Variabel gjødsling i potet basert på satellittmålinger

Mål med prosjektet: Bestemme hvilket tidspunkt som er best egnet for uttak av satellittbilder med tanke på variabel gjødsling med nitrogen i potetåker.

Det ble sommeren 2021 gjennomført fire feltforsøk for å lære mer om og undersøke hvordan satellittbilder, biomasskeart og vekstindeks (VI) fra gratistjenesten cropSAT kan brukes til presisjonsgjødsling i potet. Storskalaforsøk ble anlagt 4 steder: Stjørdal (NLR Trøndelag), Eidsvoll (NLR Øst, Stange (NLR Innlandet) og Larvik (NLR Viken).

Åtte punkter ble gps-merket i potetåker. Punktene ble plassert etter variasjon i jordsmonn og biomasse/Vegetasjonsindeks (VI) fra CropSAT fra tidligere år.

I sesongen er det tatt ut bladstilker for nitratmålinger i stilksaft, registrert utviklingstrinn (BBCH) og gjort visuell bedømmelse av frodighet. I noen felt ble det i tillegg målt plantehøyde, N-opptak med N-sensor og registrert avling.

God agronomi må være på plass

Presisjonsgjødsling er et tiltak som kommer i tillegg til god agronomi. For å ha effekt av presisjonsgjødsling med N, bør en ha kontroll på elementære faktorer først. Før en går i gang, sjekk status på pH, drenering og at verdier på jordanalyser er i orden. Ved bruk av jordprøver, bør disse tas tett nok til vise variasjon. Dette er spesielt viktig om en skal variere andre næringsstoffer enn N.

Variabel gjødsling etter utjevningsmetoden

Variabel gjødsling er en form for presisjonsgjødsling. Utjevningsmetoden er en kjent strategi fra f.eks korn: Mer gjødsel der det er lite biomasse, og mindre der det er høy biomasse. Foreløpig er det denne metoden som også brukes i potet, men hvordan man gjødsler etter ulik biomasse i potet bør undersøkes mer. For å variere gjødselmengden trengs et kart som viser variasjoner, eller en sensor som måler direkte på skiftet. I dette prosjektet tas utgangspunkt i satellittbilder og biomassekart fra gratistjenesten cropSAT. Et satellittbilde bør alltid kombineres med en visuell bedømmelse av åkeren. Ugress, skadegjørere, værforhold, blomstring og vannbalanse med mer kan gi feilaktige verdier.

CropSAT

CropSAT er et gratis nettbasert verktøy som bruker satellittbilder til å beregne og vise variasjon i biomasse innad på et skifte. Biomassekartene kan brukes til å lage behovsbaserte kart til blant annet variert gjødsling, heretter presisjonsgjødsling. Biomassekartene fra CropSAT viser VI basert på data fra satellitten Sentinel-2. Vekstindeks (VI) er en måling korrelert med biomasse. Verdien settes basert på flere verdier. CropSAT bruker vegetasjonsindeksen «the modified soil adjusted vegetation index 2 (MASVI2)». Yaras Atfarm er et tilsvarende verktøy, og bruker samme satellitt og satelittbilder som CropSAT. Tilgangen på bilder er derfor lik. Atfarm bruker teknologien fra yaras N-sensor til å lage biomassekart. Atfarm skal være bedre tilpasset vekster med «mye» biomasse, slik som potet. I dette prosjektet er den norske versjonen av Cropsat brukt, www.cropsat.com/no, men atfarm er like aktuell.

Potet – faktorer som må hensyntas ved variabel gjødsling og bruk av satellittbilder

• Tidlig gjødsling – Ingen eller lite grønnmasse på tidspunkt for gjødsling
• Tilleggsgjødsling bør skje før synlig næringsmangel oppstår i åker/er synlig på satellittbilder
• Underjordisk del er viktigere enn rismasse
• Varierende kvalitet fra ris til ris – slik sett mer å hente på variabel gjødsling?
• Blomstring - påvirker fargen og satellittbildene – gir feilaktige bilder
• Vannbalanse er viktig. En åker som ikke er i vannbalanse gir feilaktige bilder
• Sortsforskjeller – På nitrogenopptak, rismengde, vekstrytme, bruksområde osv.
• Potetplanten tar næring fra morpoteten tidlig. Må hente satellittbilder etter at planten har begynt å ta opp næring fra jorda

Tidspunkt for uttak av biomassekart til presisjonsgjødsling

Biomassekart fra tidligere år

Til variabel gjødsel ved setting og/eller spiring er det ikke mulig å bruke årets satellittbilder. Bildene inneholder mest jord, og lite biomasse. Ofte er det de samme områdene i en åker som gir gode og dårlige vekstforhold år etter år. Kan vi bruke biomassekart fra tidligere år til å planlegge variabel gjødsling? Å bruke satellittbilder fra tidligere år vil også gi mer forutsigbarhet når biomassekartet/tildelingskartet er klart før sesongen, og overskyet vær er ikke et problem for tilgangen på bilder. Dette kan også gjøre det enklere å planlegge gjødselmengden.

I feltene i Viken og Trøndelag er det relativt god sammenheng mellom VI på høsten i poteter og i kornåker i begynnelsen av strekningsfasen. Sammenhengen i VI i feltene i Innlandet og i Øst er dårlig. I feltet i Øst er 6 av punktene relativt like i begge år. I potetåret i 2021 hadde 7 av 8 punkter VI på 0,67-0,69 og en på 0,62. Årsaken til manglende variasjon i indeks i slutten av august kan være at åkeren har blitt godt fulgt opp med flere gjødslinger fra radlukking og fram til i begynnelsen av august i tillegg til at den trolig også har blitt fulgt godt opp med vanning. Variasjonen i jorda mellom punktene kan også ha vært mindre enn forventet.

Det ser ut til at satellittbilder fra tidligere kornår, både i hvete og bygg, kan gi et representativt biomassekart til bruk i potet. For korn er sammenhengen best når kornet er tidlig i strekningsfasen (fra BBCH 31) ca. slutten av juni/begynnelsen av juli, når vi sammenligner med resultatet i slutten av potetåret.

I to av fire felt (Viken R=0,93 og Trøndelag R=0,79) er det svært god sammenheng mellom biomassekart tatt ut starten av strekningsfasen i slutten av juni sammenlignet med representative biomasskeart fra august (figur 1). Dette tyder på at biomassekartene mellom disse årene er relativt like, og at det er mulig å bruke biomassekart fra et år det er dyrket korn til å planlegge presisjonsgjødsling med N ved tidspunkt for delgjødsling i potet.

Likevel stemmer ikke dette i alle felt. I feltene på Innlandet og i Øst er det lav sammenheng med tidligere kornår (figur 1). Flere tidspunkt både i 2020 og 2019 er prøvd ut med samme resultat. Egen erfaring fra skiftet er alltid viktig å bruke til å bedømme om et satellittbilde og biomassekart er representativt. Det er flere faktorer som kan påvirke satellittbildene. Situasjonen for åkeren i 2020 og 2019 kjennes ikke, men faktorer som ugress og andre skadegjørere, vannbalanse, værforhold, utviklingsstadie og etablering kan påvirker bildene. Dette er trolig faktorer som bonden selv kjenner fra tidligere år.

Tidligere potetår ser også ut til å være godt egnet, men må undersøkes mer da forrige potetår i disse feltene var tørkeåret 2018.

År det dyrkes kulturer med mye åpen jord, for eksempel grønnsaker, er dårlig egnet. I feltet i Viken var det løk i 2020, med lite samsvar med representative biomassekart sent i potetåret. Gårdbrukerne forteller selv at høy VI på kartet hovedsakelig kan forklares av høy biomasse med ugress. I Øst var det gulrøtter i 2019, med insektsnett som dekker åkeren mesteparten av sesongen som gjør at bildene ikke kan brukes. Det er viktig å kjenne til vekst og situasjonen på åkeren om biomassekart skal tas ut fra tidligere år.

I cropSAT kan biomassekartene redigeres manuelt. Dette er nyttig dersom det er behov for å gjøre tilpasninger før kartene skal brukes.

Biomassekart fra inneværende potetår

Er det mulig å bruke «ferske» satellittbilder fra potetåret til å planlegge variabel tildeling av gjødsel til delgjødsling før hypping, eller andre gjødslinger senere i sesongen?

I potet er det vanlig å delgjødsle ved hypping. Hypping gjennomføres før radlukking, gjerne inntil potetriset når 25 cm. høyde. Dette er ofte i slutten av juni/begynnelsen av juli. På dette tidspunktet er VI på biomassekartene lav i alle felt, trolig for lav til å gi et riktig bilde av nitrogenvariasjonen.

I dette prosjektet begynte målingene når riset var over 30 cm. I alle felt er dette tidspunktet for tidlig. Satellittbilder er mest representative etter radlukking.

Trøndelag

I feltet i trøndelag er halvparten av skiftet satt med lysgrodde settepoteter, og halvparten uten. På biomassekart tatt ut 27.06, like før hypping, er skiftet tydelig delt i to mellom høyere VI nederst på lysgrodd del, og lavere VI i øvre del som ikke er lysgrodd. Dette biomassekartet forteller oss ikke noe om ulikt N-opptak, kun om ulikt utviklingstrinn grunnet lysgrodd/ikke lysgrodd. Denne forskjellen følger kartet hele sesongen. Gårdbrukeren har delt skiftet i to ved arbeidsoperasjoner som hypping og vanning. Et biomassekart burde også lages separat for de to delene for å bedre vise variasjonen innad i delene.

Viken

Tidspunkt for uttak av bilder bestemmer hvilken gjødslingsstrategi en bør gå for om en bruker «ferske bilder». I noen tilfeller vil en omvendt utjevningsmetode være riktig strategi. Dette synes tydelig i feltet i Viken. På biomassekartet fra 16. juli ser vi at de gule områder med lav biomasse er de samme områdene med høy biomasse og grønn farge 8. august (figur 3).

16. juli er åkeren i starten av blomstring (BBCH 60-63). De grønne områdene er sandkuler med lett, næringsfattig jord som raskt varmes på våren. Her har veksten kommet tidlig i gang. I dumpa i midten er det tyngre, kaldere, og mer næringsrik jord. Her har plantene spirt senere. Avlingsregistreringene utført senere viser resultatet av denne jordvariasjonen og det ble størst andel store knoller og minst andel små i dumpa. På sandkulene ble det flere små, og færre store. Hvilken gjødslingsstrategi som er riktig, vil altså være avhengig av hvilket bilde som brukes, og hva dette bildet forteller om situasjonen i åkeren.

Innlandet og Øst

I feltet på Innlandet og i Øst er biomassekartene relativt like fra juli til august. Bilde tatt ut i juli stemmer godt overens med bilde tatt ut i august. Disse biomassekartene bør derfor kunne brukes til å variere gjødselmengden i sesong.

Dette viser at et bilde i sesong må tolkes og vurderes utfra oppspiring og utvikling. Men det er flere faktorer som spiller inn. Satellittbilder og biomasskeart fra sesong kan brukes, men må vurderes opp mot observasjoner i åker, tidligere erfaringer om vekstforhold på skiftet og andre faktorer som kan påvirke bildene. Deretter må det vurderes hva bildene forteller om situasjonen, før en velger gjødselstrategi.

Gjennomføring

Vestfold – NLR Viken

• Sort: Asterix
• Settedate: 18. mai 2021

Innlandet – NLR Innlandet

• Sort: Fakse
• Settedato: 28. mai 2021

Trøndelag

• Sort: Mandel
• Settedato: 14. mai 2021

Feltet i trøndelag er satt 14. mai. Nedre del av skiftet er satt med lysgrodde nye settepoteter. Øvde del er satt uten lysgroen med ett år gamle settepoteter.

Øst

• Sort: Innovator
• Settedato: 13. mai 2021

Feltet i Øst lå på Minne gård. Det som har vært begrensende faktoren hos Minne er vann, da det er bare sand i jorda. Punktene 7 og 8 er kategorisert som høy. Disse ligger i nærheten av et fjøs, så der er det kanskje mer mold på grunn av tidligere bruk av husdyrgjødsel enn resterende punkter.

Vekstindeks, N-sensor, nitratmåling

I de fleste felt gir N-sensor og satellittbilder (VI) samme bilde av utvikling i åker. Nitratmålingene viser fall i nitratinnhold først, før et «fall» blir visuelt synlig på satellittbilder og/eller med N-sensor.

Nitratmålinger ved «normal gjødsling» vil ha verdier på 6-9000 fra radlukking til ca 4-5 uker før vekstavslutning – altså fram mot slutten av juli. Ved vekstavslutning/høsting bør verdien være under 3000 og over 1000 om en har truffet på gjødselmengden. Når de begynner å falle i verdi er nedgangen på ca 1000 – 2000 sortsavhengig.

I tabellene nedenfor har målepunkt med høy biomasse hel linje, middels biomasse har stiplet linje og lav biomasse har prikket linje.

Viken

Målte nitratverdier er over terskelverdi hele sesongen. Det er derfor vanskelig å bruke dem til å si noe om vekstindeksene stemmer. Grunnen til at nitratverdiene var stabilt høye er trolig god oppfølging med gjødsel, slik at plantene ikke viste mangel på N.

VI viser at de «høye» punktene 2, 5 og 6 ligger nederst i verdi gjennom sesongen helt til siste måling 8. august, da ligger disse punktene øverst. De lave punktene 3 og 4 ligger lavest ved siste måling.

I målingene med N-sensor ligger også de høye punktene lavere gjennom hele sesongen, også ved siste måling 2. august. Lavt punkt 3 ligger lavere enn lavt punkt 4 som fortsatt ligger høyt i verdi på siste måling.

Trøndelag

Punktene med lysgrodde settepoteter (6, 7, 8) ligger høyt i VI fra start, og viser at veksten er kommet raskere i gang her. Punkt 6 er klassifisert som «høy» og ligger høyt gjennom hele sesongen. Punkt 7 og 8 er klassifisert som «lave», og kurven faller som forventet tidligere her. Nitratmålingene viser «fallet» først. Nitratmålingene viser også at de lysgrodde punktene, i tillegg til det lave punktet 3, ligger under de andre punktene i nitratinnhold hele sesongen. Verdiene fra VI og målinger med N-sensor følger hverandre gjennom sesongen, og flater ut i verdi fra 28/29 juli, og faller fra 11. august. Av nitratmålingene faller alle punkter etter 28. august, samtidig som plantehøyden blir lavere etter høydemålingen 28. juli.

Innlandet

Nitratmålinger ble utført, men verdiene er svært varierende og avviker fra «standard». Resultater er derfor ikke vist. Optatt N-mengde er lav i alle målepunkter på dette tidspunktet. Målingene varierer mellom 3,2 og 3,7 kg opptatt N/daa. Punkt 7 har tatt opp mest N, og punkt 2 minst. Disse høy- og lavpunktene er tilsvarende på nitratmålingene. Punkt 2 ligger lavt på alle målinger. Punkt 7 ligger høyt på N-sensor og nitratmålinger, men lavest på VI.

Øst

Det lave punkt 1 ligger lavt i vekstindeks hele sesongen, og begge de lave punktene 1 og 2 ligger lavt på nitratmålinger. De høye punktene ligger høyt i nitratverdier og vekstindeks mot slutten. Vanntilgang har trolig vært den begrensende faktoren i feltet.

Avling

Det ble utført avlingsregistreringer i målepunktene i Innlandet og i Viken. Det er ikke sammenheng med høy aller lav avling ved høy eller lav VI. Det er sammenheng med størrelsesfordeling: Høy andel små poteter og liten andel store poteter ved lav VI og omvendt. Kvalitet og ansett er ikke undersøkt. Målt avling i potet er et øyeblikksbilde. Dersom avling ble registrert senere, ville bildet muligens vært et annet. Andre minimumsfaktorer enn Nitrogen kan begrense avlingen, som vanntilgang og veksttid.

Viken

Målepunkt 2, 5 og 6 er lagt der biomasseverdiene er kategorisert som «høy» både i kornåret 2019 og potet 2022. Figur 24 viser at det er disse punktene som har størst andel poteter over 50 mm med 36%, 40% og 30%. Punkt 2 har lavest prosent mindre enn 42 mm (10%), men punkt 5 og 6 har også lav andel her. Disse stedene har det altså vært god tilvekst fram mot høsting. Målepunkt 3 og 4 er kategorisert som «lave». Disse punktene har begge stor andel i minste størrelsesfraksjon under 42 mm. Punktene er også blant de laveste i fraksjonen 50-60 mm. Målepunkt 1, 7 og 8 er kategorisert som «middels». Punkt 8 har høyest andel i den minste fraksjonen.

Det er liten sammenheng mellom vekstindeks i de 8 målepunktene og andel av avlinga i den minste størrelsesfraksjonen (<42mm). Det er derimot god sammenheng mellom vekstindeks og andel avlinga i den største størrelsesfraksjonen 50-60 mm. Det kan indikere at VI i de valgte målepunktene stemmer.

Det kan tyde på at områdene i åkeren med lavest VI i begynnelsen av august også er områdene med størst andel små knoller og minst andel store knoller – altså her skulle en gjerne hatt mer tilvekst. Dette kan være både lengre veksttid, mer vann, mer gjødsel osv. Motsatt er områdene med høyest VI i begynnelsen av august også områdene med størst andel store knoller og minst andel små knoller.

Målte nitratverdier er over terskelverdi hele sesongen, grunnet god oppfølging med gjødsel. Plantene har ikke vist mangel på N.

Innlandet

I feltet på Innlandet er det ingen statistisk sammenheng mellom områder med høy eller lav VI hverken for avlingsmengde eller andel i ulike størrelser.

Det er likevel noen tendenser. Punkt 5-8 er klassifisert som «middels» ved uttak av punkter basert på biomassekart i korn 2020. Punkt 5-8 har størst fraksjon over 50 mm. og lavest fraksjon under 40 mm, som er understørrelse. Punkt 3 og 4 er kategorisert som «lav». I disse punktene er det størst andel understørrelse. Punkt 1 og 2 er kategorisert som høy: Disse er blant punktene med lavest andel store knoller og har størst andel i understørrelse

Det skiller 1000 kg/daa fra punkt 5 med lavest totalavling rundt 4000 kg/daa, opp til nesten alle de andre punkter som ligger jevnt +/- 5000 kg/daa.

Oppsummering

Prosjektet har undersøkt hvilket tidspunkt som er best egnet for uttak av satellittbilder med tanke på variabel gjødsling med nitrogen i potetåker. Hvilket tidspunkt som er best egnet vil variere veldig. Men det finnes flere tidspunkt som gir et representativt bilde av veksten:

Satellittbilder fra potetåkeren i tidspunkt fra tidligst radlukking og frem til blomstring gir et representativt bilde av åkeren.

Satellittbilder fra tidligere år kan også brukes til gjødsling i potet. År det dyrkes korn ser ut til å gi et representativt bilde når kornet er i starten av strekningsfasen. Grønnsaker, og kulturer eller åkere med mye åpen jord er dårlig egnet.

Senere i sesongen gir satellittbilder tatt ut i august et representativt bilde, når deler av åkeren har begynt å gulne. Satellittbilder fra tidligere potetår kan brukes til å planlegge gjødsling.

Det er alltid viktig å gjøre visuell bedømmelse av vekstforholdene i tillegg til analyser og satellittbilder, særlig dersom det brukes satellittbilder fra tidligere år.

Presisjonsgjødsling er et av flere tiltak for bedre utnyttelse av gjødsel. Det er viktig å kombinere flere tiltak for å oppnå god økonomi og redusert klima- og miljøavtrykk.

Videre bør det også undersøkes hvordan gjødslingen skal varieres etter biomasse.