Upload
carol-osborn
View
46
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Fosforförluster från mark till vatten. Fosforformerna definieras opera tivt. Filtrering → bestämning av partikulär/löst form typ av filter och porernas storlek bör anges (tre vanliga i Sverige). 2. Uppslutning/oxidering för upplösning → totalbestämning - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Fosforförluster från mark till vatten Odlingsåtgärder Markmekanismer
Fosforbalans Gödslingsåtgärder Djurhållning Jordbearbetning Växtodling
Fosforstatus Markkemi Markbiologi Markfysik Erosion
.
Potentiell transporterbar fosfor
Former
Analytiska definitioner
oorganisk/organisk
partikulär/löst
kolloidal
Fosforformerna definieras opera tivt
1. Filtrering → bestämning av partikulär/löst formtyp av filter och porernas storlek bör anges (tre vanliga i Sverige)
2. Uppslutning/oxidering för upplösning → totalbestämning (två vanliga ung likvärdiga metoder)
3. Färgreaktion med molybdat → reaktiv (RP) eller molybdatreaktiv (MRP) (mest fosfater)
32 = 9 olika former
TotalP (TP) Total reaktiv P Total icke-reaktiv P (TRP) TUP Löst reaktiv P Partikulär reaktiv P Partikulär icke-reaktiv P Löst icke-reaktiv P ( DRP) (PRP) (PUP) (DUP) Total partikulär P (TPP) Total löst P (TDP)
Tre av formerna är mera väldefinierade
TotalP (TP) Total reaktiv P Total icke-reaktiv P (TRP) TUP Löst reaktiv P Partikulär reaktiv P Partikulär icke-reaktiv P Löst icke-reaktiv P (DRP) (PRP) (PUP) (DUP) Total partikulär P (TPP) Total löst P (TDP)
Man bör lära sig skillnaden på dessa tre former
1.TotalP (TP, TOTP) vattnet är ofiltrerat, uppslutet o molybdatfärgat
2. (Total) partikulär fosfor (PP, PartP) – totalbestämning före och efterfiltrering
3. Löst reaktivt P (DRP) – det filtrerade vattnet har molybdatfärgats Oftast synonymt med RP, MRP och PO4P. Denna fosfor är helt algtillgänglig
Vid bestämning av dessa tre får man automatiskt en fjärde form - Löst ickereaktiv P (DUP). Denna kan vara lösta organisk föreningar eller kolloider som passerar filtret
Typiska fosforkoncentrationer (mg P/l) i olika typer av vatten obs stor variation)
- ofta stor andel fosfater
Basflöde
Medelflöde Högflöde
PP PO4P PP PO4P PP PO4P Dräneringsvatten a <0,01 <0,01 0,07 0,07 0,3 0,1 Ytvatten ovan mark - - 0,30 0,14 1,0 0,4 Jordbruksbäckar b <0,01 0,5 0,07 0,08 0,1 0,06 Nederbörd c - 0,1 - 0,04 - -
Dräneringsvatten: förhållandet PP/PO4P kan variera mycket
Jordbruksbäckar: påverkan av avlopp vid lågflöden
Nederbörd: påverkan av passagen genom vegetationen
Fosforformer i ytvatten ovan mark
0%
25%
50%
75%
100%H
öst
b le
ra N
Vå
rb le
ra N
Hö
stb
mjä
la W
Vå
rb
mjä
la W
Dir
ekt
s m
jäla
W
Hö
stb
lera
D
Vå
rb le
ra D
Hö
stb
lera
U
Hö
stb
lera
AC
Övr P
PO4P
PartP
Algtillgänglighet
• Löst reaktiv fosfor är algtillgänglig till nästan 100%
• Även den partikelbundna fosforn är till stor del algtillgänglig men inte nödvändigt i alla miljöer
Episodiska läckage när som helst under året
Exempel från ett dräneringssystem
Mjälajordar Struktursvaga, dålig bördighetlågt pH, lite organisk substans
Tre jordprofiler med hög risk för stora fosforförluster
Dränerade lerjordar
Illite-mineral som gör att leran slammar
Höga P-AL tal förstärker problemen
Uppgödslade sura sand/mo - jordar
Dåligt med järn och aluminium i matjord och alv
Mjälajord med låg motståndskraft mot ytavrinning
Låg motståndskraft p g a kohesion Låg motståndskraft p g a friktion
Mjälajordar är typiska för norra Sverige
Principförsök – upprepad behandling
No Bearbetning Förlust med vatten
SS PP DRP
(kg ha-1 år-1)
1 Konventionell höstplöjning 644 0.32 0.04
2 Ingen bearbetning förutom höstkultivering 365 0.28 0.02
3 Djup bearbetning 3 ggr varje höst 398 0.24 0.04
4 Extra organiskt material, ingen plöjning 293 0.22 0.05
5 Vall/höstvete 358 0.19 0.06
6 Konventionell vårplöjning 223 0.15 0.05
7 Vårplöjning och fånggröda 273 0.15 0.04
8 Direktsådd 108 0.14 0.16
Lerjordar – ofta dränerade
Dränerade lerjordar - makroporflöde
Kännetecken på en god markstruktur
1. Marken är lättbearbetad
2. Regnvattnet sugs snabbt upp3. Ingen skorpbildning och jorden är inte torkkänslig
4. Marken tål de nödvändiga körslorna
Ju mer fuktförhållandena avviker från de optimala, desto mer påverkar markstrukturen fosforförlusterna
Packad jord
Dålig dränering
Kalkfilterdike förbättrar infiltrationen
Mindre transport i matjordskiktet mera vatten till dräneringenMindre partikeltransport, fosfat binds till kalken
Vägsalt förstör strukturen
Aggregatstabiliteten blir sämre
Fosforhalten i det dränerade vattnet ökar
Fördelar med reducerad jordbearbetning
1. Matjordens humushalt ökar och aggregatstrukturen blir bättre
2. Packningsskadorna i alven minskar och plogsulan blir porösare
3. Nyttan av daggmaskar ökar 4. På sluttningar minskar yterosionen5. Bearbetningskostnaderna sjunker
GödslingGödseln ska ha en god kontakt med jordens mineraldel
Gödseln ska blandas in med jorden
Undvika blöta/vattenmättade förhållanden i jorden
Radmyllning av gödsel
Fosfatfosfor i dräneringsvatten efter förrådsgödsling och dålig inblandning
Fosfatfosfor i dräneringsvatten efter flytgödsling på vattenmättad mark
Fosfatfosfor i dräneringsvatten utan fosforgödsling
Åtgärder på dränerade lerjordarPartikelfosfor Löst fosfor
Undvika applicering på våt jord
Gödsla P enligt rekommendationer
Ökad jordkontakt vid applicering
Vegetationstät mark under vintern Plöja tidig höst + torra förhållanden
Minska packning av jorden
Förbättra jordstruktur o infiltration
Bortleda ytvatten+kalkszon (gräs/kalk)Kalkåterfylla dränering
Allmänt underhåll, backdiken etc.
Växtföljder på lerjord
• Mjölkprod Gräsvall 0,10 Flytgödsling på blöt jord• Lusernvall 0,19 Brytning av lusernvallen
• Omställning Ogödslad 0,07
• Monokultur Intensiv 1.2 N 0,15 Förrådsgöds. dålig jordkontakt Avsalugröda Intensiv 1.25N 0,23 Förrådsgöds. dålig jordkontakt Extensiv 0.62N 0,19 Förrådsgöds. dålig jordkontakt Konventionell 1N 0,05
• Intensiv 1.25-1.5N 0,08• Konventionell 1N 0,04
• Ekologisk Med djur 0,24 Flytgödsling• 0,13
» 0,09
• Utan djur 0,24 Inkorporering av gröngödsel » 0,30 Inkorporering av gröngödsel
Fosforhalter (mg l -1) Kritiska moment
Fosforförlust per N/P-kvot producerad enhet i
vattnet • Mjölkprod Gräsvall 1,6 34• Lusernvall 3,4 14
• Omställning Ogödslad - 11
• Monokultur Intensiv 1.2 N 5,8 17• Avsalugröda Intensiv 1.25N 4,4 13• Extensiv 0.62N 5,7 10 • Konventionell 1N 0,9 44• Intensiv 1.25-1.5N 0,9 86• Konventionell 1N 1,2 48
• Ekologisk Med djur 7,5 14 Utan djur 11,1 21
Inget samband fosforbalans/fosforläckage
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
-10 -5 0 5 10Balans P (kg ha-1)
Läckage P (kg ha-1)
Inget samband kvävebalans/kväveläckage
0
5
10
15
20
0 10 20 30 40 50
Balans N (kg ha-1)
Läckage N (kg ha-1)
Bilder från mjälaområde olika åtgärder
Eliminera punktkällor
Vegetationstät mark
Vegetation under vinter: permanent gräs, vall eller fånggröda
Åtgärder vid plöjning
Plöjning på våren
Plöjning tidig höst + torra förhållanden
(inte förstöra jordaggregaten)
Minskad packning, ökad mullhalt
(
plöja under torra förhållanden
mindre kanaliserade flöden, förbättra infiltrationen av vattnet
Åtgärder i avrinningsområdet
Skyddszoner
Biologiskt aktiva våtmarker
Sedimentationsdammar
Viktiga faktorer för fosforreducerande effekt med anlagda våtmarker
1. Lång uppehållstid
2. Höga koncentrationer i inkommande vatten
3. Jämnt flöde genom hela kanalen och inga genvägar för vattnet
4. Zoner som tillåter översvämningar för att jämna ut vattnet
5. Förbiflödeskanaler vid extrema högflöden
6. Minimerings av utgrävningsarbetet
7. Helst inte våtmarker på gamla jordsbruksmarker
8. En varierad design där delar av våtmarken har öppet vatten och andra delar är grunda
9. Branta övergångar mellan grunda och djupa partier
10. Skötsel – gräva ut sedimenten ofta. Sedimentationsdammarna kan annars snabbt förvandlas till en fosforkälla
Åtgärder i vattendraget dikning etc
Åtgärder i sjöarUtfiskning av skräpfisk Inplantering av rovfisk
Positiv förändring när submers vegetation ersätter blågrönalgerna
Resultat av studiecirklar och gruppdiskussioner i ett avrinningsområde
(Brunnsjön vid Hedemora)
Resultat från ”stakeholder” möteåtgärder för att minska övergödningen i sjön
Förbättrad bördighet 40%VårplöjningVintertäkt markHögre organisk haltLokal köttproduktion
Åtgärder i vattendraget 29%DikningSedimentationsdammarBiologiska dammarSkyddszoner
Åtgärder i sjön 23%CyprinidreduktionVegetationsslåtter mm
Enskilda avlopp 5%
Lantbrukarnas attityd
Attityd och antal lantbrukare och jordbruksarealen de representerar i avrinningsområdet (Mässingsboån) Antal Areal (%) (%)
Vill eller behöver mer information 32 40 Deltar i dikningsföretag 41 46 Har eller har för avsikt att etablera kantzoner* 77 68 Praktiserar eller har försökt med konturplöjning 21 9 Intresserad att starta köttproduktion/vallproduktion** 22 26 *lantbrukare med ägor längs diken och vattendrag ** lantbrukare som inte hade djur
I ett avrinningsområde (M36) har skett en minskning av fosforkoncentrationen 1992-2002
till skillnad från område M39
Skillnader?
Område Gårdar Odling Djurtäthet
M36 medel Potatis 0,6 M39 stora Sockerbetor 0,5
Mera Skillnader
OmrådeFält med hög Prisk
Stall-gödsel P
Höstspridd stallgödsel
M36 5% -20% → 0
M39 0% ±0 → 0
Förutsättning för fosforförluster Förändring i stallgödselhantering
Effekten av extrema kimatsituationer, episodiska
händelser upprepade tining-frysning?
Trender tre mellansvenska jordbruksåar
Suspenderat material (mg L-1)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Jan-71 Jan-76 Jan-81 Jan-86 Jan-91 Jan-96
S S (mg L -1 )
Signifikanta klimatförändringar
Förändrade halter
Dalarna kortare period
• Ingen trend episodiska väderförhållanden
• Minskad halt partikulär fosfor i vattendraget
Långtidstrender
Mälarregionen
• Fler snösmältningar• Häftigare nederbörd
under vintern
• Ökad koncentration suspenderat material
• Ökad koncentrations löst reaktiv fosfor (obs filtrerar ej sina vattenprov)