Jordartsanpassad strukturkalkning för effektivare fosforretention

The purpose of this project is to define the amount of slaked lime needed for a given clay soil. We hypothesise that the amount of slaked lime needed for minimal phophorus loss is dependent on the clay content of the soil. The study will be conducted in a field with a drainage system and measuring station for sampling runoff and leachates. We also conduct investigation in the laboratory, where we test five soil texture classes (10-15%, 20-25%; 30-35%, 40-50%, > 50 %). This test will help us to develop a simple decision support tool for calculating the amount of slaked lime required to amend clay soils depending on their clay content.The study will be evaluated by measuring soil aggregate stability and by determining phosphorus content in leachates and runoff.

Detta projekt syftar till att fördjupa befintlig kunskap om strukturkalkning. Hypotesen är att mängden släkt kalk som behövs för minimalt fosforläckage beror på jordens lerhalt. I studien ingår fältförsök och laboratorietest. Fältförsöket ger oss möjlighet att utvärdera strukturkalkningens nytta för reducering av fosforutlakning. Laboratorietest på olika jordar hjälper oss för att bygga en beräkningsmodell för att bestämma dosering av strukturkalk för olika lerklasser. För detta testar vi fem olika lerklasser (10-15%, 20-25%; 30-35%, 40-50%, > 50 %). Studien utvärderas genom att mäta aggregatstabilitet och fosforförluster med läckage och ytavrining.

Detta projekt utfördes för att undersöka fosforförluster från åkermark. Studien genomfördes i ett fältförsök och på laboratoriet. Fältförsöket har 12 dränerade rutor. Sex rutor kalkades med 5 ton/ha Ca(OH)2 och de andra användes som kontroll. Flödesproportionellt dräneringsvatten togs i en automatiserad mätstation och analyserades för löst fosfor, totalt fosfor, totalt organiskt kol, grumlighet och pH. På laboratoriet testade vi effekten av olika doser av Ca(OH)2 på nio jordar med olika lerhalter. I genomsnitt för tre år reducerade kalkningen fosforutlakning med 75 %. Laboratoriestudien visade att 2 ton/ha Ca(OH)2 påtagligt reducerade jordförluster i lätta lerjordar. För mellanleror och styva leror behövdes det 3 Mg/ha Ca(OH)2 eller mer. I jämförelse med våra resultat är den nuvarande strukturkalkningsdosen för låg för mellan- och styva leror.

Fosfor i höga halter har länge varit en känd orsak till övergödningsproblematiken i inlandsvatten, och utsläpp från jordbruket utgör nästan hälften av fosforbelastningen på Östersjön. En brukningsmetod som har blivit allt vanligare, och som dessutom får miljöstöd för att minska fosforläckaget, är s.k. strukturkalkning. Den bygger på att man genom att tillföra olika former av kalkprodukter till lerjordar påtagligt förbättrar markstrukturen och aggregatstabiliteten, vilket kan bidra till att sänka fosforläckaget. Syftet med detta projekt var att fördjupa befintlig kunskap om strukturkalkning. Studien inkluderade både fältförsök och test på laboratoriet.
Fältförsöket utfördes på en mellanlera (30% ler) 15 km söder om Uppsala. Fältet har 12 försöksrutor, som är individuellt dränerade i mitten. Dränerings- och ytvatten leddes till en mätstation och prover samlades för att bestämma sediment- och fosforkoncentrationerna i dräneringsvattnet. Hälften av rutorna strukturkalkades med 5 ton släkt kalk /ha och hälften lämnades okalkade som kontroll. Den vanliga strukturkalkningsprodukten i bruk innehåller 80-85 % kalkstensmjöl och 15-20 % släkt kalk. I studien användes dock ren släckt kalk av praktiska skäl. Kalken spreds på nybearbetad mark och blandades in med två överfarter med kultivator till 15 cm djup. Under försöksåren bearbetades marken endast till detta djup för att inte störa den okalkade nedre delen av matjorden.
Fosforutlakning via dräneringsledningarna minskade kraftigt i strukturkalkad jord:
Vatteninfiltrationen i fältet var så hög att det sällan förekom ytavrinning och erosion. Avrinning via dräneringsledningarna förekom under vintern och på våren då marken var obevuxen. Dräneringsvattnet i okalkade rutor innehöll stora mängder fosfor men strukturkalkningen reducerade fosforförlusten i genomsnitt med 75 % för de tre försöksåren. I tidigare svenska studier var minskningen 30-50 %. Strukturkalkningen reducerade också utlakningen av löst fosfor (den lättillgängliga fosforn för växterna), men det hade inte påverkat skörden. Detta kan bero på att jorden har en hög förrådsfosfor.
Laboratorietestet gav en fingervisning om kalkgiva för olika lerklasser:
Praktisk erfarenhet visar att strukturkalkning förbättrar och stabiliserar markstrukturen för jordar med minst 15 % lerinnehåll och att högre kalkgiva krävs för styvare jordar. Det är komplicerat och kostsamt att utföra fältförsök med kalkgiva på flera olika jordar. Därför utförde vi en studie på laboratoriet genom att blanda olika doser (motsvarande 2-11 ton släkt kalk/ha) under kontrollerade förhållanden. Vi testade olika kalkgivor på nio jordar med varierande lerhalt (11 till 64 %). Kalkgivan för en kg jord beräknades utifrån uppskattad jordmängd på en hektar. Efter kalkinblandningen bevarades proverna för inkubation under minst sex månader. Sedan bevattnades proverna och lerkoncentration i avrinningsvattnet mättes.
Laboratoriestudien visade att inblandning av 2 ton/ha släckt kalk reducerade jordförluster med 75-80 % i lättleror och med 35-55 % i mellanleror. Jordförlusten i högre lerklass minskade med 50-70 % respektive 70-90 % vid användning av 3 ton/ha respektive 5 ton/ha släckt kalk. En giva på 5-8 ton blandvara ( 80-85 % kalkstensmjöl + 15-20 % släkt kalk) är vanligt förekommande i jordbruket. Ett ton släkt kalk motsvarar ca 5 ton blandvara. Det innebär att den nu vanligaste givan på 5-8 ton måste fördubblas för att få en påtaglig effekt i mellan- och styva leror. Det innebär en stor investeringskostnad men man kan effektivisera strukturkalkningen genom att 1) minska inblandningsdjupet och därefter begränsa bearbetning till denna djup; och genom 2) endast strukturkalka känsliga fält eller delar av fält. En viktig fråga efter strukturkalkning är hur länge effekten varar och vilka faktorer som kan förlänga kalkeffektens livslängd. Fältförsöket som vi utnyttjade för denna studie fortsätter nu som ett långliggande försök vid Sveriges Lantbruksuniversitet. De närmaste tre åren studerar vi om ytbearbetning endast till 5-7 cm kan förlänga varaktigheten av strukturkalkningen. Studien finansieras av SLF och utförs under 2023 -2025.