Precision of commercial soil testing practice for phosphorus fertilizer recommendations in Finland

Abstract

Maatalouden ympäristötukijärjestelmän käyttöönotto vuonna 1995 on korostanut viljavuusanalyysin merkitystä fosforilannoituksen suunnittelussa ja laajentanut voimakkaasti viljavuusanalyysimarkkinoita Suomessa. Viljelijä voi nykyään teettää viljavuusanalyysin useassa eri laboratoriossa. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin viljavuusanalyysissä tehtävän fosforimäärityksen ja fosforilannoituksen suunnittelussa käytettävien maalaji- ja multavuusmääritysten täsmällisyyttä viidessä eri laboratoriossa tehdyn vertailun avulla. Kolmesta vertailussa mukana olleesta maasta tehtiin viljavuusanalyysi kussakin laboratoriossa neljänä rinnakkaisena. Lisäksi tarkasteltiin näytteenoton vaikutusta viljavuusanalyysin tuloksiin malliaineistolla toteutetun näytteenottosimuloinnin avulla. Vertailussa laboratorioiden välinen vaihtelu oli huomattavan suurta laboratorioiden sisäiseen vaihteluun verrattuna. Fosforimäärityksen uusittavuus (95 %) oli 42-61 % näytteiden keskimääräisestä fosforipitoisuudesta. Tulos vastasi suunnilleen yhtä viljavuusluokkaa (mg dm-3) seitsemänluokkaisessa järjestelmässä. Tavanomaisen vaihtelun vallitessa fosforimääritykseen liittyvä virhe lienee siten korkeintaan yksi viljavuusluokka. Näytteiden maalaji- ja multavuusmäärityksissä oli huomattavia virheitä, jotka johtivat virheelliseen viljavuusluokitukseen ja lannoitussuositukseen useammin kuin fosforituloksen vaihtelu. Kaikki virheet analyysitulosten perusteella tehdyissä lannoitussuosituksissa olivat positiivisia; suurin virhe oli +10 kg ha-1. Näytteenottosimuloinnissa erillinen näytteenotto maalajiltaan poikkeavilta kuvioilta kokoomanäyttein antoi täysin satunnaistettua näytteenottoa, systemaattista näytteenottoa ja harkintanäytteitä tarkemman tuloksen käytettäessä vertailukohteena malliaineiston geostatistista analyysiä.

Implementation of the Agri-Environmental Program in 1995 has emphasized the role of advisory soil testing in phosphorus (P) input planning and markedly expanded the market for commercial soil testing in Finland. A small precision experiment (5 laboratories) and a simulation study on soil sampling were conducted to evaluate the current precision of the soil testing practice for P. The observed values of reproducibility (95% probability) of soil P determination were 42-61% of the mean P concentration for three soils. This approximately corresponds to a maximum error of one P class in a seven-step classification system. Soil texture and organic matter content are used as secondary variables in P fertilization planning. In commercial soil testing these are both determined by finger assessment and the results have significant errors in most laboratories. Erroneous texture determinations are more likely to lead to errors in P fertilizer recommendations than soil P analysis itself. In this study the largest deviation from a correct P fertilization recommendation was +10 kg ha-1. In soil sampling simulation, stratified random sampling in areas of differing texture gave the most consistent results with geostatistical analysis of the soil test data, as compared with random, systematic, and judgment sampling strategies.