Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Riskbedömning av fosforläckage – modellutveckling och implementeringsstrategier

Status: Avslutat
Projektnummer: H0870021
Kategori:
Ansökningsår: 2008
Datum för slutrapport: 19 november 2014
Huvudsökande: Jon Petter Gustafsson
Organisation: Kungliga Tekniska Högskolan
E-postadress: gustafjp@kth.se
Telefon: 08-7908316
Beviljade medel: 400 000 SEK

Tio jordar med olika egenskaper studerades med avseende på pH-beroendet för upplösningen av fosfat. Jordar med en hög lerhalt uppvisade ett pH-beroende som innebar att koncentrationen löst fosfat var som lägst vid mellan pH 6 och 7, och att upplösningen ökade vid såväl lägre som högre pH-värden. Jordar med låg lerhalt hade däremot en ökad upplösning av fosfor som en funktion av högre pH över pH > 5. Kompletterande försök och modellering visade att fosforn troligen inte kommer från mineralfaser, förutom i den kalkinnehållande jorden Fors (apatit) och efter höga fosfortillsatser i Kungsängen vid lågt pH (aluminiumfosfat). Vidare kunde det observerade bindningsmaximumet mellan pH 6 och pH 7 i lerjordar förklaras med att fosforn där till stor del binds till aluminiumpolymerer, vilka är instabila då pH sänks. Resultaten kan i princip användas för att förbättra existerande modeller, men ytterligare kunskap behövs om de fosforformer som ackumuleras, särskilt i gödslade jordar.

Bakgrund

Upplösningen av fosfat från markens komponenter är viktigt både för växttillgänglighet av fosfor och för prognoser av fosforläckage från mark. I jordbruksmark kan pH-värdet fluktuera med tiden beroende på skörd och / eller brukningsmetoder. Eftersom pH påverkar i vilken mån fosfat binds kan det vara viktigt att i prognosmodeller ta hänsyn till detta.

Det finns flera processer som styr bindning och upplösning av PO4-P (fosfatformen av fosfor) i marken. Några viktiga sådana är:

- Omsättning av organisk fosfor. Dock anses de kortsiktiga förändringarna av detta förråd ofta vara ganska små.

- Adsorption (bindning) till ytor av järn(III)- och aluminium(hydr)oxider, och till hydroxy-Al polymerer i lermineral

- Utfällning som kalcium- eller aluminiumfosfatmineral.

Beroende på vilken process det är fråga om så spelar pH-värdet in på olika sätt. Den ”traditionella” föreställningen är att PO4-P är som mest lättlösligt nära neutralt pH, mellan pH 6 och pH 7. Vid lägre pH-värden förväntas PO4-P bindas starkare till järn och aluminium, och vid högre pH binds PO4-P upp i kalciumfosfatmineral, t.ex. apatit.
Tidigare forskning som rör pH-beroendet av upplösningen av PO4-P visar dock en mer komplicerad bild. För svenska jordar har vi haft en ganska bristfällig uppfattning om hur pH-värdet spelar in.

Syftet med arbetet var därför att studera pH-beroendet för upplösningen av PO4-P i svenska jordar, samt att försöka förstå processerna genom laboratorieförsök och modellering.

Metoder

Samtliga tio jordprover i projektet kom ifrån matjorden (normalt på ca 0-20 cm djup) i brukade jordar. Sju av dessa kom från bördighetsförsöken, där prover togs från de behandlingar som inte hade fått någon PK-gödsel sedan startåret av experimenten.

Skakförsök gjordes med jordsuspensioner där pH-värdet varierades genom olika tillsatser av syra eller bas. I vissa fall tillsattes även fosfat. För den ogödslade jorden från Kungsängen (A3) genomfördes även ett experiment för att studera upplösningshastigheten av PO4-P i sur miljö.

I projektet användes det geokemiska jämviktsprogrammet Visual MINTEQ (Gustafsson, 2011) för att beräkna fria joners aktiviteter och bestämma mättnadsindex gentemot olika mineralfaser, och för att göra simuleringar av hur starkt PO4-P binds till olika ytor i jorden från Kungsängen.

Resultat

Det visade sig att pH-beroendet för upplösningen av PO4-P var mycket olikartat beroende på vilken jord det är fråga om. För lerjordarna samt för jordarna från Orup och Fjärdingslöv återfanns ett mer eller mindre tydligt bindningsmaximum mellan pH 6 och 7 – här är alltså fosforn som minst löslig, vilket är raka motsatsen till vad man generellt sett ofta föreställt sig. För sandjordarna i projektet blev PO4-P mer lösligt ju högre pH var.
Med undantag för en kalkhaltig jord från Fors fanns det inga tecken på att någon utfällning (Ca-fosfat eller Al-fosfat) reglerade lösligheten för fosfat i de ogödslade jordarna. I jorden från Fors tycks en kalciumfosfat, förmodligen apatit, upprätthålla jämvikt med fosfat. Här ökade lösligheten av P kraftigt vid sjunkande pH redan vid pH < 7,5.

Laboratorieförsök genomfördes även med både ogödslade och kraftigt gödslade jordprover (led A3 respektive D3 i Kungsängen). Dessutom tillsattes fosfat. Det starka pH-beroendet som fanns i den ogödslade jorden (med ökande löslighet av fosfor vid lägre pH) flackades ut med högre P-givor. Beteendet var i princip samma i prover som behandlats med P på laboratorium i sex dagar, och jordar som utsatts för höga P-givor i fält i nära femtio år. Dock hade jorden i fält ackumulerat betydligt mer oxalatlösligt fosfor än vad laboratorieförsöket visade. Detta kan förmodligen bara tolkas som att större delen av det P som ackumulerats (> 70 %) inte längre är omedelbart tillgängligt. Vilka former av P som återfinns i detta förråd är inte känt

Simuleringar med Visual MINTEQ visade att pH-beroendet till stor del styrs av om huruvida det är järnoxider eller reaktivt aluminium som binder fosforn. Då hydroxy-Al-polymerer tar hand om den mesta inbindningen av fosfor fås ett pH-beroende som innebär att bindningen av fosfat blir starkare vid högre pH-värden upp till ca pH 7, där ett maximum i bindningen fås. Anledningen till detta har att göra med att hydroxy-Al-polymererna är instabila vid lägre pH-värden och löses upp så att aluminiumet i stället bildar organiska komplex eller jonbyts till lermineral som fria aluminiumjoner. Därigenom blir antalet ytor dit fosforn kan bindas lägre.

Med andra ord kan det oväntade pH-beroendet i lerjordarna, med en minimal löslighet av fosfor mellan pH 6 och 7, förklaras med att relativt mycket av fosforn då binds till reaktiva aluminiumpolymerer i lermineralen, vilka löses upp då pH sänks.
Ytterligare laboratorieförsök visade dessutom att reaktionerna då fosfor löses upp vid låga pH-värden är snabba, vilket gör det troligt att vittring av t.ex. apatit inte spelar någon betydelsefull roll för resultaten i projektet.

Slutsatser

- Svenska brukade jordar med >10 % ler har i regel ett bindningsmaximum för fosfat mellan pH 6 och 7, då fosfatfosfor alltså är som minst lösligt i jorden. Undantaget är kalkinnehållande jordar, där bindningsmaximumet för fosforinbindning ligger högre.

- pH-beroendet för inbindningen av fosfat förändras något vid tillsatser av fosfor, så att det flackas ut, dvs upplösningen av fosfat-fosfor blir mindre beroende av pH.

- Simuleringar med en geokemisk jämviktsmodell antydde att fosforn i lerjordar till ganska stor del binder till hydroxy-Al-polymerer eller till någon annan aluminiumfas. Detta kan förklara varför fosforn löses då pH sänks.

 

Antal träffar i projektbanken: 1676

Framtagning av bladmögelresistenta matpotatissorter för stora delar av Sverige
Erik Andreasson

Projektnummer: O-15-20-557 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 16 juli 2020

Potatis

Sammanfattning av projektet på engelska

The aim of the project is that by maintaining the "lowest reasonable level" and implement large scale marker assistance of the existing plant breeding program of potato at SLU Alnarp improve opportunities to develop new food potato varieties with durable …

Läs mer

Byråkratin i lantbruket belastar och kostar
Christina Lunner Kolstrup

Projektnummer: O-15-21-565 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2020

Energi & biomassa
Kött
Matfågel
Mjölk
Potatis
Socker
Trädgård
Växtodling

Farmers today report a high workload, financial burden, frustration and stress linked to legislative and regulatory bureaucracy, which is a serious obstacle for development and growth in the sector. The proposed project aims to identify and quantify time requirements and costs of government-related …

Läs mer

Växtnäringsbevattning med organiska N-gödselmedel i svensk äppelproduktion
Helene Larsson Jönsson, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: S-15-56-588 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2020

The aim of the project is to evaluate and develop the use of organic fertigation in Swedish apple production. The project will focus on yield, external (colour, firmness, appearance) and internal (concentration of sugar and organic acids) quality and fruit tolerance against fungal diseases during …

Läs mer

Avancerat integrerat växtskydd mot jordloppor i vårraps
Riccardo Bommarco

Projektnummer: O-16-20-756 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2020

Växtodling

Flea beetles are serious insect pests in spring oilseed rape. After neonicotinoid seed treatments were restricted, no effective chemical control methods are currently available for flea beetle control. Crop protection has therefore become a serious limiting factor for growing the crop. In an …

Läs mer

Tillskott av probiotika till smågrisar: en bedömning av effekt, användbarhet och ekonomi
Else Verbeek

Projektnummer: O-17-20-971 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2020

Kött

In nature, piglets are exposed to a wide range of bacteria that promote a balanced (healthy) gut microbiota. On the farm, routine cleaning can limit exposure to beneficial bacteria leading to an unbalanced gut microbiota. An unbalanced gut microbiota increases the risk of health problems and alters …

Läs mer

Uppskatta vallens avkastning och näringsinnehåll genom spektral teknik
Margareta Emanuelson, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-62-989 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2020

The objective is to develop remote sensing methods to estimate forage nutrition and yield in the field in Northern Sweden. Field and lab measurements on grass-legume mixtures will be conducted from June 2018 to December 2019. At sampling time, drones flight with multispectral cameras, …

Läs mer

Jordbruk och extremt väder i Sverige, 2018: Att utveckla en bättre förståelse för effekten av värme- och torkstress på maltkorns proteinhalt
Marcos Lana, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: S-18-20-177 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 19 juni 2020

Växtodling

Weather, together with fertilization, soil and genotype are the main inputs defining crop performance. Malting barley is especially susceptible to adverse climate conditions because its performance is accounted not only in terms of production, but also quality, notably grain protein …

Läs mer

Råmjölkens antikroppskvalitet och kalvars upptag av antikroppar från råmjölken hos mjölkkor: betydelse för hälsa och produktion, samt möjligheter till genetisk selektion
Stefan Alenius, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: V1430009 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 31 maj 2020

The antibody quality of the colostrum is essential for the newborn calf, as the calf is totally dependent on the passive transfer of colostral antibodies during the first 24 hours of life to keep healthy and survive until weaning. A high proportion of the cows have insufficient antibodies in the …

Läs mer

Juvereksem och hasskador - djurskyddsproblem i stort behov av förebyggande åtgärder
Karin Persson Waller, Statens Veterinärmedicinska Anstalt

Projektnummer: V1430006 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 26 maj 2020

Regional studies indicate that udder cleft dermatitis (UCD) and hock lesions (HL) are common among Swedish dairy cows and that the prelavence varies between herds. The severity of the lesions varies but it is likely that the lesions cause pain and discomfort for the cows. It is also possible that …

Läs mer

Foderproteinets näringsmässiga kvalitet till idisslare
Michael Murphy,

Projektnummer: 9930041 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 20 april 2020

Sammanfattning saknas

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev