Fosforförluster från mark till vatten

Fosforformerna definieras operativt 1.Filtrering → bestämning av partikulär/löst form typ 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)

3 2 = 9 olika former

Tre av formerna är mera väldefinierade

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 Dräneringsvatten: förhållandet PP/PO 4 P kan variera mycket Jordbruksbäckar: påverkan av avlopp vid lågflöden Nederbörd: påverkan av passagen genom vegetationen

Fosforformer i ytvatten ovan mark

Algtillgänglighet Löst reaktiv fosfor är algtillgänglig till nästan 100% Även den partikelbundna fosforn är till stor del algtillgänglig men inte nödvändigt i alla miljöer

Samband fosfor i dräneringsvatten och kvoten P-AL/PSI i jord Dränerade försöksfält Sverige-Finland-Norge

Samband fosfor i dräneringsvatten och kvoten P/Fe+Al i surt laktat Dränerade försöksfält Sverige-Finland-Norge

Miljöövervakning åkermark södra Sverige 1995

Medianhalter Södra Sverige MatjordAlv (sandjordar) P-AL KOL 8,511,7 P-AL ICP 10,8 - Al-AL 12,3 8,3 Fe-AL 3,2 2,3 DPS-värde 18,011,7 pH 6,1 - Kolhalt (%) 2,1 - Lerhalt (%) 6,1 - Järn och aluminiumhalterna ökade generellt med jordens mullhalt

Episodiska läckage när som helst under året Exempel från ett dräneringssystem

Dygnsvariation under snösmältning flöde PP PO 4 P kolloider

Markfaktorers inverkan på fosforförluster Faktor Effekt Risk Högt P-AL tal Stor fosfor-pol HÖG Hög Al/Fe/Ca status Fällning med fosfor LÅG Vattenmättad–redu- Järnföreningar går i lösning HÖG cerande förhållanden Hög andel Fosfor binds LÅG organiskt material Kalkning pH > 6 P sorberas till Al-Fe-oxider LÅG pH 5-6 P sorberas dåligt HÖG pH <5 % P sorberas Fe och Fe-oxider LÅG Högt lerinnehåll Dålig infiltration ytavrinning HÖG makroporflöde HÖG Bra kapacitet att sorbera LÅG

En god markstruktur

Kännetecken på en god markstruktur 1. Marken är lättbearbetad 2. Regnvattnet sugs snabbt upp 3.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 dräneringen Mindre 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 yterosionen 5. Bearbetningskostnaderna sjunker

Gödsling Gödseln 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

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 N 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 » 0,22 Fosforhalter (mg l -1) Kritiska moment

Fosforförlust per N/P-kvot producerad enhet i vattnet Mjölkprod Gräsvall 1,634 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 N 0,9 86 Konventionell 1N 1,2 48 Ekologisk Med djur 7,5 14 Utan djur 11,1 21

Inget samband fosforbalans/fosforläckage

Inget samband kvävebalans/kväveläckage

Tänkbara effekter av olika åtgärder P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt

Tänkbara effekter av olika åtgärder P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, B = effekt på lång sikt AB = effekt på både kort och lång sikt Effekt Tid Löst PPart PLöst PPart P ++++AB Eliminera punktkällor

Tänkbara effekter av olika åtgärder dränerade lerjordar P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt

Tänkbara effekter av olika åtgärder dränerade lerjordar P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt Effekt Tid Löst P Part P Löst P PartP 0 P+++ 0 A Vegetationstät mark under vinter: permanent gräs, vall eller fånggröda

Tänkbara effekter av olika åtgärder dränerade lerjordar P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt Plöjning på våren-- -- Plöjning tidig höst + torra förhållandenP+P+ P++ AB (inte förstöra jordaggregaten) Effekt Tid Löst P Part P Löst P PartP

Tänkbara effekter av olika åtgärder dränerade lerjordar P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt Minskad packning av jorden P++P+++ AB Öka mullhalten, plöja under torra förhållanden (mindre kanaliserade flöden, förbättra infiltrationen av vattnet) P++P+++ AB Effekt Tid Löst P Part P Löst P PartP

Tänkbara effekter av olika åtgärder dränerade lerjordar Bortledning av ytvatten P+ P+ A A Kalkåterfyllnad dränering och kalkskyddszoner +++ A A Reglerad dränering P+ P+ A A P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt Effekt Tid Löst P Part P Löst P Part P Åtgärder med dräneringen

Tänkbara effekter av olika åtgärder dränerade lerjordar Effekt Tid LöstP Part P Löst P Part P Underhåll av backdiken P++ P+++ A A Skyddszoner runt ytvattenbrunnar P+ P++ A A Vallremsor i fältet P+ P++ A A P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt Andra åtgärder på fältet

Tänkbara effekter av olika åtgärder dränerade lerjordar Effekt Tid Löst P Part P Löst P Part P Skyddszoner - P++ - A Biologiskt aktiva våtmarker P+ 0 A Sedimentationsdammar P+ 0 A P = potential men data saknas A = omedelbar effekt, AB = effekt på både kort och lång sikt Åtgärder i avrinningsområdet

Viktiga faktorer för fosforreducerande effekt 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 sjöar Utfiskning 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” möte åtgärder för att minska övergödningen i sjön Förbättrad bördighet 40% Vårplöjning Vintertäkt mark Högre organisk halt Lokal köttproduktion Åtgärder i vattendraget 29% Dikning Sedimentationsdammar Biologiska dammar Skyddszoner Åtgärder i sjön 23% Cyprinidreduktion Vegetationsslåtter mm Enskilda avlopp 5%

I ett avrinningsområde (M36) har skett en minskning av fosforkoncentrationen till skillnad från område M39

Skillnader? Område Gårdar Odling Djurtäthet M36 medel Potatis 0,6 M39 stora Sockerbetor 0,5

Mera Skillnader Område Fält med hög P risk Stall- gödsel P Höstspridd stallgödsel M365%-20%→ 0 M390% ±0→ 0 Förutsättning för fosforförluster Förändring i stallgödselhantering

Effekten av extrema kimatsituationer, episodiska händelser upprepade tining-frysning?

FÖR ATT BESTÄMMA POTENTIALEN FÖR FOSFORFÖRBÄTTRINGAR…… Jordarnas fosformättnadsgrad Jordarnas infiltrationsförmåga Jordarnas aggregatstabilitet Mineralernas egenskaper