Delrapport Dnr /05 Anrikning och distribution av kväve och fosfor i marken på hästbeten och i rastfållor

Transkript

1 Delrapport Dnr /5 Anrikning och distribution av kväve och fosfor i marken på hästbeten och i rastfållor Utförd verksamhet Genom Line Strand på Hushållningssällskapet i Uppsala och hennes kollegor fick vi kontakt med hästägare/-företag (gemensamt kallade hästhållare ) i Enköping-Uppsala- Stockholmsområdet där vi genomförde provtagningar under 26. Hästhållarna valdes så att olika hållningssystem skulle bli representerade: stora såväl som små gårdar/anläggningar, olika grad av stallning alternativt utegång, olika grad av egen foderproduktion och plats för utfodring (inne/ute) (Tabell 1). Tabell 1. Typ av hästverksamhet, ålder och antal hästar för de hästföretag som har undersökts år 26. Verksamhet Driftens ålder Antal hästar * Ridskola och privathästar > 1 år 47 Ridskola och privathästar > 1 år 44 Ridskola > 1 år 38 Ridskola > 1 år 37 Ridskola -5 år 33 Ridskola > 1 år 29 Ridskola > 1 år 28 Ridskola > 1 år 25 Ridskola 5-1 år 14 Sporthästar och privathästar > 1 år 9 Sommarbete för ridskola > 1 år 2 Sporthästar och jordbruk > 1 år 25 Privat stall och jordbruk > 1 år 6 Privat stall 5-1 år 2 * En ponny räknas som 2/3 stor häst. Sedan kontakt tagits med hästhållarna samlade vi in prover snarast efter tjällossningen och våravrinningen. På respektive gård/företag valde vi ut ett antal delytor som representerade olika av hästarna såväl som hästhållarna valda markanvändningar. Dessa var fördelade på rastfållor (markbyggda ytor med ingen eller föga vegetation), rasthagar (ursprunglig markyta, vegetationstäckta i varierande grad) samt beteshagar (mer eller mindre komplett vegetationstäcke utom kring grindar, vattenposter etc.). Inom respektive fålla/hage valde vi sedan ut toaletter,grindar, stigar, områden kring vattenposter samt relativt opåverkade referensytor/normalytor. Beroende på hållningssystem och markens beskaffenhet har det blivit mellan två och sju provytor per hästhållare. Några gårdar/företag visade sig ha flera hållningssystem inom gården/företaget. Eftersom detta gav en möjlighet att jämföra olika hållningssystem under samma eller likartade geologiska betingelser gjorde vi på dessa gårdar/företag fler provtagningar än ursprungligen beräknat. Sammanlagt provtog vi 14 gårdar/företag (jämfört

2 med beräknade 18 gårdar/företag), medan det totala antalet provytor blev 64. På flera gårdar/företag var rastfållorna täckdikade på ca 6 cm djup, men vanligen fanns ingen karta över rörens placering. För att inte riskera att skada täckdikningen provtog vi dessa och övriga gårdar/företag - endast till 5 cm djup. På varje provplats togs 24 jordborrstick i skiktet -2 cm och 12 stick i skiktet 2-5 cm. Sticken sammanslogs till ett jordprov per provplats och djup. Vissa svårigheter stötte vi på under provtagningen: På någon gård lyckades vi helt enkelt inte provta i en hage eftersom marken var alltför stenig. På flera ridklubbar kunde vi inte heller provta de hårdgjorda ytorna pga att de hade en duk över den ursprungliga jorden (och ovanpå denna ett sand- eller singellager) som de inte ville att vi skulle perforera med jordborren. I ett fall var ytan i den markbyggda fållan som armerad betong, varför vi inte lyckades provta den. Nästa år ska vi ta med utrustning för att kunna provta även sådan mark och specifikt fråga efter att få göra denna provtagning inför urvalet av gårdar/företag. Förutom att diskutera gården/företaget med hästhållarna eller deras personal vid provtagningen har hästhållarna också fått besvara en enkät med frågor om hållningssystem etc. Markens näringsstatus i hagarna bestämdes med avseende på innehåll av totalkväve och mineralkväve samt HCl-löslig och AL-löslig fosfor (Egnér et al. 196). Eftersom vi antar att de flesta intressenter för denna undersökning är med förtrogna med enheten kg/ha än mg/1 g jord har vi omräknat analysdata till motsvarande kg/ha, trots att de enskilda delytorna naturligtvis inte var av den storleken. Analysdata i mg/1 g jord har omräknats till kg/ha med antagandet att volymvikten för mineraljordarna var 1,25 kg/dm 3 i skiktet -2 cm och 1,5 kg/dm 3 i skiktet 2-5 cm. För mulljorden respektive den mullrika jorden antog vi en volymvikt på,6/,8 respektive,8/1,3 kg/dm 3 (-2/2-5cm). Delresultat Nedan följer preliminära resultat, baserade på 26 års provtagning. Underlaget är inte tillräckligt stort ännu för att göra regressioner eller använda multivariata metoder, och utvärderingen är därför lite lös i kanterna. Efter kommande säsongs provtagning hoppas vi kunna göra en mera långtgående analys. Innehåll av kväve och fosfor i marken Jordarnas mineralkväveinnehåll (Fig. 1) var generellt i nivå med måttligt intensiva till intensiva betesvallar för nöt (Williams et al. 25, Anger et al. 23, Anger et al. 22, Bhogal et al. 2, Cuttle & Bourne 1993, Parsons et al. 1991, Ball & Ryden 1984), respektive lågbelastade vintervistelseytor för nöt i utedrift (Lundström et al., manuskript). Ett fåtal delytor hade dock en högre mineralkvävekoncentration, liknande högbelastade ytor vid utfodringsställen och ligghallar för nöt i utedrift (Lundström et al., manuskript). Markens totalkväveinnehåll i matjorden var i genomsnitt för alla provplatser 6975 kg ha -1 (Fig. 2). I en undersökning av 31 matjordsprover från platser slumpmässigt fördelade över Sveriges åkermark var motsvarande medeltal 75 kg ha -1 (Eriksson et al., 1997). Fyra av de provtagna delytorna bestod av mulljord eller mycket mullrik jord, och dessa hade av naturliga skäl en betydligt högre totalkväveinnehåll och även ett högre mineralkväveinnehåll än flertalet andra jordar.

3 Mineral-N till 5 cm djup kg N ha Bete utrunnet /grind Grusfålla grop Rasthage vattenpost Utfodring Utfodring, placering /grind) (mullrik) (mullrik) (mull) Bete saltsten (mull) Gödselstack Åkerbete "normal" Åkerbete toa /grind /grind /grind Bete foder/grind Rastfålla mitt Rastfålla kant Betesmark "normal" Betesmark stig 2-5 cm -2 cm Figur 1. Mineralkvävemängd (motsvarande kg/ha) för enskilda delytor till 5 cm djup. Total-N till 5 cm djup kg N ha Bete utrunnet /grind Grusfålla grop Rasthage vattenpost Utfodring Utfodring, placering /grind) (mullrik) (mullrik) (mull) Bete saltsten (mull) Gödselstack Åkerbete "normal" Åkerbete toa /grind /grind /grind Bete foder/grind Rastfålla mitt Rastfålla kant Betesmark "normal" Betesmark stig 2-5 cm -2 cm Figur 2. Totalkvävemängd (motsvarande kg/ha) för enskilda delytor till 5 cm djup. AL-lösligt fosforinnehåll skiljde starkt mellan olika företag och varierade i ytjorden (-2cm) mellan P-AL-klass I och V (Fig. 3). I genomsnitt var fosforhalterna till 5 cm djup högre i mark som tidigare varit åker (611 kg/ha) än mark som haft annan användning (37 kg/ha), men spridningen mellan företag och inom grupperna var stor. Ungefär hälften av ytorna hade ett P-AL-innehåll som överskred motsvarande 4 kg/ha. Detta är betydligt över funna mängder i flertalet extensiva eller måttligt gödslade beten (Cayley et al. 22, Chen et al. 21, Haygarth et al. 1998a, Haygarth et al. 1998b), men ungefär motsvarande vad som uppmätts på högbelastade vintervistelseytor för nöt i utedrift (Lundström et al., manuskript). Vanligen var halterna likartade inom varje företag, men det förekom kraftigt förhöjda värden på enskilda delytor med hög belastning. På ett företag med extremt höga P-AL-värden hade marken tidigare varit trädgårdsland och sannolikt gödslats rikligt med fosfor i form av stallgödsel och hushållsavfall.

4 Även HCl-lösligt fosfor var högt i denna mark (Fig. 4). I genomsnitt var P-HCl i matjorden 2198 a kg ha -1 (91 mg 1 g -1 jord). I den tidigare refererade undersökningen av 31 matjordsprover från platser slumpmässigt fördelade över Sveriges åkermark var motsvarande medeltal 25 a kg ha -1 (82 mg 1 g -1 jord) (dvs i nedre delen av klass 5) (Eriksson et al. 1997). HCl-extraktionen tar främst den oorganiskt bundna fosforn, varför analysen troligen inte ger ett rättvisande resultat för jordar med hög mullhalt (tex mulljorden och välutvecklade toaletter ). kg P ha AL-lösligt P Bete utrunnet /grind Grusfålla grop Rasthage vattenpost Utfodring Utfodring, placering /grind) (mullrik) (mullrik) (mull) Bete saltsten (mull) Gödselstack Åkerbete "normal" Åkerbete toa /grind /grind /grind Bete foder/grind Rastfålla mitt Rastfålla kant Betesmark "normal" Betesmark stig 2-5 cm -2 cm Figur 3. Mängd AL-lösligt fosfor (motsvarande kg/ha) för enskilda delytor till 5 cm djup. kg P ha HCl-lösligt P Bete utrunnet /grind Grusfålla grop Rasthage vattenpost Utfodring Utfodring, placering /grind) (mullrik) (mullrik) (mull) Bete saltsten (mull) Gödselstack Åkerbete "normal" Åkerbete toa /grind /grind /grind Bete foder/grind Rastfålla mitt Rastfålla kant Betesmark "normal" Betesmark stig Figur 4. Mängd HCl-lösligt fosfor (motsvarande kg/ha) för enskilda delytor till 5 cm djup. 2-5 cm -2 cm Variation inom fållor/beten Vid provtagningen försökte vi provta olika delytor inom respektive bete eller fålla som låg så nära varandra att en jämförelse kan göras mellan dessa delytor. Delytorna representerar hästarnas olika markutnyttjande och materialet har delats upp i olika nyttjandekategorier : a Omräkning baserad på volymvikt 1,25 g cm -3 och matjordsdjup 2 cm.)

5 På bete: I rastfålla: * område kring stödfoder eller saltsten * kraftigt trampat område vid grind (med varierande exkrementbelastning) * stig * toalett * område kring vattenpost * ett område där vatten+sand runnit från en rastfålla ned på betet nedanför * normalyta utan något av ovanstående karakteristika * kant eller toalett * mitt eller normalyta * hel fålla (där den var homogen) Inom respektive bete eller rastfålla varierade kväve- och fosfornivåerna mellan nyttjandekategorierna (Fig. 5 och 6), men oftast hade normalytorna lägst koncentrationer. Mest konsekvent förhöjt (jämfört med normalytorna ) var mineralkvävenivåerna på toaletterna där koncentrationen var upp till 6 ggr så hög som på normalytorna. Det enda området med ytavrinning från rastfålla till bete hade kraftigt förhöjt mineralkväveinnehåll, men eftersom vi endast har data från ett sådant område är det svårt att dra några slutsatser. Det väcker dock frågor om näringssituationen i/under de mycket genomsläppliga fållor med grus/sand-skikt som finns på vissa större företag och som vi inte hade möjlighet att provta 26. För övriga markkategorier var variationen större, och det förekom även några fall där koncentrationerna av fosfor och totalkväve var lägre vid grindar, vattenposter och stigar. En möjlig förklaring kan vara att normalytan ligger på en plats som har jämförelsevis högre värden pga tidigare markanvändning. En annan förklaring kan vara att omsättningen av organiskt material är högre i upptrampade, omrörda ytor. Volymvikten kan vara underskattad i hårt trampade marker. Vi har vid beräkningar använt samma volymvikt för alla jordar eftersom en bestämning av volymvikten i varje enskilt fall hade varit mycket kostsam. Variationen i kväve- och fosforinnehåll inom rastfållorna var i allmänhet mindre än inom betena, dock med ett extremt undantag (där det fanns en mycket tydlig toalett som bara mockades en gång per år). Eftersom rastfållorna var mindre och i regel hade högre djurtäthet var det ibland svårt att urskilja de olika markanvändningskategorierna. % avvikelse från "normalyta" inom betet/fållan Variation av mineral-n inom respektive bete/fålla foder/saltsten grind heldygnsfålla kant/toa i rastfålla stig toa på bete pårunnet vattenpost Figur 5. Skillnader i mineralkvävekoncentration mellan olika delområden inom respektive bete eller rastfålla, uttryckt i procent av koncentrationen i betets/fållans normalyta. NB. Samtliga delytor i samma nyttjandekategori följer på varandra.

6 Med det underlag vi har hittills är det tveksamt att göra en direkt jämförelse mellan kväveeller fosforkoncentrationer i rastfållorna och betena inom varje företag. Det beror delvis på att beten och rastfållor ofta hade olika underlag, antingen pga att de låg olika i landskapet, eller pga att rastfållan var grusad eller sandad. Dessutom provtog vi under våren, direkt efter tjällosssningen/våravrinningen. Då hade rastfållorna varit i bruk kontinuerligt under hela vinterhalvåret, medan betena hade vilat under minst lika lång period. Variation av P-AL inom respektive bete/fålla % avvikelse från "normalyta" inom betet/fållan foder/saltsten grind heldygnsfålla kant/toa i rastfålla stig toa på bete pårunnet vattenpost Figur 6. Skillnader i P-AL-koncentration mellan olika delområden inom respektive bete eller rastfålla, uttryckt i procent av koncentrationen i betets/fållans normalyta. NB. Samtliga delytor i samma nyttjandekategori följer på varandra. Näringsinnehåll vid olika hållningssystem Med nuvarande dataunderlag kan vi inte urskilja något samband mellan mineralkvävenivåer och antalet djurtimmar per m 2 och år inom beten respektive rastfållor (Fig. 7 och 8). Likaså var näringsnivåerna i rastfållorna generellt inte högre än på betena. Det fanns t.o.m en tendens till lägre totalkväveinnehåll i rastfållorna (ej visat). Man hade istället kunnat förvänta sig högre näringsnivåer i rastfållorna eftersom de var djurtätare och eftersom alla exkrementer i rastfållorna utgör en nettoimport av näring till ytan, till skillnad från betena där näringen cirkulerar. Med tanke på att provtagningen dessutom gjordes på våren, visserligen efter våravrinningen, är resultaten väldigt intressanta. För betena förklarar vi resultaten preliminärt med att näringen främst cirkulerar, och att stödfodergivorna inte var stora nog att märkbart påverka näringsmängderna i marken. För rastfållorna finns flera tänkbara bidragande orsaker. En kan vara att hästarna inte släpper så mycket exkrementer under rastningen som man kunde förmoda, vilket också nämnts av hästhållare. Ytterligare en bidragande orsak till resultatet kan vara förluster i form av ytavrinning, dränering och gasavgång. Outliers kan ofta relateras till management. Eventuell mockning tycks vara en viktig faktor. Exempelvis har den högbelastade fålla som utnyttjas dygnet runt, men mockas dagligen, visserligen kraftigt förhöjda mineralkvävenivåer, men totalkväve- och fosfornivåerna är medelmåttiga. Detta avspeglar näringens fördelning i urin och träck. Man hade kunnat vänta sig ett högre näringsinnehåll på platser där hästarna tycks uppehålla sig mycket och marken är upptrampad, som t ex vid grindar och vattenposter. Istället återfanns ett lägre totalkväveinnehåll, eller åtminstone ingen förhöjning, vid flera (men inte

7 alla) grindar och vattenposter. Detta kan tyda på att en hög mikrobiell omsättning/mineralisering av kväve, med följande förluster i den trampade och därmed bearbetade jorden uppväger näringsinflödet via exkrementer och/eller stödfoder. Att det inte finns något växttäcke ökar ytterligare risken för förluster från ytan. För att säkert identifiera och kvantifiera orsakssambanden krävs dock betydligt mer omfattande provtagningar än vad denna screening tillåter. N (kg ha -1 ) till 5cm Mineral-N mot djurtimmar, endast beten djurtimmar (m 2 *år) -1 foder/saltsten grind "normalområde" bete stig toa på bete vattenpost Figur 7. (Brist på) samband mellan mineralkvävenivåer och djurtimmar per ytenhet och år. 6 Mineral-N mot djurtimmar, enbart rastfållor N (kg ha -1 ) till 5cm heldygnsfålla rastfålla, hel rastfålla, mitt rastfålla kant/toa djurtimmar (m 2 *år) -1 Figur 8. (Brist på) samband mellan mineralkvävenivåer och djurtimmar per ytenhet och år. Inför genomförande av provtagningar och datainsamling 27 Inför provtagningar 27 i södra/västra Sverige kommer val av hästhållare att göras efter samma kriterier som inför provtagningar 26, men vi kommer också att välja hästhållare så att både lättare och styvare jordar blir representerade. Dessutom vill vi provta hos hästhållare som har rastfållor med väv eller liknande under ett grus/sand-skikt. Vi vill där provta på djupet för att bestämma

8 näringsstatus i marken under väven.vi kommer också att provta ett större antal gårdar där hästarna går ute året runt. Under 26 fick vi lägga en hel del tid dels på att påminna hästhållarna om att svara på enkäten och dels på att kontakta dem för att komplettera och förtydliga deras svar. Inför provtagning 27 kommer vi att arbeta om och lägga till frågor i enkäten. Vi kommer också att skicka ut enkäten till hästhållarna innan vi kommer ut för provtagning så att vi kan diskutera frågorna och fylla i enkäten på plats. Vi tror att detta skulle ge oss mer tillförlitliga svar och vara ett givande erfarenhetsutbyte mellan hästhållarna och oss. Referenser Anger M, Hoffmann C & Kühbauch W. 23. Nitrous oxide emissions from artificial urine patches applied to different N-fertilized swards and estimated annual N2O emissions for differently fertilized pastures in an upland location in Germany. Soil Use and Management 19: Anger M, Hüging H, Huth C & Kühbauch W. 22. Nitrat-Austräge auf intensiv und extensiv beweidetem Grünland, erfasst mittels Saugkerzen- und N -min -Beprobung. I. Einfluss der Beweidungsintensität. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 165: Ball PR & Ryden JC Nitrogen relationships in intensively managed temperate grassland. Plant and Soil 76: Bhogal A, Murphy DV, Fortune S, Shepherd MA, Hatch DJ, Jarvis SC, Gaunt JL & Goulding KWT. 2. Distribution of nitrogen pools in the soil profile of undisturbed and reseeded grasslands. Biology and Fertility of Soils 3: Cayley JWD, McCaskill MR & Kearney GA. 22. Available phosphorus, sulphur, potassium, and other cations in a long-term grazing experiment in south-western Victoria. Australian Journal of Agricultural Research 53: Chen W, McCaughey WP, Grant CA & Bailey LD. 21. Pasture type and fertilization effects on soil chemical properties and nutrient redistribution. Canadian J of Soil Science 81: Cuttle SP & Bourne PC Uptake and leaching of nitrogen from artificial urine applied to grassland on different dates during the growing period. Plant and Soil 15: Haygarth PM, Chapman PJ, Jarvis SC & Smith RV. 1998a. Phosphorus budgets for contrasting grassland farming systems in the UK. Soil Use and Management 14: Haygarth PM, Hepworth L & Jarvis SC. 1998b. Forms of phosphorus transfer in hydrological pathways from soil under grazed grassland. European Journal of Soil Science 49: Lundström C, Rustas B-O, Wetterlind J & Lindén B. Utedrift med nötkreatur i Västsverige under vinterhalvåret dokumentation av produktion, hälsa och miljöpåverkan, våren 22. (manuskript) Parsons AJ, Orr RJ, Penning PD & Lockyer DR for Ryden JC Uptake, cycling and fate of nitrogen in grass-clover swards continuously grazed by sheep. J of Agricultural Science 116: Williams JR, Chambers BJ, Hartley AR & Chalmers AG. 25. Nitrate leaching and residual soil nitrogen supply following outdoor pig farming. Soil Use and Management 21: