Har fosforgivans fördelning i växtföljden betydelse för vattenmiljön?

Large P applications (>30 kg P/ha) are used on 1/3 of Swedish arable land, i.e. more than double the average removal with harvest. This project will investigate if yearly applications of 20 kg P/ha result in larger risk of P leaching than larger applications every third year. Since P losses are often episodic and correlated with extreme weather conditions the hypothesis is that the frequency of fertilization events are more important for P leaching than the amount of applied P. Treatments with annual or three-year applications (repeated two years) are studied with 4 replicates in a field experiment on a clay soil, constructed with separately tile-drained plots. In addition to the experiment, long-term time series (10-30 yrs) of drainage and P leaching will be evaluated in order to identify general occurence and frequency of hig-risk situations. Thereby knowledge will be gained for development of cost-effective strategies for P fertilization.

Idag får nästan en tredjedel av den gödslade åkerarealen fosforgivor som motsvarar mer än dubbla medelbortförseln med skörd. Projektet utreder frågan om enstaka stora fosforgivor ger större utlakning än årliga mindre givor (20 kg/ha). Att identifiera risker kopplade till stora givor är viktigt, men genom att fosforförluster främst uppträder episodiskt kopplat till extrema väderhändelser är vår hypotes att frekvensen av gödsling har större betydelse än givornas storlek. Detta genom att risken för ogynnsamma förhållanden ökar med ökad gödslingsfrekvens. Förrådsgödsling (två års upprepning) respektive årlig gödsling undersöks i ett utlakningsförsök på mellanlera i Halland. Det kompletteras med utvärdering av 10-30-åriga tidsserier av avrinning och utlakning i andra försök för att identifiera förekomst och frekvens av typiska högrisksituationer. Därmed förväntas projektet ge en generell kunskap som kan användas för att utveckla kostnadseffektiva åtgärdsstrategier för fosforgödsling.

Tidsserier från utlakningsförsök på 6 platser i södra Sverige användes för att utreda odlingsåtgärders inverkan på fosfor(P)-utlakning under olika klimat- och jordartsförhållanden. Målet var att beskriva avrinningsmönster samt inverkan av odlingsåtgärder på dräneringsvattnets P-koncentrationer. Koncentrationerna var högre och variationerna större på lerjordar än på lätta jordar. Resultaten visar att odlingssystem med gröngödslingsgrödor och trindsäd kräver särskild uppmärksamhet. Bearbetning på hösten efter dessa gav högre P-koncentrationer i dräneringsvattnet än bearbetning efter stråsäd. Detsamma gällde för höstplöjd fånggröda. Vinterväxande vall och fånggröda samt potatis gav däremot låga koncentrationer. Effekt av gödsling kunde inte verifieras statistiskt. Analys av avrinningsmönster visade att höstgödsling alltid innebär en ökad utlakningsrisk, att tidiga vårgödsling (mars) utgör en potentiell risk, medan utlakning är sällsynt efter gödsling sen vår och sommar.

Syfte
Fosforläckaget från åkermark beror av många faktorer, där själva jordens egenskaper har stor betydelse, men också gröda och odlingsåtgärder. Målet med projektet var att utreda odlingsåtgärders (gröda, jordbearbetning och gödsling) inverkan på risken för fosforläckage. För detta användes tidsserier (7-30 år) från långliggande utlakningsförsök i olika typer av odlingsssystem på 6 försöksplatser i södra Sverige.

Metoder
Databaser byggdes upp för olika försök vid de 6 försöksplatser, med data för varje försöksruta (ca 140 st). Försöken omfattade både konventionella och ekologiska odlingssystem samt växtföljder med och utan stallgödseltillförsel. Olika grödkategorier identifierades med koppling till förekommande höstbearbetning och gödsling. Samtliga försök bestod av specialtäckdikade rutor där koncentrationerna av totalfosfor mättes kontinuerligt i dräneringsvattnet. Boxplotdiagram över månadskoncentrationer användes för att visa på medelnivå och årsvariationer av koncentrationer och avrinning för olika försöksplatser och odlingssystem. En statistisk modell som sattes upp i programmet SAS användes för att beskriva inverkan av gröda, gödsling och jordbearbetning på fosforkoncentrationerna. Avrinningsmönster analyserades för fyra försöksplatser med mätserier om minst 20 år.

Resultat och slutsatser
Utvärderingen visade som väntat att jordens beskaffenhet har en mycket stor betydelse för fosforutlakningen, både för generella nivåer och variationer. Sandjordarna i Halland och Västergötland, samt moränlättleran i Skåne hade alla betydligt lägre koncentrationer av fosfor i dräneringsvattnet och mindre variation än de flesta försök på de styva lerorna vid Lanna och Bornsjön. Det här beror delvis på att lättare jordar har ett jämnare vattenflöde genom profilen. De lätta jordarna som ingått i den här studien har också en alv som kan binda mycket fosfor. På lerjordarna finns makroporer som medger snabba transportvägar för fosfor vilken därmed inte hinner bindas i samma utsträckning.

Det visade sig också att själva odlingen har en betydande inverkan på fosforutlakningen. På en och samma försöksplats skilde sig fosforkoncentrationerna signifikant åt beroende på typ av gröda och därtill kopplad jordbearbetning. En viktig faktor visade sig vara nedbrukning av växtmassa på hösten. I ekologiska system på Lanna (styv lera) med frekvent användning av gröngödslingsgrödor var fosforkoncentrationerna högre efter dessa än efter stråsäd. De var också högre än efter vall som skördats. Även efter ärter och bönor var koncentrationerna förhöjda. Likaså vid Mellby (mojord) var koncentrationerna högre efter nedbrukning av fånggröda på hösten än efter en höstplöjning efter stråsäd utan fånggröda. I flera fall hade vinterbevuxen mark (med fånggröda eller vall) lägre fosforkoncentrationer än höstbearbetad mark. Potatis var den gröda som gav upphov till lägst fosforkoncentrationer vid Mellby, trots att den gödslades kraftigare än stråsädesgrödorna.

Effekter av gödsling med handelsgödsel eller stallgödsel gav ej utslag i analysen, vilket delvis berodde på att det i många fall inte gick att särskilja faktorerna gödsling och gröda.

Analys av avrinningsmönstret visade att höstgödsling eller nedbrukning av växtmassa alltid innebär en ökad utlakningsrisk och att tidiga vårgödslingar (mars) utgör en potentiell risk genom att frekvensen av omfattande avrinningstoppar är relativt hög (3-4 år av 10). Utlakningsrisk kopplad till gödsling under sen vår och sommar är däremot betydligt mera sällsynt.

Sammanfattningsvis visar resultaten att kombinationen gröda och jordbearbetning kan ha väl så stor effekt som gödsling med stall- eller mineralgödsel för fosforutlakningen, och att höstplöjning av grödor som efterlämnar stora mängder biomassa innebär risk för ökad fosforutlakning. Höstbearbetning efter stråsädesgrödor innebär däremot ej ökad risk.