Residual effect of clover-rich leys on soil nitrogen and successive grain crops

Abstract

Palkokasveja sisältävien nurmien viljely muodostaa luonnonmukaisen viljelykierron perustan. Palkokasvit sitovat ilmasta typpeä (N) Rhizobium bakteeriensa avulla, ja tämä typpi lannoittaa seuraavia viljelykasveja. Tässä työssä tutkittiin puna-apilapitoisen nurmen jälkeisten kahden viljan sadon määrää, typenottoa sekä typenkäytön tehokkuutta nurmen esikasviarvon selvittämiseksi. Kahdella koepaikalla, Juva ja Mietoinen, tehtiin vuosina 1994 - 1998 yhteensä neljä kenttäkoetta, joissa oli erilaiset maalajit, viljelyhistoria ja ilmastoolosuhteet. Kokeissa oli syysrukiin, kevätvehnän ja kauran esikasveina 1-, 2- ja 3-vuotiset nurmet sekä viljan monokulttuuri. Nurmen iän sekä sadon määrän, C:N -suhteen, biologisen typensidonnan määrän ja kokonaistypen määrän vaikutusta seuraaville viljoille tutkittiin nurmen esikasviarvoon vaikuttavina nurmen ominaisuuksina. Lisäksi typen huuhtoutumisriskin selvittämiseksi maasta mitattiin liukoisen typen määriä nurmen muokkauksen jälkeen ja viljojen kasvaessa. Nurmen iällä ei ollut tilastollisesti merkitsevää vaikutusta seuraavien viljojen satoihin. Nurmien esikasviarvo oli viljoille 5 20 kg N ha-1 vuosittain. Viljojen typen käytön tehokkuus nurmen jälkeen oli 30 80 %. Maahan muokatun nurmibiomassan määrä, kokonaistypen ja biologisesti sidotun typen määrä sekä C:N suhde vaikutti viljojen satoon, typen ottoon sekä typen käytön tehokkuuteen. Peltojen viljelyhistoria ja muut ominaisuudet, kuten maalaji ja multavuus on hyvä tietää, kun peltojen viljelytoimenpiteitä suunnitellaan, sillä ne vaikuttavat typen sitoutumiseen ja vapautumiseen maasta kasvien käyttöön. Nurmen kyntö keväällä vähensi typen huuhtoutumisriskiä verrattuna syyskyntöön, mutta vaikutus oli vain 1 3 kg ha-1, johtuen kaiken kaikkiaan alhaisista liukoisen typen pitoisuuksista. Typen huuhtoutumisriski oli Juvalla alhainen, sillä maan liukoisen typen määrät 30 90 cm syvyydessä olivat pääasiassa 10 kg ha-1 vuosittain, kun maahan muokattiin vain nurmen juuret, sänki ja kasvijätteet eikä peltoon lisätty karjanlantaa. Mietoisten savimaalla liukoisen typen pitoisuudet olivat jopa 25 kg ha-1. Jatkotutkimus olisi tarpeen selvittämään, miksi usean vuoden peräkkäisen viljanviljelyn jälkeen saavutettiin vähintään yhtä hyviä viljasatoja kuin nurmen jälkeen ja kuinka kauan tällainen tilanne voi jatkua.

Legume-based leys form the basis for crop rotations in organic farming as they fix nitrogen (N) from the atmosphere for the succeeding crops. The age, yield, C:N, biological N fixation (BNF) and total N of red clover-grass leys were studied for their influence on yields, N uptake and N use efficiency (NUE) of the two sequential cereal crops planted after the leys. Mineral N in deeper soil (30-90 cm) was measured to determine N leaching risk. Altogether, four field experiments were carried out in 1994-1998 at two sites. The age of the ley had no significant effect on the yields and N uptake of the two subsequent cereals. Surprisingly, the residual effect of the leys was negligible, at 0 20 kg N ha-1yr-1. On the other hand, the yield and C:N of previous red clover-grass leys, as well as BNF-N and total-N incorporated into the soil influenced subsequent cereals. NUEs of cereals after ley incorporation were rather high, varying from 30% to 80%. This might indicate that other factors, such as competition from weeds, prevented maximal growth of cereals. The mineral N content deeper in the soil was mostly below 10 kg ha-1 in the sandy soil of Juva, but was 5-25 kg ha-1 in clayey soil of Mietoinen.