Pilotprojektet Greppa Fosforn Årsredovisning för det agrohydrologiska året 2012/2013

Transkript

1 Pilotprojektet Greppa Fosforn Årsredovisning för det agrohydrologiska året 212/213 Lovisa Stjernman Forsberg, Stefan Andersson och Katarina Kyllmar Teknisk rapport 155 Institutionen för mark och miljö Sveriges lantbruksuniversitet

2

3 Innehåll Förord... 5 Inledning... 7 Sammanfattning av året 212/ Metoder... 8 Typområde N Typområde E Typområde U Bilaga 1: Tidsserier Bilaga 2: Resultat från synoptiska undersökningar Referenser

4

5 Förord Projektet Greppa Fosforn startade 26 som ett pilotprojekt inom Greppa Näringen med syftet att utveckla arbetssätt för att minska fosforförlusterna från jordbruket samt praktiskt prova de åtgärder mot fosforförluster som vi känner till idag. Åtgärder har testats i tre avrinningsområden belägna i Västmanland, Östergötland och Halland tillsammans med berörda lantbrukare. Effekterna av insatta åtgärder följs upp genom kontinuerliga mätningar av vattenkvaliteten i det avrinnande vattnet. Detta är projektets sjunde årsrapport. Den är framtagen av Institutionen för mark och miljö vid Sveriges lantbruksuniversitet på uppdrag av Jordbruksverket och redovisar resultaten från de mätningar och odlingsinventeringar som genomförs inom projektet. Mätningarna sker löpande genom både flödesproportionell och tidsstyrd vattenprovtagning (var 14:e dag) vid mätstationerna i områdenas utlopp. Data som redovisas i rapporten har samlats in av provtagarna och odlingsinventerarna i de olika pilotområdena: Anna Aurell Svensson, Anuschka Heeb, Christel Karlsson, Hans Larsson, Hans Schibli och Jonas Gustafsson. Tillsyn och underhåll av mätstationer och flödesproportionell provtagning sköts av Göran Johansson och Maria Blomberg vid SLU. Mer information om projektet, rapporter m.m. finns på Greppa Näringens webbplats Greppa.nu/omgreppa/greppafosforn. Data från undersökningarna kan laddas ned via Slu.se/mark/dv. Ett stort tack till alla som har medverkat! Uppsala i november 213 Institutionen för mark och miljö, SLU Lovisa Stjernman Forsberg 5

6

7 Inledning I pilotprojektet Greppa Fosforn samarbetar lantbrukare, rådgivare, länsstyrelser, Jordbruksverket och SLU för att inom tre jordbruksdominerade avrinningsområden (så kallade pilotområden) testa metoder som kan reducera transporten av fosfor från jordbruksmark. Pilotområde N33 ligger i Hallands län, pilotområde E23 i Östergötlands län och pilotområde U8 i Västmanlands län (Figur 1). I projektet ingår att lantbrukare lämnar uppgifter om odlingsåtgärder och att effekterna av insatta åtgärder följs upp genom mätningar i avrinnande vatten. Mätningarna sker löpande genom både flödesproportionell och tidsstyrd vattenprovtagning (var 14:e dag) vid mätstationerna i områdenas utlopp. Länsstyrelserna i Hallands län och i Västmanlands län ansvarar för provtagningar och analyser av manuellt tagna vattenprover från pilotområde N33 respektive pilotområde U8. Institutionen för mark och miljö, SLU, ansvarar för övriga analyser samt vattenförings och transportberäkningar. I denna årsredovisning sammanställs lantbrukarnas odlingsuppgifter för år 212, samt data från mätningarna utförda i områdenas vattendrag under det agrohydrologiska året 212/213, d.v.s. perioden mellan 1 juli 212 och 3 juni 213. Nedan följer en kort gemensam sammanfattning av året 212/213 och därefter redovisas varje pilotområde i var sin delrapport. Tidsserier av årsvärden för de olika pilotområdena redovisas i Bilaga 1 och resultaten från de synoptiska undersökningarna redovisas i Bilaga 2. Sammanfattning av året 212/213 i de tre pilotområdena Vintern 212/213 var lång och kall över hela landet. I pilotområde N33 var både årsnederbörd och årsavrinning mindre än normalt, vilket gjorde att transporterna av kväve och fosfor från området var mindre än långtidsmedel. I pilotområde E23 orsakade stor avrinning under större delen av året relativt stora fosforförluster. Kvävehalterna i det området var dock de lägsta sedan undersökningarna startade, så kväveförlusterna blev inte särskilt stora trots den stora avrinningen. I pilotområde U8 var både årsnederbörd och årsavrinning större än normalt, men till följd av låga halter var kväveförlusterna mindre än långtidsmedel både då de beräknades på manuella och flödesproportionella prover. Baserat på manuellt tagna prover är årsmedelhalten av fosfor fortfarande relativt låg i område U8, men den börjar klättra uppåt igen efter den nedgång som inträffade i samband med att strukturkalkning genomfördes i området år 21. I de flödesproportionella proverna var dock årsmedelhalten av fosfor den högsta sedan den flödesproportionella provtagningen startade för fyra år sedan. U8 N33 E23 Produktionsområden Götalands mellanbygder Götalands norra slättbygder Götalands skogsbygder Götalands södra slättbygder Svealands skogsbygder Svealands slättbygder 5 1 Kilometer Figur 1. Pilotområden och produktionsområden (enligt SCBs indelning). Pilotområdenas exakta läge anges inte, istället anges inom vilket kartblad de är lokaliserade, enligt Rikets Nät (5x5 km.) 7

8 Metoder Mätstationer för vattenföringsbestämning är anlagda i pilotområdenas bäckfåror (Figur 2). Den bestämmande sektionen utgörs av ett triangulärt överfall (tabell 1). Vattennivån vid sektionerna registreras kontinuerligt i samtliga områden, antingen med flottör och mekanisk pegelskrivare eller med deplacementskropp, lastcell och datalogger. Vattenföringen (l/s som dygnsmedelvärde) beräknas utifrån timvärden av vattennivån och med avbördningskurvor för de bestämmande sektionerna eller med ekvationer för de triangulära överfallen. Ytvattenprover har tagits manuellt varannan vecka. Provtagning har däremot inte skett när flödet varit för lågt eller när vattendragen varit frusna. Vid högflöde har extra provtagningar förekommit. Utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning installerades av SLU i samtliga tre pilotområden under hösten 27. Vid flödesproportionell provtagning ges signal till start av en vattenprovtagning när en viss vattenvolym har passerat i bäcken. Från provtagningshuset går en sugslang ned till bäckens mitt, där den mynnar ca 2 cm under bäckens nollflödesnivå. I provtagningshuset går slangen ned i en behållare som står i ett kylskåp. Ett samlingsprov tas ut varannan vecka från behållaren som därefter töms. Således representerar ett samlingsprov det vatten som har passerat förbi provtagningsstationen mellan två tömningstillfällen. Vid högflöde sker den automatiska provtagningen med tätare tidsintervall än vid lågflöde. Därmed blir det mer vatten i behållaren när det rinner mycket vatten i bäcken. Analysmetoder och analyserade variabler (ph, konduktivitet, totalkväve, nitrat + nitritkväve, ammoniumkväve, totalfosfor, fosfatfosfor, partikulärt bunden fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol) följer handboken för miljöövervakning (Naturvårdsverket, 21). Samtliga analyser utförs av ackrediterade laboratorier. Laboratoriet vid institutionen för mark och miljö, SLU, analyserar de manuella och flödesproportionella proverna från pilotområdena E23 och U8, samt flödesproportionellt tagna prover i pilotområde N33. ALcontrol laboratories analyserar de manuellt tagna proverna i område N33. Transporter av kväve, fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol (TOC) har beräknats utifrån dygnsmedelvärden av vattenföring och av analyserade ämneskoncentrationer. Dygnskoncentrationer för manuella vattenprover har tagits fram genom linjär interpolering mellan analyserade värden. Dygnskoncentrationer för flödesproportionella samlingsprover togs fram genom att analyserade värden extrapolerades bakåt till timmen efter föregående uttag av vattenprov. Ett analysvärde gäller då för hela perioden mellan två provtagningstillfällen. Dygnsvattenföringen har multiplicerats med dygnskoncentrationer till dygnstransporter, vilka sedan har summerats till månads och årstransporter. Arealspecifik transport (kg/ha) har beräknats genom att dela transporten med typområdets totala areal. Arealspecifik avrinning (mm) har beräknats på motsvarande sätt utifrån vattenföring. Institutionen för mark och miljö vid SLU har ansvarat för utrustning för flödesproportionell provtagning, samt utfört beräkningarna av avrinning och transporter. N33 E23 U8 Figur 2. Mätsektionerna vid utloppen i de tre pilotområdena. Foto: Katarina Kyllmar. 8

9 Pilotområde N33 SAMMANFATTNING 212/213 Pilotområde N33 ligger i Halland. Jordarterna i området varierar från grovt åsmaterial till mellanlera. Vattendraget är till största delen kulverterat. Kvävehalterna i vattendraget har visat en minskande trend sedan undersökningarnas start år 1991 (Figur 9). Det agrohydrologiska året 212/213 hade en kall vinter och en årsnederbörd mindre än den normala. Till följd av att även årsavrinningen var mindre än normalt blev transporterna av både kväve och fosfor från området mindre än respektive långtidsmedel. Vallodlingen har minskat successivt i området sedan 21. Tillförseln av kväve och fosfor till åkermarken var något mindre detta år än föregående år, till följd av mindre användning av stallgödsel. Andelen åkermark som höstgödslades med stallgödsel var bara 4 %, vilket kan jämföras med 3 % under året dessförinnan. METODER Mätstationen för vattenföring är anlagd vid avrinningsområdets utloppspunkt. Stationen anlades 1991 av länsstyrelsen, som också sköter drift och underhåll. Mätsektionen utgörs av ett triangulärt överfall vid utloppet från en damm (Figur 2). Vattennivån registreras kontinuerligt med flottör och mekanisk pegelskrivare. Vid pilotprojektets start installerades dessutom utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning och flödesmätning sker sedan dess även med datalogger och deplacementkropp. Den flödesproportionella utrustningen installerades ca 18 m uppströms mätstationen för vattenföring. Vattenföringen (l/s som medelvärde per dygn) har beräknats av SMHI utifrån timvärden av vattennivå och med ekvationer för det triangulära överfallet. Fakta om området Lokalisering: Total areal: Jordbruksareal: Skogsareal: Jordart: Normalnederbörd: Djurtäthet: Hallands slättlandskap i Laholmsbuktens tillrinningsområde. 662 ha 576 ha (87 %) 13 ha (2 %) Mellanlera 773 mm (Genevad).1 DE/ha b 1a.5 1 Kilometer 7 6 Typ av vattendrag Huvudfåra, öppen Huvudfåra, kulvert Biflöde, kulvert Synoptiska punkter Delavrinningsområde Figur 3. Pilotområde N33 med provpunkt vid mätstation (punkt 1b) samt synoptiska provpunkter och delavrinningsområden. 9

10 Under perioden maj september 212 har det varit problem med vattenföringsmätningen i området p.g.a. läckage vid mätöverfallet och flödesdata för denna period har därför justerats efter flödesmönstret i det närliggande typområdet N34. Manuella vattenprover, s.k. diskreta prov, tas varannan vecka ca 18 m uppströms mätöverfallet där vattennivån registreras. Under det agrohydrologiska året 212/213 togs 23 st manuella prover. Varannan vecka tas det också ut ett samlingsprov från den flödesproportionella provtagningen, såvida det inte har varit för lågt flöde under den aktuella tvåveckorsperioden. Antalet samlingsprov var 21 st under året 212/213. Ingen synoptisk provtagning ägde rum i området under året 212/213. RESULTAT Odling Odlingen i området redovisas i Figur 5. Andelen inventerad åkermark år 212 var 91 %. Vallodlingen i området har minskat successivt sedan 21. Andel (%) ej inv. åker vårspannmål höstspannmål höstoljeväxter sockerbetor potatis ärtor träda vall Figur 5. Andel grödor av områdets totala areal. Ej inv. åker = åkermark som inte har inventerats. Gödsling Det tillfördes i genomsnitt 137 kg tot N och 13 kg tot P per hektar gödslad åkermark i området under odlingsåret 212 (Figur 6), vilket var mindre än under år 211. Cirka 34 % av den gödslade åkermarken stallgödslades, varav endast 4 % gödslades på hösten. Figur 4. Pilotområde N33. Foto: Katarina Kyllmar De manuellt tagna vattenproverna analyseras vid ALcontrol och samlingsproverna från den flödesproportionella provtagningen analyseras vid laboratoriet vid institutionen för mark och miljö, SLU. Analysmetoder och analyserade variabler (ph, konduktivitet, totalkväve, nitrat+nitritkväve, ammoniumkväve, totalfosfor, fosfatfosfor, partikulärt bunden fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol) följer Handboken för miljöövervakning (Naturvårdsverket, 21). Ämnestransporter har beräknats utifrån dygnsmedelvärden av vattenföring och analyserade ämneskoncentrationer. Dygnskoncentrationer för manuella prover har tagits fram genom linjär interpolering mellan analyserade värden. Från analysvärden för flödesproportionellt tagna prover beräknades dygnskoncentrationerna genom att analyserade värden extrapolerades bakåt till timmen efter föregående uttag av vattenprov. Ett analysvärde gäller då för hela perioden mellan två provtagningstillfällen. Odlingen på fälten inventerades genom intervjuer med lantbrukarna. Tillfört N (kg/ha) Tillfört P (kg/ha) Andel (%) Stallgödsel Handelsgödsel Stallgödsel Handelsgödsel Stallgödslad, vår Stallgödslad, höst Figur 6. Gödsling med N och P i pilotområde N33 (tillförd mängd i kg/ha gödslad åkermark) samt andel av gödslad åkermark som gödslats med stallgödsel. Endast de år då andelen inventerad åkermark överstigit 7 % redovisas. 1

11 Andel (%) Höstplöjning Vårplöjning Fånggröda Skyddszoner Strukturkalkning Ekologisk odling Figur 7. Odlingsåtgärder som andel av inventerad åkermark (%) i pilotområde N33. Endast de år då andelen inventerad åkermark överstigit 7 % redovisas. Övriga odlingsåtgärder Övriga odlingsåtgärder redovisas i Figur 7. Andelen höstplöjd åkermark minskade något år 212 jämfört med år 211, medan andelen åkermark med fånggröda ökade. Andelen skyddszoner är försumbar och ekologisk odling utgör ca 8 % av den inventerade åkermarken. 212 strukturkalkades ca 1 % av den inventerade åkermarken. Nederbörd och temperatur Temperatur och nederbördsdata visas i tabell 1. December, januari och mars var kallare än normalt, medan november och maj blev ovanligt varma månader. Perioden december 212 april 213 var ovanligt torr och den totala årsnederbörden blev ca 15 mm mindre än normalt. Endast september 212 och försommaren 213 var ovanligt nederbördsrika. Tabell 1. Temperatur- och nederbördsnormaler, samt månadsvärden för år 212/213. Normalvärden avser perioden (SMHI, 21) för stationerna Genevad (nederbörd) och Halmstad (temperatur). Värden från 2 är från SMHI:s klimatstationer Laholm (nederbörd) och Halmstad (temperatur). Avrinningen avser pilotområdet. Medel för avrinningen avser perioden 199/91-211/12 Månad Temperatur, C Nederbörd, mm Avrinning, mm Normal Normal Normal Juli Tot N (mg/l) Tot P (mg/l) jun 12 jun 12 Tot N (Q prop) Tot N (manuell) Flöde Tot P (Q prop) Tot P (manuell) Flöde apr 13 apr 13 jul 13 jul Avrinning Årsavrinningen var mindre än långtidsmedel (Tabell 1). Framförallt under sensommaren 212, samt under våren och försommaren 213, var det ovanligt torrt i området. Halter av kväve, fosfor och suspenderat material Figur 8 visar uppmätta halter av totalkväve, totalfosfor och suspenderat material i vattendraget under perioden juli 212 juni 213, samt dygnsmedelflöde i liter per sekund Flöde (l/s) Flöde (l/s) Aug Sep Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr Maj Juni Susp (mg/l) jun 12 Tot Susp (Q prop) Tot Susp (manuell) Flöde apr 13 jul Flöde (l/s) Figur 16. Dygnsmedelflöde (l/s) och koncentrationer av N, P och suspenderat material (mg/l) under perioden juli 212 juni 213 i pilotområde N33. Medel Summa

12 I Tabell 2 redovisas flödesvägda årsmedelhalter av de olika kväve och fosforfraktionerna samt suspenderat material. I de manuellt tagna proverna var årsmedel 212/213 lägre än långtidsmedel för samtliga fraktioner av både kväve och fosfor. Årsmedelhalter av totalkväve och nitratkväve i flödesproportionella prover var ungefär i nivå med 4 årsmedelvärdet, medan årsvärdena för totalfosfor och fosfatfosfor var lägre än motsvarande medelvärden. Den stora skillnaden i suspenderat material mellan manuellt tagna prover och flödesproportionella prover beror på att de olika laboratorierna använder olika typer av filter. Tabell 2. Flödesvägda årsmedelhalter av totalkväve (Tot- N), nitratkväve (NO3-N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO4-P), partikulär fosfor (part-p) samt suspenderat material (Susp mtrl) i område N33. Kursiva värden inom parentes är beräknade på flödesproportionella prover. Långtidsmedelvärden avser perioden 199/91 211/ N (mg/l) Årsmedelhalt 212/ årsmedel, manuell provt. (4-årsmedel, flödespr. provt) Tot-N (mg/l) 6.7 (6.2) 8.4 (5.8) NO 3 -N (mg/l) 6. (5.9) 7.1 (5.3) Tot-P (mg/l).13 (.15).19 (.17) PO 4 -P (mg/l).4 (.4).7 (.6) Part-P (mg/l).6 (.1).1 (.9) Susp mtrl (mg/l) 16 (72) 18 (59) Figur 9 nedan samt Figur 27 i Bilaga 1 visar tidsserier av flödesvägda årsmedelhalter av kväve och fosfor. Jämfört med föregående år låg både kväve och fosfor på låga nivåer år 212/213. P (mg/l) gällde att transporten var störst i samband med stor avrinning under perioden september 212 januari 213. I tabell 3 redovisas årstransporter i förhållande till långtidsmedel för området. Till följd av relativt liten årsavrinning från området (Tabell 1) så blev årstransporter av kväve, fosfor och suspenderat material betydligt mindre än respektive långtidsmedel. Det gällde både manuellt tagna prover och flödesproportionella prover. N (kg/ha) P (kg/ha) Susp (kg/ha) apr 13 apr 13 Figur 1. Avrinning (mm) och transporter av N, P och suspenderat material (kg/ha) under perioden juli 212 juni 213 i pilotområde N33 baserade på flödesproportionell provtagning. Tabell 3. Transporter av totalkväve (Tot-N), nitratkväve (NO 3 -N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO 4 -P), partikulär fosfor (part-p) samt suspenderat material (Susp mtrl) i område N33. Kursiva värden inom parentes är beräknade på flödesproportionella prover. Långtidsmedelvärden avser perioden 199/91 211/12 Årstransport 212/213 Övr N NO3 N Avrinning apr 13 Övr P Part P PO4 P Avrinning Susp Avrinning årsmedel, manuell provt. (4-årsmedel, flödespr. provt) Avrinning (mm) Avrinning (mm) Avrinning (mm) 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 Tot-N (kg/ha) 13 (12) 23 (15) Figur 9. Tidsserier av flödesvägda årsmedelhalter i pilotområde N33, grå serie avser manuella prover och svart serie avser flödesproportionella prover. Transporter av kväve, fosfor och suspenderat material Figur 1 visar månadstransporter av kväve, fosfor och suspenderat material baserade på flödesproportionell provtagning. För samtliga parametrar NO 3 -N (kg/ha) 12 (12) 19 (14) Tot-P (kg/ha).26 (.29).55 (.43) PO 4 -P (kg/ha).9 (.9).21 (.15) Part-P (kg/ha).12 (.2).29 (.24) Susp mtrl (kg/ha) 32 (143) 52 (153) 12

13 Pilotområde E23 Fakta om området Lokalisering: Söderköpingsåns avrinningsområde i Östergötland. Total areal: Åkerareal: Skogsareal: 739 ha 398 ha (54 %) 228 ha (31 %) Figur 11. Pilotområde E23. Foto: Anuschka Heeb BESKRIVNING AV OMRÅDET Pilotområde E23 ligger i Östergötland och karaktäriseras av ett småbrutet och måttligt böljande jordbrukslandskap. Mellan moränkullarna utgörs jordarterna på åkermarken mestadels av mellanlera. Kvävehalterna är låga, men fosforhalterna är relativt höga jämfört med de 21 typområden runt om i landet som ingår i svensk miljöövervakning. Trots höga fosforhalter är dock transporten av fosfor bara medelmåttig, till följd av relativt torrt klimat och liten avrinning från området. Undersökningarna i området startade 1988, upphörde 1995 och återupptogs igen år 22. Sedan 22 har årsmedelhalten av kväve följt en nedåtgående trend (Figur 17). SAMMANFATTNING 212/213 Ovanligt mycket vatten rann av från området under 212/213, trots en normalstor årsnederbörd. Mycket av nederbörden föll under vinterhalvåret, vilket orsakade höga flöden i bäcken under perioden november januari. Även under sensommaren, samt i samband med snösmältningen i april, rann ovanligt mycket vatten av från området. Den flödesvägda årsmedelhalten av fosfor var den lägsta på flera år, men den stora avrinningen orsakade trots det relativt stora fosforförluster från området. Den flödesvägda årsmedelhalten av kväve var den lägsta sedan undersökningarna startade och årstransporten av kväve blev därför mindre än medel trots den stora årsavrinningen. Jordart: Normalnederbörd: Djurtäthet: 63 Typ av vattendrag Huvudfåra, öppen Huvudfåra, kulvert Biflöde, öppen Biflöde, kulvert 6 Synoptiska provpunkter Delavrinningsområden b 43 41a 42 4b Mellanlera 594 mm (Söderköping).6 DE/ha ,5 1 kilometer Figur 12. Pilotområde E23 med provpunkt vid mätstation (punkt 69) samt synoptiska provpunkter och delavrinningsområden. 13

14 METODER Mätstation för vattenföring är anlagd vid avrinningsområdets utloppspunkt. Stationen anlades för att ingå i SMHIs stationsnät för vattenföringsmätningar och drivs därmed av SMHI. Mätsektionen utgörs av ett triangulärt överfall i anslutning till en gjuten bassäng. Vattennivån registreras kontinuerligt med flottör och datalogger. Vid pilotprojektets start installerades dessutom utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning. Vattenföringen (l/s som medelvärde per dygn) har beräknats av SMHI. Manuella vattenprover, s.k. diskreta prov, tas varannan vecka vid mätstationen. Under det agrohydrologiska året 212/213 togs 27 st manuella prover. Flödesproportionella prover tas automatiskt vid samma provpunkt som de manuella provtagningarna. Varannan vecka tas det ut ett samlingsprov från den flödesproportionella provtagningen, såvida det inte har varit för lågt flöde under den aktuella tvåveckorsperioden. Under 212/213 togs 25 st samlingsprov. I pilotområdet har även synoptisk provtagning genomförts (Figur 28). Då tas prover även uppströms ordinarie provpunkt, i både huvudflöde och biflöden samt i diken och dräneringssystem. Vattenproverna analyseras av laboratoriet vid institutionen för mark och miljö, SLU. Analysmetoder och analyserade variabler (ph, konduktivitet, totalkväve, nitrat+nitritkväve, ammoniumkväve, totalfosfor, fosfatfosfor, partikulärt bunden fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol) följer Handboken för miljöövervakning (Naturvårdsverket, 21). Odlingen på fälten inventerades genom intervjuer med lantbrukarna. RESULTAT Odling År 212 var andelen höstoljeväxter större än under tidigare inventerade odlingsår och för första gången sedan inventeringarna återupptogs 27 odlades inte bönor (Figur 13). Andelen träda har ökat successivt sedan 27 och även andelen vall var större än den varit vid tidigare inventeringar. Andel (%) Tillfört N (kg/ha) Tillfört P (kg/ha) Andel (%) ej inv. åker Betesmark vårspannmål höstspannmål våroljeväxter höstoljeväxter bönor träda vall Figur 13. Andel grödor och betesmark av områdets totala areal. Ej inv. åker = åkermark som inte har inventerats. Gödsling Det tillfördes i genomsnitt 13 kg tot N och endast 4 kg tot P per hektar gödslad åkermark i pilotområde E23 under odlingsåret 212 (Figur 14). Tillförseln av stallgödsel var den minsta sedan pilotprojektet startade år 26. Stallgödsel Handelsgödsel Stallgödsel Handelsgödsel Stallgödsl. vår Stallgödsl. höst Figur 14. Gödsling med N och P i pilotområde E23 (tillförd mängd i kg/ha gödslad åkermark) samt andel av gödslad åkermark som gödslats med stallgödsel. Endast de år då andelen inventerad åkermark överstigit 7 % redovisas. Övriga odlingsåtgärder Övriga odlingsåtgärder (plöjning, fånggröda, skyddszoner, strukturkalkning och andel ekologisk odling) redovisas i Figur 15. Under de senaste åren har andelen höstplöjd åkermark varit mindre än under projektets första år. Under 21 infördes strukturkalkning i området. År 212 strukturkalkades 15 % av den inventerade åkermarken (Figur 15). 14

15 Andel (%) Höstplöjning Vårplöjning Fånggröda Skyddszoner Strukturkalkning Ekologisk odling Figur 15. Odlingsåtgärder som andel av inventerad åkermark (%) i pilotområde E23... Nederbörd och temperatur Temperatur och nederbördsdata visas i Tabell 4. Koncentrationer av kväve, fosfor och suspenderat December, januari och mars blev ovanligt kalla material månader och vinterkylan släppte först i april. Under Vid de flesta mättillfällena var koncentrationerna av november och december 212 föll mycket kväve, fosfor och suspenderat material högre i de nederbörd, medan januari och mars 213 var flödesproportionella proverna än i de manuellt ovanligt torra månader. På årsbasis var dock tagna proverna (Figur 16). I manuellt tagna prover nederbörden densamma som normalnederbörden. var fosforhalterna lägst under vinterhalvåret och i flödesproportionella prover var kvävehalterna särskilt låga i maj och juni. I övriga prover förekom dock inte särskilt stora variationer under året varken i kväve eller fosforhalter. Tabell 4. Temperatur- och nederbördsnormaler ( ), samt månadsvärden för år 2. Värdena är hämtade från SMHIs klimatstationer Söderköping (nederbörd) och Norrköping (temperatur). Avrinningen avser pilotområdet. Medel för avrinningen avser perioden 199/91-211/12 med uppehåll i mätningarna mellan 1995/96 och 21/2 Månad Temperatur, C Normal Nederbörd, mm Normal Avrinning, mm Normal Juli Aug Sep Tot N (mg/l) Tot N (Q prop) Tot N (manuell) Flöde apr 13 jul Flöde (l/s) Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr Maj Tot P (mg/l) Tot P (Q prop) Tot P (manuell) Flöde apr 13 jul Flöde (l/s) Jun Medel Summa Avrinning Månadsavrinningen från området var större än normalt ända fram till januari 213, vilket resulterade i en ovanligt stor årsavrinning (Tabell 4). Vårflödet lät dock vänta på sig och inträffade först i april. Susp (mg/l) Tot Susp (Q prop) Tot Susp (manuell) Flöde apr 13 jul Flöde (l/s) Figur 16. Dygnsmedelflöde (l/s) och koncentrationer av N, P och suspenderat material (mg/l) under perioden juli 212 juni 213 i pilotområde E23. 15

16 Den flödesvägda årsmedelhalten av totalkväve (1.9 mg/l) låg under medelvärdet för området, både när den beräknades på manuella och flödesproportionella prover (Tabell 5). Årsmedelhalten av totalfosfor var något lägre än långtidsmedelvärdet för området. N (kg/ha) Övr N NO3 N Avrinning Avrinning (mm) Tabell 5. Årsvärden och långtidsmedelvärden för flödesvägda årsmedelhalter av totalkväve (Tot-N), nitratkväve (NO3-N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO4- P), partikulär fosfor (part-p) samt suspenderat material (Susp mtrl) i pilotområde E23. Kursiva värden inom parentes är beräknade på flödesproportionella prover. Långtidsmedelvärden avser perioden 1987/88 211/12 med uppehåll i mätningarna mellan 1995/96 och 21/2 Årsmedelhalt 212/ årsmedel, manuell provt. (4-årsmedel, flödespr. provt) P (kg/ha) Övr P Part P PO4 P Avrinning apr 13 apr Avrinning (mm) Tot-N (mg/l) 1.9 (2.) 5.3 (3.7) NO 3 -N (mg/l) 1.4 (1.6) 4.1 (3.2) Tot-P (mg/l).2 (.27).23 (.29) PO 4 -P (mg/l).9 (.12).1 (.13) Susp (kg/ha) Susp Avrinning apr Avrinning (mm) Part-P (mg/l).9 (.13).1 (.14) Susp mtrl (mg/l) 45 (14) 87 (129) Figur 17 nedan samt Figur 27 i Bilaga 1 visar tidsserier av de flödesvägda årsmedelhalterna av kväve och fosfor. Kvävehalterna har gått stadigt neråt sedan mätningarna återupptogs år 22. Årsmedelhalten av fosfor låg på en förhållandevis låg nivå år 212/213, i synnerhet i de manuellt tagna proverna. N (mg/l) 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/ P (mg/l) 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 Figur 17. Tidsserier av flödesvägda årsmedelhalter i pilotområde E23, grå serie avser manuella prover och svart serie avser flödesproportionella prover. Figur 18. Månadsavrinning (mm) och månadstransporter av N, P och suspenderat material (kg/ha) under perioden juli 212 juni 213 i pilotområde E23 baserade på flödesproportionell provtagning. Årstransporten av totalkväve var mindre än medelvärdet för området, framförallt när den beräknades på de manuella proverna (Tabell 3). Fosfortransporten blev däremot större än medel, både för manuella och flödesproportionella prover, detta till följd av den stora årsavrinningen. Tabell 6. Transporter av totalkväve (Tot-N), nitratkväve (NO3-N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO4-P), partikulär fosfor (part-p) samt suspenderat material (Susp mtrl) i område E23. Kursiva värden inom parentes är beräknade på flödesproportionella prover. Långtidsmedelvärden avser perioden 1987/88 211/12 med uppehåll i mätningarna mellan 1995/96 och 21/2 Årstransport 212/ årsmedel, manuell provt. (4-årsmedel, flödespr. provt) Tot-N (kg/ha) 6.3 (6.8) 9. (7.) NO 3 -N (kg/ha) 4.6 (5.3) 7. (6.) Transporter av kväve, fosfor och suspenderat material Månadsavrinning och månadstransporter av kväve, fosfor och suspenderat material redovisas i Figur 18, medan årstransporter redovisas i Tabell 6. Tot-P (kg/ha).66 (.89).41 (.55) PO 4 -P (kg/ha).31 (.4).19 (.24) Part-P (kg/ha).29 (.42).2 (.25) Susp mtrl (kg/ha) 15 (349) 159 (237) 16

17 Pilotområde U8 BESKRIVNING AV OMRÅDET Pilotområde U8 är ett mycket flackt område som ligger nära Mälaren i Västmanland. Den dominerande jordarten i området är styv lera. Vattendraget utgörs av ett grävt, öppet dike längs hela huvudfåran. Området har små transporter av kväve, men relativt stora fosfortransporter. 21 strukturkalkades 9 % av åkermarken. SAMMANFATTNING 212/213 Både årsnederbörden och årsavrinningen var större än normalt under det agrohydrologiska året 212/213. I manuellt tagna prover var årsmedelhalterna av både kväve och fosfor lägre än långtidsmedel för området. Årsmedelhalten av fosfor beräknad på flödesproportionellt tagna prover var dock betydligt högre än medelvärdet. Till följd av de låga kvävehalterna blev årstransporten av totalkväve mindre än långtidsmedel. Årstransporten av totalfosfor var också mindre än långtidsmedel då den beräknades på de manuellt tagna proverna, men större än 4 årsmedel för de flödesproportionellt tagna proverna. Figur 19. Pilotområde U8. Foto: Katarina Kyllmar Fakta om området 2 Lokalisering: Norrströms avrinningsområde i Västmanland. 1 Typ av vattendrag Huvudfåra, öppen Total areal: Åkerareal: Skogsareal: 574 ha 321 ha (56 %) 23 ha (4 %) Biflöde, öppen Biflöde, kulvert Synoptiska punkter Delavrinningsområde Jordart: Normalnederbörd: Djurtäthet: Styv lera 539 mm (Västerås).3 DE/ha.5 1 Kilometer Figur 2. Pilotområde U8 med provpunkt vid mätstation (punkt ) samt synoptiska provpunkter och delavrinningsområden. höstspannmål och andelen höstplöjd Andelen åkermark var större än året innan. Jämfört med tidigare år tillfördes även åkermarken mer kväve och fosfor i form av handelsgödsel. Även under augusti och maj transporterades en hel del fosfor och kväve från området, till följd av ovanligt mycket nederbörd under dessa månader. 17

18 METODER Mätstation för vattenföring är anlagd vid avrinningsområdets utloppspunkt. Stationen anlades 1993 av SMHI på uppdrag av länsstyrelsen. Mätsektionen utgörs av ett triangulärt överfall. Vattennivån registreras kontinuerligt med flottör och mekanisk pegelskrivare. Vid pilotprojektets start installerades dessutom utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning. Vattenföringen (l/s som medelvärde per dygn) har beräknats av SMHI utifrån timvärden av vattennivå och med matematiska formler för det triangulära överfallet. Manuella vattenprover, s.k. diskreta prov, tas varannan vecka ca 2 m uppströms mätstationen för vattenföring. Under det agrohydrologiska året 212/213 togs 21 st manuella prover. Flödesproportionella prover tas automatiskt ca 75 m uppströms ordinarie provpunkt. Varannan vecka tas det också ut ett samlingsprov från den flödesproportionella provtagningen, såvida det inte har varit för lågt flöde under den aktuella tvåveckorsperioden. Det togs 23 st samlingsprov under året. I pilotområdet har även synoptisk provtagning genomförts. Då tas prover även uppströms ordinarie provpunkt, i både huvudflöde och biflöden, samt i diken och dräneringssystem. I U8 har nio provpunkter provtagits vid två tillfällen under året 212/213. Vattenproverna analyseras vid ackrediterat laboratorium vid institutionen för mark och miljö, SLU. Analysmetoder och analyserade variabler (ph, konduktivitet, totalkväve, nitrat+nitritkväve, ammoniumkväve, totalfosfor, fosfatfosfor, partikulärt bunden fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol) följer Handboken för miljöövervakning (Naturvårdsverket, 21). Fosfatfosfor analyseras sedan 25 på filtrerat prov, men analyserades tidigare på ofiltrerat prov. Odlingen på fälten inventerades genom intervjuer med lantbrukarna. RESULTAT Odling Vårspannmål dominerade på fälten i område U8 under år 212 (Figur 21). Andelen träda och andelen våroljeväxter var mindre än vad den varit under de två senaste åren. Ä Gödsling Det tillfördes i genomsnitt 12 kg tot N och 17 kg tot P per hektar gödslad åkermark i pilotområde U8 under 212 (Figur 22). Andel (%) ej inv. åker Betesmark Figur 21. Andel grödor av områdets totala areal. Ej inv. åker = åkermark som inte har inventerats. Tillfört N (kg/ha) Tillfört P (kg/ha) Andel (%) vårspannmål höstspannmål våroljeväxter träda vall övrigt Mängden kväve och fosfor tillförd via stallgödsel var den största sedan 27, trots minskad djurtäthet i området. Det beror på att biogödsel (som ingår i kategorin stallgödsel i Figur 22) till stor del har ersatt den flytande svingödseln som användes tidigare. Jämfört med flytgödsel så har biogödseln något högre innehåll av kväve och fosfor. Stallgödsel Handelsgödsel Stallgödsel Handelsgödsel Stallgödslad Figur 22. Gödsling med N och P (tillförd mängd i kg/ha gödslad åkermark) samt andel av inventerad åkermark som stallgödslats i pilotområde U8. Övriga odlingsåtgärder Övriga odlingsåtgärder (plöjning, fånggröda, skyddszoner, strukturkalkning och andel ekologisk odling) redovisas i Figur 23. Andelen höstplöjd åkermark var mindre år 212 än året innan. Strukturkalk har inte tillförts åkermarken sedan 21, då 9 % av åkermarken strukturkalkades. 18

19 Andel (%) Höstplöjning Vårplöjning Fånggröda Skyddszoner Strukturkalkning Ekologisk odling Figur 23. Odlingsåtgärder som andel av inventerad åkermark (%) i pilotområde U Nederbörd och temperatur Temperatur och nederbördsdata visas i tabell 7. December, januari och mars blev ovanligt kalla månader och vinterkylan släppte först i april. Årsnederbörden var drygt 1 mm större än normalt. En relativt stor del föll under sensommaren 212. Även december 212 var ovanligt nederbördsrik. Tabell 7. Temperatur- och nederbördsnormaler, samt månadsvärden för år 211/212. Normalvärden avser perioden (SMHI, 21). Både normalvärden och värden från 212/213 är hämtade från SMHI:s klimatstation i Västerås. Avrinningen avser pilotområdet. Medel för avrinningen avser perioden 199/91-211/12 Månad Temperatur, C Normal Nederbörd, mm Normal Avrinning, mm Medel Juli Aug Sep Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr Maj Jun Medel Summa Avrinning Årsavrinningen var något större än medel. Trots den rikliga nederbörden under sensommaren var avrinningen liten ända fram till september. Avrinningen var störst i januari, samt i april, i samband med den sena snösmältningen. Koncentrationer av kväve, fosfor och suspenderat material Figur 24 visar uppmätta halter av totalkväve, totalfosfor och suspenderat material i vattendraget under perioden juli 211 juni 212, samt dygnsmedelflöde i liter per sekund. Tot N (mg/l) Tot P (mg/l) Tot Susp (mg/l) Tot N (Q prop) Tot N (manuell) Flöde Tot P (Q prop) Tot P (manuell) Flöde Tot Susp (Q prop) Tot Susp (manuell) Flöde apr 13 apr 13 apr 13 jul 13 jul 13 jul Flöde (l/s) Flöde (l/s) Flöde (l/s) Figur 24. Dygnsmedelflöde (l/s) och koncentrationer av N, P och suspenderat material (mg/l) under perioden juli 212 juni 213 i pilotområde U8. Fyllda symboler visar halter i manuellt tagna prover (manuell). Ofyllda symboler visar halter i flödesproportionella prover (Q-prop). Högst halter av totalkväve och totalfosfor uppmättes i juli 212, samt i samband med höst och vårflödena. Skillnaden mellan flödesproportionella och manuellt tagna prover var inte lika stor för kväve som för fosfor. Vid flera tillfällen var totalfosforhalterna mer än dubbelt så höga i flödesproportionella prover som i manuella prover. Vid högflödena i oktober och december var totalfosforhalten mer än 5 gånger så hög i flödesproportionella prover. Skillnaden mellan provtagningsmetoder var störst för partikulärt bunden fosfor och för suspenderat material. I manuellt tagna prover låg de flödesvägda årsmedelhalterna 212/213 under långtidsmedel för 19

20 både kväve och fosfor (Tabell 8). Årsmedelhalten av totalfosfor var dock betydligt högre i de flödesproportionella proverna än i de manuella proverna, främst beroende på en betydligt högre halt av partikulärt bunden fosfor i dessa prover. För flödesproportionella prover blev den flödesvägda årsmedelvärden av totalfosfor högre än fyraårsmedel för området (Tabell 8). N (kg/ha) Övr N NO3 N Avrinning apr Avrinning (mm) Tabell 8. Årsvärden och långtidsmedel av flödesvägda årsmedelhalter av totalkväve (Tot-N), nitratkväve (NO3-N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO4-P), partikulär fosfor (part-p) samt suspenderat material (Susp mtrl) i pilotområde U8. Kursiva värden inom parentes är beräknade på flödesproportionella prover. Långtidsmedelvärden avser perioden 1993/94 211/12, utom för fosfatfosfor som har perioden 25/6-211/12 med nuvarande analysmetod Årsmedelhalt 212/ årsmedel, manuell provt. (4-årsmedel, flödespr. provt) Tot-N (mg/l) 1.8 (1.8) 3.7 (2.7) Susp (kg/ha) P (kg/ha) Övr P Part P PO4 P Avrinning apr 13 Susp Avrinning Avrinning (mm) Avrinning (mm) NO 3 -N (mg/l) 1.3 (1.3) 2.3 (2.1) apr 13 Tot-P (mg/l).19 (.35).28 (.24) PO 4 -P (mg/l).5 (.8).6 (.6) Part-P (mg/l).13 (.26).19 (.16) Susp mtrl (mg/l) 87 (22) 55 (174) Figur 25 nedan samt figur 27 i Bilaga 1 visar tidsserier av de flödesvägda årsmedelhalterna av kväve och fosfor. Årsmedelhalten av totalfosfor har börjat klättra uppåt igen efter den nedgång som inträffade år 21/211: N (mg/l) /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/ P (mg/l) /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 Figur 25. Tidsserier av flödesvägda årsmedelhalter i pilotområde U8, grå serie avser manuella prover och svart serie avser flödesproportionella prover. Figur 26. Avrinning (mm) och transporter av N, P och suspenderat material (kg/ha) under perioden juli 212 juni 213 i pilotområde U8 baserade på flödesproportionell provtagning. Årstransporten av totalkväve var mindre än långtidsmedel både när den beräknades på manuella och på flödesproportionella prover (Tabell 9). Årstransporten av totalfosfor var också mindre än långtidsmedel då den beräknades på de manuellt tagna proverna, men större än 4 årsmedel för de flödesproportionellt tagna proverna (Tabell 9). Tabell 9. Transporter av totalkväve (Tot-N), nitratkväve (NO3-N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO4-P), partikulär fosfor (part-p) samt suspenderat material (Susp mtrl) i område U8. Kursiva värden inom parentes är årstransporten beräknad på flödesproportionellt tagna prover. Långtidsmedelvärden avser perioden 1993/94 211/12, utom för fosfatfosfor som har perioden 25/6 211/12 med nuvarande analysmetod Årstransport 212/ årsmedel, manuell provt. (4-årsmedel, flödespr. provt) Tot-N (kg/ha) 4.7 (4.8) 8.6 (7.) NO 3 -N (kg/ha) 3.5 (3.4) 5.1 (5.5) Transporter av kväve, fosfor och suspenderat material Månadstransporter för flödesproportionellt tagna prover redovisas i Figur 26. Transporten av kväve var störst i april och transporten av fosfor var störst i oktober och april. Det mesta av fosforn transporterades partikulärt. Tot-P (kg/ha).51 (.92).71 (.68) PO 4 -P (kg/ha).12 (.21).15 (.16) Part-P (kg/ha).35 (.69).48 (.46) Susp mtrl (kg/ha) 229 (581) 157 (498) 2

21 Bilaga 1: Tidsserier N33 E23 U (mm) (mm) (mm) /91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 2 N (mg/l) 2 N (mg/l) 2 N (mg/l) /91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 4 N (kg/ha) 4 N (kg/ha) 4 N (kg/ha) /91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/ P (mg/l).6.5 P (mg/l).6.5 P (mg/l) /91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/ P (kg/ha) P (kg/ha) P (kg/ha) /91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 9/91 /1 2/3 4/5 6/7 8/9 1/11 Figur 27. Nederbörd (hel stapel), avrinning (streckad stapel), halt av totalkväve ( ) och nitratkväve ( ), transport av totalkväve (hel stapel) och nitratkväve (streckad stapel), halt av totalfosfor ( ) och fosfatfosfor ( ), transport av totalfosfor (hel stapel) och fosfatfosfor (streckad stapel) i pilotområdena N33 (Halland), E23 (Östergötland) samt U8 (Västmanland). I områdena tillämpas manuell (grå serie) och flödesproportionell (svart serie). För transporter av kväve och fosfor redovisas endast de staplar som är beräknade på manuell provtagning. Den streckade linjen visar långtidsmedelvärdet i respektive område. 21

22

23 Bilaga 2: Resultat från synoptiska undersökningar Tot N (mg/l) Pilotområde E23 4b 42* 41a 43 43a 43b 41b * 63a* 63b* Tot P (mg/l) b 42* 41a 43 43a 43b 41b PO 4 P (mg/l) 63* 63a* 63b* b 42* 41a Part P (mg/l) 43 43a 43b 41b * 63a* 63b* b 42* 41a 43 43a 43b 41b * 63a* 63b* Susp (mg/l) b 42* 41a 43 43a 43b 41b * 63a* 63b* Kond (ms/m) b 42* 41a 43 43a 43b 41b * 63a* 63b* Figur 28. Halter av totalkväve (Tot-N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO4-P), partikulär fosfor (Part-P), suspenderat material (Susp) och konduktivitet i synoptiska prover tagna i pilotområde E23. Provpunkternas läge framgår av kartan i figur

24 Pilotområde U8 PO 4 P (mg/l) Tot P (mg/l) Tot N (mg/l) Fi6 Fi5 Fi4 Fi2 Fi Fi Fi7 Fi3 Fi1 Fi6 Fi5 Fi4 Fi2 Fi Fi Fi7 Fi3 Fi1 Fi6 Fi5 Fi4 Fi2 Fi Fi Fi7 Fi3 Fi Part P (mg/l) Fi6 Fi5 Fi4 Fi2 Fi Fi Fi7 Fi3 Fi Susp (mg/l) Fi6 Fi5 Fi4 Fi2 Fi Fi Fi7 Fi3 Fi Kond (ms/m) Fi6 Fi5 Fi4 Fi2 Fi Fi Fi7 Fi3 Fi Figur 29. Halter av totalkväve (Tot-N), totalfosfor (Tot-P), fosfatfosfor (PO4-P), partikulär fosfor (Part-P), suspenderat material (Susp) samt konduktivitet (kond) i synoptiska prover i pilotområde U8. Provpunkternas läge framgår av kartan i figur 2. 24

25 Referenser Naturvårdsverket 21. Handbok för miljöövervakning. Programområde Jordbruksmark. Undersökningstyper för Typområden. SMHI. 21. Temperaturen och nederbörden i Sverige Referensnormaler utgåva 2. Meterologi Nr

26