Är strukturkalkning lönsam för både lantbrukaren och miljön? Studier av de långsiktiga effekterna av strukturkalkning på markstruktur och risken för fosforförluster

The aim of this project is to evaluate long term effects of liming with burnt and slaked lime on soil structure and mitigation of phosphorus losses from arable soils. Experiences from practical use indicate that the effects on soil structure can last very long. The studies will be carried out using two long term field experiments that started in 1936 and 1941 at Lanna experimental station. The experiments differ in clay content and type of lime used. We will study soil structural properties of the soil and carry out a drainage study to evaluate the risk of phosphorous losses.

Hypotheses:
- Liming with burnt and slaked lime on arable clay soil can improve the soil structure for a very long time and lower the risk of phosphorous leaching.
- Soil structure liming is profitable both for the farmer and the environment

Målsättningen med detta projekt är att utvärdera den långsiktiga effekten av strukturkalkning på lerjordar, för att förbättra markstrukturen och reducera fosforförlusterna från åkermark. Praktiska erfarenheter antyder att effekten kan vara mycket långsiktig. I två långliggande kalkfosforförsök på Lanna försöksgård i Västergötland som anlades redan 1936 respektive 1941 användes strukturkalk (bränd och släckt kalk) vid starten och vid omkalkningen på 70-talet. Försöken skiljer sig åt med avseende på lerhalt (mellanlera resp. styv lera) och det kalk-ningsmedel (bränd och släckt kalk) som användes vid starten. I dessa försök finns en unik möjlighet att studera de långsiktiga effekterna på markstrukturen och därmed risken för fos-forförluster.

- Hypoteser: Inblandning av bränd och släckt kalk i matjorden på lerjord har en mycket långsiktig effekt på jordens struktur och risken för fosforförluster.
- Strukturkalkning är en lönsam åtgärd både för lantbrukaren och för samhället.

Strukturkalkning är en lovande åtgärd som kan förbättra markstrukturen och minska fosforförlusterna från lerjordar. Resultaten från Lannaförsöken, som strukturkalkades med bränd och släckt kalk vid starten för dryga 70 år sedan och omkalkades på 70-talet, visar att struktureffekten kan vara mycket långvarig med stabilare aggregat och bättre genomsläpplighet för vatten. Risken för fosforförluster testades i en dräneringsstudie och utlakningen av partikelbunden fosfor var ca 40 % lägre i strukturkalkade led. På lerjordar med stor fosforutlakning och med nuvarande bidragsnivå kan åtgärden vara lönsam både för lantbrukaren och för miljön. Varierande skördeeffekter och risken för mikronäringsbrister gör dock intäktssidan osäker. Tyvärr finns det ännu inga studier på hur långsiktiga struktureffekterna är för de strukturkalkningsmedel som idag används i lantbruket som är en blandning av ca 15 % släckt kalk och resten kalciumkarbonat.

Är strukturkalkning lönsamt för både lantbrukaren och miljön?

En stor del av fosforläckaget från våra lerjordar består av fosfor som är bunden till jordpartiklar. Regnet slår loss partiklar från jordaggregaten i matjorden och partiklarna transporteras sedan med yt- och dräneringsvattnet ut till vattendragen där vattnet blir grumligt. Om man kan förbättra markstrukturen så att partiklarna hänger ihop i större och stabilare aggregat, som är svårare att transportera, så minskar risken för fosforutlakning. Strukturkalkning av odlade lerjordar är en av de åtgärder som rekommenderas för att förbättra markstrukturen och därmed minska utlakningen av fosfor. Det är en relativt dyr åtgärd men om effekterna är mycket långsiktiga kan den ändå vara kostnadseffektiv.

För att studera den långsiktiga effekten av strukturkalkning har vi använt två långliggande fältförsök på mellanlera på Lanna försöksgård i Västergötland. I försöken användes vid kalkningen strukturkalk (bränd och släckt kalk) motsvarande 6 ton CaO/ha vid starten 1936 respektive 1941 och även vid omkalkningen på 70-talet. Strukturkalkens förmåga att stabilisera lerjordarnas struktur analyserades i en dräneringsstudie. Lysimetrar (rör med diameter 20 cm, höjd 20 cm) med jord i ostörd lagring togs ut från matjorden i fältförsöken och utsattes för två regnsimuleringar (bevattningar). Genom att mäta grumligheten på utlakningsvattnet och dessutom innehållet av fosfor i vattnet som passerar genom den ostörda jorden i lysimetrarna värderades strukturstabiliteten och risken för fosforutlakning.

Grumligheten i utlakningsvattnet i dräneringsstudien var hela 60 % lägre i strukturkalkade led efter den första bevattningen och 40 % lägre grumlighet efter den andra. Markstruktureffekterna var, trots de stora skillnaderna, inte statistiskt säkra på grund av stor varians och få upprepningar i försöken. I dräneringsstudien var utlakningen av partikelbunden fosfor ca 40 % lägre i strukturkalkade led efter den första bevattningen. Resultaten överensstämmer väl med vad som tidigare rapporterats för bränd kalk i fältförsök utlagda på senare år med dränerade rutor på lerjordar i Mellansverige.

Det var inga säkra skördeeffekter i försöken provtagningsåret men tidigare sammanställningar över längre perioder i samma försök har visat på skördeökningar för kalkningen. Effekten på matjordens pH visade på en mycket liten eller ingen höjning vilket så här många år efter kalkningen var väntat. Den växttillgängliga fosforn (P-AL) var något högre i kalkade led.

Mycket av ekonomin för lantbrukaren och motiven för strukturkalkning som miljöåtgärd beror på hur långsiktig effekten är. Den här studien har visat på mycket långsiktiga effekter av strukturkalkning på markstrukturen och därmed risken för fosforutlakning från lerjordar. På lerjordar med stor fosforutlakning och med nuvarande bidragsnivå kan åtgärden vara lönsam både för lantbrukaren och för miljön. Varierande skördeeffekter och risken för mikronäringsbrister gör dock intäktssidan osäker. Tyvärr finns det ännu inga studier på hur långsiktiga struktureffekterna är för de strukturkalkningsmedel som idag används i lantbruket som är en blandning av ca 15 % släckt kalk och resten kalciumkarbonat.