Fosfor i vestre Vansjø effekt av tiltak

Transkript

1 38 Øgaard, A.F. & Bechmann, M. / Bioforsk FOKUS 5 (1) Fosfor i vestre Vansjø effekt av tiltak Anne Falk Øgaard & Marianne Bechmann Bioforsk Jord og miljø, Ås anne.falk.ogaard@bioforsk.no Innledning I mange jordbrukspåvirkede vassdrag er vannkvaliteten dårlig på grunn av stor algevekst. Fosfor fra jordbruksarealer utgjør en betydelig fosforkilde for algene. I den vestre delen av Østfolds Vansjø er vannkvaliteten spesielt dårlig på grunn av vekst av giftige blågrønnalger i sommerhalvåret. Høye fosfortilførsler til innsjøen er årsak til dette, og det har blitt vist at jordbruket er en viktig bidragsyter til fosfortilførslene. Innsjøen er drikkevannskilde for 6 mennesker og er også et viktig rekreasjonsområde. Det har allerede blitt arbeidet med å bedre vannkvaliteten i Vansjø i 1 år (Morsaprosjektet). I 25 viste målinger i en rekke bekker til vestre Vansjø at de lokale bidragene til den vestre delen av innsjøen var betydelige, og en Handlingsplan for vestre Vansjø ble utarbeidet. Området har en betydelig grønnsak- og potetproduksjon som gir ekstra utfordringer, fordi dette er kulturer som krever mye fosfor, og som over tid har gitt en fosforrik jord. Reduksjon av fosfortilførslene til Vansjø krever tiltak som omfatter både redusert fosforinnhold i jorda og redusert erosjon. I tillegg er det behov for rensetiltak i bekkene for å stoppe en del av fosforet som tapes tross tiltak på jordbruksarealene. Landbruks- og matdepartementet bevilget i 28 midler til et 3-årig tiltaksprosjekt ved vestre Vansjø for å få redusert fosfortapene. Tilskudd blir utbetalt til bønder som inngår kontrakt med bl.a. strenge krav til nivå av fosforgjødsling og jordarbeiding. Bioforsk skal dokumentere effekten av miljøtiltakene som gjennomføres i landbruket. 29 av 4 brukere i området ved vestre Vansjø undertegnet kontrakten i 28, slik at nå blir 73 % av arealet drevet med ekstra restriksjoner på driften. Erfaringene fra dette prosjektet vil gi ny kunnskap som kan bidra til mer effektive miljøtiltak i landbruket. Betydning av jordas fosforinnhold Jordas fosforinnhold har betydning for hvor mye fosfor som tapes ved erosjon. Et høyere fosforinnhold i jorda i bekkens nedslagsfelt gir, ved samme partikkelkonsentrasjon, en høyere fosforkonsentrasjon i bekken. Dette illustreres i figur 1 hvor Vaskeberget- og Huggenesbekken som drenerer fra grønnsaks-/potetarealer med høye P-AL tall i jorda, har høyere fosfor/ partikkel forhold sammenlignet med Augerød- og Guthusbekken som drenerer fra kornarealer med et lavere P-AL nivå. For korn, oljevekster og gras regnes et P-AL nivå på 5-7 som optimalt i forhold til både plantedyrking og miljø. P-AL tall over dette nivået gir en unødvendig høy risiko for å tape fosfor. Reduksjon av fosforgjødsling der fosfortallene er høye er derfor et viktig tiltak. Dette er imidlertid et tiltak som tar tid. Fosfornivået i jorda er blitt bygd opp over mange år, og tilsvarende vil det ta mange år å redusere nivået til et miljøoptimalt nivå. Tabell 1 indikerer hvor lang tid det tar å redusere P-AL nivået hvis en tar ut en avling på 4 kg korn/daa uten å gjødsle med fosfor. Forutsetningen for beregningene er at alt fosforet tappes fra P-AL fraksjonen. I praksis vil fosfor også tappes fra tyngre tilgjengelig fosfor, slik at det tar enda lenger tid å redusere P-AL tallene enn det tabell 1 antyder. Tabell 1. Teoretisk antall år for å redusere P-AL ned til 7 ved ulike P-AL nivå. Eksempel med 4 kg kornavling som fjerner 1,4 kg P/daa/år (Etter Tore Krogstad) P-AL (mg/1g) Fosfor i P-AL fraksjonen (kg P/daa) *) Teoretisk antall år for å redusere P-AL ned til 7 **) 7 16, ~ *) Jordtetthet 1,2 kg/l, dvs. 24 kg jord/daa ned til 2 cm dyp. **) Nedgang tilsvarende P-avling (-,58 enheter pr. år).

2 Øgaard, A.F. & Bechmann, M. / Bioforsk FOKUS 5 (1) 39 1,8 Augerød Huggenes Augerød Huggenes Guthus Vaskeberget Guthus Vaskeberget Total fosfor (mg P/L) 1,6 1,4 1,2 1,8,6 Jord og miljø,4, Suspendert stoff (mg/l) Figur 1. Sammenhengen mellom suspendert stoff og total fosfor for noen av bekkene rundt vestre Vansjø. Reduksjon i fosforgjødsling Det er potet og grønnsaker på ca. 1 % av jordbruksarealet ved vestre Vansjø, men fordi potet og grønnsaker går inn i et vekstskifte med korn, er andelen av arealet som brukes til grønnsaker/poteter større enn 1 %. Det har blitt utført forsøk ved vestre Vansjø som viser at det er mulig å redusere fosforgjødslingen i forhold til nasjonale normer for kål og løk. Til spesielt fosforkrevende vekster som løk vil det fortsatt gjødsles med mer fosfor enn det som tas ut med avling, men i et omløp kan fosforoverskuddet tappes ned i etterfølgende kornår. Det er imidlertid viktig at fosforoverskuddet i radkulturårene ikke er større enn nødvendig for at en i løpet av et omløp kan få en gradvis nedtapping av høye fosfornivåer. Kontraktene i tiltaksprosjektet ved vestre Vansjø innebærer lavere fosforgjødsling enn de nasjonale anbefalingene. For korn, oljevekster og gras skal det ikke gjødsles med fosfor når P-AL >1. De nasjonale anbefalingene sier null fosforgjødsling når P-AL >14. Tabell 2 viser krav til maksimum fosforgjødsling til ulike radkulturer. Kravene til maksimum fosforgjødsling er satt ut i fra erfaringene fra feltforsøk som er utført. Som det framgår av tabellen ligger maksimum fosforgjødsling betydelig under norm. Tabell 2. Norm for fosforgjødsling til ulike radkulturer og maksimum fosforgjødsling på arealer med kontrakt i tiltaksprosjektet ved vestre Vansjø Kultur P-gjødsling Norm kg P/daa P-gjødsling Kontrakt kg P/daa Potet 3,5 2,5 Kål 3, 2,1 Gulrot 5, 3,5 Løk 6, 4,5 Det har blitt samlet inn data over fosforgjødslingen ved vestre Vansjø i 24 og 27. Det kom inn data for ca. 75 % av jordbruksarealet i nedbørfeltet til vestre Vansjø. Disse dataene viser at 25 av 31 bønder har redusert fosforgjødslingen etter 24. Tabell 3 viser middel gjødsling til ulike kulturer i 24 og 27 på registrert areal. I 27 ble det totalt tilført 8,6 tonn mindre fosfor enn i 24 i dette området, tilsvarende en reduksjon på ca. 47 %. I 27 ble det i middel gjødslet med mindre fosfor til korn og gras enn det som fjernes med avlingene.

3 4 Øgaard, A.F. & Bechmann, M. / Bioforsk FOKUS 5 (1) Tabell 3. Middel gjødsling til ulike kulturer i 24 og 27 på registrert areal ved vestre Vansjø kg P/daa Høstkorn 2,6 1,4 Vårkorn 2,1 1,2 Grønnsaker 4,3 3,3 Eng, gras og beite 3,9 1,2 Denne reduksjonen i fosforgjødsling skjedde før de nasjonale normene til korn og gras ble redusert. Det viser at de fleste bøndene tok ansvar da bekkemålinger viste at de lokale fosfortilførslene til vestre Vansjø var store og det derfor ble satt sterkere fokus på fosforgjødslingen. Tiltaksprosjektet forventes å gi ytterligere reduksjon i fosforgjødsling fordi bøndene forplikter seg til å gjødsle med mindre fosfor enn det de nasjonale normene tilsier. Reduksjon av fosfortransport Redusert jordarbeiding om høsten, fangvekster, grasdekte vannveier og buffersoner mot åpent vann er viktige tiltak for å redusere erosjon. Potet- og grønnsakskulturer gir ekstra utfordringer også når det gjelder erosjon fordi jorda etterlates åpen etter høsting. I tillegg innebærer høstingen ofte mye kjøring på jorda og dermed stor risiko for jordpakking. Jordpakking gir redusert infiltrasjonskapasitet for vann som igjen gir økt risiko for overflateavrenning og erosjon. Jordarbeiding Forsøk hvor det måles avrenning ved ulike jordarbeidingssystemer viser at type jordarbeiding har stor betydning for jordtapet og dermed også fosfortapet. I tabell 4 er det vist faktorer (C-faktor) for relativt jordtap ved ulike jordarbeidingssystemer. Faktorene er oppgitt relativt til et tradisjonelt dyrkingssystem med vårkorn og høstpløying (etter Lundekvam, 22). Tabell 4. C-faktorer for relativt jordtap ved ulike jordarbeidings systemer Jordarbeiding C-faktor Høstpløying 1, Høstkorn (pløyd) 1, Høstharving,5 Vårpløying (stubb vinter),15 Fangvekst i korn,1 Eng,5 Figur 2. Prosentvis fordeling av arealtilstand om høsten ved vestre Vansjø i enkeltårene fra Data fra SSB.

4 Øgaard, A.F. & Bechmann, M. / Bioforsk FOKUS 5 (1) 41 I praksis vil effekten av redusert jordarbeiding på fosfortapene til vassdrag ofte være mindre enn det faktorene i tabell 4 viser, blant annet fordi en del av den eroderte jorda vil sedimentere før den når fram til vassdraget. Ved vestre Vansjø har det i perioden vært en nedadgående trend i areal som blir høstpløyd bortsett fra i 26 hvor det var en økning i høstpløying fordi det var gunstige forhold for såing av høsthvete (figur 2). Det aller meste av høsthvetearealet blir pløyd før såing. Tilsvarende har det vært en økning i areal som ligger i stubb bortsett fra i 26. Grasdekt areal (eng og buffersoner) viser også en økende trend. Fangvekster Fangvekster kan være et aktuelt tiltak på erosjonsutsatte potet/grønnsaksarealer som høstes før midten av august. Utprøvinger av ulike vekster som fangvekst ved vestre Vansjø har vist at rug og lodnevikke er vekster som rekker å etablere seg når de sås i midten av august. Såing av fangvekst etter tidligkulturer har imidlertid ennå ikke blitt gjennomført som tiltak. Fangvekst i korn gir også som tabell 4 viser et bidrag til redusert erosjon. Omfanget av fangvekst i korn har imidlertid vært lite ved vestre Vansjø. Buffersoner Buffersoner med permanent gras langs åpent vann minsker risikoen for at erodert jord når fram til bekken. For arealer som inngår i kontrakt med tiltaksprosjektet er det krav om 1 m buffersoner langs åpent vann. Areal med buffersoner har økt fra daa i 24 til 322 daa i 28 ved vestre Vansjø. I tillegg har det også vært en økning i engareal, slik at i 28 var 13 % av jordbruksarealet grasdekt. Fangdammer Fangdammer kan, ved sedimentasjon av jordpartikler, stoppe en del fosforet som tapes til bekken tross alle tiltak på jordet. Fangdammer holder tilbake 25-4 % av den totale fosformengden som kommer inn i dammen (Braskerud & Hauge, 28). Løst fosfor og mye av de minste og mest fosforrike partiklene passerer imidlertid fangdammen. Med høyt fosforinnhold i jorda som det tar lang tid å redusere, er fangdammer et viktig tiltak for å redusere fosfortilførslene til Vansjø på kort sikt. Det har i de to siste årene blitt etablert en rekke fangdammer i området rundt vestre Vansjø. Mens det før 28 var etablert 3 fangdammer, er det i løpet av 28/29 etablert 1 nye fangdammer. Jord og miljø Fosfortap (g/daa jordbruksareal) Guthus Sperrebotn Augerød Årvold Støabekken Vaskeberget Huggenes Figur 3. Årlige fosfortap fra jordbruksarealet ved 7 av bekkene rundt vestre Vansjø.

5 42 Øgaard, A.F. & Bechmann, M. / Bioforsk FOKUS 5 (1) Tilførsler til vestre Vansjø Det er foretatt overvåking av fosforkonsentrasjonen og beregning av fosfortransport i 7 av jordbruksbekkene ved vestre Vansjø siden 24. Målet er å dokumentere fosfortilførslene fra ulike arealer ved vestre Vansjø og å dokumentere eventuelle endringer i tilførslene. Som beskrevet ovenfor er det nå gjennomført en rekke tiltak for å redusere fosfortapene fra landbruket. Spørsmålet blir da om vi kan se redusert fosfortransport i bekkene som følge av alle tiltakene. Det er mange faktorer som påvirker fosfortransport til bekkene. I tillegg til driftspraksis på landbruksarealene vil temperatur og nedbørforhold (mengde, fordeling og intensitet) påvirke erosjonen. Det kan derfor være vanskelig å skille effekt av endret driftspraksis fra effekt av ulike værforhold fra år til år. Forskjeller i værforhold mellom år er delvis tatt hensyn til ved å korrigere tallene til en normalvannføring, men fortsatt vil det være forskjeller mellom år som skyldes ulikheter i værforhold. Bekkemålingene tyder på at det har vært en tendens til nedgang i fosfortap de siste årene i flere av de overvåkede bekkene (figur 3). Året 26/7 (mai til mai) bryter med trenden i flere av bekkene, og figur 4 viser at partikkeltapet (suspendert stoff) var høyere dette året enn de to påfølgende årene i tre av disse bekkene (Suspendert stoff ble ikke målt i vannprøvene de to første prøvetakingsårene). Fordi det meste av fosforet er partikkelbundet gir et høyere partikkeltap også et høyere fosfortap. Det relativt høye fosfortapet i 26/7 kan forklares med at et mindre areal lå i stubb dette året i forhold til foregående og etterfølgende år (figur 2). Årsaken til mindre andel stubb var at det ble sådd mye høsthvete høsten 26. Erosjonsrisiko ved høsthvete hvor det har blitt pløyd før såing regnes som like stor som ved høstpløying ellers. Gjødslingen er som beskrevet ovenfor, betydelig redusert de siste årene, men det forventes at det tar tid før en ser tydelige effekter av dette på vannkvaliteten. Det ligger store mengder fosfor i matjordlaget, og 8,6 tonn i redusert fosforgjødsling er lite i forhold til totalmengden fosfor i matjordlaget. Bekkemålingene antyder at det likevel allerede kan være en effekt av redusert fosforgjødsling. Ved redusert fosforkonsentrasjon i jorda forventes det at ved samme partikkelkonsentrasjon i bekken skal fosforkonsentrasjonen gå ned. I noen av bekkene til vestre Vansjø var det en svak nedadgående trend fra året 26/7 til 28/9 i fosfor/sediment forholdet som vist for Vaskeberget- og Guthusbekken i 2 Suspendert stoff (kg /daa jordbruksareal) Guthus Sperrebotn Augerød Årvold Støabekken Vaskeberget Huggenes Figur 4. Årlige partikkeltap (suspendert stoff) fra jordbruksarealet ved 7 av bekkene rundt vestre Vansjø.

6 Øgaard, A.F. & Bechmann, M. / Bioforsk FOKUS 5 (1) 43,5 26/7 Guthus 1,2,4 28/9 26/7 1 28/9,3,8,6,2,4,1, a) Suspendert stoff (mg/l) b) Total fosfor (mg P/L) Total fosfor (mg P/L) Vaskeberget Suspendert stoff (mg/l) Jord og miljø Figur 5. Sammenhengen mellom suspendert stoff og total fosfor i årene 26/7 og 28/9 for Guthusbekken (a) og Vaskebergetbekken (b) ved vestre Vansjø. figur 5a og b. Ved sammenligning av fosfortapet og partikkeltapet (figur 3 og 4) ser en imidlertid at det er redusert partikkeltap som har vært den viktigste faktoren for det redusert fosfortapet. Konklusjon Tiltakene i jordbruket ved vestre Vansjø har gitt en tendens til nedgang i fosfortap til bekkene. Det har vært en økning i grasareal og i areal som ligger i stubb slik at erosjonsrisikoen er redusert. Registrering av fosforgjødsling i 24 og 27 viser at fosforgjødslingen også ble betydelig redusert i denne perioden. Foreløpig er det redusert erosjon som følge av redusert jordarbeiding og buffersoner som har gitt de største bidragene til redusert fosfortap. Det ser imidlertid ut til at redusert gjødsling også har bidratt, selv om en forventer at det tar flere år før redusert gjødsling gir tydelige utslag på fosfortapene. Referanser Lundekvam, H. 22. ERONOR/USLENO Empirical erosion models for Norwegian conditions. Rapport nr 6/22. Universitetet for Miljø- og biovitenskap. 4 s. Braskerud, B. & Hauge, A. 28. Veileder Fangdammer for partikkel- og fosforrensing. Bioforsk FOKUS, Vol.3 nr s.