i fuktig jord under sådjup, får vi en betydligt bättre N-effekt av ammoniuminnehållande gödselmedel i jämförelse med att bredsprida på ytan eller bara mylla ytligt i såbädden med en harv. Under svenska förhållanden räknar vi med i medeltal ca 10 procent skillnad i effektivitet för ammoniumnitratbaserade gödselmedel, typ NPK eller Axan, till vårsäd. Ju torrare vår och ju högre lerhalt, desto större skillnad kan man förvänta sig. Se exempel i figur 1. Ammonium fast på ytan Skälet är naturligtvis att ammoniumkväve inte rör sig ner till rötterna förrän det omsatts till nitrat av markmikrober. Ammonium stannar kvar på markytan, medan nitrat rör sig neråt mot rotzonen även om det är kallt och torrt. För övergödsling i höstvete ger därför kvävekällor med mycket nitrat högre säkerhet. Foto: Jens Blomquist 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 Relativtal Bredspridd CAN Bredspridd NP 26-6 Kombisådd NP 26-6 Kombisådd CAN 100 100 102 103 110 111 116 120 Relativ skörd Relativ N-skörd

Dessa kräver fukt och värme för att fungera effektivt. Så länge det är svalt händer inget, och då kommer ammoniumkvävet att stanna i markytan på leriga jordar även om det regnar. Samma sak om det är torrt.

Om vi lägger ammoniumkväve på markytan på en lerjord, som i höstsäd när vi bredsprider, har det svårt att röra sig ner till rötterna innan det nitrifieras (figur 2). För ammoniumkvävet kan man i figur 2 se att det stannade i ytan och där inte skulle varit tillgängligt för rötterna om det varit i fält.

…åtgår ca 10% mindre N som Kalksalpeter …”

Nitrat effektivast i Sverige Otaliga försök i Sverige genom åren visar på liknande skillnad i N-effektivitet mellan nitrat- och ammoniumkväve i höstsäd. I medeltal räknar vi med att det åtgår ca 10 procent mindre kväve som Kalksalpeter jämfört med ammoniumnitrat-N för att nå samma N-effekt i grödan. Produkter med högre ammoniuminnehåll har ytterligare sämre effekt. Ett exempel på hur resultaten brukar se ut finns i figur 3. Resultaten från fältförsöken i figur 3 visar att nitratkvävet håller en hög effektivitet oavsett stadium, medan ammonium är klart svagare och tenderar att bli allt osäkrare ju senare det blir.

Krävs alla rätt Nitrat och ammonium är naturligt förekommande molekyler i vår odlingsmark, men om man ska göra jämförelser mellan gödselmedel duger det inte med bara teori utan de måste faktiskt testas under de förhållanden där de ska användas. En riktigt bra odlingsekonomi med minsta möjliga miljöpåverkan kommer inte med ett billigt eller s.k. ”naturligt” kväve. Det kommer med rätt mängd i rätt tid och i rätt form så att grödan verkligen kan dra nytta av det. /

Ammonium blir kvar på ytan % återfunnet, N 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40

-1

-2 -3 -4 Jorddjup (cm)

-5 Ammonsulfat Kalksalpeter

Figur 2. Efter gödsling med Ammonsulfat respektive Kalksalpeter på lerjord i en jordcylinder tillfördes 10 mm nederbörd och sedan behölls fuktigheten under 28 dagar i 10 o C. Figuren visar andel återfunnet kväve av tillfört på olika djup i jordcylindern. Studien tydliggör att kväveformen ammonium riskerar att bli kvar i markytan så länge det är kallt eller torrt, medan nitrat snabbare och lättare rör sig ner till rötterna.

Nitrat är den effektivaste N-formen

130 128 126 124 122 120 118 116 114 112 Kväveskörd (kg/ha) 65% 53% 67% 63% 52% 67% 48%

DC 30–32 Nitrat DC 37–45 Axan Ammonium DC 55

Figur 3. Kväveskörd av olika kväveformer i 16 försök i höstvete under 2004–2006 i svenska försök. Alla led fick 60 kilo N tidigt som start. Därefter gödslades med 60 kilo N per hektar med olika kväveformer i olika stadier. Procentsatsen ovan stapeln anger N-effekt av kompletteringen.

En mellangröda har många funktioner och gör stor nytta där den får växa i ett tröskat fält. Den samlar bl.a. upp nitrat som därmed inte lakas ut och den samlar kol som höjer mullhalten i jorden. I mellangrödan på fotot ingår sommarvicker, oljerättika och honungsört. Foto: Jens Blomquist

Källa: Kätterer, T. et al. (2011). Agriculture, Ecosystem and Environment 141, s.184–192.