muldade väetistarbe meetodid, analüüsitulemuste
TRANSCRIPT
Muldade väetistarbe meetodid, analüüsitulemuste
tõlgendamine ja usaldusväärsus ning kasutamine
põllumajandusettevõttes
EMÜ emeriitprofessor Hugo Roostalu
Muldade väetistarbealaseid uuringuid hakati
Eestis ulatuslikumalt tegema 1928. aastal. • Väetuskatsete saakide ja katsemuldade analüüsitulemuste võrdlemisel
leiti, et fosforväetistarvet võimaldab kõige paremini hinnata Egnéri laktaatmeetod ja kaaliumväetistarvet Morgani atsetaatmeetod.
• Lühikest aega pärast sõda määrati kaaliumväetistarvet ka Schachtschabeli meetodil, kuid varsti mindi üle nii fosfor- kui ka kaaliumväetistarbe määramisel Egnér-Riehmi topeltlaktaatmeetodile (DL- meetod), mida kasutati meil aastakümneid.
• Vaid ühe väetistarbe ringi puhul kasutati meil ka Egnér-Riehm-Domingo ammooniumatsetaat-laktaatmeetodit (AL- meetod), mis võimaldas määrata lisaks fosforile ja kaaliumile samast leotisest ka kaltsiumi, magneesiumi ja boori.
• Mulla huumusesisaldust määrati aastakümneid nii agrokeemiateenistuse kui ka muldade kaardistamise ja seire eesmärkidel Tjurini meetodil.
2004. aastal mindi Põllumajandusuuringute
Keskuses üle uutele mullaseire meetoditele
• Orgaanilise süsiniku sisaldust hakati määrama NIRS meetodil
• Fosfori, kaaliumi, magneesiumi, vase ja mangaani sisaldust hakati määrama Mehlich-3 meetodiga (Meh-3)
Muldade huumusesisaldus
Muldade orgaanilise süsinikusisaldus
Muldade lämmastikväetistarve
Mulla orgaanilise süsiniku sisaldus määratuna Põllumajandusuuringute Keskuses erinevatel
meetoditel ja ajal
Kas Corg määramise täpsus rahuldab ja võimaldab teha õigeid järeldusi?????
• Põllumehest sõltuvalt võime 1,7-1,9 %-lise huumusesisaldusega Lõuna-Eesti mullas selle huumusesisaldust suurendada 15 aastaga (sel juhul igal kolmandal aastal mulda sõnnikuga väetades, normiga 60 t/ha) vaid 0,2% võrra, orgaanilist väetist mittekasutades väheneks huumusesisaldus sel perioodil 0,15% võrra, seega lähtesisaldusega võrreldes 8-9%.
• 40t sõnnikut=8tKA=2t huumust, mis 4000-st tonnist mullast on vaid 0,05% Kui mulla huumusevaru oleks 100 t/ha ehk algselt oleks mullas2,5% huumust, siis sõnniku tulemusena oleks see 2,55%???!!!
Orgaanilise süsiniku määramise täpsus???
Väike erinevus Corg-EA-st tuleneb sellest, et laboratooriumis ei peetud kinni Tjurini meetodile ettenähtud metoodikast, kuumutati mulda kroomhappeanhüdriidi väävelhappelises lahuses (vesivannil) oluliselt madalamal temperatuuril, mistõttu eriti kõrgema süsinikusisalduse korral
see ei hapendunud see täielikult.
PMK hinnang NIRS-I rakendusele 8 aasta järel ?????????????!!!!!!!!!!!
Aafrikas laialt kasutatud NIRS-i (kadunukese) kuulsusetu lõpp Eestis!!!
Lämmastikväetistarbe leidmine PMK lihtsustatud bilansi meetodil ????
Kultuur Planeeritav Optimaalne Mulla huumusesisaldus %-des
saak, t/ha norm < 2% 2…2,9% 3…4,9% 5…7,9% 8…19,9%
KA kg N/ha Mulla org. C sisaldus %-des
<1,16 1,16…1,68 1,69…2,84 2,85…4,58 4,59..11,54
Mulla N-väetistarveväga suur suur keskmine väike väga väike
Mulla N-väetistarbe koefitsient Km1,1 1 0,9 0,8 0,7
Vajalik anda N kg/ha
Oder 3 80 88 80 72 64 563,5 90 99 90 81 72 634 100 110 100 90 80 70
4,5 110 * 110 99 88 *5 120 * 120 108 96 *
5,5 130 * 130 117 104 *
* - sellist saaki ei ole võimalik saada
Millisel mullal, kui suur on fooni saak??? Kas väetise efektiivsus
on lineaarse mõjuga???
Kuidas muutub väetise omastamine ja kasutamine??? N väetisel see 10-80%, keskm. 40-50%
Milline on N,P,K otsemõju ja sünergia????
Saagi kujunemine sõltuvalt mulla väetistarbest
Millest nüüd juhinduda?
Muldade efektiivse viljakuse ja
viljelusväärtuse hindamisel lähtuge: • 1hp = eelviljast sõltuvalt 31-34 kg otra ehk 316-347 MJ
metaboliseeruvat energiat• 1hp = 27 kg rukist ehk 305 MJ metaboliseeruvat energiat• 1hp = 233 kg kartulimugulaid ehk 594 MJ metaboliseeruvat
energiat• 1hp = 54 kg (KA) ristikurohket heina ehk 425 MJ
metaboliseeruvat energiat• 1hp = 39 kg (KA) kõrrelisterohket heina ehk 337 MJ
metaboliseeruvat energiat
• See on mulla varude arvel saadav saak, kui me väetisi ei kasuta!
Põllumuldade efektiivne viljakus
väljendatuna teraviljajärgse odra saagina – see on mulla arvel saadav
saak
95% usaldusnivoo juures
Muldade 25cm (20cm) kihi huumuse- ja lämmastikuvaru sõltuvalt mulla
rähksuse astmest
Muldade omastatava vee diapasoon 25cm huumushorisondis olenevalt
huumusesisaldusest ja rähksuse astmest
Kuidas mõjutab huumusesisaldus mulla lasuvustihedust, lämmastikuvaru ja Nagr efektiivseid
lämmastikväetisnorme?
Lämmastiku kasutamine
mullavarudest väetamata
mullal (A. Piho)
Toitainete omastamine ja kasutamine!
Lämmastiku, fosfori ja kaaliumi omastamine ja kasutamine odra, kaera ja nisu poolt
Suvinisu, odra ja kõrreliste heinaga eemaldatavad lämmastikukogused kg N põhitoodangu Mg-1 kohta
Odra terade ja põhu lämmastikusisaldus ja
selle kasutamine 1 tonni terasaagi kohta olenevalt lämmastikväetisnormist
(P.Kuldkepp)
Mulla mõju (A. Piho)
y= a0+a1*x-a2*x2Väetisnormi leidmine saagifunktsioonide alusel
Lämmastikväetise mõju teraviljajärgse odra saagikusele 50 hindepunktilise boniteediga mullal, mille huumusesisaldus on 2,5%
Teraviljajärgse odra enamsaak ja väetamise diferentsiaalefektiivsus ning agronoomiliselt efektiivsed lämmastikväetisnormid sõltuvalt muldade huumusesisaldusest ja kasutatud lämmastikväetiskogustest
Majanduslikult efektiivne väetisnorm (xmaj)
• Saagifunktsioon: y,kg/ha= a0+a1x-a2x2, kus x-väetiskogus N,P,K/ha
• Xagr = a1/2a2 , see tagab maksimaalse saagi
• Xmaj = [a1*(Vh-Km)-Vm]/[2a2*(Vh-Km)], see tagab maksimaalse kasumi
• Vh – vilja hind; Km – koristamise maksumus; Vm – väetamise maksumus
Agronoomiliselt ja majanduslikult efektiivsed lämmastikväetisnormid teraviljajärgse odra
väetamisel 2014.a alguse hindade juures
Agronoomiliselt ja majanduslikult
efektiivsed lämmastikväetis-
normid teraviljajärgse odra
väetamisel olenevalt
turusituatsioonist
Taimede poolt omastatav fosfor ja kaalium mullas ning muldade
väetistarve
Laktaatlahustuva fosfori ja kaaliumi varude kasutamine
%-des aastas olenevalt selle
algsest sisaldusest ja kultuurist
Laktaatlahustuva fosfori ja
kaaliumi bilanss väetamata mullas
Laktaatlahustuva fosfori- ja
kaaliumisisalduse muutus
külvikorras väetamata mullal
(A. Piho)
Fosfori ja kaaliumi kasutamine
mullavarudest ja mineraalväetistega
mulda viidud fosfori ja kaaliumi fiksatsioon
olenevalt mulla laktaatlahustuva
fosfori- ning kaaliumisisaldusest
mullas
Mineraalväetise fosfori kasutamine %-des külvikorras olenevalt laktaatlahustuva fosfori
sisaldusest mullas
Väetistarbe/toiteelementide sisaldushinnangud mg kg-1 mullas alates 2004. aastast
PMK Agrokeemia Labor
Kas nendest teadmistest ja soovitustest tänapäeval
piisab?Kas meil puuduvad enamaks
teadmised?
Lihtsustatud bilansi meetod
Odra terasaagiga eemaldatav (kasutatud) fosfori kogus olenevalt lämmastik- ja fosforväetisnormist
(mullas laktaatlahustuvat fosfori 40-80 mg/kg) (sünergia)
Fosfor- ja kaaliumväetise arvel saadav odra enamsaak, agronoomiliselt efektiivsed
väetisnormid ja väetiste diferentsiaalefektiivsus olenevalt muldade väetistarbest
Esimene kg N annab 10-26 kg otra enamsaaki, P-8-14 kg ja K-4-8 kg
Väetisnormide arvutamine üldbilansi meetodil (A. Piho). Boniteet 40 hp, P ja K sisaldus madal, sõnnikut kasutatud
aastas 8 t/ha, PK väetisi vastavalt 17,4 ja 49,8 kg/ha. Ristiku saak oli 4 t/ha ja kartulile anti sõnnikut 40 t/ha.
Väetisnormide arvutamine osabilansi meetodil (A. Piho). Boniteet 40 hp, P ja K sisaldus madal, sõnnikut kasutatud aastas 8 t/ha, PK väetisi vastavalt 17,4 ja 49,8 kg/ha. Ristiku saak oli 4
t/ha ja kartulile anti sõnnikut 40 t/ha.
Liikuva fosfori
määramise meetodid
P-Mehlich-3 0.2 M Acetic acid +0;25 M NH4NO3 +0.015 M NH4F + 0.013 M HNO3+0.001 M EDTA ,5 min shaking (pH 2,5) Mehlich (1984) USA
P-Mehlich-1 1:5(w/w) 0;05 M HCl+ 0.0125 M H2SO4, 5 min shaking (pH 1,2) USA Nelson (1953) P-Olsen
1:20(w/v), 0.5 M Na bicarbonate 1 h shaking (pH 8,5) Olsen(1954) Denmark, England
P-DL 1:50(w/v), 0.02 M calcium lactate+0.02 M HCl, 1.5 h shaking (pH 3,7) Egner and Riehm (1960) Germany
P-CAL 1:20(w/v), 0.05 M calcium lactate+ 0.05 M calcium acetate + 0.3 M acetic acid, 2 h shaking (pH 4,1) Schüller (1969) Austria, Germany
P-Al 1:20 (w/v), 0.1 M Ammonium Lactate + 0.4 Acetic acid, 2 h shaking (pH 3,75) Egner (1960) Belgium
P-NH4Ac 1:5(w/v), ammonium acetate (pH4,65) van den Hende Cottenie (1960) Belgium,Finland P-Morgan 6:30(v/v), 10% Na-acetate 0.5 h shaking (pH 4,8) Morgan(1941) Ireland Morgan(1941) 0.5 h shaking P- Joret-Hebert
1:25, ammonium oxalate 0;2 M 2h shaking (neutral) Joret and Hebert (1955) France
P-EUF Electroultrafiltration Nemeth (1979) Germany, Austria P-Bray-1 1:10(w/v) 0.03M NH4F + 0.025 M HCl, 5 min shaking (pH 3,0) Bray and Kurtz (1945) Tropical countries
V. Loide jt. (2004) uurimuses ei hinnata määramise viga, kuid andmetest järeldub, et see
on väga suur!
r=??
Siin suhtarv on 0,5…3,5!
Miks?
Kuidas hinnata kahe põllu fosforväetistarvet, kui ühel juhul on mulla
huumusesisaldus 1,8% ja teisel juhul 2,4%?
Vastupidi, kui y-P-DL ja x-P-Meh3, siis koefitsiendid oleksid: <2% huumuse korral - 0,509; 2-15% - 0,925; >15% - 1,549
Suvaline
jaotus
Praegune fosfori väetistarbe gradatsioon on vale, sest 2% huumusesisalduse juures ei toimu mitte
mingisugust järsku muutust taimede fosfori omastatavuses.
Huumuse mõju ei ole fosfori sisaldusele lineaarne!
00,20,40,60,8
11,21,41,61,8
2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Huumuse %
Meh3/DL
1,5 2 3 68 10 13 17
Huumuse%
PMK andmetel
Fosfori määramise meetodid
Fosfori määramise viga Meh-3 meetodil oli väga suur!
Näitaja 1. Kordus 2. Kordus Erinevus %-desMean 132,5 109,4 23,1 17,5Standard Error 1,7 1,8 1,1 0,8Median 131 106 23 17,6Mode 140 94 10 28,6Standard Deviation 20,1 21,4 12,4 8,9Sample Variance 402,1 456,0 153,8 78,7Kurtosis -0,2 -0,1 -0,1 -0,2Skewness 0,2 0,7 0,0 -0,2Range 102 103 70 48,8Minimum 84 72 -15 -10,3Maximum 186 175 55 38,5Sum 17881 14763 3118 2365,0Count 135 135 135 135Confidence Level(95,0%) 3,4 3,6 2,1 1,5
Ühest ja samast mullast määratuna oli ME3 meetodil määramise viga erakordselt
suur!
y = 0,8759x - 6,6536
R2 = 0,6764
60
80
100
120
140
160
180
200
60 80 100 120 140 160 180 200
1. kordus; P, mg/kg
2. k
ordu
s; P
, mg/
kg
Std. viga 12,2
Fosfori bilansiga (väetistega antud-saakidega eemaldatud) korreleerus DL meetodil
määratud fosforisisaldus oluliselt enam
y = 0,0722x + 45,524
R2 = 0,3714
y = 0,0366x + 89,477
R2 = 0,269
0
20
40
60
80
100
120
140
-100 0 100 200 300 400
P, kg/ha
P, mg/kg
Kaaliumi määramise viga Meh-3 meetodil oli väike!
Kaaliumi puhul on Meh-3 määramise viga + - 14 mg
y = 0,8199x + 34,484
R2 = 0,892
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400
ME-3; 1. kordus
ME
-3; 2
. kor
dus Std. viga 14,2
Kaaliumi meetodite võrdlus
Seos on tihe, kuid viga on märkimisväärne!
y = 1,1997x + 46,462
R2 = 0,8954
020406080
100120140160180200220240260280
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
DL; K, mg/kg
ME
-3; K
, mg/
kg
Std. viga 14,8
Fosfori üldbilanss Eesti haritava maa muldades
Lämmastiku ja fosfori bilanss Eesti muldades (A. Astover, H. Rossner)
Põllumuldade jaotus liikuva fosforisisalduse alusel (A. Astover, H. Rossner)
PMK-s P-Meh3 meetodil määratud tulemused ei lange eelnevaga kokku!
DL meetodil
Muldade fosforibilansist lähtuvalt võib arvata, et meie muldade väetistarve on lähedane 78-84. aastate tasemele
Kus on P defitsiit kõige
suurem?(PMK
andmetel)
Muldade levik laktaatlahustuva fosforisisalduse alusel
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
Ha
rju
Hii
u
Ida
- V
iru
Jõ
ge
va
Jä
rva
Lä
än
e
Lä
än
e-V
iru
Põ
lva
Pä
rnu
Ra
pla
Sa
are
Ta
rtu
Va
lga
Vil
jan
di
Võ
ru
v. kõrge
kõrge
keskmine
madal
v. madal
2013. a.
P-Meh
1989.a
P-DL
Võrrelge!Kas on usutav?
Lõuna_Eestis fosforirikaste muldade vöönd????
Võrdle!
Liikuva fosfori sisaldus määratuna Meh-3 meetodil sõltub oluliselt mulla karbonaatsusest ja lõimisest (R. Wünscher)
Näitaja Püld, mg/kg P-Meh3, mg/kg % CAL, mg/kg %
pH<5,5 794 153 19,3 84 10,65,6-6,6 788 156 19,8 103 13,1
>6,6 913 101 11,1 115 12,6OC<1,2% 688 119 17,3 80 11,6
1,2-2 783 190 24,3 104 13,3>2 959 118 12,3 109 11,4
savi<17% 677 207 30,6 111 16,417-28 957 121 12,6 98 10,2>28 838 74 8,8 85 10,1
pHH2O r = - 0,39**
T r = +0,39**OC r = - 0,08
CaCO3 r = - 0,34**Savi r = - 0,55***Tolm r = - 0,39**Liiv r = +0,63***C/N r = +0,56***C/P r = +0,30*
P-CAL = -29.6 + 1.05 * P-DL, R² = 0.792
P-DL = 45.4 + 0.753 * P-CAL, R² = 0.792
P-M3 = 419.6 + 1.47* P-DL + 3.94 * Zn-WH – 68.3 * pH – 0.046 * Fe-WH, R² = 0.788 WH-Westerhoff (0,43M HNO3)
P-DL/P-M3: r = 0.796
P-DL/P-CAL: r = 0.891
P-M3/P-CAL: r= 0.925
P-Meh3 seosed:
S. Kratz Eesti-Saksa võrdlus-analüüs
Võrrelge!
?
Kuidas mõjutab lõimis tulemust?(A. K. Eerikseni andmed)
Võrrelge!
P-Meh-3 puhul peaks igale erimile eraldi väetis-tarbe skaala tegema ???!!!
Mehlich-3 meetodil määratud muldade fosfori väetistarbe
tulemused ei ole usaldusväärsed ja võrreldavad!
Eelnevalt oleks tulnud see meetod igakülgselt tõendada ehk valideerida ja
selle tulemustest ka edaspidi juhinduda. The Fitness for Purpose of Analytical Methods. A. Laboratory
Guide to Method Validation and Related Topics, Eurachem, 1998.
Valideerimise eesmärk on välja selgitada, kas konkreetne meetod vastab püstitatud eesmärgile ja sobib rakenduseks, milleks seda tahetakse kasutada. Selleks tuleb teha kindlaks kõik näitajad ja piirangud ning selgitada välja, millised tegurid võivad tulemusi muuta ja millisel määral.
Antud juhul:
•Millisel määral Meh3 lahuse erinevad komponendid mõjutavad mulla erinevaid fosfaate, neid taimede fosfori omastatavuse seisukohalt kas üle- või alahinnates?
•Millistest mulla omadustest määramistulemused sõltuvad?
•Kas Meh3 meetod üldse sobib meie muldade seireks?
•Kuidas Meh3 meetodil saadud tulemustega seostada meie teadlaste seniseid teadmisi?
•Kas Meh-3 meetodi tulemuste gradatsioon on tõene? Nt. Meh-K väga madal sisaldus: liiv<40;saviliiv<50;ls1-<65,ls2ja ls3-< 75;savi-<130. Mille alusel, kus on tõestus?
•Kui on ebaselge Meh3 meetodi rakendusväärtus, tuleb sellest loobuda!?
•Põllumehel peab olema vaba valik, kelle seireteenust kasutada!!!
