Validering och implementering av NIR-teknik i jordlaboratoriers analysrutiner för billigare markkartering

Markkartering i Sverige sker huvudsakligen med avseende på växtnäringsstatus och pH med ett prov/ha. Jordartskartering görs mer sällan och av kostnadsskäl oftast med 1 prov/3 ha, men för att vara användbart för precisionsodling borde även jordart analyseras tätare. Detta projekt syftar till att med nära infraröd (NIR) spektroskopi, som är en mycket snabb och enkel analys, reducera behovet av traditionella analyser, men ändå ge högupplöst information om mull-, ler- och sandhalt. Vi testade metoden på sju gårdar från Värmland till Skåne mellan 81 och 206 ha. Vi fann att oavsett gård och parameter så var 40 referensprov tillräckligt för kalibrering av gårdsspecifika NIR-modeller som kunde bestämma jordart på resterande prov där enbart NIR-spektrum mätts. Interpolerade kartor från NIR-metoden och 1 prov/ha var mer detaljerade och liknade kartor från referensmetoden och ett prov/ha mer än kartor från på 1 prov/tre ha. Förutsättningarna att förbilliga tät jordartsanalys med metoden är goda.

Markkartering i Sverige sker huvudsakligen med avseende på växtnäringsstatus och pH. Provtagningen sker nästan uteslutande med ett prov per ha. Vissa lantbrukare väljer att även göra en jordartskartering där mul-, ler-, och sandhalt analyseras. Silt räknas ut som en restprodukt. Dessa analyser görs normalt på var tredje prov eller, mindre vanligt, på vart annat. Syftet är ofta att använda informationen för kalkbehovsberäkningar och platsanpassadkalkning, men är också användbar för avgränsning av torkkänsliga områden där det lätt gödslas för mycket i förhållande till skördepotentialen och för identifiering av mullrika partier där mineraliseringen av markkväve kan göra ytterligare gödsling mer eller mindre överflödig. Det diskuteras dessutom alltmer om platsanpassad utsädesmängd, vilket till stor del styrs av jordarten. För dessa användningsområden är normalt ett prov per tre ha inte tillräckligt utan bör ökas till minst ett prov per ha.

Detta projekt syftar till att utvärdera möjligheterna att förverkliga en metod som kraftigt skulle minska kostnaden för jordartsanalys på varje prov jämfört med de traditionella metoder som används på laboratorier idag. I korthet innebär det att vart tredje eller färre prov analyseras på traditionellt vis som idag och i tillägg analyseras samtliga prov med den spektrofotometriska metoden nära infraröd (NIR) spektroskopi. På de prov där både NIR och traditionell analys använts kalibreras en modell som sedan används för att analysera jordart i alla de övriga proven där bara NIR-spektrum mätts. NIR-analysen är betydligt snabbare och enklare än traditionella analyser och förutom torkning och malning behövs ingen ytterligare behandling av provet. Torkning och malning är redan utfört för växtnäringsanalysen och de flesta lantbrukskemiska laboratorier har redan tillgång till NIR-instrument eftersom de används till grovfoderanalys. Egentligen behövs inte någon större provmängd heller eftersom metoden är icke-förstörande och t.ex. pH kan analyseras efteråt. Mest effektivt hade det förmodligen varit om en nationell eller regional databas och kalibrering kunde användas till alla gårdar, men vi vet genom tidigare projekt att gårdar med vissa jordtyper kommer att hamna väldigt fel. Däremot visar tidigare studier också att gårdsvisa kalibreringar kan vara en betydligt säkrare strategi.

I projektet ingick 7 markkarteringsuppdrag plockade ur Eurofins ordinarie produktion. Gårdarna var på mellan 81 och 206 ha och låg i Askersund, Eskilstuna, Linköping, Mariestad, Sjöbo, Storfors respektive Västerås kommuner. Jordartsvariationerna var relativt stora både mellan och inom gårdarna. Studien visar på goda resultat med liten skillnad mellan NIR-metoden och den traditionella metoden. Ler- och mullhalt fungerar lite bättre än sandhalt. Detta beror på att lermineral och organiska ämnen har karakteristiska absorptionsmönster i NIR-spektrum i betydligt större utsträckning än sandpartiklarnas mineral har. Metoden testades även för pH, P-, K- och Mg-AL, men med betydligt mer osäkra resultat även om vissa samband kunde ses.

Interpolerade jordartskartor från NIR-metodens 1 prov per ha visade på en större detaljrikedom än kartor interpolerade från 1 prov per 3 ha med traditionell metod. De visade också större likheter med referenskartorna interpolerade från 1 prov per ha med traditionell metod. När det gäller sandhalt var inte alltid den genomsnittliga skillnaden till referenskartan så mycket bättre, men de största avvikelserna var mindre utpräglade.
Vår slutsats är att lantbrukaren får betydligt större användning av sin jordartskartering om den görs med 1 prov per ha och att detta kan göras betydligt billigare och med tillräckligt hög precision med NIR-metoden. Hur mycket billigare är svårt att beräkna med någon större noggrannhet eftersom det är helt avgörande hur olika analyser prissätts, men en halvering av merkostnaden är inte orimligt för att öka provtätheten från var tredje till varje prov om karteringen omfattar 100-200 prov.