Introduktion

Gødskning er anvendelse af gødning sammen med vandingsvand. Denne artikel omhandler fertigation ved hjælp af drypvanding og kommercielle gødningsstoffer, der kan anvendes i certificerede økologiske systemer. Der er kun forsket lidt i økologisk fertigation, så der er stadig mange spørgsmål om bedste praksis, fordele og ulemper.

Bevanding

Gødning kan påføres ved hjælp af ethvert vandingssystem. I grøntsagsproduktion på det friske marked er drypvanding det mest almindelige system, der anvendes til færdigvanding, og det kræver mest viden for effektiv anvendelse. Drypvanding, også kendt som mikrovanding eller drypvanding, tilfører vandet langsomt og direkte til jorden omkring afgrøden. Drypvanding bruger generelt mindre end halvdelen af vandet i forhold til vanding over jorden og vanding i furerne. Effektiviteten ved drypvanding er over 90 %, mens et sprinklersystem er mellem 50 og 70 % effektivt. Den høje effektivitet ved drypvanding skyldes, at 1) vandet trænger ned i jorden, før det kan fordampe eller løbe af, og 2) at vandet kun tilføres der, hvor der er behov for det (nær afgrøden), i stedet for over hele marken. I tørre klimaer er det lettere at reducere ukrudtstrykket mellem rækkerne, når vandingsvandet tilføres til afgrødezonen i stedet for til hele marken. En anden fordel ved drypvanding er, at den reducerer vandets kontakt med afgrødernes vækst over jorden (blade, stængler og frugter), hvilket gør forholdene mindre gunstige for mange sygdomme. Landmænd med variable vandressourcer kan også sætte pris på det lavere tryk (8-10 psi ved drypledningen), der kræves for at drive et drypvandingssystem. Et velholdt og effektivt drypvandingssystem er en forudsætning for en vellykket færdigvanding. Se Drip-Irrigation Systems For Small Conventional Vegetable Farms and Organic Vegetable Farms og andre ressourcer, der er anført nedenfor, for oplysninger om design, drift og forvaltning af drypvandingssystemer.

Fertigation

Fertigation giver landmanden mulighed for let at tilføre næringsstoffer i løbet af sæsonen

Alle næringsstoffer i opløselig form er tilgængelige for planteoptagelse lige efter påføring, hvilket giver landmanden større kontrol over næringsstoffernes tilgængelighed for afgrøden. Disse faktorer kan føre til en mere effektiv anvendelse af gødning. Næringsstoffer kan tilføres dagligt, ugentligt eller mindre hyppigt, afhængigt af den overordnede plan for forvaltning af næringsstoffer til afgrøden. Når næringsstofferne tilføres kort tid før de er nødvendige, kan dyrkerne reducere tabet af næringsstoffer fra rodzonen. Dette er især vigtigt i områder med store nedbørsmængder og for opløste næringsstoffer, der let udvaskes, som f.eks. kvælstof. Sammenlignet med metoder til udbringning af næringsstoffer i løbet af sæsonen, der kræver traktor- eller fodtrafik, reducerer fertigation potentialet for komprimering og er mindre afhængig af vejrforholdene.

Fertigation er en del af en plan for forvaltning af næringsstoffer

Når fertigation anvendes, bør det indgå i den overordnede plan for forvaltning af næringsstoffer for afgrøden eller marken. De samlede næringsstoffer, der tilføres gennem færdigbehandling plus andre gødningstilførsler, bør ikke overstige 100 % af den planlagte samlede tilførselsmængde af næringsstoffer.

Der anvendes forskellige enheder til at beskrive mængden af næringsstoffer, der tilføres til eller er nødvendige for en afgrøde i løbet af en vækstsæson: lb/A, lb/kvadratmeter, lb/plante og lb/linjebredfod er eksempler herpå. Når arealmålinger som f.eks. acres eller kvadratfod anvendes i denne sammenhæng, anses arealet typisk for at være hele den dyrkede del af marken og ikke kun arealet af bedene eller afgrøderækkerne. I visse situationer med permanente senge eller senge med meget store afstande mellem senge kan der dog kun tages hensyn til arealet af sengen ved beregningen af den mængde næringsstoffer, der tilføres. Under alle omstændigheder er det nyttigt at tænke på næringsstoffer, der tilføres gennem vanding, i de samme enheder som dem, der anvendes til andre næringsstoftilførsler, fordi det gør det let at se, hvordan færdigvanding passer ind i den overordnede plan for forvaltning af næringsstoffer. En tomatproducent kan f.eks. vide, at afgrøden vil kræve ca. 100 lb/A kvælstof i løbet af vækstsæsonen, og anslå, at bælgplanternes dækafgrøde vil levere ca. 50 lb/A kvælstof, og derfor planlægge at tilføre 50 lb/A kvælstof ved hjælp af færdigvanding. Disse 50 lb/A kan udbringes over mange uger: 10 lb/uge i 5 uger eller 7 lb/uge (svarende til 1 lb/dag) i 7 uger, for eksempel.

I nogle produktionssystemer beskrives udbringningsmængderne ved færdigbehandling på grundlag af koncentrationen af næringsstoffer i opløsningen. F.eks. kan tomatfrøplanter i et drivhus færdigbehandles med en opløsning, der indeholder 75 ppm (parts per million) kvælstof, eller pac choi, der dyrkes på marken, kan færdigbehandles med 150 ppm kvælstof. Denne terminologi er almindelig i containerproduktion, og når der tilføres gødning ved hver eller næsten hver vanding. Næringsstofkoncentrationen giver ikke oplysninger om den mængde, der tilføres pr. acre, pr. kvadratfod eller pr. plante, medmindre den samlede mængde vand, der tilføres, også er kendt.

Planlægning af gødningstilførsel

Der er foretaget meget lidt forskning i økologiske systemer for at bestemme den bedste planlægning for tilførsel af gødning gennem et vandingssystem. Vi ved, at det er vigtigt at have næringsstoffer til rådighed i jorden, når afgrøden har brug for dem, så de tilføres typisk, før de er nødvendige. Vi ved, at optagelsen af næringsstoffer generelt er parallelt med afgrødens vækst. Med dette in mente giver det mening at have de fleste af de næringsstoffer, som afgrøden har brug for, i jorden på det tidspunkt, hvor afgrøden begynder at vokse hurtigt, og at tilføre resten i den periode, hvor afgrøden vokser hurtigt. Når afgrøden nærmer sig den endelige høst og/eller væksten aftager, kan tilførslen af næringsstoffer nedtrappes og endog ophøre. For at planlægge gødningstilførslen kan det være nyttigt at lave et skema, der viser hver uge i afgrødeproduktionen fra plantning til høst, angive afgrødens omtrentlige størrelse i begyndelsen af hver uge og derefter planlægge gødningstilførslen under hensyntagen til tidspunktet for afgrødens vækst. Målet med at finjustere fertigationsplanerne for økologisk produktion giver mulighed for forskning på gården og på universiteterne.

Hvornår skal gødning tilføres gennem vanding

Giv gødning i de sidste faser af vandingen; dette vil fastholde det meste af gødningen i afgrødens rodzone. Giv tid efter afslutningen af færdigvandingen, så det almindelige vand kan løbe gennem systemet og skylle eventuelle tilbageværende partikler ud, som kan tilstoppe udstrømmerne. For at afgøre, hvornår man skal begynde at injicere gødning, er der behov for flere oplysninger. For det første skal det bestemmes, hvor lang tid det tager vandet at nå frem til den emitter, der er længst væk fra indsprøjtningspunktet. Observér dette under de første vandingsanvendelser og noter det. Bestem dernæst, hvor lang tid det tager at injicere den ønskede gødningsmængde. Dette kan gøres ved at tage tid på en faktisk indsprøjtning eller ved beregninger baseret på den mængde opløsning, der skal indsprøjtes, og vandingssystemets og pumpens flowhastigheder. Det kan være nyttigt at overvåge næringsstofstrømmen ved at injicere naturlig fødevarefarve som en markør. Der kan også anvendes en elektrisk ledningsevne (EC-måler) til at overvåge opløsningen ved udstrømmerne. Endelig beregnes det, hvor lang tid før vandingens afslutning man skal begynde at injicere gødning ved at tilføje:

1. tid til vandets transport fra indsprøjtningspunktet til den fjerneste emitter;
2. tid til at injicere gødningsopløsning;
3. tid til, at den sidste smule gødningsopløsning når frem til den fjerneste emitter; og
4. tillægstid til at skylle systemet.

Det kan f.eks. antages, at det tager ½ time for vandet at bevæge sig fra indsprøjtningspunktet til den fjerneste udstrømmer, og 1 time at indsprøjte opløsningen og ½ time at skylle systemet. Så bør færdigvandingen påbegyndes 2,5 timer før vandingsbegivenhedens afslutning: ½ time for vandet til at bevæge sig fra indsprøjtningspunktet til den fjerneste emitter + 1 time til at injicere opløsningen + ½ time til, at den sidste smule gødningsopløsning når frem til den fjerneste emitter + ½ time til at skylle systemet. Hvis det tager 7 timer at udbringe den ønskede vandmængde på en mark, vil færdigvandingen i dette eksempel begynde 4,5 timer ( 7 – 2,5) efter, at vandingen er begyndt. Se nedenstående ressourcer om drypvanding for yderligere oplysninger om planlægning af drypvanding.

Næringsstoffer skal skylles helt ud af vandingssystemet efter indsprøjtning for at holde drypledningerne rene og forhindre tilstopning. Hvis tilstopning bliver et problem, kan det hjælpe at åbne enderne af sideledningerne og skylle vandet gennem drypbåndet og ud af enderne af ledningerne med jævne mellemrum i løbet af sæsonen.

Næringsstoffordeling i jorden

Næringsstoffer, der leveres gennem drypvanding, vil blive fordelt efter jordens fugtighedsmønster. Jordfugtighedsmønstre har en tendens til at være halvkugleformede eller ovale med den bredeste del i dybden af emitteren (eller jordoverfladen, hvis drypbåndet ikke er nedgravet) og det dybeste punkt direkte under emitteren. Den afstand, som vandet vil tilbagelægge horisontalt i jorden, og våddybden afhænger af jordens tekstur, vandingshastighed og vandingsvarighed. Vandingshastighed og varighed bør justeres på baggrund af afgrødens vandbehov.

Succesfuld fertigation

Det følgende er nogle generelle retningslinjer vedrørende færdigationsprodukter og vandingssystemer til injektion af gødning, tilpasset fra “Commercial vegetable production, fertigation of vegetable crops” (Marr, 1993).

• Brug gødning, der let blandes med vand; hvis produktet ikke opløses fuldstændigt, skal det have små partikelstørrelser, der forbliver i suspension og passerer gennem udstrømmeren uden at tilstoppe.
• Gør drypvandingssystemet helt tryksat, inden injektionen påbegyndes; den emitter, der er længst væk fra pumpen, skal være på fuldt tryk, når injektionen påbegyndes.
• Installer en anordning til forebyggelse af tilbagestrømning mellem vandkilden og gødningsinjektoren for at beskytte vandkilden. I nogle stater er dette påkrævet ved lov, og anordningens egenskaber kan være specificeret. Kontroller med de statslige eller lokale myndigheder.
• Installer et filter mellem injektoren og sideledningerne for at sikre, at uopløste partikler filtreres fra, så de ikke tilstopper emitterne. Afhængigt af vandkilden og injektortypen kan det også være nødvendigt med et filter mellem vandkilden og injektoren.
• Injicer gødning i mindst lige så lang tid, som det tager systemet at nå fuldt tryk. Dette gør det muligt for hver enkelt emitter i drypledningen at have den samme kontakttid med næringsopløsningen, mens den bevæger sig gennem vandingssystemet, og reducerer variationen i gødningsfordelingen.
• Skyl næringsstofferne fuldstændigt ud af vandingssystemet efter injektion for at holde drypledningerne rene og forhindre tilstopning.

Gødningsudstyr

Injektorer udleder en koncentreret næringsopløsning i hovedledningen i vandingssystemet. Der er to grundlæggende virkemåder for gødningsinjektorer: venturi og positiv fortrængning.

Venturi Bypass: En venturi-injektor fungerer efter princippet om, at der skabes sugning (undertryk), når vandet passerer gennem en forsnævringszone. Dette sug bruges til at trække gødningsopløsning ind i vandingsledningen. Vandtrykket og vandgennemstrømningen er noget varierende med venturi-injektorer, hvilket resulterer i en gødningskoncentration til vanding, der følger et pulslignende mønster i løbet af indsprøjtningstiden. I mange tilfælde er det imidlertid ikke nødvendigt med en konstant koncentration i den endelige opløsning, og venturier anvendes med succes på mange bedrifter. Hozon er det mest almindelige eksempel på en enkel, billig og let vedligeholdelsesvenlig venturi-injektor. Sådanne små injektorer har et lavt indsprøjtningsforhold og kræver derfor en stor gødningslagertank, hvilket begrænser deres anvendelse til små arealer (typisk ½ hektar eller mindre). Større venturi-injektorer, som f.eks. Mazzei-injektoren (fig. 1), fås til større arealer.

Figur 1. En Mazzei-injektor, der er klar til at blive sat ind i vandingsledningen, er en almindeligt anvendt venturi-bypass-injektor og er velegnet til færdigbehandling af arealer større end ½ hektar. Foto: Tim Coolong, University of Kentucky.

Positiv fortrængning: Positive fortrængningsinjektorer udnytter den frem- og tilbagegående bevægelse af et stempel eller en membran til at injicere gødning i vandingsledningen. Disse pumper installeres inline og kræver ikke en bypass (fig. 2). Vandtrykket, når det strømmer gennem injektoren i vandingsledningen, giver den energi, der er nødvendig for at aktivere injektionsprocessen. Gødningsopløsningen trækkes ind i vandingsledningen i præcise mængder med en konstant koncentration og strømningshastighed. I en membranpumpe kommer gødningsopløsningen ikke i kontakt med pumpemekanismen, i modsætning til stempelpumpen. Af denne grund har membranpumpen færre problemer med drift, vedligeholdelse og udskiftning af dele. Forflytningsinjektorer giver større indsprøjtningsforhold og kræver en mindre gødningslagertank. Disse egenskaber gør disse injektorer velegnede til store arealer. Nogle almindeligt anvendte mærker af positive fortrængningsinjektorer er Dosatron-, DosMatic- og Chemilizer-injektorerne.

Figur 2. En Chemilizer-injektor er et eksempel på en fortrængningsmembraninjektor. Foto: Tim Coolong, University of Kentucky.

Organiske gødningsprodukter

For at gødningen kan leveres effektivt via vanding, skal gødningen være opløselig og/eller eventuelle uopløste partikler skal kunne bevæge sig gennem vandingssystemet uden at forårsage blokeringer. Der findes mange økologisk godkendte flydende gødninger og pulvergødninger, som er fuldstændig opløselige, og som kan anvendes til færdigvanding. Se USDA National Organic Program Handbook (2010) for nye oplysninger om flydende organiske gødningsstoffer. Tabel 1 indeholder en liste over produkter fra Washington State Department of Agriculture (WSDA) Organic Food Program Brand Name Material List og Organic Materials Review Institute (OMRI) Product List (pr. marts 2010), som ifølge deres etiket er egnet til fertigation. Du kan få flere oplysninger om råvarer i den relaterede eOrganic-artikel Can I Use This Input On My Organic Farm (Kan jeg bruge denne råvare på min økologiske gård). Spørg altid din certificeringsmyndighed, før du bruger et nyt produkt.

Kostanalyse for færdiggøringsprodukter

Tabel 1 indeholder en omkostningsanalyse af færdiggøringsprodukter baseret på omkostninger pr. enhed kvælstof. Analysen omfattede tre trin. Først blev prisen på produktet fra kommercielle leverandører fastsat (produkterne blev prissat i november 2009). For det andet blev producenterne kontaktet for at få oplysninger om volumenvægt for de produkter, der sælges på volumenbasis. Hvis et produkt f.eks. blev solgt pr. gallon, blev producenten spurgt, hvor meget en gallon af produktet vejer. Og for det tredje blev værdien for kvælstofindholdet på produktets etiket anvendt til at beregne prisen for et pund kvælstof fra det pågældende produkt. Til beregning af omkostningerne for hvert gødningsprodukt blev den organiske gødningsberegner, der er udviklet af Oregon State University, anvendt. På grundlag af denne analyse varierede omkostningerne pr. pund kvælstof for flydende og opløselige organiske gødningsprodukter fra 4,60 USD til 136,50 USD pr. pund, og mængden af kvælstof i gødningsprodukterne varierede fra 0,4 til 5 %.

Vejlige overvejelser om flydende organisk gødning

Når man vælger et gødningsprodukt til fertigation, er der overvejelser ud over prisen pr. enhed kvælstof, såsom

• forekomst af andre næringsstoffer end kvælstof
• næringsstoffernes balance
• næringsstoffernes lethed ved udbringning

Og derudover, nogle produkter opløses let i vand og sprøjtes hurtigt ind i vandingssystemet uden at forårsage problemer som f.eks. tilstoppede filtre og vandingsspredere, mens andre produkter ikke opløses let eller er mere tilbøjelige til at tilstoppe vandingsspredere. Et andet vigtigt spørgsmål er tilstedeværelsen af opløselige salte i gødningen. Flere organiske flydende og opløselige gødninger, især dem med et højere kvælstofindhold, har tendens til at være fremstillet med natriumnitrat (NaNO3), der almindeligvis kaldes chilensk nitrat eller chilensk saltpeter. Natriumnitrat er en naturligt forekommende kvælstofforbindelse, der indeholder 16 % kvælstof (N), anvendes i vid udstrækning til organisk gødning og er meget vandopløselig. Når natriumnitrat opløses, er natriumionen tilgængelig for planteoptagelse i jordopløsningen og kan være problematisk for nogle afgrøder, når den er til stede i relativt store mængder. Landmænd anbefales at afprøve produkterne i lille skala for at sikre sig, at produktet er egnet til det pågældende vandingssystem og den eller de afgrøder, hvor det skal anvendes. Natriumnitrat er tilladt, men ifølge NOP-forordningen er brugen af natriumnitrat begrænset til højst 20 % af afgrødens samlede kvælstofbehov.

Dyrkerne bør også være opmærksomme på, at USDA’s National Organic Program (NOP) i oktober 2009 krævede en grundig gennemgang af alle flydende organiske gødningsstoffer med et kvælstofindhold på over 3 %. Denne gennemgang skyldtes, at NOP i begyndelsen af 2009 konstaterede, at to flydende organiske gødningsprodukter på markedet i USA ikke var i overensstemmelse med NOP-reglerne. De to produkter var Marizyme og Agrolizer, begge fremstillet af Port Organic, Ltd. Gødninger med højere kvælstofprocenter (>3%) skal nu have dokumentation fra en tredjepartsinspektion, der beviser, at alt kvælstof kommer fra godkendte kilder. Som en betingelse for at blive anerkendt af NOP skal tredjepartsrevisorer af produkterne foretage en audit af gødningsproducenterne på grundlag af NOP-bestemmelserne samt selv gennemgå en audit. Disse strengere foranstaltninger har til formål at hjælpe certificeringsmyndighederne med at foretage den bedst mulige vurdering, når de godkender økologiske gødningsstoffer og andre input.

Referencer og citater