God skötsel av kantzoner för effektivare fosforretention (projekt nr H )

Relevanta dokument
Variation av infiltration och fosforförluster i två typområden på jordbruksmark engångsundersökning (dnr Mm)

UTVÄRDERING AV EFFEKTER PÅ FOSFORLÄCKAGE Barbro Ulén och Annika Svanbäck, SLU

Kväve-fosfortrender från observationsfälten

Åtgärder för att hindra ytvattenerosion. - En bilddokumentation av HIR Malmöhus

ÅTGÄRDER FÖR ATT MINSKA FOSFORLÄCKAGE FRÅN MARIN DRÄNERAD LERJORD

Ytavrinning - mekanismer och motåtgärder

Åtgärder för att förhindra. ytvattenerosion

Dränering och växtnäringsförluster

Värdering av möjligheterna att statistiskt klarlägga förändringar av fosforutlakningen från jordbruksmark

En låg temperatur är i de flesta fall det bästa för livet i ett vattendrag. I ett kallt vatten blir det mer syre.

Praktisk handbok för skyddszonsanläggare

Infomöten via LRF-lokalavdelningar

Dränering och växtnäring. Katarina Börling Jordbruksverket

Skyddszoner längs diken och vattendrag i jordbrukslandskapet

4,3 6,4 9,5 11,9 13,3 12,8 9,2 8,9 4,8 5,8 8,3 5,2 7,5 10,0 12,4 15,0 14,9 9,8 9,1 5,2 7,5 8,1 4,6 6,6 9,9 11,8 13,4 13,4 9,3 8,1 4,8 6,3 8,4 7,1 9,2

Vattenkemisk undersökning av Hargsån Ulf Lindqvist. Naturvatten i Roslagen Rapport 2004 Norr Malma Norrtälje

Metoder för minskat fosforläckage och ökat växtnäringsutnyttjande vid användning av flytgödsel

Dränering och växtnäringsförluster

Utlakning av kväve och fosfor efter spridning av fastgödsel i oktober respektive november på sandjord

I markprofilen. Fosforförluster i ett jordbrukslandskap. Episodisk avrinning från dräneringssystem. Avrinning (mm) alla utom kalkade

Hållbar intensifiering. MER skörd och MINDRE miljöpåverkan

Åtgärder för ökad fosforretention i och runt öppna diken i odlingslandskapet

Sofia Frising och Charlotta Svensson. Fosfortransport från åkermark en studie av ytavrinningens betydelse vid höga vårflöden i Nyrebäckens och

Synoptisk vattenprovtagning i två Intensivtypområden -resultat av vattenanalyser

Aftermath vårflod, översvämning, erosion och fosforförluster. en fotoessä

Greppa Fosforn. Johan Malgeryd Rådgivningsenheten norr, Linköping

Kunskapsläget kring ytavrinning och skyddszoner - växtskyddsmedel

EFFEKT AV KALK I TÄCKDIKESÅTERFYLLNINGEN PÅ FOSFORFÖRLUSTER FRÅN JORDBRUKSMARK JAN LINDSTRÖM BARBRO ULÈN

Våtmarkscentrum 2012

Markavvattning för ett rikt odlingslandskap

Organiskt material och vätmedel minskar utlakningen av svampmedel Av Mats Larsbo (SLU), Nick Jarvis (SLU) och Trygve Aamlid (Bioforsk)

Grävd bevattningsdamm med plastduk

De viktigaste åtgärderna inom jordbruket och deras effekt. Barbro Ulén, SLU

KOMPLETTERANDE UNDERSÖKNINGAR I KÄLLOMRÅDET. Gotlandsfärjans påverkan på metaller i vattenmassan

Vad kan vi göra för att minska fosforförlusterna från åkermark

Studier av aggregatstabilitet och risker för fosforförluster från åkermark nära vattendrag

Kompletterande vattenprovtagning i Väsbyån och Oxundasjöns övriga tillflöden och utlopp

Produktionsvåtmark för framställning av biogas

GREPPA FOSFORN! Stina Olofsson Jordbruksverket, Box 12, Alnarp E-post:

Vattenkemiska analyser (mätområde/mätosäkerhet)

Manganbrist kan orsaka utvintring av höstvete och höstkorn, HST-1005

Greppa Fosforn -ett pilotprojekt. Janne Linder Jordbruksverket

Vattenkemiska analyser (mätområde/mätosäkerhet)

Urlakning av näringsämnen till åkerdiket och skogsbäcken

Vid väg 19 Segesholmsån SE S Gaddaröd Julebodaån. Uppstr Maglehem ARV Julebodaån JU Biflöde vid Myrestad Verkaån

Svaret kanske ligger i en nygammal täckdikningsteknik, så kallad reglerbar dränering, (se figur 1).

LÄCKAGE AV FOSFOR OCH KVÄVE MED I VÄXTFÖLJDER MED OCH UTAN STALLGÖDSEL OCH EFTER ÖVERGÅNG TILL FLYTGÖDSELSPRIDNING PÅ HÖSTEN

Åtgärder mot fosforläckage från dränerade lerjordar

Temperatur ( C) Österlenåar - temperatur 22,0 C 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0

Klippträda istället för svartträda

Tillskottsbevattning till höstvete

Fosfor och kväveretention i två partikelfångande fosfordammar Bergaholm och Nybble

Strukturkalk, vilken nytta gör den för lantbruket och miljön?

Figur 1. Vertikal rot/rhizom-skärare ( Oscar Prototyp tillverkad av Kverneland ASA.

Växtnäringsförluster från åkermark 2017/2018

Nedan finns en sammanställning över projektets kostnader fram t.o.m

Platsspecifika åtgärder mot fosforläckage med Greppas fosforkampanj

Dagvattenrening. tekniker, implementering, underhåll, funktion i nordiskt klimat

Hur beter sig ett bekämpningsmedel i marken? Nick Jarvis Institution för Mark och Miljö, SLU

Hydrogeologiska förutsättningar för Albyberg etapp 2

Reglerbar dränering mindre kvävebelastning och högre skörd

Uppföljning av åtgärder

Avledning av vatten med diken

Utvärdering av reningsfunktionen hos Uponor Clean Easy

Dammar och filter - Åtgärder för minskning av fosforläckage från jordbruksmark. Tony Persson Östersjöseminarium 2 oktober 2014

Långtidsserier på Husö biologiska station

Test av tre nordiska fosforindex för förhållanden i svensk jordbruksmark

Skyddszoner - Skyddsbarriärer och oaser utmed vattnet

Modellering av åtgärders effekt i Tullstorpsåns avrinningsområde

Hur ser vi var det läcker fosfor hjälpmedel för att identifiera riskområden

Resultat från vattenkemiska undersökningar av Edsviken Jämförelser mellan åren

Trender för vattenkvaliteten i länets vattendrag

Odlingsåtgärder och växtnäringsförluster vid trädesbruk

Riskkartering av fosforförlusterna möjligheter och begränsningar. Institutionen för vatten och miljö, SLU, Uppsala

Tidskrift/serie Kungl. Skogs- och Lantbruksakademiens Tidskrift

Temperatur ( C) C Österlenåar - temperatur 20,0 17,0 14,0 11,0 8,0 5,0 2,0

Institutionen för Markvetenskap Uppsala

Renare Mark Markfunktioner Hur kan vi bedöma effekter på markens funktioner av en sanering?

Lokal fosfortillförsel till Balingsholmsån, Huddinge kommun.

Manganbrist kan orsaka utvintring av höstvete och höstkorn

Sammanställning av vattenfärg och organiskt kol (TOC) i Helge å och Skräbeån

Hållbar dagvattenhantering

Uppstr Maglehem ARV Julebodaån. Biflöde vid Myrestad Verkaån. Uppströms Brösarps ARV Verkaån. Biflöde från Eljaröds ARV Verkaån

Jordbruksproduktionens behov av bestående dränering

Minnesanteckningar från informationsmöte med intressenter i Marielundsbäcken

Kväveläckage från jordbruket

Tillstånd för bevattning

Praktiska råd för optimering av fosforgödsling för gröda och växtföljd. Johan Malgeryd Jordbruksverket, Linköping

REGLERING AV GRUNDVATTENNIVÅN I FÄLT - UNDERBEVATTNING OCH REGLERAD DRÄNERING

Studier av risker för jord- och fosforförluster i långliggande jordbearbetningsförsök SAMMANFATTNING

Pilotprojektet Greppa Fosforn Årsredovisning för det agrohydrologiska året 2012/2013

Dränering och växtnäringsförluster

Dagvattnets föroreningsinnehåll. fältstudier. Heléne Österlund Forskare, Stadens vatten LTU

Tillsynssamverkan Halland Teres Gustavsson, Utvecklare, Regional samverkan Malin Andersson, Miljöskyddsinspektör, Laholms kommun

Kväve-efterverkan i höstvete efter höstraps. Lena Engström Institutionen för Mark och Miljö Sveriges Lantbruksuniversitet, Skara

Ta hand om ditt dagvatten - Råd till dig som ska bygga

Bilaga 1 Dagvattenutredning för Hällby etapp Exempel på system för dagvattenhantering

Information för dig som lagrar, för bort eller tar emot stallgödsel

Projektnamn "Åtgärder för minskat växtnäringsläckage inom Oxundaåns avrinningsområde"

Fosforreduktion från jordbruksmark med hjälp av kalkfilter och dikesdammar. Tony Persson/Sam Ekstrand

Transkript:

God skötsel av kantzoner för effektivare fosforretention (projekt nr H9728) Ararso Etana, Barbro Ulén, Gunnar Torstensson, Jan Lindström, Maria Blomberg Syften och hypoteser I detta projekt utvärderade vi hur effektiva den nu vanliga formen av skyddszoner är med att minska fosfortransporten i jämförelse med fält utan skyddszoner. Vi undersökte också om bortförsel av växtmaterialet kunde förbättra infiltrationen och minimera risken för fosforanrikning, så att fosforretention i skyddszonerna optimeras både på kort och på lång sikt. Således syftade detta projekt till att testa optimala skötselmetoder för skyddszoner. Följande hypoteser testades: En skyddszon med gräs minskar fosfortransporten från ett fält jämfört med samma fält utan skyddszon Avslagning och bortförsel av gräs minskar fosforanrikningen i skyddszonen Avslagning och bortförsel av gräs ökar infiltrationen. För att testa hypoteserna anlade vi ett fältexperiment där transportern av fosfor i löst och partikelbunden form kvantifierades både via ytavrinning från skyddszonen och via dräneringen i skyddszonen. Bakgrund För att minska utsläppen av växtnäring, bekämpningsmedel och suspenderat material från åkermark till vattendrag och sjöar anlägger man ofta skyddszoner med vallväxter längs vattendragen. Under slutet av den period då subventioner från det gamla landsbygdsprogrammet gällde överträffades det nationella målet att anlägga 55 ha skyddszoner, baserat på den officiella statistiken (www.scb.se). Åtgärden anses som en viktig del i många åtgärdsprogram för att minska fosfortransporten till vattendragen, men effekten beräknas rent teoretiskt eftersom det nästan helt saknas erfarenheter från svenska försök. Studier i UK och Skottland har visat att fosfor kan ansamlas i skyddszonen för att i samband med kraftig avrinning föras ut i vattendragen (Stutter et al., 29). En norsk studie har dessutom visat att en stor andel av finkorniga lerpartiklar passerade igenom skyddszonen jämfört med större partiklar (Syversen & Borch, 25). De flesta studier i norden angående skyddszonernas effektivitet mot fosforerosion har behandlat enbart ytavrinning (t.ex. Syversen & Borch, 25; Uusi-Kämppä & Jauhiainen, 21). Anledningen att man har fokuserat på ytavrinningen är att dominerand åkermarker t.ex. i Norge ligger i kuperade markområden där erosion är ett stort problem. Då åkern är plan eller har svag lutning som i de mellansvenska slättmarksområdena kan näringsförlusten i markprofilen vara lika viktig.

Material och metoder Fältförsöket är belägget i Krusenberg, söder om Uppsala. Jorden på försöksplatsen (tabell 1) är en mellanlera med hög andel mo (Ler =32,3 %, mjäla=18,9 %, mo =47,6 %, sand =1,2 %). Lutningen är måttlig och jämn. Förrådsfosfor (P-HCl) var 7,9 mg/l (klass IV) och ph var vid försökets början 6,4. I försöket ingick tre led med fyra upprepningar: A) försöksrutor utan skyddszon, dvs. bearbetad mark på samma sätt som uppströms åkern (referens) B) försöksrutor med permanent gräsvall som skyddszon C) försöksrutor med gräsvall, vilken es en gång per år. Försöket utfördes som randomiserat blockförsök med rutstorleken 6 m lång och 7 m bred. Varje försöksruta avgränsades av byggplast från,25 till 1 m s djup för att inget vatten ska kunna passera till närliggande ruta. Dräneringsledningarna i försöksrutor är sex m långa och ligger på 9 cm s djup. Dränerings- och ytvatten leddes till mätstation. Insamling av ytvatten sker med rännor för varje ruta till små brunnar för att sedan ledas till mätstationen. För att begränsa inströmning av vatten utifrån försöksfältet installerades en stamledning på övre kanten av uppströmsfält. Försöket utlades år 21 och utvärderingen påbörjades ett år senare. Gräsvallen hade då etablerats väl. Vattenflödet registrerades med vippkärl samtidigt som flödesproportionell prover samlades automatiskt för att bestämma sedimentkoncentrationen (mätt som turbiditet) och koncentrationerna av partikulär och löst reaktivt fosfor. Sedimentkoncentrationen i avrunnet vatten mättes två gånger i samma prov. Första mätningen (turb1) gjordes för att uppskatta den totala sedimentkoncentrationen direkt efter skakning av markvätskan. Andra mätningen av turbiditeten (turb2) gjordes efter det att partiklar och mikroaggregat som var större än lerpartiklar hade sedimenterat, enligt Stoks lag. Vegetationens ovanjordiska biomassa es en gång per år i slutet av augusti och dess innehåll av fosfor, kol och kväve bestämdes. Jordens vattenhållande förmåga och mättad hydraulisk konduktivitet bestämdes rutvis.

Resultat Nederbörd och avrinning Samtliga tre undersökningsår (211/212, 212/213 och 213/214) var nederbördsrika med mer nederbörd än 544 mm år -1 (normalvärde från perioden 1961-199). Framför allt var nederbörden riklig under sommarmånaderna augusti 211, juni 212 och augusti 212 (Figur 1). Vid dessa tillfällen uppmättes dock bara en mycket liten avrinning från dräneringsledningarna som kan bero på att vattnet rann förbi dräneringsledningarna genom makroporer. Vintrarna var relativt varma och därför var det bara mycket måttlig ackumulation av snö. Vinter 212/213 var dessutom ovanligt nederbördsfattig. Totalt var därför ytvattenavrinningen liten (Tabell 2) och mätbar mängd förekom endast 2 gånger (en i slutet av februari 212, och en annan i slutet av januari 213). I led med gräsvall och grässvall () var ytavrinningen 4 % respektive 32 % av den i kontrolled. Motsvarande siffror för dräneringsvatten var 112 % och 116 %. Nederbörd (mm) 16 14 12 1 Uppmätt 8 6 4 2 j a s o n d j f m a m j j a s o n d j f m a m j j a s o n d j f m a m j 211/212 212/213 213/214 Figur 1. Månadsnederbörd i Uppsala med normalnederbörd (medelvärde 1961-199). Figur 2. En bild av fältförsöket vid snösmältning på våren.

Både kraftiga regn och snösmältning har förekommit under andra tider men ytavrinning uteblev tack vare markens höga vattengenomsläpplighet (tabell 1) och att lutningen var måttlig (< 2 %). Snösmältningen var långsammare i gräsvallen än i bar mark (Figur 2). Avrinning via dräneringsledningarna förekom både efter regn och återkommande snösmältning. Vatten från uppströmsområdet, särskilt då grundvattennivån varit hög, har med stor sannolikhet bidragit till mängden avrunnit markvatten via ledningarna. Detta kan också förklara varför utflödet via ledningarna var ibland större än nederbörden. Jord- och fosforförluster med ytavrinning I figur3 och 4 redovisas turbiditet respektive fosforkoncentration i eroderat material vid snösmältning. Turbiditeten dvs. grumligheteten indikerar koncentration av sediment i vattenproverna varav Turb1 indikerar total sedimentkoncentration i markvätskan medan turb2 visar koncentrationen av lerpartiklar. Gräsvall reducerade sedimentförluster med 64 % jämfört med kontrolledet. Reduktionen blev ännu större om gräset fördes bort. Anledningen till att ledet med bortförsel av växtmaterialet fungerade bättre kan vara dess stor vattengenomsläpplighet (tabell 1) och jämn infiltration. Fosforkoncentrationen i partikulär form följde samma mönster som turbiditeten i ytavrinnande vatten men detta gällde inte för löst reaktiv fosfor (figur 4). I överlag var andelen löst reaktiv fosfor stor i förhållande till totalfosforn och ledet med gräsvall uppvisade litet större förlust än andra leden. Detta kan bero på att förmultnade vegetation brukar släpa ifrån sig löst reaktiv fosfor, speciellt vid upprepad tining och frysning (t ex. Elliott, 213). 5 4 Turbiditet (NTU) 3 2 Turb1 Turb2 1 Figur 3. Turbiditet (grumlighet) av ytvatten (medeltal för två avrinningstillfällen).

1.5 Fosforkoncentration (mg/l) 1..5 Kontroll Gräsvall Gräsvall,. Löst fosfor partikulär fosfor Figur 4. Fosforkoncentration i ytavrinning (medeltal för två avrinningstillfällen). Förlust av jord och fosfor med dräneringsvatten Turbiditet och fosforkoncentration i dräneringsvatten redovisas i figur 5 respektive figur 6. I genomsnitt urlakades mer jordmaterial via dräneringsledningar än via ytavrinning. Avrinning via dräneringsledningarna förekom både efter regn och återkommande snösmältning. Kvoten mellan lerturbiditeten (turb2) och den totala turbiditeten (turb1) i genomsnitt för ytavrinning och dräneringsvatten var,68 respektive,83. Det visar att med ytavrinnig följde jordaggregat av olika storlek medan mest lerpartiklar bortfördes med dräneringsvatten. En stor del av jordoch fosforutlakning under studieperioden skedde vid några få episoder. Vid två episoder (en gång år 212 och en gång 214) var turbiditeten och fosforkoncentrationen i dräneringsvatten från plöjd mark mer dubbel så stora som de från andra tidpunkter i samma led. Gräsvall reducerade förlusten av partikulär och löst reaktiv fosfor jämfört med kontrolledet med 36 % respektive 29 %. Motsvarande siffror för ledet med gräsbortförsel var 21 % respektive 12 %. Korrelation mellan turbiditeten och partikulärt bunden fosfor redovisas i figur 7. Prover från kontroll och gräsvall uppvisade en hög korrelation (korrelationskoefficient, R 2 =,89) medan de från ledet med gräsbortförsel hade litet lägre korrelation (R 2 för turb1=,81 och för turb2=,73).

16 12 Turbiditet (NTU) 8 Turb1 Turb2 4 Höst-vinter, 211 Höst, 212 Vinter 213 Vinter 213/14 Figur 5. Turbiditet (grumlighet) i dräneringsvatten underperioden 211-214. 1.5 Fosforkoncentration (mg/l) 1.5 Löst fosfor Partikulär fosfor Höst-vinter, 211 Höst, 212 Vinter 213 Vinter 213/14 Figur 6. Fosforkoncentration i dräneringsvatten under perioden 211-214.

Tabell 1. PH, fosfor och kol vid start av försöket samt vattengenomsläpplighet uppmätt 214 Parameter Kontroll Gräsvall Gräsvall med bortförsel Vattengenomsläpplighet (cm/tim) 16,8 35,3 86,7 Värde ph 6,4 P-HCl (mg/1g) P-AL(mg/1g) 7,9 (IV) 7,4 (III) Total kol (%) 1,3 C/N 11.6 Tabell 2. Total avrinning (mm) och Fosforförluster (kg/ha) uppmätt i ytvatten och i dräneringsledningarna under perioden 211 214 Behandling Avrinning (mm) Totalfosfor Partikulär fosfor Fosfatfosfor Med ytavrinning Kontroll 27,16,7,66 Gräsvall 11,5,9,2 Gräsvall, 9,6,9,1 Via dräneringsledning Kontroll 621 1,556 1,34,238 Gräsvall 697 1,15,834,17 Gräsvall, 719 1,248 1,31,29

3 Kontroll Turbiditet (NTU) 2 1 Turb1 Turb2 Linear (Turb1) Linear (Turb2) R² =.8973 R² =.878 Turbiditet (NTU) 15 1 5.5 1 1.5 Partikulärfosfor (mg/l) Gräsvall Turb1 Turb2 Linear (Turb1) R² =.8839 Linear (Turb2) R² =.8862.5 1 1.5 2 Partikulärfosfor (mg/l) 15 Turbiditet (NTU) 1 5 Gräsvall,.5 1 1.5 2 Partikulär fosfor (mg/l) Turb1 Turb2 Linear (Turb1) Linear (Turb2) R² =.893 R² =.7265 Figur 7. Korrelation mellan partikulär fosfor och turbiditet (grumlighet).

Diskussion Generellt betraktas en hög vattenledningsförmåga hos åkerjordar som en god egenskap för att minimera riskerna för yterosion och förorening av vattendrag. Topografin spelar också en stor roll när det gäller yttransport av näringsämnen från åkermark eftersom en stor lutning innebär en snabbare avrinning och en planare mark innebär större möjligheter för vattnet att infiltrera. Vår försöksmark har måttlig lutning som är typisk för mellansvenska slättmarksområden. Jordens vattengenomsläpplighetsförmåga var dessutom hög (tabell 1). Därför förekom yterosion mycket sällan trots att det har förekommit åtskilliga perioder med hög och intensiva nederbörd. Stora fosforutlakning via dräneringsledningar förekom ofta under höst-vår period med få episoder som svarade för en stor del av utlakningen. Vid de tillfällen då det förekom ytavrinning har skyddszonerna gjort nytta genom att de har reducerat koncentrationerna av partikulär fosfor men inte den mest eutrofierande fosforformen (löst reaktiv fosfor). En finsk studie visade att gräsvall som skyddszon kan öka utlakningen av löst reaktiv fosfor (Uusi- Kämppä & Jauhiainen, 21). Försöket visade att skyddszon med gräs reducerade jord- och fosforförluster med dräneringsvatten men i mindre utsträckning jämfört med i ytavrinning. Anläggning av skyddszoner är därför viktig mot yterosion då marken har en stor lutning och/eller en dålig infiltrationsförmåga. På åkrar med svag lutning och med god infiltrationsförmåga behövs det andra kompletterande åtgärder inte minst för att minska förlusterna av den lösta reaktiva fosforn. Slutsatser Skyddszonen med gräs minskade mängden ytavrinnande vatten och fosfortransporten både med ytavrinning och dränering från ett fält jämfört med samma fält utan skyddszon. Avslagning och bortförsel av gräs var mindre effektiv jämfört med permanent vall för att reducera förlusterna av både partikulär och löst reaktiv fosfor med dräneringsvatten. Därför kommer vi att fortsätta forskningen några år till för att avgöra om fosfor ackumuleras i skyddszonerna och om bortförsel av gräset är fördelaktigare än permanent vall. Referenser Elliott, J. 213. Evaluating the potential contribution of vegetation as a nutrient source in snowmelt runoff. Can. J. Soil. Sci., 93: 435-443.

Syversen, N. & Borch, H. 25. Retention of soil fractions and phosphorus in cold-climate buffer zones. Eco. Eng., 25 (382-394). Uusi-Kämppä, J & Jauhiainen, L. 21. Long-term monitoring of buffer zone efficiency under different cultivation techniques in boreal conditions. Agriculture, ecosystems and environment, 137: 75-85.