Mæling á glæðitapi
Jarðvegsefnagreiningar gefa upplýsingar um sýrustig (pH) jarðvegs og magn auðleystra plöntunæringarefna sem svo eru nýttar til að áætla áburðarþarfir ræktunarspildna og til að meta þörf á kölkun.
Plöntunæringarefnin sem mæld eru í jarðvegsefnagreiningum hér á landi eru aðalnæringarefnin fosfór (P), kalíum (K), kalsíum (Ca) og magnesíum (Mg) og á síðustu árum var snefilefnunum mangan (Mn), sink (Zn) og kopar (Cu) bætt við. Einnig er rúmþyngd jarðvegsins mæld. Köfnunarefni (N) hefur aldrei verið hluti af stöðluðum jarðvegsefnagreiningum hér á landi þar sem nokkuð dýra tækni þarf til þess að mæla N í jarðvegi og því um nokkuð dýra greiningu að ræða.
Á tímum þar sem kolefni (C) í lofti og láði er allsráðandi í umræðunni um hlýnun jarðar er ljóst að mikill kostur væri að hafa einhverskonar mælingar á C í ræktarlandi. Nokkuð hefur því verið rætt hvort ekki væri mikilvægt að bæta við aðferð, í staðlaðar jarðvegsefnagreiningar á jarðvegssýnum bænda, sem mælir hlutfall lífræns efnis í jarðvegi. Til er aðferð sem nefnist glæðitap (e. Loss- on-ignition) sem er einföld mæling, auðveld í framkvæmd og þarfnast mjög einfalds tækjabúnaðar. Í öllum lífrænum efnasamböndum er kolefni og getur glæðitap því nýst sem óbein mæling á kolefni (C) í jarðvegi. Auk þess er mjög náið samband á milli C og N í jarðvegi og því getur mæling á lífrænu efni líka nýst til þess að meta köfnunarefni í jarðvegi (sjá mynd 1).
Lífrænt efni í jarðvegi – mikilvægur þáttur
En hvað er lífrænt efni eiginlega? Jú það er, ásamt steinefnum, það efni sem myndar hinn fasta hluta jarðvegs. Lífrænt efni í jarðvegi samanstendur af ummynduðum leyfum plantna og dýra og getur verið mjög breytilegt að gerð og samsetningu. Lífræni hluti jarðvegs gegnir ýmsum mikilvægum hlutverkum í jarðvegi og tengist í stórum dráttum hringrás næringarefna, frjósemi jarðvegs og heilbrigði jarðvegs auk kolefnisbindingar.
Hringrás næringarefna: Lífrænt efni gegnir því mikilvæga hlutverki að miðla næringarefnum sem berast með því í jarðveginn. Þau efni sem helst berast í jarðveginn með niðurbroti lífrænna efna er köfnunarefni (N), fosfór (P) og brennisteinn (S), ásamt fleiri efnum sem eru þó í miklu minni mæli. Með niðurbroti lífrænna efna í jarðvegi verða þessi næringarefni aðgengileg plönturótum í gegnum hringrásir sérhvers efnis.
Frjósemi og heilbrigði jarðvegs: Lífrænt efni í jarðvegi er nátengt frjósemi jarðvegs. Jarðvegur með hátt lífrænt innihald er að öllu jöfnu frjósamari en steinefnaríkur jarðvegur en það er vegna þess að lífræni hlutinn hefur jákvæð áhrif á ýmsa eiginleika jarðvegs eins og byggingu hans, vatnsheldni og katjónarýmd. Greining á lífrænu efni getur því gefið innsýn í frjósemisstöðu jarðvegs og hjálpað til við túlkun á áburðarþörfum hans. Lífrænt innihald jarðvegs er grundvallarþáttur í heilbrigði jarðvegs þar sem það styður fjölbreytt örverulíf eins og t.d. bakteríur, sveppi og frumdýr. Jarðvegslífverur stuðla að heilbrigðri næringarefnahringrása, stuðlar að minni sjúkdómsálagi og halda uppi þeirri heildarvirkni sem fer fram í vistkerfi jarðvegsins.
Kolefnisbinding: Verulegur hluti af lífrænu efni er kolefni sem spilar meginhlutverk í kolefnishringrásinni enda er jarðvegur þriðja stærsta kolefnisgeymsla heims á eftir bergi og höfum. Greining á lífrænum hluta jarðvegs er nálgun á kolefnishlutfalli í jarðveginum og getur nýst sem tól til að meta hæfileika jarðvegs til að binda meira kolefni, sem er mikilvæg loftslagsaðgerð.
Hvernig getur mæling á glæðitapi hjálpað bændum í jarðrækt?
Kornrækt
Í núverandi áburðarleiðbeiningum hjá RML fyrir korn er gerður greinarmunur á köfnunarefnisskömmtum eftir jarðvegsgerð. Það er vegna þess að rotnun lífræns efnis og losun köfnunarefnis og annarra næringarefna, er t.d. töluverð í mýrarjarðvegi en mjög lítil í rýru landi. Mýrartún, eða frjósamasta landið, ætti því að fá minnsta köfnunarefnisskammtinn en rýrt land ætti að fá stærsta. Magn lífræns efnis er mjög mismunandi í þessum tveimur jarðvegstegundum og jafnvel innan þessara jarðvegsgerða og þá einkum ef um framræst land er að ræða og ekki endilega hægt að setja framræst land allt undir sama hattinn þegar kemur að áburðarleiðbeiningum á korn. Sumt framræst land telst ekki endilega til mýrlendis, það hefur ekki nægilega hátt hlutfall kolefnis í jarðvegi til að flokkast sem slíkt. Hingað til hefur því verið reynt að nálgast heppilegasta áburðarskammtinn miðað við fyrirliggjandi gögn og ræktunarsögu en glæðitapsmæling myndi styrkja áburðarleiðbeiningar í kornrækt þar sem hún mun bæta við mikilvægum upplýsingum.
Fyrir bændur í kornrækt þá er einnig gott að hafa góða hugmynd um magn köfnunarefnis í jarðveginum sérstaklega ef verið er að sá í lífrænan jarðveg og á fyrsta ári eftir endurræktun. Mikilvægt er að bera ekki of mikið á af N því það seinkar kornþroska síðsumars. Mikið aðgengi af N síðsumars getur valdið því að kornþroskinn sé kominn of stutt á veg þegar það er kominn tími til að þreskja en N sem losnar síðsumars, eykur fyrst og fremst hálmvöxt og seinkar um leið þroska kornsins. Glæðitapsmæling getur gefið óbeina mælingu á N í jarðvegi því ef lífrænt efni í jarðveginum er þekkt er hægt að nálgast magn N í jarðvegi sem myndi styrkja áburðarleiðbeiningar í kornrækt miðað við það sem nú er. Með mælingu á glæðitapi er því hægt að stilla köfnunarefnisskammta á korn með meiri nákvæmni en nú.
Grasrækt
Eins og áður kom fram getur verið umtalsverð losun á köfnunarefni úr frjósömu landi, en sú losun er breytileg eftir hlutfalli lífræns efnis sem köfnunarefnið losnar úr. Ekki eru til margar tilraunir sem skoða samband áburðarsvörunar við mismunandi skammta köfnunarefnis á mismunandi jarðvegsgerðum þar sem fyrir liggja mælingar bæði á C og/eða N í jarðvegi. Þóroddur Sveinsson og Þorsteinn Guðmundsson (2009) skoðuðu þetta samband út frá gögnum sem fengust úr áburðarsvörunartilraunum sem voru gerðar á nokkrum stöðum í Hörgárdal Þær sýndu að frjósamasti jarðvegurinn, mýrartún, gáfu mestu heildar uppskeruna en hlutfallslega minnstu áburðarsvörunina en áburðarsvörun jókst með minnkandi magni köfnunarefnis í jarðvegi. Gáfu þeir út eftirfarandi tillögu að köfnunarefnisgjöf miðað við magn N í jarðvegi; 120 kgN/ha ef N-tala væri „lág“ 90 kgN/ha ef N-tala væri „miðlungs“ og 60 kgN/ha ef N-tala væri „há“. Þeir tóku þó skýrt fram að nauðsynlegt væri að leggja út fleiri tilraunir til að sannreyna gildi þessara niðurstaðna fyrir almennar áburðarleiðbeiningar en slíkar tilraunir hafa því miður ekki verið lagðar út enn þann daginn í dag.
C og N í jarðvegi
Með óbeinum mælingum á bæði C og N í jarðvegi er hægt að skoða svokallað C/N hlutfall sem er mælikvarði á framboð köfnunarefnis í jarðvegi. C/N hlutfall er jafnan 10-20 í þurrlendisjarðvegi en 15-50 í votlendisjarðvegi (Þorsteinn Guðmundsson, 2018). Auk þess getur verið mjög nytsamlegt að vita C/N hlutfall jarðvegs þegar verið er að nota lífrænt efni, sem áburð þar sem C/N hlutfall í lífrænum efnum þarf að vera lægra en í jarðveginum til þess að það hafi áburðargildi en sé ekki einungis jarðvegsbætandi.
Áhrif lífræns efnis á sýrustig og kölkun
Mæling á lífrænu innihaldi jarðvegs myndi einnig styðja leiðbeiningar um kölkun í jarðrækt. Kölkunarþörf jarðvegs er að miklu leiti háð hlutfalli lífræns efnis í jarðvegi en einnig þó hlutfalli leirs í jarðvegi. Jarðvegur á Íslandi er jafnan með mjög hátt lífrænt innihald en þó líka mjög breytilegt og kölkunarþörf jarðvegsins getur því verið breytileg vegna þessa. Það eru til þumalputtareglur um kölkunarþörf jarðvegs eftir jarðvegsgerðum sem eru meira byggðar á reynslu bænda og ráðunauta frekar en á hérlendum tilraunum þar sem að þær skortir og því eru leiðbeiningar í dag meira almenns eðlisfrekar en sérstækar.
Víða erlendis er jónrýmd jarðvegs notuð til þess að áætla magn kalkefna, sem þarf við kölkun, en eiginleikar íslensk jarðvegs eru með þeim hætti að erfitt að reikna út jónrýmd hans. Fjöldi bindimöguleika leiragna í eldfjallajörð er breytilegur eftir sýrustigi og einnig hefur hlutfall lífræns efnis í jarðvegi áhrif á jónrýmdina. Í öðrum jarðvegsgerðum er miklu auðveldara að reikna út jónrýmd því bindimöguleikar jarðvegs í lagsílikötum, sem eru ráðandi leirsteindir í hefðbundnum ræktunarjarðvegi erlendis. Hérlendis ætti að vera hægt að nýta upplýsingar um lífrænt innihald, sem fengist með glæðitapsmælingu, til að nálgast hvers mikið kalk þarf til þess að hækka sýrustig um tiltekið gildi með meiri nákvæmni en nú er hægt. Kalkþörf mundi þá geta tekið tillit til upphafs sýrustigs jarðvegs, því sýrustigi sem stefnt er að og lífrænu innihaldi jarðvegs. Samt sem áður vantar töluvert uppá þekkingu á hérlendum jarðvegi og framkvæma þyrfti títrunarmælingar á tilraunastofu á mismunandi jarðvegsgerðum til þess að styrkja grunninn í leiðbeiningum á kalkþörf jarðvegs en mælingar á lífrænu innihald jarðvegs er skref í rétta í þessum efnum.
Í stuttu máli þá er greining á lífrænu innihaldi jarðvegs mikilvægt tæki til að meta frjósemi lands, heilsu jarðvegs, hringrás næringarefna og möguleika á bindingu kolefnis í jarðvegi ásamt því að nýtast til að styrkja ráðleggingar varðandi áburðarþörf ræktarlands og kölkunarþörf. Mat á kolefnisinnihaldi jarðvegs er viðbót við hefðbundnar jarðvegsefnagreiningar, eins og þær eru í dag, sem veitir ekki bara mikilvægar upplýsingar til að taka upplýstar ákvarðanir í landbúnaði, heldur getur líka nýst sem tól í umhverfisstjórnun og landnotkunarskipulagi. RML hefur því ákveðið að glæðitap verði bætt við staðlaðar mælingar á þeim jarðvegssýnum sem tekin verða af RML frá næstkomandi hausti. Faglegt mat er að sú viðbót í greiningum á jarðvegssýnum verði mjög til gagns fyrir bændur sem er byggt á þeim rökum sem farið hefur verið í gegnum hér að ofan. Við hvetjum bændur til að panta jarðvegssýnatöku tímanlega en það má t.d. gera á heimasíðu RML.
