Publikasjoner
NIBIOs ansatte publiserer flere hundre vitenskapelige artikler og forskningsrapporter hvert år. Her finner du referanser og lenker til publikasjoner og andre forsknings- og formidlingsaktiviteter. Samlingen oppdateres løpende med både nytt og historisk materiale. For mer informasjon om NIBIOs publikasjoner, besøk NIBIOs bibliotek.
2006
Sammendrag
I vassdragsforvaltningen er det ofte behov for å kartlegge hvor mye næringsstoffer som kommer fra diffuse kilder. Før man tok i bruk stabile isotoper, var det vanskelig å finne ut av dette. For å spore kilder til nitrat (NO3-) i avrenning er det utviklet metoder for å analyse forekomsten av de stabile isotopene 14N, 15N, 16O og 18O i nitrat som på forhånd er isolert fra vannprøver. Isotopene 15N og 18O er varianter av de vanlige 14N og 16O atomene. Forholdet mellom disse (15N:14N og 18O:16O) i en prøve angis i forhold til internasjonale standarder, som deltaverdier ("15N og "18O) og med promille (") som enhet. De internasjonale standardene er knyttet til "15N i luft og "18O i sjøvann. I løpet av 2003 og 2004 brukte vi denne isotopmetoden til å analysere ni bekkestasjoner i jordbruksfeltene Mørdre på Romerike og Skuterud i Ås kommune. Nedbørfeltene varierte i størrelse fra 6 til 449 dekar og inkluderer flere ulike nitrogenkilder. Vi undersøkte om det, ved hjelp av relativt begrenset prøvetaking (3-6 prøver per lokalitet), var mulig å klassifisere de dominerende nitratkildene til bekkene. Aktuelle kilder var skog/utmark der mye av nitratet kommer fra atmosfæren, jordbruksmark med nitrat fra kunstgjødsel og jordbruksmark gjødslet med husdyrgjødsel. Isotopanalysene viste tydelig forskjell mellom markslagstypene skog og jordbruk. Videre hadde bekkene i Mørdre jevnt over høyere "15N verdier enn Skuterud (figur x2). Dette indikerer at Mørdrefeltet er mer påvirket av husdyrgjødsel og eventuelt også punktkilder enn Skuterud. Videre tydet isotopsammensetningen i ett av jordbruksfeltene fra Mørdre på at det foregikk denitrifikasjon (mikrobiell omdannelse av nitrat til nitrogengass) i deler av feltet eller i bekken. Ellers viste de rene jordbruksbekkene i stor grad overlappende isotopsignaler, selv om feltene som ble gjødslet med husdyrgjødsel skilte seg ut på noen av prøvetakingsdatoene. Isotopteknikken som er beskrevet ovenfor er arbeidskrevende og tolkningen av data kan være vanskelig. Årsaken er at variasjoner i klima, vannføring/dreneringsveier og mikrobiell aktivitet kan påvirke isotopsammensetningen i nitrat. Dette gjelder ikke minst på nedbørfeltnivå, hvor det ofte også er en kompleks sammensetning av markslagstyper og ulike nitrogenkilder. Man må derfor tolke resultatene fra slike analyser med varsomhet, og aller helst i sammenheng med grundige vannkjemiske undersøkelser og prosessmålinger i feltene. Sammensetningen av de stabile isotopene i nitrat har vist seg å være meget nyttige ved studier av enkeltprosesser eller transportmekanismer for nitrat under kontrollerte feltforhold (se eksempel fra nitrogenfjerning i fangdammer nedenfor). Bruken av isotopverktøy i forbindelse med slike studier forventes derfor å øke i tiden framover.
Sammendrag
Environment Synthesis) family of crop models predicts cereal growth, development, and yield. CERES simulates nitrogen (N) as a yield"limiting macronutrient. Because N leaching is an economic and environmental concern, this study evaluated if CERES can be used to predict N leaching under different N management scenarios: background leaching in unfertilized corn (Zea mays L.), alfalfa (Medicago sativa L.) residue mineralization, and till versus no"till management. Data were collected during a 7"yr field experiment on tillage practices in a maize"alfalfa"maize succession. Sensitivity analyses were performed for decomposition rates of the different residue pools and the relative proportions of carbohydrate, cellulose, and lignin in the residues. During the last 5 yr, under corn, CERES accurately simulated nitrate leaching from the no"till lysimeters. Nitrate leaching was underestimated in the tillage treatments, possibly because CERES does not simulate tillage. The model is not very sensitive to the decomposition rates and to the composition of the residues
Sammendrag
Effects of composting on survival and reproduction of the potato cyst nematode (PCN) Globodera rostochiensis were investigated in 150-liter pilot scale reactors. Small bags containing cysts of PCN were incubated in organic waste and composted for 8, 15 or 29 days. Temperatures in the areas close to the cyst bags were monitored. Survival, measured by hatching, was reduced by 99.9% already after 8 days of composting and at 29 days no hatching was recorded. A few eggs, however, still hatched after being composted for 15 days and exposed to temperatures higher than 60°C for several days. Maximal temperatures and thermal exposure time as such could not explain the hatching pattern of PCN, so other factors are likely to be involved in causing lethality. PCN failed to reproduce after 8 days of composting with temperatures reaching a minimum of 50°C during the period. Hence, eight days of composting where all material have reached a temperature of minimum 50°C during the period, could be regarded as a satisfactory method for sanitation of PCN.
Forfattere
Marianne BechmannSammendrag
Raske og effektive reduksjoner i fosfortilførsler til ferskvann fra dyrka mark kan oppnås dersom en fokuserer på de arealene som bidrar med de største tapene. Det krever både kunnskap om prosesser som fører til fosfortap, og et verktøy som kan kartlegge arealene, slik at kunnskapen blir tilgjengelig for gårdbrukere, rådgivere og evt. myndigheter. Fosforindeksen er et slikt verktøy som kan brukes til å rangere arealer i relasjon til fosfortap. Den er basert på informasjon for hvert skifte om bl.a. erosjonsrisiko, fosforinnhold i jorda, driftspraksis og avstand til vassdrag. Indeksen er basert på opplysninger som er tilgjengelige for alle bønder i gjødselplan eller fra statistiske kilder. I tiltaksplanlegging på gårdsnivå kan fosforindeksen brukes som hjelpemiddel for å vurdere de mest effektive tiltak. Fosforindeksen er utviklet og brukt i praksis i U.S.A. I Danmark satses det nå storstilt på å bruke et lignende prinsipp i vannforvaltningen. I Norge er fosforindeksen tilpasset og testet for kornarealer på Østlandet (Dr. grad fra 2005) og det jobbes med å videreutvikle den for andre arealer med mål om å kunne ta den i bruk som et praktisk verktøy
Forfattere
Daniel Rasse Marie-France Dignac Bahri Haithem Cornelia Rumpel Mariotti Andre Claire ChenuSammendrag
Lignin har lenge vært antatt å være en viktig kilde for karbon i jord på grunn av sin lite nedbrytbare polyfenol-struktur i forhold til andre grupper organisk materiale. Studier av omsetning av lignin har imidlertid vist motstridende resultater og de fleste tyder på at en stor del av lignin fra planterester brytes ned i løpet av ett år etter innblanding i jord. Vi har her foreslått en to-pool modell hvor lignin i ferskt plantemateriale (Lp) enten kan opptre delvis beskyttet i jord mot videre nedbryting (Ls) eller blir omdannet til ikke-lignin produkter. Data til kalibrering av modellen ble skaffet ved hjelp av isotopanalyse av lignin spesifikk 13C fra en serie med 0-9 års ensidig maisdyrking etter hvete på en lettleire i Frankrike. Lignin ble kvantifisert ved CuO-oksidasjon som VSC-lignin, det vil si som summen av fenoltypene vanillil (V), syringyl (S) og coumaryl (C). Kalibreringene indikerte at Lp har en omsetningshastighet raskere enn ett år og at 92 % ble mineralisert til CO2 eller omdannet til andre ikke lignin-produkter, mens bare 8 % tilhørte Ls-fraksjonen. Estimert omsetningshastighet av Ls-fraksjonen var 0,05 år-1. Modellen tydet også på at om lag halvparten av Lp ikke var målt fordi det var blitt fjerne gjennom siktingen av prøven (5 mm). Som konklusjon, modellen tydet på at kjemisk bertandighet ikke er tilstrekkelig alene til å forklare omsetningen av VSC-lignin i jord, og at den mest relevante mekanismen funksjonelt synes å være overgang av VSC-ligning molekyler og fragmenter fra nedbrutt plantevev til jord-beskyttede fraksjoner.
Forfattere
Marianne BechmannSammendrag
Resultatene fra en undersøkelse av lokale tilførsler av fosfor til vestre Vansjø har klarlagt at disse har større betydning enn tidligere antatt. Som konsekvens av dette har myndighetene økt fokus på gamle og nye tiltak mot avrenning av fosfor fra jordbruket.
Sammendrag
Temporal changes in the scores of selected soil fertility indices were studied over six years in three different cases of organic crop rotation located in southern, eastern and central Norway. The cropping history and the initial scores of fertility indices prior to conversion to organic cropping differed between the sites. Crop yields, regarded as an overall, integrating fertility indicator, were in all rotations highly variable with few consistent temporal trends following the first year after conversion. On the site in eastern Norway, where conversion followed several years of all-arable crop rotations, earthworm number and biomass and soil physical properties improved, whereas the system was apparently degrading with regard to P and K trade balances and contents in soil. On the other two sites, the picture was less clear. On the southern site, which had a relatively fertile soil before conversion, the contents of soil organic matter and K decreased during the six-year period, but the scores of other fertility indices showed no trends. On the site in central Norway, there were positive trends for earthworm-related indices such as worm biomass and tubular biopores, and negative trends for soil porosity. The results, especially those from the eastern site, illustrate the general difficulty in drawing concllusions about overall fertility or sustainability when partial indicators show divergent trends. Consequently, the study gave no unambiguous support to the initial working hypothesis that organic farming increases inherent overall soil fertility, but rather showed that the effect varied among indicators and depended on status of the cases at conversion. It is concluded that indicators are probably better used as tools to learn about and improve system components than as absolute measures of sustainability.
Forfattere
Atle Hauge Hans Olav Eggestad T. Sveistrup Tore SveistrupSammendrag
Det er ikke registrert sammendrag
Sammendrag
Freezing and thawing influence the transport potential and pathways for contaminants by altering the soil physical properties. Firstly, soil frost delays or impedes infiltration of rain and meltwater, reducing the transport rate of dissolved contaminants. But at the same time, particle bound contaminants may be mobilised because the reduced infiltration capacity increases surface runoff and erosion risk. Secondly, freezing water expands and imposes mechanical stresses on the soil, which may cause aggregate breakdown and facilitate particle detachment and transport. The influence of repeated freezing and thawing on aggregate stability of different soils is poorly documented for Nordic winter conditions. The purpose of this study (Kværnø and Øygarden, subm.) was to quantify the effect of variable freeze-thaw cycles and soil moisture conditions on aggregate stability of three soils: Silt, structured clay loam (Clay A) and artificially levelled silty clay loam (Clay B). These soils are representative of two erosion prone areas in South-eastern Norway. Field moist surface soil was sieved into the fraction 1- 4 mm, and packed into cylinders. The water content of the soil was adjusted, corresponding to matric potentials of -0.75, -2 and -10 kPa. The soil cores were insulated and covered, and subjected to 0, 1, 3 or 6 freeze-thaw cycles: freezing at "15"C for 24 hours, and thawing at 9"C for 48 hours. Aggregate stability was measured in a rainfall simulator (representing rainfall) and a wet-sieving apparatus (representing surface runoff). The aggregate stability of Silt was found to be significantly lower than of Clay A and Clay B. Clay A and Clay B had similar aggregate stabilities, even if it was expected that the artificially levelled Clay B would have lower stability. Freezing and thawing decreased the aggregate stability for all three soils, but the effect was more severe on the silt soil. There was no evident effect of water content on the aggregate stability, probably due to experimental limitations. The wet-sieving apparatus resulted in less aggregate breakdown than the rainfall simulator. Rainfall impact seemed to be more detrimental than wet-sieving the more unstable the soil was, that is, after many freeze-thaw cycles, and on silt soil. The results indicate that freezing and thawing is an important factor influencing the erosion risk of the studied soils. In the future, climate change is expected to give more unstable winters with more freezing and thawing events. Combined with more precipitation as rainfall during the winter period both runoff and erosion will probably increase, possibly resulting in heavier loads of particulate bound contaminants to surface waters. The results are also helpful for improving predictions of contaminant fate and transport, as most of the existing hydrological and soil erosion prediction models do not satisfactorily describe soil processes occurring under Nordic winter conditions. This study focused on arable soils with conventional agricultural management, where plant nutrients and pesticides pose a threat to water quality. It would be useful to conduct similar experiments on soils where other organic and inorganic contaminants are of concern, e.g. on soils where sewage sludge and compost have been applied, and soils in road cuttings and on contruction sites. References Kværnø, S.H. & Øygarden, L. submitted: The influence of freeze-thaw cycles and soil moisture on aggregate stability of three soils in Norway.
Sammendrag
Grønnsakdyrking foregår ofte på intensivt dyrkede arealer med tilførsel av store mengder næringsstoffer, noe som gjerne fører til store overskudd i næringsbalansen. Tap av næringsstoffer fra slike arealer er som regel større enn fra øvrige jordbruksarealer. Risiko for avrenning av fosfor er særlig stor på grunn av generell sterk fosforgjødsling og ved at slike åkerkulturer er mer utsatt for jorderosjon, særlig etter høsting i forbindelse med sterke nedbørsepisoder.