Urlakning av näringsämnen till åkerdiket och skogsbäcken

Transkript

1 Näringsurlakningen under kontroll (RaHa) OBSERVATIONER APRIL 4 UNDER OBSERVATIONSFÖRSÖKEN FRAMKOM ATT EN BETYDANDE DEL AV BELASTNINGEN TILL VATTENDRAGEN KOMMER FRÅN ETT FÅTAL ODLINGSSKIFTEN SOM PLÖJTS UNDER HÖSTEN. UTANFÖR VÄXTPERIODEN VAR NÄRINGSMÄNGDEN I ÅKERDIKET MÅNGA GÅNGER STÖRRE ÄN I SKOGSBÄCKEN SOM VAR I NATURLIGT TILLSTÅND. JORDBRUKAREN KAN PÅVERKA HUR STOR RISKEN FÖR NÄRINGSURLAKNING KAN BLI. Urlakning av näringsämnen till åkerdiket och sbäcken På då snön smälter samt under s regn strömmar grumligt vatten i bäckar och åkerdiken. Grumligheten förorsakas av fasta partiklar, tillsammans med dessa partiklar transporteras fosfor till vattendragen. Vatten transporterar också andra lösliga näringsämnen som inte är synliga för blotta ögat förrän de hamnar i vattendragen och orsakar eutrofiering. Varifrån kommer näringsämnen och grumligheten och kan man påverka dem? I RaHa- projektet näringsurlakningen under kontroll, undersökte man vilka faktorer som påverkar näringsurlakningen från åkrar och i naturligt tillstånd, samt på vilka sätt man kan minska urlakningen. Det gamla slitna uttrycket som man ofta upprepar Vi kan inte påverka vädret byttes ut till Vi behöver inte kunna påverka vädret, men med rätt åtgärder kan jordbrukaren påverka hur stor risken för näringsurlakning blir. Hur uppkommer näringsbelastningen? Vattenkvaliteten i sbäcken och åkerdiket uppföljdes med automatiska mätningar från (kartorna på sida ). Från sbäcken (sområde ha) fick man information om områdets naturliga urlakning. Åkerdiket (sområde 4 ha) gav ett typiskt exempel för hurdan vattenkvalitet är på lermark dominerade sområden i Nyland. På uppföljningsställen mätte de automatiska sensorerna med en timmes mellanrum hur mycket vatten avrann och dess kvalitet, under flödesperioderna på och. Med hjälp av vattnets grumlighet kan man förklara vattnets partikel- och fosforhalt. De automatiska sensorerna mätte också andelen nitratkväve i vattnet. På det åkerdominerade

2 Åkerdirekt (l/s) grumlighet(ftu) 8 grumlighet timmar Skogsbäcken Partikelbunden fosfor (mg/g),,, åker alla v s s v s v Diagram : Ett gram jord som åkerdiket transporterade innehöll i medeltal,4 mg fosfor. Motsvarande relation i sdiket var,9 mg/g. Då grumligheten var lika stor i åkerdiket och sbäcken var fosforhalten i åkerdiket i medeltal % högre. Fosfor Erosion från plöjda åkrar utan växtäcke Då höstregnen börjar genast efter att åkrarna plöjts Torkningsproblem på åkrar Nitratkväve Den föregående växtperiodens skörd och förhållanden på Hög kvävebalans Om tjälen saknas, kan s smältvatten snabbt infiltreras i marken och öka kväve 9 % % 8 % bakgrundbelastning åkrar glesbygd Diagram : Hur den totala fosforbelastningen fördelar sig mellan olika belastningskällor berättar om vilken betydelse den fosforn som urlakas från åkrarna har. Glesbygdens andel av belastningen är mycket liten. (l/s) 8 4 grumlighet (FTU) grumlighet 4 Fosfatfosfor - (µg/l) åker timmar s v s v s v alla Diagram och : Ett mm regn får tillstånd och grumlighet i åkerdiket och sbäcken. Dock var förändringen betydligt snabbare på den åkerdominerade arealen än på sområdet. sområdet fanns 4 bostadsfastigheter medan ingen bosättning fanns på sområdet i naturligt tillstånd. Största delen av avfallet som fastigheterna producerade behandlades enligt glesbygdens avloppsvatten bestämmelser dvs. genom markbädd med extra rening av fosfor, sluten tank eller med små avloppsanläggningar. Några fastigheter renade sitt avfallsvatten ännu med slambrunnar. På sområdet odlas vårvete men även omfattande vallodling. På de skiften som odlas traditionellt var P-talet i medeltal,. Inom de ekologiskt odlade skiften (största delen som klövergräsvall) var P-talen små (i medeltal 4,) de lägsta värden var nästan lika låga som värden från området i naturligt tillstånd. De jordprov man analyserade från skanten var P-talen delvis så små att de blev under gränsvärdet (,mg/l) samma sak hände med de prov som togs vid sbäckens sområde. En del av åkrarna har odlats ekologiskt från år 99. De höga P-talet kan antas också beskriva att vattenbelastningsrisken har ökat. På det åkerdominerade arealen varierade vattenkvaliteten och vattenmängden mycket mer och variationerna snabbare Diagram 4: Halten av löslig fosfor var gånger högre i vattnet från åkerdiket än i sbäcken. än på det sdominerade området i naturligt tillstånd. I åkerdiket kan ett enstaka regn öka en och grumligheten i vattnet, fosforhalten och andelen fasta partiklar så att halten stiger snabbt till höga värden medan i sbäcken var förändringarna betydligt långsammare och lugna. Näringsbelastningen från i naturligt tillstånd var jämförlig med hur mycket som sker. Näringsurlakningen från åkern är beroende av åkerns egenskaper och odlingsåtgärderna, där har jordbrukaren möjlighet att påverka. Faktorer som påverkar näringsurlakningen På nästa sida presenterar man en tabell av mätningarna man gjort under projektet, andelen total fosfor- och nitratkvävebelastningen för varje timme beräknat enligt arealen. Enligt mätningar och observationer i terrängen har i alla fall följande inverkat belastningen: Nitratkvävebelastning Fosforbelastning Karta och : Till höger åkerdikets- och till vänster sbäckenssområde. Runt sbäcken finns mycket höjdskillnader medan området kring åkerdiket är mer jämt och har både åker (gult) och (grönt) samt bosättning och vägar. Den orange pricken betecknar uppmätningstället. Copyright: SYKE, Landsbygdsverket, Lantmäteriverket. Partikelbelastning (mm) åker åker åker åker 9,,,,9,,9 8 9, ,,,,,4, , ,,4,,,8 4, 8,,,,,4, 8, 99 48,,8,,,44,,, >,, ~,,,4, 4,8 9 Uppmätningsperiod Uppmätningsperiod (dagar) Tabell : Under mätperioderna (-) belastning av nitratkväve, fosfor och fasta partiklar från det åkerdominerade sområdet och sområdet i naturligt tillstånd. Belastningen av fasta partiklar och näringsämnen från åkern var mångfaldiga jämfört med sområdet.

3 Faktorer som påverkar nitratkvävebelastningen NO-N (kg/h/km ) 9 8 4, kg/ha 9, kg/ha Regnmängden under uppmätningsperioden september oktober november, kg/ha, kg/ha december,4 kg/ha 4, kg/ha, kg/ha, kg/ha, kg/ha,8 kg/ha september oktober november mars november Skog i naturligt tillstånd Åkerdominerat område, kg/ha >, kg/ha mm/timme Inga mätresultat Regnmängden under uppmätningsperioden mmm 4 mm 4 mm mm mm Regnmängden Mycket snö, ingen tjäle I början av var det mycket regnigt Mycket snö, ingen tjäle Regnig höst pmycket snö, snön - smälte snabbt Regnig höst Faktorer som påverkar fosforbelastningen P(g/h/km ) 4, kg/ha,4 kg/ha,8 kg/ha, kg/ha, kg/ha Skog i naturligt tillstånd,4 kg/ha,9 kg/ha, kg/ha, kg/ha,4 kg/ha,44 kg/ha Åkerdominerat område, kg/ha 8 4 september september oktober september mars november oktober november december Våren Hösten Våren Hösten Våren Hösten Andelen växtäcket kring åkerdiket under vintern var %. Föregående höst regnade det lite, det var torrt och varmt. Därför avrann kväve som växterna lämnat oanvänt och kväve som mineraliserats först på. Smältvatten infiltrerades i marken som var utan tjäle ( i täckdiken) därför förekom inte mycket yt. Erosionen förblev liten och det knappa växtäcke hade inte så stor inverkan. Även i sbäcken var nitratkvävehalterna tidvis höga. Skörden på sområdet blev dålig på grund av torka. I början av var det mycket regnigt och nitratkvävehalten blev hög eftersom mycket kväve var utsatt för urlakning. Däremot förekom inte mycket ytavrinnig eller erosion för vattnet infiltrerades väl i den torra marken. I december var det rekord varmt och regnigt. Milda vintrar har konstaterats öka erosion och fosforurlakning speciellt på åkrar utan växttäcke. Växtäcke under vintertid på åkrarna var 8 %. Vårflöden skedde under två olika perioder därför blev smängderna små i förhållande till hur mycket snö som smalt och näringsbelastningen förblev mindre. Man kunde inte se någon skillnad i fosforbelastningen eller erosionen trots att mer areal hade växttäcke. Detta kan bero på att de skiften som ansågs ha hög risk för erosion och urlakning var fortfarande utan växttäcke. Genast efter att snön smultit började det regna ( mm) som höjde åkerdikets totalfosforhalt. Hösten var mycket regning och en del av åkerskiften led eftersom de var så våta. Observationsperiodens regnmängd (4mm) var störst under hela uppmätningsperioden. Regnen ökade en och på de skiften som dåligt infiltrerade vattnen uppkom yt som transporterade med sig partikelbunden fosfor. Åkrarna plöjdes först i slutet av oktober. Orsaken till hög näringsbelastning kan bero på att vissa åkerskiften hade dålig förmåga att lagra och infiltrera vatten. Andelen växttäcke under vintertid på åkerskiften var omkring %. Snöns stora vattenvärde och ett snabbt vårflöde höjde en och orsakade vårflod. Rekordhög och fosforbelastning gjorde att s fosforbelastning blev mycket hög. Under fem dagar urlakades % av all fosfor under hela uppmätningsperioden. Kraftiga regn genast efter att åkrarna plöjts orsakade erosion och slammade upp åkrarna. Fosforhalten i åkerdiket var enligt mätningarna mycket hög. Fosforbelastningen per hektar blev den största under denna uppmätningsperiod. Granskande mätningar i terrängen bekräftade att belastningen kommer till största delen från de plöjda skiften. Grumligt vatten gjorde att kväve uppmätningarna från åkerdiket blev osäkra.

4 Områdets andel av fosforbelastningen % 4 8 & Med preciserade mätningar från åkerdikets sområde ville man ta reda på varifrån fosforurlakningen härstammar. I cirkeldiagrammet presenteras från varje område (-8) den urlakade fosforns andel från hela sområdet under den stund man mätte belastningen. Belastningen bildas inte jämt från alla åkrar Största problemet med fosforurlakningen från det området där RaHa-projektet uppföljde vattenkvaliteten uppkom då vissa skiften plöjdes. De plöjda skiften har ansets ansvara för en betydande del av hela belastningen som uppkommer från området. Exempelvis på då snön smälter tog man vattenprov på olika ställen och mätte både och vattnets grumlighet med en bärbar sensor. Samtidigt mätte den automatiska sensorn i slutändan av sområdet näringsbelastningen med en timmes mellanrum. Mätningarna började från sområdets östra sidogren där vatten från sområdet (9 % av sområdets areal) förenar sig med vattnet (på kartan och fotografierna och ) som rinner från åkern. Vid det fösta åkerskiftet (punkt, åkrarna representerar, % av hel sområdets areal) mätte man höga halter av små partiklar och fosfor. På båda sidorna av diket fanns vattenpölar på åkrarna och genom den anspråkslösa skyddszonen rann grumligt vatten på många ställen rakt i diket. På nästa åkerskifte (punkt 4) hade vattnet gjort en fåra genom skyddszonen men andelen vatten som avrann och fosforbelastningen blev betydligt mindre än vid punkt. Vid mätningsstället ökade fosforbelastningen bara lite eftersom skyddszonen vid åkerdiket var bredare. Med dessa resultat kunde man alltså lokalisera ett litet plöjt åkerområde som under uppmätningsperioden represen- terade 8 % av hela sområdets fosforbelastning. En del av denna plöjda hotspot area var mycket jämn och smältvattnet från snö och regn stod ofta som vattenpölar på skiftet. Från sområdet därifrån en del var kalavverkat, avrann, % av den totala fosforbelastningen. Ungefär hälften av fosforbelastningen avrann till diket via mätningspunkterna och. Under gjordes noggrannare mätningar därav man kunde konstatera att största delen av partikelbelastningen avrinner från de plöjda åkrarna i området. Höstregnen började genast efter att man plöjt vilket gjorde att åkrarnas yta var utsatt för urlakning. Bredvid den plöjda åkern vid punkt mätte man betydligt höga partikelhalter i vattnet. Vid det plöjda åkerskiftet punkt, fanns stora vattenpölar och via täckdiken rann mycket grumligt vatten ut i åkerdiket. Via täckdiken kan stora mängder små partiklar och partikelbunden fosfor avrinna. Då man med observationer har kunnat ange varifrån belastningen i området kommer, stöder det tanken om hur viktigt det är att förstärka goda preciserade åtgärder. Vilka åtgärder kan jordbrukaren ta i bruk när situationen liknar den som beskrivits tidigare? För att effektivt utnyttja näringsämnen kunde man ta modell av naturliga sområden. Näringsämnen är för dyrbara naturresurser för att slösas bort. Risken för att lösliga näringsämnen urlakas ökar på efter skörden när den levande växtligheten skördas från åkern. För att hålla näringsämnen kvar i marken finns goda åtgärder som man också prövat i RaHa-projektet.

5 Jordbrukaren kan göra observationer om vattenkvaliteten eller varifrån belastningen härstammar med hjälp av kvävetestremsor eller direkt genom att följa varifrån det grumliga vattnet kommer ifrån. Hur kan man påverka näringsbelastningen? Jordbrukaren kan med odlingsåtgärder påverka hur mycket närings- och partikelbelastning som sker från åkern. Man kan styra vilken rutt vattnet tar då de rinner från åkern. Då man förbättrar markens egenskaper, förbättrar man markens förmåga att binda vatten och näringsämnen. Däremot kan jordbrukaren inte påverka när och hur mycket det regnar. Om både och näringshalten är stor kan de tillsammans resultera till hög näringsurlakning. Om det sker mycket men näringsämneshalten är låg sker mindre näringsurlakning. Det vill säga åtgärderna som är effektiva just då när uppkommer ger den bästa möjliga skydd för vattendragen. Text och foton: Pasi Valkama, Vattenskyddsföreningen för Vanda å och Helsingfors regionen rf Översättning till svenska: Linda Röman NTM-centralen i Nyland Åtgärder för att minska fosforurlakningen: Växttäcke under vintertid Gips eller strukturkalk, som förbättrar markstrukturen, minskar erosion och fosforurlakningen. Organiskt material Växter med djupgående rötter och som innehåller mycket biomassa Åtgärder för att minska kväveurlakningen: Fång- och bottengrödor Delad kvävegödsling Att gödsla enligt förväntad skördenivå Precisionsgödsla dvs. då man gödslar beaktar man variationer i skördenivå inom skiften Mer infomation om projektet: Närings-, trafik- och miljöcentralen i Nyland Mer information om uppföljning av vattenkvaliteten: Pasi Valkama Vattenskyddsföreningen för Vanda å och Helsingfors regionen rf tel , pasi.valkama@vesiensuojelu.fi