Tilgængelighed af kvælstof

Hvilken form for gødning og hvilken type kvælstof (N)?

Planterne kan optage N enten som nitrat (NO₃) eller ammonium (NH₄). Almindelig mineralsk gødning som f.eks. NPK 23-3-7 eller NPK 21-3-10 indeholder begge disse kvælstofformer i omtrent lige store mængder. Begge disse kvælstofformer optages let af nordmannsgra­nen, men i modsætning til NO₃, så kan det positivt ladede NH₄ let bindes til de negativt ladede jordpartikler. Derfor regnes NO₃ mange gange som den kvælstof­form, der alt andet lige, optages hurtigst af planterødderne. Planter, der som mange nåletræer er tilpasset en mere sur jordbund, udnytter dog bedre NH4. Men jordens bakterier er en vigtig konkurrent, for mange af disse udnytter meget effektivt iltningen af NH₄ til NO₃ til at skaffe sig energi. Men jordtemperaturen spiller også ind. Ved lavere temperaturer, som i efteråret, bliver NH₄ udnyttet forholdsvis bedre end NO₃. Det er således ikke kun et spørgsmål om, hvor hurtigt NH4 kan blive omdannet til NO₃ af jordens bakterier, men i lige så høj grad et spørgsmål om, hvilken N-form plantearten foretrækker ved en given temperatur.

En tredje form for N i gødning er amid-N, -CONH₂. Denne form findes i gødninger som urea, Binadan, Animix og gylle. Fordi amid-N sidder bundet i en organisk struktur, der først skal nedbrydes til det planteoptagelige NH₄ eller NO₃, så regnes denne gødningsform for at blive lang­somst tilgængelig for planterne. Meget taler derfor for, at gødninger eller kombinationer heraf, der indeholder organisk bundet N, er bedst som forårsgødning, fordi mineraliseringen af det organisk bundne N strækker tilgængeligheden længere end ren mineralsk gødning.

Gødskning i forsøget

Undersøgelsens formål var bl.a. at sammenligne tilgængeligheden af kvæl­stof ved forårsgødskning og split­­gødskning (2 eller 3 årlige gødskninger) på sandjord. Undersøgelsen blev foretaget på en grovsandet lokalitet ved Klelund, og der blev udelukkende anvendt den mineralske kaliumrige gødning NPK 14-3-15. Forårsgødsk­ningen blev foretaget den 30. og 19. april i henholdsvis 2003 og 2004, mens splitgødskningen blev foretaget den 16. juni og 12. august i 2003 og 18. juni og 12. august 2004.

Jordvandets indhold af kvælstof

Træerne optager kvælstof fra jordvandet. Foruden at stamme direkte fra gødningen og den atmosfæriske deposition stammer en del af kvælstoffet i jordvandet også fra mineralisering af organisk stof og fra udvekslingen (udbytningen) af næringsstoffer mellem jordvandet og de løst bundne (udbyttelige) positive ioner på jordpartiklernes overflade.

Lige efter aprilgødskningen i 2003 sker der en markant stigning af koncentrationen af NO₃-N i jordvandet under den rene forårsbehandling (figur 1). Stigningen viser sig først i 30 cm dybde efterfulgt af 60 cm, hvorefter koncentrationerne falder henover sommeren, først i 30 cm, siden i 60 cm dybde. Overraskende nok, holder koncentrationerne sig pænt over nul helt til oktober måned.

Ved splitgødskningerne formindskes den høje koncentration af NO₃-N i maj måned 2003. Til gengæld forøgedes koncentrationerne hen over sommeren. Især på sandede lokaliteter vil dette mindske risikoen for udvaskning af betydelige mængder N i forsommeren i starten af vækstsæsonen. Dette sker samtidig med at tilgængeligheden af N er øget betragteligt i eftersommeren til gavn for udviklingen af en god nålefarve. Selvom der i de to splitbehandlinger i figur 1 tildeles forskellige mængder N, fremgår det alligevel tydeligt, at den tredelte splitbehandling efterlod mere tilgængeligt N i efteråret end den todelte splitbehandling. Er farve­udviklingen ikke tilendebragt på dette tidspunkt vil det derfor være en absolut fordel at dele gødskningen i tre omgange, men står træerne med en god farve uden risiko for senere farvetab, så vil en tredeling af gødningen blot betyde en øget risiko for udvaskning i det regnfulde efterår.

NO₃ dominerer fuldstændig N-siden i jordvandet og i figur 1 er NH4 slet ikke vist, fordi denne kvælstofform stort set ikke eksisterede i måle­lige koncentrationer. Men dette betyder ikke, at tilgængeligheden af N er reduceret til ingenting fra september til maj i flere af behandlingerne.

Figur 1. Koncentration af NO3-N i jordvand i fire udvalgte behandlinger og dybder. Kontrol­behandlingen er ikke tilført N. To behandlinger tilføres 75 kg N/ha/år, den ene som forårsgødning, den anden opsplittet i en forårs- og en sensommerbehandling. Gødningsbehand­lingen med 105 kg N/ha/år er en tredelt splitbehandling. Bortset fra splitbehandlingen med 75 kg N/ha/år, som repræsenteres af kurveforløb fra både 30 og 60 cm dybde, er alle kon­centrationer fra 60 cm

NH₄ sidder på jordpartiklerne

NH₄ er positivt ladet og bindes derfor som kation til jordpartiklernes negative overflade. I figur 2 er vist ekstraktioner af jord fra tre udvalgte gødningsbehandlinger. Den forsvindende lille mængde NH₄ i jordvandet betyder at ekstraktionerne stort set udgør den mængde, der sidder på jordpartiklerne. Omvendt dominerer NO₃ helt N-siden i jord­vandet og forløbet af NO₃-N i jord­ekstrak­tionerne i figur 2 svarer da også fint til koncentrationerne, der er fundet i jordvandet i figur 1.

I kontrolbehandlingen, der ikke mod­­tager gødning, er koncentrationen af NO₃-N stort set altid under måle­grænsen, både i jordvandet og i ekstraktionerne. NH4 derimod, findes tilsyneladende i anseelige mængder i alle behandlinger som en ombyttelig fraktion på jordpartiklerne. Typisk øges den ombyttelige fraktion umiddelbart efter gødskningen og holder sig høj helt til oktober, hvor også NO₃-N forsvinder (figur 2). Efter november og frem til den efterfølgende gødskning i april det følgende år vokser den ombyttelige NH₄ fraktion støt, muligvis som følge af mine­ralisering og et begrænset rodoptag.

Figur 2. Ekstraktion (med KCl) af NO3-N (rød) og NH4-N (blå) af jordprøver. Kontrolbehandlingen er ikke tilført N. Behandlingen med 75 kg er en ren forårsbehandling, mens behandlingen med 105 kg N/ha/år er en tredelt splitbehandling.

Konklusion

Nedbøren har stor betydning for ned­vaskningen af gødningsstofferne til rodzonen, og på sandjord vil den tilførte N normalt være tilgængelig for træerne senest 1 måned efter gød­nings­tidspunktet, sandsynligvis meget før. Mere kan der ikke siges ud fra den anvendte teknologi. På sandjorde bestemmer nedbøren også i stort omfang udvaskningsforløbet af N og dermed, hvor længe N bliver i rodzonen. Men jordbunden spiller også en vigtig rolle, da omsætning og binding til jordpartikler spiller ind.

Meget tyder på, at den tilførte N med forårsgødskning på den undersøgte sandjord allerede i juli måned mindskes betydeligt. Især NO₃ forsvinder hurtigt. Selvom NO₃-N forsvinder fra jordvandet i efteråret, så findes der forsat tilgængeligt N som NH₄ hele året. NH₄ bliver således længere tid i rodzonen end NO3, fordi det bindes til jordens partikler og derfor ikke så let udvaskes. NH4 kan således ikke blot forsinke tilgængeligheden af N, men kan også udgøre et magasin til senere brug.

På den undersøgte sandjord er der ingen tvivl om, at splitgødskning forlænger perioden med høje koncentrationer af N i rodzonen til helt ind i september. 

Videnblad nr.: 05.09-45
Forfattere: Lars Bo Pedersen, Claus Jerram Christensen og Morten Ingerslev