Nitrogen dynamics in an organic green manure - cereal rotation and mineralization of clover leaves at low temperature

Abstract

In northern temperate regions, grass-clover green manure leys are commonly used as a break crop in stockless organic cereal rotations in order to provide soil fertility and reduce the pressure of weeds, pests and diseases, thereby enhancing the yield of subsequent crops. The green manure leys are mown repeatedly and the herbage is left as mulch. The mulched herbage contains a substantial amount of nitrogen (N), which is at risk of being lost when the herbage decomposes in the field. Such losses reduce the fertilizer value of the mulch and have negative environmental impacts. The overall aim of this work was to increase our knowledge about the possibilities to improve the N recovery from green manure leys on contrasting soil types under cold climate conditions. A field experiment was run at four different locations in the eastern and central parts of Norway, in order to evaluate the effect of various green manure herbage strategies on the yield and N recovery of a subsequent spring barley crop, and their short-term effects on soil structure and earthworm populations. The strategies involved different options for on-site herbage management and the application of anaerobically digested green manure herbage. Two of the soils, a silty clay loam and a sandy loam, were also used in an incubation experiment in order to study the effects of low temperature (0–15 °C) and soil type on carbon (C) and N mineralization from soil organic matter and clover leaves. The data from this experiment were further used to investigate whether it was possible to improve the ability of a soil-crop model to simulate the N mineralization of clover leaves at low temperatures.

Grøngjødsel vert brukt i vekstskiftet i husdyrlause økologiske dyrkingssystem for å betre jordfruktbarheita og førebyggje problem med ugras, skadedyr og sjukdomar, og vil såleis bidra til større avling i etterfølgjande vekstar. Heilårs grøngjødsel under nordiske klimatilhøve er ofte ei eittårig eng samansett av kløver og gras. Enga vert slått fleire gongar og grønmassen vert liggjande på stubben for å rotne. Grønmassen inneheld ei stor mengd nitrogen som kan tapast til luft og vatn når plantematerialet vert brote ned ute på marka. Tapa representerer reduksjon i gjødselverdien av grønmassen og har negative konsekvensar for miljøet. Hovudmålet med dette arbeidet var å auke kunnskapen om moglegheiter for å betre nitrogenutnyttinga frå grøngjødseleng i ulike jordtypar under kalde klimatilhøve. For å evaluere effektar av ulik grøngjødselhandtering vart det gjennomført eit feltforsøk på to stadar i Trøndelag og på to stadar på Austlandet. Etter kvar slått vart grønmassen liggjande, fjerna eller fermentert i biogassreaktor og delvis tilbakeført som gjødsel til bygg neste vår. Effektar av ulik grøngjødselhandtering på nitrogenutnytting og kornavling i bygg, samt effektar på jordstruktur og meitemark vart registrert.