Lovisa Stjernman Forsberg och Katarina Kyllmar Pilotprojektet Greppa Fosforn Årsredovisning för det agrohydrologiska året 28/29 Typområde E23 i september 26. Foto: Katarina Kyllmar Teknisk rapport 136 Uppsala 29 Sveriges Lantbruksuniversitet Institutionen för Mark och Miljö Enheten för Biogeofysik och Vattenvård
Innehållsförteckning Sammanfattning Inledning Material och Metoder Pilotområden Inventering av odling 8 Vattenföring och nederbörd 1 Vattenprovtagning 11 Vattenanalyser 12 Beräkningar 13 Källfördelning 13 Resultat och Diskussion 14 Odlade grödor 14 Gödsling 1 Nederbörd och avrinning 16 Vattenkvalitet i bäck 16 Transport i bäck 17 Synoptisk vattenprovtagning 17 Referenser 31 3
4
Sammanfattning Tre jordbruksdominerade avrinningsområden (N33 i Halland, E23 i Östergötland och U8 i Västmanland) ingår sedan 27 i pilotprojektet Greppa Fosforn; ett samarbetsprojekt mellan lantbrukare, rådgivare, länsstyrelser, Jordbruksverket och SLU. Kontinuerliga mätningar av vattenflödet samt halter av kväve och fosfor har möjliggjort beräkningar av årliga näringsämnestransporter i områdenas bäckar. Varje år har också lantbrukarna lämnat uppgifter om odlingsåtgärder på åkermarken i avrinningsområdet. I denna årsredovisning sammanställs odlingen under år 28 samt resultat från mätningar utförda under det agrohydrologiska året 8/9 (perioden juli-8 till juni-9). I pilotområde N33 (Halland) var årsmedeltransporten av kväve den lägsta sedan det agrohydrologiska året 9/96. Avrinningen var måttlig och även transporten av fosfor var relativt liten. Liksom föregående år var även kvävetransporten i E23 (Östergötland) ovanligt liten, medan transporten av fosfor var nära medelvärdet för området. I U8 var både kväve- och fosfortransporten större jämfört med medel för området, till följd av en stor avrinning. Inledning År 27 startade pilotprojektet Greppa Fosforn, med syftet att hitta effektiva åtgärder för att minska förlusterna av fosfor från åkermark. Jordbruksverket är ansvarig för projektet, i samarbete med lantbrukare, rådgivare, länsstyrelser och SLU. Projektet, som är en del av rådgivningsprojektet Greppa Näringen, startades i tre små jordbruksdominerade avrinningsområden med höga eller måttligt höga fosforförluster. I dessa områden har undersökningar pågått i områdenas bäckar sedan i början av 9-talet, inom det regionala miljöövervakningsprogrammet Typområden på jordbruksmark (Naturvårdsverket, 22). Förutom manuell vattenprovtagning har också flödesproportionell vattenprovtagning skett i områdenas bäckar varannan vecka sedan 27. Proverna har analyserats på bl. a. kväve och fosfor. Vattenprover har även tagits i delavrinningsområden, för att finna de områden som bidrar mest till förlusterna. Parallellt har rådgivning och odlingsinventeringar genomförts i områdena. Syftet med denna årsredovisning är att sammanställa resultat från (1) mätningar i vattendragen för det agrohydrologiska året 28/29, samt från (2) inventering av odling under år 28. Material och metoder Pilotområden Pilotområde N33 i Hallands slättlandskap ligger i Laholmsbuktens tillrinningsområde (Tabell 1a). Jordarterna på åkermarken i området varierar från grovt åsmaterial till mellanlera. Vattendraget är till största delen kulverterat. Inom området odlas de flesta av förekommande grödor i regionen. Nötdjurs- och svinproduktion förekommer i området, men djurtätheten är måttlig (.4 DE/ha). Pilotområde E23 i Östergötland karakteriseras av ett småbrutet och måttligt kuperat jordbrukslandskap. Mellan moränkullarna utgörs jordarterna på åkermarken mestadels av mellanlera. I områdets nedre hälft löper bäcken i dagen medan den är kulverterad i de övre delarna. Djurhållningen (.6 DE/ha) är varierande med nötkreatur, smågris-, slaktsvin-, och kycklingproduktion (Tabell 1b). Fördelningen mellan djurslag har förändrats något sedan början av 9- talet. Andelen svin har minskat medan andelen kycklingar har ökat.
Pilotområde U8 i Västmanland ligger strax intill Mälaren. Styv lera är den dominerande jordarten i det mycket flacka området (Tabell 1a). Vattendraget utgörs av ett grävt, öppet dike längs hela huvudfåran. I området förekommer nötdjurs- och svinproduktion, men djurtätheten är troligen låg. U8 & Produktionsområden Götalands mellanbygder E23 & Götalands norra slättbygder Götalands skogsbygder Götalands södra slättbygder Svealands skogsbygder Svealands slättbygder N33 & ± 2 1 Kilometers Figur 1. Pilotområden och produktionsområden (enligt SCBs indelning). Tabell 1a. Karakteristik för pilotområden Produktions -område 1 Area (ha) Pilotomr. Avrinningsområde Åkermark (%) Betesmark (%) Skog och övrig mark 2 (%) Jordart 3 Period 4 N33 Genevadsån Gss 6 93 - - mellanlera 1991- E23 Söderköpingsån Gns 732 3 9 38 mellanlera 1988-199, 22- U8 Norrström Ss 2 62 - - styv lera 1993-1 Gss: Götalands södra slättbygder; Gns: Götalands norra slättbygder; Ss: Svealands södra slättbygder 2 Inklusive energiskog 3 Dominerande jordart på åkermark 4 Avser start och slut för agrohydrologiska år (1 juli 3 juni) Arealen omkarterad 28, tidigare var den 47 ha 6
Tabell 1b. Karakteristik för pilotområden (vid tidpunkt för senaste inventering, enligt tabell 3) Pilotområde Enskilda avlopp 1 (pers/km) Djurtäthet 2 (DE/ha) Produktionsinriktning N33 u.s..4 Växtodling/animalieproduktion E23 1.6 Animalieproduktion U8 11 u.s. Växtodling/animalieproduktion 1 Antal personer anslutna till enskilda avloppsanläggningar 2 Djurtäthet per ha åkermark u.s. Uppgift saknas Tabell 2. Pilotområden och referensnormalvärden (196-91) av nederbörd och temperatur vid närliggande klimatstationer (SMHI, 21) Nederbördsstation Årsnederbörd (mm) Pilotområde Årsmedeltemperatur ( o C) 1 N33 Genevad (Halmstad 22-24, Hov 24-26, Laholm 26-) 773 7.4 E23 Söderköping (Skärkind 1989-199, Norrköping 24-26) 94 (3, 47) 6.3, 6.3 U8 Västerås (Kolbäck 1992-28) 39 (68) 6. 1 N33: Genevad; E23: Skärkind och Norrköping; U8: Västerås 7
N33! E23! U8 ±!. 1 2 Kilometers Figur 2. Pilotområden. Provtagningspunkt för ytvatten ( ). Inventering av odling Odlingen på fälten i respektive pilotområde inventerades genom intervjuer med lantbrukarna (Tabell 3). I uppgifterna om odling ingick gröda, gödsling, tidpunkter för sådd, gödsling, skörd och jordbearbetning för varje fält och år. Andelen inventerad areal var 49 % i N33, 1 % i E23 och 91 % i U8 för odlingsåret 28 (Figur 3). För areal som inte har inventerats antas att grödfördelning och odlingsåtgärder är lika som för den inventerade arealen i respektive typområde. För tidigare år redovisas inte data för de år då inventeringen täcker mindre än % av åkerarealen. 8
För år som inte har odlingsinventerats i E23, har grödfördelning beräknats genom uppgifter om odlade grödor från Jordbruksverkets stöddatabas (år 1998-2). I databasen redovisas de grödor lantbrukaren planerar att odla inom respektive jordbruksblock. Däremot är inte grödornas (skiftenas) lokalisering inom blocken redovisade. För block som endast delvis ligger inom typområdet har arealen för grödorna inom det blocket viktats för blockets andel inom området. Uppgifter från stöddatabas har inte hämtats för N33 och U8. Tabell 3. Inventering av odling, djurhållning och avloppsanläggningar i pilotområden Pilotområde Odling Djur Enskilda avloppsanläggningar N33 1996, 26-28 - ej inventerade E23 1992-1994, 26-28 1992-1994, 26 1993 U8 1993-1997, 27-28 - u.s. om årtal 1 Odlingsinventering Blockdata SJV 8 Åkermark (%) 6 4 2 199 199 2 2 199 199 2 2 199 199 2 2 N33 E23 U8 Figur 3. Andel (%) av åkerarealen för respektive pilotområde och år som har odlingsinventerats samt för E23 övriga år, andel (%) av åkerarealen för vilken det finns information om grödor i Jordbruksverkets databas för jordbruksblock. Tillfört kväve i handelsgödsel, oorganiskt kväve i stallgödsel och organiskt kväve i stallgödsel redovisas som arealsviktade medelvärden för gödslad åkermark. Tillförd fosfor i handelsgödsel och i stallgödsel redovisas som medelvärden för åkermark som har gödslats det aktuella året. Stallgödseltillförsel redovisas som andel åkermark som stallgödslats samt andel som stallgödslats på hösten. Tillförda mängder av kväve och fosfor från stallgödsel beräknades utifrån standardvärden av kväve- och fosforinnehåll i stallgödsel efter spridningsförluster och med hänsyn tagen till spridningsteknik (SCB, 26). 9
Inventering av odling för åren 26, 27 och 28 utfördes i E23 av rådgivare verksamma inom området och av Anuschka Heeb på länsstyrelsens lantbruksenhet. I N33 utfördes inventeringen för år 26-28 av Katarina Vartia vid Vartia Vatten Å Natur. För U8 utfördes inventeringen (endast 27 och 28) av Jonas Gustafsson vid länsstyrelsens lantbruksenhet. Inventeringen utfördes enligt samma frågeformulär som används för odlingsinventering inom ordinarie undersökningar i typområden. Insamlade uppgifter skrevs in i Excelmallar som sedan levererades till SLU, Mark och miljö för kvalitetskontroll och import till databas. Vattenföring och nederbörd Mätstationer för vattenföringsmätning är anlagda i pilotområdenas bäckar. I N33 anlades stationen av länsstyrelsen som också sköter drift och underhåll. Mätsektionen utgörs av ett triangulärt överfall vid utloppet från en damm (Figur 4). Stationen byggdes när området etablerades inom miljöövervakningen år 1991. I E23 anlades stationen för att ingå i SMHIs stationsnät för vattenföringsmätningar och den drivs därmed också av dem. Mätsektionen utgörs av ett triangulärt överfall i anslutning till en gjuten bassäng. Stationen anlades innan länsstyrelsen startade provtagningar i bäcken. I U8 anlades stationen 1993 av SMHI på uppdrag av länsstyrelsen. För drift och underhåll ansvarar länsstyrelsen. Liksom för de två andra stationerna utgörs den bestämmande sektionen av ett triangulärt överfall. Vattennivå registreras kontinuerligt i samtliga stationer, i N33 och U8 med flottör och mekanisk pegelskrivare och i E23 med flottör och datalogger. Mätningen sker i en s.k. pegelbrunn som via ett kommunikationsrör har kontakt med vattenmassan i bäcken. Vid pilotprojektets start installerades dessutom utrustning för styrning av flödesproportionell vattenprovtagning. Även med denna utrustning mäts vattennivån kontinuerligt och därmed också flödet. Dessa mätningar sker på samma plats som de ordinarie mätningarna. Vattenföringen (l/s som medelvärde per dygn) har beräknats utifrån timvärden av vattennivå och med matematiska formler för de triangulära överfallen. Vattenföring har beräknats av SMHI för samtliga stationer. Nederbördsdata har erhållits från SMHI för klimatstationer i närheten av respektive pilotområde (Tabell 2). N33 E23 U8 Figur 4. Mätstationer för vattenföring Mars 27 September 26 Juni 27 1
Vattenprovtagning Manuell vattenprovtagning i bäck Manuella vattenprover, s.k. diskreta prov, har tagits vid respektive pilotområdes ordinarie provpunkt för vattenprovtagning. I pilotområde E23 ligger provpunkten vid mätstationen för vattenföringsbestämning. För N33 tas vattenprover före en damm, som ligger ca 18 m uppströms mätöverfallet där vattennivån registreras. I U8 sker vattenprovtagningen ca 2 m uppströms mätstationen för vattenföringsbestämning, vid utloppet från en vägtrumma. I E23 togs dessutom vattenprover vid utloppet från en kulvert uppe i området. Vattenprover har tagits manuellt varannan vecka förutom då flödet varit för litet för provtagning. Tätare provtagning har förekommit vid högflöde. I N33 togs 24 prover och i U8 togs 26 prover. I E23 togs 27 vattenprover vid mätstationen samt 27 prover vid utloppet från kulverten under det agrohydrologiska året 28/29. Provtagningen har utförts av lokala provtagare i E23 och U8. I N33 har provtagningen utförts av provtagare från länsstyrelsen. Flödesproportionell vattenprovtagning i bäck Utrustning för flödesproportionell vattenprovtagning i bäck har installerats i samtliga tre pilotområden under hösten 27. I E23 installerades utrustningen i befintligt hus för vattenföringsmätning. I N33 och U8 uppfördes provtagningshus i vilka utrustningen installerades. Flödesproportionell vattenprovtagning har utförts vid provpunkterna för manuell vattenprovtagning i N33 och E23. I U8 har de flödesproportionella vattenproverna tagits ca 7 m uppströms ordinarie provtagningspunkt. Markägaren gav inte tillstånd till uppförande av provtagningshus vid ordinarie provpunkt. Antalet vattenprover som togs under året var 21 (N33), 23 (E23) och 1 (U8). Flödesmätning för styrning av vattenprovtagningen sker med lastcell, deplacementskropp och datalogger. I pegelbrunnen för vattennivåmätning hänger en deplacementkropp i en lastcell via en vajer. Deplacementskroppen (en plaststav som är ca 9 cm i diameter) är något längre än avståndet mellan vattennivåns max- och minnivå och ändrar vikt vid förändring i vattennivå vilket registreras av lastcellen. I dataloggern beräknas flödet kontinuerligt från lastcellssignalen. När en viss vattenvolym har passerat i bäcken ges signal till start av en vattenprovtagning. 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 1 liters glasflaska som står i ett kylskåp. Provtagningen sker med en slangpump som först pumpar ut vatten som kan vara stående i slangen och därefter utförs provtagningen. Efter provtagningen töms slangen genom backpumpning. För att säkerställa vattenprovtagning vintertid är sugslangen försedd med värmekabel. Provvolymen vid varje s.k. delprov är ca 2 ml. Vid högflöde sker provtagningen med tätare tidsintervall än vid lågflöde. Därmed blir det mer vatten i glasflaskan när det rinner mycket vatten i bäcken. Varannan vecka tas ett vattenprov från glasflaskan och skickas för analys. Därefter töms glasflaskan helt. Synoptisk vattenprovtagning i bäck och dräneringssystem I pilotområdenas vattendrag har även provtagning skett uppströms ordinarie provpunkt, i bäck, diken och dräneringssystem. Proverna har främst tagits vid högflöde för att delavrinningsområden med förhöjda halter av fosfor i vattnet vid dessa tillfällen skall kunna identifieras. I N33 och i U8 har nio provpunkter i respektive område provtagits, i E23 provtogs sammanlagt 19 provpunkter. Under året 28/29 var det två provtagningstillfällen i N33, fyra i E23 och fem i U8. För E23 redovisas även resultat från två provtagningar i juli 29. 11
Vattenanalyser Vattenprover från ordinarie manuell provtagning har analyserats vid de ackrediterade laboratorier som länsstyrelserna har avtal med sedan tidigare. För E23 analyserades vattenproverna vid SLU, Institutionen för Mark och miljö, för N33 inom ALcontrol-koncernen, och för U8 av Eurofins. Samlingsprov från flödesproportionell vattenprovtagning har analyserats vid SLU, Institutionen för mark och miljö. För att undersöka om analyserna vid ALcontrol respektive Eurofins gav samma resultat som vid SLUs laboratorium, togs vid den manuella provtagningen även parallella vattenprover som skickades till SLU för analys. Analysmetoder och analyserade variabler (ph, konduktivitet, totalkväve, nitrat+nitritkväve, ammoniumkväve, totalfosfor, fosfatfosfor, partikulärt bunden fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol) analyseras enligt Handboken för miljöövervakning (Naturvårdsverket, 22). När analysresultaten för de vattenprover för N33 och U8 som hade analyserats parallellt vid SLU, jämfördes med de från de ordinarie laboratorierna visade de tillfredsställande överensstämmelse för totalfosfor, fosfatfosfor och partikulärt bunden fosfor (Figur 8a och 8c). För suspenderat material var däremot halterna vid ALcontrol och Eurofins betydligt lägre än de vid SLU. Det beror sannolikt på att ALcontrol och Eurofins inte har följt Handboken för Miljöövervakning. Vid analys av suspenderat material anger Handboken att en mindre filterstorlek än den som anges i Svensk Standards metodbeskrivning skall användas. Detta eftersom metoden i Svensk Standard är anpassad för ett vatten med grövre partiklar (avloppsvatten) än det från en jordbruksbäck. N33 E23 U8 Provplats uppströms vattenföringsstation I SMHIs mätstion Provplats uppströms vattenföringsstation under byggnation Figur. Provplatser för flödesproportionell vattenprovtagning i bäck 12
Beräkningar För analysresultat från manuellt tagna vattenprov beräknades transporter av kväve, fosfor, suspenderat material och totalt organiskt kol (TOC) genom att linjärt interpolera ämneskoncentrationerna till dygnskoncentrationer och sedan multiplicera dem med dygnsmedelvärden av vattenföring. För analysvärden som ligger under respektive analysmetods detektionsgräns har halva värdet för detektionsgränsen använts vid interpoleringen. De beräknade dygnstransporterna har summerats till månads- och årstransporter. Arealspecifik transport (kg/km 2 ) har beräknats genom att dela total transport med total areal i avrinningsområdet för respektive provtagningspunkt. Arealspecifik avrinning (mm) har beräknats på motsvarande sätt utifrån vattenföring. Årsmedelhalt för variabler som har transportberäknats har tagits fram genom att dela årstransport med årsvattenföring. De variabler som inte har transportberäknats (ph och konduktivitet), redovisas som aritmetiska medelhalter, d.v.s. medelvärden av de analyserade värdena. Långtidsmedelvärden av halter redovisas som aritmetiska medelvärden av de beräknade årsmedelhalterna. Årsvärden avser agrohydrologiska år (1 juli 3 juni). Från analysvärden för flödesproportionella samlingsprover beräknades dygnskoncentrationer på ett annat sätt än för manuellt tagna prover. Dygnskoncentrationer 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. Dygnstransporter beräknades därefter på samma sätt som för manuellt tagna vattenprover. Källfördelning Åkermarkens nettoarealförlust (kg/ha) har skattats genom att beräkna differensen mellan den totala transporten i områdets utlopp (baserad på analysresultat från manuell vattenprovtagning) och det skattade nettobidraget från punktkällor och annan mark än åkermark. Nettoarealförlusten avser därmed belastningen från åkermark vid utloppet från området efter eventuell retention i vattendraget. Metod och beräkningsunderlag är närmare beskrivna av Carlsson et al. (24). 13
Resultat och Diskussion Odlade grödor Fördelningen av grödor i de olika områdena år 28 redovisas i Tabell 4 och. Tidsserier av grödfördelning visas i Figur 6. I pilotområde N33 var andelen vårspannmål närmare % under 28 (Tabell 4 och, Figur 6). I pilotområde E23 odlades under 28 främst höstvete, lin och vall (Tabell ). Andelen höstvete och andelen träda var mindre än året innan, medan andelen våroljeväxter (lin) och vårkorn var högre. I pilotområde U8 dominerades odlingen av höstvete, havre och vårkorn. Det odlades betydligt mer höstvete år 28 än år 27, men mindre vårkorn och havre. Till skillnad från året innan odlades vårraps år 28 (Tabell 4 och, Figur 6). Tabell 4. Grödfördelning (%) i pilotområden under 28 Område Höstoljeväxter Höstspannmål Våroljeväxter Vårspannmål Sockerbetor Vall Träda Övrigt N33 2 2 49 2 2 1 1 E23 44 2 8 18 4 7 U8 47 7 36 1 N33 1% 8% 6% 4% 2% % 199 199 2 2 vårspannmål våroljeväxter höstoljeväxter höstspannmål sockerbetor potatis övrigt träda vall E23 1% 8% 6% 4% 2% % 199 199 2 2 vårspannmål våroljeväxter höstoljeväxter höstspannmål sockerbetor potatis övrigt träda vall U8 1% 8% 6% 4% 2% % 199 199 2 2 vårspannmål våroljeväxter höstoljeväxter höstspannmål sockerbetor potatis övrigt träda vall Figur 6. Grödfördelning (%) i pilotområden. 14
Tabell. Detaljerad grödfördelning (%) i pilotområden under 28 N33 E23 U8 Höstoljeväxter 2 Höstråg 4 Höstvete 2 44 41 Rågvete 6 Lin 19 Vårraps 1 7 Havre 1 2 13 Vårkorn 19 23 Vårvete 2 Sockerbetor 2 Vall 19 14 1 Betesvall 4 Träda 1 4 Bönor 7 Övrigt 1 Gödsling I pilotområde N33 var tillförseln av oorganiskt kväve under år 28 som medeltal 13 kg/ha, varav 11 kg/ha hade tillförts i form av handelsgödsel och 2 kg i form av stallgödsel (Tabell 6). Den totala medeltillförseln av fosfor var 14 kg/ha, varav 4 kg via handelsgödsel och 1 kg/ha via stallgödsel. Stallgödsel tillfördes till 44 % av den gödslade åkermarken, vilket är nästan dubbelt så mycket som år 27. I pilotområde E23 tillfördes den gödslade åkermarken i medeltal 117 kg/ha av oorganiskt kväve och enbart i form av handelsgödsel. Tillförseln av fosfor via stallgödsel var betydligt lägre (4 kg P/ha) än året innan (2 kg P/ha), likaså den stallgödslade arealen (Tabell 6). Pilotområde U8 hade en medeltillförsel av oorganiskt kväve på 17 kg/ha, varav 13 kg/ha från stallgödsel. Totalt stallgödslades ca 26 % av den gödslade åkermarken. Liksom året innan förekom ingen stallgödsling på hösten. Tabell 6. Gödsling med kväve och fosfor (handelsgödsel och stallgödsel) för åkermark som har gödslats; andel av gödslad åkermark som stallgödslats och som stallgödslats på hösten; samt andel gödslad åkermark (av inventerad åkermark), för pilotområden 28 N (kg/ha) P (kg/ha) Stallgödslad areal (%) Gödslad åker Stallgödsel oorg. Stallgödsel övr. Handelsgödsel Handelsgödsel Stallgödsel Totalt Höst (%) N33 11 2 12 4 1 44 2 92 E23 117 3 4 3 81 U8 94 13 7 2 7 26 93 1
Nederbörd och avrinning I N33 var nederbörden liksom föregående år något lägre än normalt (Tabell 2 och Tabell 7a). Augusti och oktober var de mest nederbördsrika månaderna, medan det var ovanligt torrt i april (Figur 9a). I E23 avvek inte årsnederbörden nämnvärt från normalnederbörden för klimatstationen. Det mesta föll i juli och augusti, medan januari, februari och april var torrare än normalt (Figur 9b). I U8 låg årsnederbörden mycket nära sexårsmedelvärdet och något högre än normalnederbörden (Tabell 2 och Tabell 7a). Här föll det mesta i augusti och juni, men även oktober och december var mer nederbördsrika än normalt. Liksom i de båda övriga pilotområdena var april en ovanligt torr månad (Figur 9c). Årsavrinningen i N33 var lägre än medelvärdet (Tabell 7a). Den var i detta område störst under perioden oktober till januari (Figur 9a). I E23 var årsavrinningen endast något högre än föregående år, och något lägre än sexårsmedelvärdet. Trots den rika nederbörden i augusti var höstflödet måttligt. Avrinningen var störst i december och mars (Figur 9b). I U8 var avrinningen 2 mm större under det aktuella året jämfört med föregående år, trots att nederbörden var nästan densamma. Detta berodde troligen på skillnader i hur nederbörden var fördelad över året. Eftersom nederbörden i oktober 27 var betydligt lägre än normalt uteblev höstflödet det året och området hade nästan ingen avrinning alls under hösten. De rikliga höstregnen ett år senare, framförallt i oktober 28, orsakade en betydligt högre avrinning, särskilt i december då den var nästan tre gånger så hög som året innan. Vattenkvalitet i bäck Pilotområde N33 I N33 var den flödesvägda årsmedelhalten av totalkväve. mg/l, vilket är lägre än medel för området (Tabell 7b). Kvävehalten i bäcken blev dubbelt så hög i samband med att avrinningen ökade i oktober (Figur 8a). Under våren sjönk kvävehalterna något, men ökade igen framåt försommaren. Den flödesvägda årsmedelhalten av totalfosfor (.2 mg/l) var detta år högre än medel och halten av partikulärt fosfor (.12 mg/l) var den högsta sedan det agrohydrologiska året 1994/199. Fosforhalterna var högst under sensommaren och hösten, under vintermånaderna sjönk de och steg sedan igen i maj. Halten suspenderat material i bäcken uppvisade samma mönster (Figur 8a). Konduktivitet, ph och alkalinitet samt halter av TOC redovisas i Appendix, Figur 1:1-1:3. Pilotområde E23 I E23 var den flödesvägda totalkvävehalten som årsmedelvärde 3.9 mg/l, vilket är betydligt lägre än medel för området (Tabell 7b). Kvävehalterna ökade i augusti, i samband med ökat flöde (Figur 8b). Medelhalten av totalfosfor (.22 mg/l) låg nära medel för området (Tabell 7b, Figur 7a). Fosforhalten var högst under sommarmånaderna (juli 28 samt i maj och juni 29), och då främst i form av fosfatfosfor. I augusti (då flödet började öka) ökade halten suspenderat material och därmed andelen partikulärt bunden fosfor. Pilotområde U8 I U8 var den flödesvägda årsmedelhalten av totalkväve 3.6 mg/l, vilket är lägre än medel (Tabell 7b). Årsmedelhalten av totalfosfor (.42 mg/l) var högre än medel. Fosforhalterna var högst i samband med högt vattenflöde i november och i början av december (figur 8c). Under dessa månader var andelen partikulärt fosfor betydligt högre än andelen fosfatfosfor. 16
Transport i bäck Pilotområde N33 Transporten av totalkväve i bäcken var som årsmedelvärde 137 kg/km 2, vilket är det lägsta värdet sedan det agrohydrologiska året 9/96 (Tabell 7a, Figur 7a). Störst var transporterna i samband med den höga avrinningen i oktober (Figur 9a). Även årstransporten av fosfor var lägre än medel, troligen på grund av den relativt låga årsavrinningen. Liksom för kväve så transporterades det mesta av fosforn i oktober, och då främst i form av partikulärt bunden fosfor. Transporter av fosfor beräknade utifrån analysresultaten från samlingsproverna blev ca 1 % mindre än transporterna beräknade från de manuellt tagna proverna. Pilotområde E23 Årstransporten av totalkväve var den näst minsta sedan undersökningarna återupptogs år 22 (Tabell 7a och Figur 7a). Transporten av kväve följde avrinningen, och var därför störst vid högflöde; i november, december och mars (Figur 9b). Årstransporten av fosfor låg nära medelvärdet för området. Fosfortransporten var relativt jämn fördelad över året, även om transporten var störst i december i samband med den höga avrinningen under denna månad. Andelen partikulärt bunden fosfor var då något större än andelen fosfatfosfor. Transporter av fosfor beräknade från samlingsprov blev ca 4 % större än de som beräknades från manuella prover. Pilotområde U8 I pilotområde U8 var den totala kvävetransporten lägre än medelvärdet för området (Tabell 7a och Figur 7b). Kvävetransporten var störst i augusti och december, då också avrinningen var störst. Till skillnad från övriga pilotområden transporterades en stor del av kvävet som organiskt kväve (Figur 9c). Årstransporten av fosfor var större än områdets medelvärde. Detta beror troligen främst på den stora avrinningen i november och december. Det mesta transporterades i form av partikulärt bunden fosfor. Transporter av fosfor beräknade från samlingsprov blev ca 2 % mindre än de som beräknades från manuella prover. Synoptisk vattenprovtagning Halter av totalfosfor, partikulärt bunden fosfor och suspenderat material redovisas i Figur 1a-c. 17
Tabell 7a. Nederbörd, avrinning och transporter av kväve, fosfor, suspenderat material och TOC (beräknade från analysresultat av manuellt tagna vattenprover) samt långtidsmedelvärden (exkl. 27/28) för pilotområde N33, E23 och U8 Pilotområde Nederbörd 1 Avrinning Tot-N NO3-N NH4-N Tot-P PO4-P Part-P Susp mtrl TOC N33 (mm) (kg*1/km 2 ) 22/23 79 263 23.2 17.7.2.47.23.16 22 23 23/24 733 231 18.6 1.4.24.49.22.24 14 17 24/2 844 416 22.9 19.3.22.92.34.48 14 3 2/26 8 262 16.4 14.8.17.46.17.22 46 22 26/27 918 416 34.3 29.4.9.66.2.34 7-27/28 749 398 17.2 13.9.12.6.23.3 31-28/29 764 248 13.7 12...49.13.31 33 - Medel 86 331 22.1 18.4.18.9.24.29 63 24 E23 22/23 49 127 9.9 8.7.13.23.8.11 68 24 23/24 42 149 12.6 8.8.1.26.12.1 77 23 24/2 37 28 12.1 1.1.16.44.14.2 199 38 2/26 489 18 9.8 7.6.17.39.19.17 11 24 26/27 661 277 1.3 11.3.12.77.22.47 362 6 27/28 1 12.8 4.6.4.27.9.13 16 17 28/29 47 19 6.2 4.6.17.3.17.14 164 2 Medel 38 174 1.9 8..12.39.14.2 161 31 U8 22/23 481 16 7.8.6.2.29.22.17 48 26 23/24 33 12.9 1.4.38.94..66 141 32 24/2 3 248 9.9 6..48.2.28.36 13 24 2/26 67 32 12.4 6.9.37.8.42.39 112 4 26/27 76 471 19.7.8.4 1.64.33.99 61 67 27/28 96 12 6.6 2.4.7.7.13.4 84 1 28/29 98 319 9. 2.4.3 1..17.84 176 4 Medel 99 276 11.6 6.3.32.79.32. 186 3 1 SMHI klimatstation, se Tabell 2 18
Tabell 7b. Flödesvägda årsmedelhalter (mg/l), aritmetiska medelvärden samt långtidsmedelvärden (exkl. 28/29) för manuellt tagna vattenprover för pilotområde N33, E23 och U8 Pilotområde Tot-N NO3-N NH4-N Tot-P PO4-P Part-P Susp mtrl (mg/l) TOC ph Konduktivitet (ms/m) N33 22/23 8.8 6.8.9.178.89.62 8 9 7.9 1 23/24 8.1 6.7.12.212.9.16 4 8 7.8 2 24/2. 4.6.4.221.82.11 2 8 7.7 46 2/26 6.3.6.64.176.63.8 17 9 7.9 3 26/27 8.2 7.1.23.19.6.82 17 7.9 49 27/28 4.3 3..3.14.8.7 8 7.9 4 28/29. 4.8.2.197.1.124 13 7.9 48 Medel 6.9.7.61.181.7.87 2 8 7.9 49 E23 22/23 7.8 6.9.1.181.66.86 3 19 7.9 2 23/24 8..9.69.174.8.64 2 16 7.9 1 24/2.8 4.8.77.29.6.97 96 18 7.8 48 2/26 6.2 4.8.14.24.118.14 64 1 7.9 2 26/27. 4.1.43.278.78.169 131 22 7.7 43 27/28 4.6 3.7.3.212.71.1 128 14 7.9 1 28/29 3.9 2.9.18.221.17.88 1 16 7.7 46 Medel 6.4..71.217.8.14 84 17 7.9 49 U8 22/23 4.9 3..17.18.13.17 3 16 8.1 44 23/24 4.3 3.4.124.39.182.218 47 11 7.9 44 24/2 4. 2.6.193.211.111.14 2 1 7. 48 2/26 3. 2..1.227.119.112 32 13 7.6 44 26/27 4.2 1.2.84.348.7.29 128 14 7.4 37 27/28. 2..7.47.16.336 7 12 7. 48 28/29 3.6 1..14.424.68.337 71 22 7.4 3 Medel 4.4 2..12.292.121.188 6 13 7.6 44 Tabell 8. Källfördelning av kväve och fosfor som långtidsmedelvärden (perioden 22/23 till 27/28) för pilotområde N33, E23 och U8 Pilotområde Åker (kg/ha) Åker (%) Skog och övrig mark (%) Avlopp (%) N P N P N P N P N33 23.61 97 9 1 1 1 6 E23 19.8 92 77 4 8 4 21 U8 2 1.39 96 97 3 1 1 2 19
N33 E23 12 (mm) 12 (mm) 1 1 8 8 6 6 4 4 2 2 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 16 N (mg/l) 16 N (mg/l) 12 12 8 8 4 4 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 4 N (kg/km2) 4 N (kg/km2) 3 3 2 2 1 1 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9.6 P (mg/l).6 P (mg/l)...4.4.3.3.2.2.1.1 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 2 P (kg/km2) 2 P (kg/km2) 16 16 12 12 8 8 4 4 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 Figur 7a. Pilotområde N33 och E23. Nederbörd (hel stapel) och avrinning (streckad). Halt av totalkväve ( ) och nitratkväve ( ). Transport av totalkväve (hel stapel) och nitratkväve (streckad). Halt av totalfosfor ( ) och fosfatfosfor ( ). Transport av totalfosfor (hel stapel) och fosfatfosfor (streckad). 2
U8 12 (mm) 1 8 6 4 2 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 16 N (mg/l) 12 8 4 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 4 N (kg/km2) 3 2 1 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9.6 P (mg/l)..4.3.2.1 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 2 P (kg/km2) 28 16 12 8 4 9/91 93/94 96/97 99/ 2/3 /6 8/9 Figur 7b. Pilotområde U8. Nederbörd (hel stapel) och avrinning (streckad). Halt av totalkväve ( ) och nitratkväve ( ). Transport av totalkväve (hel stapel) och nitratkväve (streckad). Halt av totalfosfor ( ) och fosfatfosfor ( ). Transport av totalfosfor (hel stapel) och fosfatfosfor (streckad). 21
N33 manuellt prov LST N33 samlingsprov N33 manuellt prov SLU 1 8 Q (l/s) 6 4 2 28 29 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 4 4 3 3 3 3 3 3 N (mg/l) 2 2 N (mg/l) 2 2 N (mg/l) 2 2 1 1 1 1 1 1 28 29 28 29 28 29 1. Tot P PO4 P Part P 1. Tot P PO4 P Part P 1. Tot P PO4 P Part P 1.3 1.3 1.3 1. 1. 1. P (mg/l).8 P (mg/l).8 P (mg/l).8....3.3.3.. 28 29. 28 29 28 29 8 8 8 7 7 7 6 6 6 Susp (mg/l) 4 3 Susp (mg/l) 4 3 Susp (mg/l) 4 3 2 2 2 1 1 1 28 29 28 29 28 29 Figur 8a. Vattenföring (l/s som dygnsmedelvärden), halter (mg/l) av total- nitrat- och ammoniumkväve; total- fosfat- och partikulär fosfor samt; suspenderat material i pilotområde N33 under 28/29. 22
E23 manuellt prov Q-stn E23 samlingsprov Q-stn E23 utlopp från kulvert 1 8 Q (l/s) 6 4 2 28 29 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 4 4 3 3 3 3 3 3 N (mg/l) 2 2 N (mg/l) 2 2 N (mg/l) 2 2 1 1 1 1 1 1 28 29 28 29 28 29 2. Tot P PO4 P Part P 2. Tot P PO4 P Part P 2. Tot P PO4 P Part P 1.6 1.6 1.6 P (mg/l) 1.2.8 P (mg/l) 1.2.8 P (mg/l) 1.2.8.4.4.4.. 28 29. 28 29 28 29 8 8 8 7 7 7 6 6 6 Susp (mg/l) 4 3 Susp (mg/l) 4 3 Susp (mg/l) 4 3 2 2 2 1 1 1 28 29 j un 28 29 28 29 Figur 8b. Vattenföring (l/s som dygnsmedelvärden), halter (mg/l) av total- nitrat- och ammoniumkväve; total- fosfat- och partikulär fosfor samt; suspenderat material i pilotområde E23 under 28/29. 23
U8 manuellt prov LST U8 samlingsprov U8 manuellt prov SLU Q (l/s) 1 9 8 7 6 4 3 2 1 28 29 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 Tot N NO3 N NH4 N 4 4 4 3 3 3 3 3 3 N (mg/l) 2 2 N (mg/l) 2 2 N (mg/l) 2 2 1 1 1 1 1 1 28 29 j un 28 29 28 29 2. Tot P PO4 P Part P 2. Tot P PO4 P Part P 2. Tot P PO4 P Part P 1.6 1.6 1.6 P (mg/l) 1.2.8 P (mg/l) 1.2.8 P (mg/l) 1.2.8.4.4.4.. 28 29 j un. 28 29 28 29 8 8 8 7 7 7 6 6 6 Susp (mg/l) 4 3 Susp (mg/l) 4 3 Susp (mg/l) 4 3 2 2 2 1 1 1 28 29 28 29 j un 28 29 Figur 8c. Vattenföring (l/s som dygnsmedelvärden), halter (mg/l) av total- nitrat- och ammoniumkväve; total- fosfat- och partikulär fosfor samt; suspenderat material i pilotområde U8 under 28/29. 24
N33 1 Avrinning 2 Nederbörd Normal 1961-199 8 16 28/29 (mm/mån) 6 4 (mm/mån) 12 8 2 4 jun jun 28 29 28 29 4 3 Kväve N-org NH4-N NO3-N (kg/km 2 ) 2 1 jun 28 29 4 3 Fosfor P-övrigt Part-P PO4-P 4 3 Fosfor samlingsprov P-övrigt Part-P PO4-P (kg/km 2 ) 2 (kg/km 2 ) 2 1 1 jun jul sep nov jan mar maj 28 29 28 29 Figur 9a. Pilotområde N33. Månadsvärden av nederbörd och avrinning (mm) samt månadstransporter av kväve och fosfor (kg/km 2 ) för 28/29. Transporter av fosfor redovisas både för analysresultat från manuell provtagning och från samlingsprov (provtagning startade november 27). 2
E23 1 Avrinning 2 Nederbörd Normal 1961-199 8 16 28/29 (mm/mån) 6 4 (mm/mån) 12 8 2 4 jun jun 28 29 28 29 4 3 Kväve N-org NH4-N NO3-N (kg/km 2 ) 2 1 jun 28 29 4 Fosfor P-övrigt 4 Fosfor samlingsprov P-övrigt 3 Part-P PO4-P 3 Part-P PO4-P (kg/km 2 ) 2 (kg/km 2 ) 2 1 1 jun jun 28 29 28 29 Figur 9b. Pilotområde E23. Månadsvärden av nederbörd och avrinning (mm) samt månadstransporter av kväve och fosfor (kg/km 2 ) för 28/29. Transporter av fosfor redovisas både för analysresultat från manuell provtagning och från samlingsprov (provtagning startade oktober 27). 26
U8 1 8 Avrinning 2 16 Nederbörd Normal 1961-199 (Västerås) (mm/mån) 6 4 (mm/mån) 12 8 2 4 jun jun 28 29 28 29 4 3 Kväve N-org NH4-N NO3-N (kg/km 2 ) 2 1 jun 28 29 4 Fosfor P-övrigt 4 Fosfor samlingsprov P-övrigt 3 Part-P PO4-P 3 Part-P PO4-P (kg/km 2 ) 2 (kg/km 2 ) 2 1 1 jun jul sep nov jan mar maj 28 29 28 29 Figur 9c. Pilotområde U8. Månadsvärden av nederbörd och avrinning (mm) samt månadstransporter av kväve och fosfor (kg/km 2 ) för 28/29. Transporter av fosfor redovisas både för analysresultat från manuell provtagning och från samlingsprov (provtagning startade november 27). 27
P tot (mg/l).8.6.4.2. N33 G1a G1b G2 G8 G3 G G4 G6 G7 28 8 29 7 P part (mg/l).8.6.4.2. G1a G1b G2 G8 G3 G G4 G6 G7 28 8 29 7 Susp (mg/l) 2 1 1 G1a G1b G2 G8 G3 G G4 G6 G7 28 8 29 7 Figur 1a. Pilotområde N33. Halter (mg/l) av totalfosfor, partikulärt bunden fosfor och suspenderat material vid provtagningspunkter för synoptisk vattenprovtagning. 28
E23 P tot (mg/l) 6. 4. 3. 1.. 6963 44 68 67 63 6 22 12 11A 11B 1A 1B 18 14A 14B 28 9 9 28 11 1 29 3 6 29 3 17 29 7 9 29 7 2 P part (mg/l) 6. 4. 3. 1.. 6963 44 68 67 63 6 22 12 11A 11B 1A 1B 18 14A 14B 28 9 9 28 11 1 29 3 6 29 3 17 29 7 9 29 7 2 Susp (mg/l) 28 21 14 7 6963 44 68 67 63 6 22 12 11A 11B 1A 1B 18 14A 14B 28 9 9 28 11 1 29 3 6 29 3 17 29 7 9 29 7 2 Figur 1b. Pilotområde E23. Halter (mg/l) av totalfosfor, partikulärt bunden fosfor och suspenderat material vid provtagningspunkter för synoptisk vattenprovtagning. 29
P tot (mg/l) 1..7..2. Fi Fi Fi2 Fi4 Fi Fi6 Fi1 Fi3 Fi7 U8 28 8 18 28 1 6 28 11 3 29 3 31 29 6 1 P part (mg/l) 1..7..2. Fi Fi Fi2 Fi4 Fi Fi6 Fi1 Fi3 Fi7 28 8 18 28 1 6 28 11 3 29 3 31 29 6 1 Susp (mg/l) 1 7 2 Fi Fi Fi2 Fi4 Fi Fi6 Fi1 Fi3 Fi7 28 8 18 28 1 6 28 11 3 29 3 31 29 6 1 Figur 1c. Pilotområde U8. Halter (mg/l) av totalfosfor, partikulärt bunden fosfor och suspenderat material vid provtagningspunkter för synoptisk vattenprovtagning. 3
Referenser Carlsson, C., Kyllmar, K. & Johnsson, H. 24. Växtnäringsförluster i små jordbruksdominerade avrinningsområden 22/23. Årsrapport för miljöövervakningsprogrammet SCB. 26. Gödselmedel i jordbruket 24/. Handelsgödsel och stallgödsel till olika grödor samt hantering och lagring av stallgödsel. MI 3 SM 63. SMHI. 21. Temperaturen och nederbörden i Sverige 1961-9. Referensnormaler utgåva 2. Meteorologi Nr 99. 31
32
Appendix Figur 1:1-1.3 Analysvärden av TOC, ph, alkalinitet och konduktivitet. 33
E23 manuellt prov Q-stn E23 samlingsprov Q-stn E23 utlopp från kulvert TOC (mg/l) 4 3 3 2 2 1 1 28 29 TOC (mg/l) 4 3 3 2 2 1 1 28 29 TOC (mg/l) 4 3 3 2 2 1 1 28 29 9 ph Alk 9 ph Alk 9 ph Alk 8 8 8 7 7 7 6 6 6 4 4 4 3 3 3 2 2 2 1 1 1 28 29 28 29 28 29 8 8 8 7 7 7 6 6 6 Kond (ms/m) 4 3 Kond (ms/m) 4 3 Kond (ms/m) 4 3 2 2 2 1 1 1 28 29 28 29 28 29 Figur 1:1. TOC (mg/l), ph, alkalinitet (mmol/l) och konduktivitet (ms/m) för pilotområde E23 under 28/29. 34
N33 manuellt prov LST N33 samlingsprov N33 manuellt prov SLU 2 2 2 2 2 2 TOC (mg/l) 1 1 TOC (mg/l) 1 1 TOC (mg/l) 1 1 28 29 28 29 28 29 9 8 7 6 4 3 2 1 ph Alk 28 29 9 8 7 6 4 3 2 1 ph Alk 28 29 9 8 7 6 4 3 2 1 ph Alk 28 29 8 8 8 7 7 7 6 6 6 Kond (ms/m) 4 3 Kond (ms/m) 4 3 Kond (ms/m) 4 3 2 2 2 1 1 1 28 29 28 29 jul aug sep okt nov dec jan feb mar a pr maj 28 29 Figur 1:2. TOC (mg/l), ph, alkalinitet (mmol/l) och konduktivitet (ms/m) för pilotområde N33 under 28/29. 3
U8 manuellt prov LST U8 samlingsprov U8 manuellt prov SLU 3 3 3 3 3 3 2 2 2 TOC (mg/l) 2 1 TOC (mg/l) 2 1 TOC (mg/l) 2 1 1 1 1 28 29 28 29 28 29 9 ph Alk 9 ph Alk 9 ph Alk 8 8 8 7 7 7 6 6 6 4 4 4 3 3 3 2 2 2 1 1 1 28 29 28 29 28 29 7 7 7 6 6 6 Kond (ms/m) 4 3 Kond (ms/m) 4 3 Kond (ms/m) 4 3 2 2 2 1 1 1 28 29 28 29 28 29 Figur 1:3. TOC (mg/l), ph, alkalinitet (mmol/l) och konduktivitet (ms/m) för pilotområde U8 under 28/29. 36