Åtgärder för att hindra ytvattenerosion - En bilddokumentation av HIR Malmöhus
Förord Denna skrift är en bilddokumentation över ytvattenerosion som lokalt kan ge stora problem i odlingen och även ge förluster av fosfor och bekämpningsmedel. Syftet är att visa olika situationer med uppkommen ytvattenerosion och vilka åtgärder som kan sättas in. Bilddokumentationen är i första hand tänkt att ingå i Greppa Näringens rådgivningsunderlag till rådgivningsmodulerna fosforstrategi (11B) Bekämpningsstrategi (13B) och markpackningsstrategi (12A). Foto: Anders Adholm (sid 4) Olof Pålsson (sid 11 och 19) Örjan Folkesson (14-15 och 30-31) Henrik Nätterlund (övriga) Borgeby den 1 december 2006 Henrik Nätterlund HIR Malmöhus 2
Inledning Jorderosion förknippas ofta med allvarlig förstörelse av jordar i Afrika, USA och Kinas lössjordsområden. Den erosion som sker i svensk jordbruksmark ligger långt från denna omfattning. I Sverige kan ytvattenerosion ge påtagliga och synbara problem i form av djupa fåror i jorden på en del utsatta fält. På många fält sker dessutom en långsam men inte särskilt påtaglig process som kan medföra att mullämnen, växtnäringsämnen och pesticidrester anrikas eller ansamlas i de lägsta punkterna i fältet. Sett ur jordbrukarens perspektiv är ytvattenytvattenerosion bördighetsnedbrytande och troligen underskattas betydelsen eftersom symptomen inte alltid är så påtagliga. I praktiken sker sällan ytvattenavrinningen på bred front, dvs över hela markytan, utan bildar ofta kanaler som många av bilderna i denna skrift visar. Dessutom bidrar ytvattenerosionen till förluster av fosfor och bekämpningsmedel till omgivande vatten. Förutom klimatet och jordens egenskaper påverkas ytvattenerosionen av odlingsmetoderna t ex jordbearbetning, grödval mm. Transport av fosfor och bekämpningsmedel Fosfor och bekämpningsmedel kan transporteras till omgivande vattendrag i löst och pratikelbunden form. Den lösta fraktionen finns i markvätskan och den partikulära är bunden till markpartiklarna. De vanligaste transportsätten är ytavrinning och transport genom markprofilen. Förlustrisken är starkt beroende av vilken transportmekanism som dominerar på den specifika jorden och påverkas bl.a. av följande faktorer: Fältets lutning Hydraulisk konduktivitet (genomsläpplighet för vatten) Grödval Dränering Stående vatten Bearbetningsmetoder Skyddszoner I denna skrift behandlas endast ytavrinning genom en bilddokumentation med kommentarer och åtgärdsförslag. Ytavrinning Ytavrinning kan uppstå i två olika situationer: 1. Då nederbördens intensitet överskrider jordens infiltrationskapacitet (Hortonsk ytavrinning). 2. Mättad ytavrinning, då grundvattenytan når upp till markytan och omöjliggör infiltration. Ytavrinning medför ofta ökad risk för ytvattenerosion eftersom transporten av suspenderade partiklar ökar. Risken för ytavrinning ökar med: Kraftig lutning Lutningens längd Låg hydraulisk konduktivitet 3
Dålig dränering Låg mullhalt Dålig aggregatstruktur Olika jordars känslighet för ytvattenerosion är komplex. Jordens erodibilitet (känslighet för ytvattenerosion) avgörs av jordpartiklarnas känslighet för att lösgöras och transporteras. Ju större och tyngre partiklar desto större transportmotstånd. Däremot kräver de större fraktionerna finmo/ mjäla och sand lägst vattenhastigheter för att lösgöras. Mindre partiklar som ler kräver högre vattenhastigheter för att lösgöras pga de starka kohesionskrafterna som håller samman partiklarna. När de väl lösgjorts transporteras de både lättare och längre än finmo/mjäla och sand. Åtgärder mot ytavrinning Eftersom varje enskilt fält är unikt är det svårt att ge konkreta råd som täcker in alla fall av ytvattenerosion. Här ges några exempel som förekommer i praktiken. Vårplöjning innebär att marken ligger orörd fram till vårbruket. Vårbearbetning har i svenska och norska försök minskat ytvattenerosionen väsentligt jämfört med höstplöjning på erosionskänsliga jordar. Vårplöjning är dock svår att utföra på jordar med högre lerhalt än ca 15%, eftersom såbädden då oftast blir för grov och torr. Plöjning vinkelrätt mot lutningen har gett bra resultat i praktiken. Denna åtgärd kallas även konturplöjning eftersom man följer höjdkurvorna. Vattnet kan på så sätt bromsas upp mot tiltryggarna och minska vattnets hastighet. Tiltpackning, höstharvning eller liknande ger ökad risk för ytvattenerosion eftersom insatsen ger slätare struktur i ytan. Reducerad jordbearbetning innebär att plöjningen utesluts och ersätts av någon typ av kultivator eller tallriksredskap. En sådan åtgärd ökar halmmängden i ytan vilket binder jorden och minskar erosionsrisken. Praktiska fall har dock visat att det finns situationer då plöjning har minskat ytvattenerosionen jämfört med reducerad bearbetning. I dessa fall har jordens förmåga att magasinera och släppa igenom vatten ökat. Förbättra dräneringen är en mycket viktig åtgärd för att vatten snabbt skall infiltrera och inte bli stående på fältet. När vatten inte kan transporteras genom jordprofilen måste det ta en annan väg, dvs avrinna på ytan. Denna avrinning kan även uppkomma på fält med mycket liten lutning. Att undvika markpackning är en åtgärd som innebär att infiltrationen bibehålls. Packningsskador undviks genom att bearbetning sker under torra förhållanden, att tunga transporter koncentreras till markvägar, sänkt tryck i däcken samt större däck. Skyddszoner runt vattendrag är en insats som förhindrar det eroderade materialet att rinna direkt ned i vattnet (se sid 16-17). Skyddszonen stabiliserar även dikeskanten då plöjning inte sker ända ut mot vattnet (sid 18). Skyddszoner har även andra positiva effekter, t ex sker inte sprutning och gödselspridning ända ut mot vattendraget. De utgör även transportoch vändzon med mycket stor betydelse för att minska packnings- och körskador. 4
Gräsremsor kring brunnar minskar risken att det eroderade materialet rinner direkt ned i dräneringssystemet som kan ge stora förluster av fosfor och bekämpningsmedel (se sid 12-13 och 21). Inför höstsådd (undantaget reducerad bearbetning och direktsådd) finfördelas jorden och markytan lämnas i ett tillstånd där ytvattenerosion kan uppstå. Detta innebär ökad risk för ytvattenerosion om inte höstgrödorna blir så stora att de förmår stoppa ytvattenerosionen. Bevuxen mark över vintern kan minska risken för ytvattenerosion (sid 29-20). Försök har visat att vall minskat förlusterna av fosfor (partikulär) med 20 % jämfört med vårkorn på en ytvattenerosionskänslig jord. I mycket kuperad terräng där ytvattenerosionen är kraftig och odlingen besvärlig är permanent träda ett alternativ till ordinär odling. Fånggrödor har inte minskat ytvattenerosionen i svenska försök. Fånggrödan anläggs i syfte att minska kväveförlusterna och inte första hand att minska förlusterna av fosfor. Ytvattenbrunnar anläggs för att undvika stående vatten som lätt bildar rännilar som ökar ytavrinngen. Detta får ses som en nödåtgärd, se i första hand över dräneringen! Avskärande dike. Ofta sträcker sig ytvattenerosionen över flera fält innan vatten och jordmassor avsätts vid ett lägre område. I skiftesgränser kan ett sk svskärande dike bromsa erosionen i ett tidigt skede och minska skadorna. Ett grunt gräsbeklätt dike som leder till en ytvattenbrunn, anlagt i en skiftesgräns, har ingen större påverkan på brukningen av skiftet. 5
Erosion i sockerbetor - förlust av bek. medel? (maj -05) 6
Erosion i höstvete (april -06) 7
Erosion i potatisfält... (april -06) 8
... odling ej möjlig i det eroderade området (sept -06) 9
Eroderat material transporteras direkt ned i brunn Bakgrund Plats: Bjärred Datum: 2005-04-1 Jordart: Lättlera Lutning: 4 grader Kommentar: Kraftigt vattenflöde mot brunnen i ett fält där det ska sättas potatis under våren. I den eroderade delen av fältet kunde inte potatis odlas under denna säsong p.g.a. erosion och våta förhållanden. Lantbrukarens erfarenheter är att problemet främst uppkommer vid potatisodling. När höstvete odlas minskar erosionen betydligt. Åtgärder - Våplöj eller kör plöjningsfritt - Öka mullhalten i jorden - Anlägg en ordentlig gräskant runt brunnen för att stoppa upp flödet något 10
Dåligt rensad brunn klarar inte allt vatten vid kraftig avrinning Bakgrund Kraftigt vattenflöde mot brunnen Åtgärder - Rensa brunnen - Spola stamledning - Förbättra dräneringen på anslutande fält 11
Stående vatten pga dålig dränering Bakgrund Plats: Åstorp Datum: 2005-04-10 Jordart: Lättlera Lutning: 2 grader Kommentar Trots liten lutning är erosionen betydande. Åtgärder - Förbättra dräneringen - Anlägg en gräskant runt brunnen som reducerar mängden partikulär och löst fosfor att nå dräneringen. 12
ger stor risk att fosfor transporteras direkt ned i dräneringsbrunnen 13
Otillräcklig skyddszon vid kraftig yterosion 14
Bakgrund Plats: Veberöd Datum: 2005-04-10 Jordart: Lerig mo Lutning: 5 grader Kommentar Den redan anlagda skyddszonen på 6 m ger inte tillräckligt skydd. Åtgärder - Öka bredden på skyddszonen - Se över dräneringen - Vårplöj - Stoppa erosionen längre upp på fältet genom ett avskärande dike. 15
Skyddszoner som delvis stoppat erosionen 16
T. V. T. V. Bakgrund Plats: Marieholm Datum: 2005-04-18 Jordart: Styv lera Lutning: 4 grader Kommentar Erosion trots liten lutning och styv jord. Insatt åtgärd - Skyddszonen har delvis hindrat jorden att nå vattendraget T. H. Bakgrund Plats: Marieholm Datum: 2005-04-18 Jordart: Mellanlera Lutning: 5 grader Kommentar Kraftigt vattenflöde från högre liggande fält har satt av jord vid skyddszonen. Insatt åtgärd - Detta år har den 6 m breda skyddszonen varit tillräcklig och hindrat jorden att nå vattendraget. - Just där jorden är avsatt kan skyddszonen breddas för att inte anrika för stora massor på ett ställe. 17
Skyddszon i förebyggande syfte Bakgrund Plats: Marieholm Datum: 2005-04-18 Jordart: Mellanlera Lutning: 4 grader Insatt åtgärd - En 6 m bred skyddszon Ytterligare åtgärd - Plöj hela fältet vinkelrätt mot lutningen 18
Obearbetad jord minskar erosionen Bakgrund Plats: Norr om Åstorp Datum: 2006-03-15 Jordart: Lättlera Lutning: 7 grader Kommentar Två fält med olika berarbetning intill varandra 1. Det ena har stubbearbetats på hösten och lämntas obevuxet över vintern. I detta fall förekommer erosion. 2. Det andra fältet har lämnats med orörd stubb över vintern. Ingen erosion förekommer i detta fallet. Jord har transporterats från det bearbetade fältet som tydligt syns i snön. (Se även sid 20) 19
Fortsättning obearbetat minskar erosionen 20
Gräskant runt brunn har troligen minskat förlusterna Bakgrund Plats: Marieholm Datum: 2005-03-15 Jordart: Lättlera Lutning: 2 grader Insatt åtgärd - Gräskanten runt brunnen har minskat risken för att fosforförluster. - Gräskanten runt brunnen skulle behöva breddas för minska förlustrisken ytterligare. - Förbättra dräneringen - Anlägg ett avskärande dike uppströms 21
Kraftig ersoion vid snösmältning... (mars -06) 22
Brunt vatten rinner från fältet ner i diket. Färgen tyder på att det finna risk för fosforförluster 23
... därför har tiltpackaren lyfts vissa drag Bakgrund Plats: Eskatorp Datum: 2005-03-15 Jordart: Lättlera Lutning: 5 grader Kommentar Sid 22 Kraftig ytavrinning i samband med snösmältningen där erosionen tar med sig en hel del suspenderat material. Sid 23 (Överst) Brunt vatten tyder på att jordpartiklar och organiskt material som kan innehålla fosfor och bekämpningsmedel som riskerar att läcka från fältet. (Underst) Tre veckor efter snösmältningen. Spåren av erosionen syns tydligt. Åtgärder Sid 24-25 - Plöjning sker vinkelrätt mot lutningen för att bromsa erosionen - I år har återpackning och tilljämning med tiltpackare uteslutits i vissa drag. Detta för att ge en grövre struktur som kan bromsa och magasinera mer vatten, dvs minska erosionen. Resultat - Pga den snabba och kraftiga snösmältningen blev erosionen mycket kraftig detta år. Därför är det svårt att säga hur bra effekten blev i år. Lantbrukarens erfarenheten säger att den vinkelräta plöjningen har minskar erosionen tidigare är. 24
25
Höstharvning ökar risken för erosion 26
Bakgrund Plats: Åstorp Datum: 2005-03-15 Jordart: Lättlera Lutning: 2 grader Kommentar - Stående vatten på en del av fältet där dräneringen inte fungerat tillräckligt bra. - Trots mycket liten lutning har det stående vattnet satt igång ytavrinningen som orsakat erosion. - Som bilden längs upp till vänster visar har fältet plöjts på hösten och höstharvats. Denna fina struktur har främjat ytavrinningen och skapat erosion. Åtgärder - Se över dräneringen - Skjut upp harvningen till våren - Prova med reducerad bearbetning 27
Erosion trots grov struktur 28
T. V. Bakgrund Plats: Åstorp Datum: 2005-03-15 Jordart: Lättlera Lutning: 2 grader Kommentar - Mycket påtaglig erosion efter snösmältning och kraftiga regn. Den grova strukturen har inte hjälpt. Åtgärder - Bevuxen mark över vintern - Vårplöjning - Erosionen har startat pga att en brunn inte kunde svälja allt vatten. Se därför över dräneringssystemet i en sådan situation. - Rensa brunnen T. H. Erosion trots vinkelrät plöjning. 29
Erosion i hjulspår Bakgrund Plats: Anderslöv Datum: 2005-04-10 Jordart: Mellanlera Lutning: 10 grader Kommentar I fältet till vänster har erosion uppstått i hjulspåren. Det högre fältet har dock inte drabbats lika hårt. Tänkbara orsaker till detta är att det vänstra fältet har höstbekämpats som orsakat hjulspår. Möjligtvis har detta fält även utsatts för större packning än det högra. Bilden på nästa sida visar erosionen i det vänstra fältet. Åtgärder - Minska packningen - Om möjligt inte utföra ogräsbekämpning på hösten. Foto: Örjan Folkesson SJV 30
31