Vedlegg 1 Prosjektrapport Strukturkalking mindre klimautslipp og større avling Mats Höglind NIBIO 30.09.16 Bakgrunn Kalking kan ha positiv effekt på luftinnhold og struktur i jord, særlig i leirjord. For klimaet er god jordstruktur viktig fordi det kan bidra til å redusere utslipp av klimagassen lystgass. Bedre struktur kan også gi raskere infiltrasjon og opptørking etter nedbør, mindre motstand/energibruk ved jordarbeiding og redusert fosforavrenning. Kalking for bedre næringsopptak og høyere avling blir gjennomført på mange bruk i Norge. Målrettet kalking for å gi bedre jordstruktur er derimot lite bruk og kunnskapen om kalkingens effekter på jordstruktur er begrenset. Betongindustrien ønsker, som et ledd i søknad om godkjenning hos Mattilsynet av betongslam som jordforbedringsmiddel, å dokumentere verknaden av betongslam på jordens ph, struktur og avlingspotensial sammenliknet med konvensjonell jordbrukskalk. Mål Hovedmålet med prosjektet var å undersøke muligheten til, gjennom kalking, å oppnå bedre jordstruktur og mer luft i jorda, og derigjennom redusere fare for utslipp av lystgass. 1. Sikre at kvaliteten på de undersøkte kalkingsmidlene er god nok, 2. Bestemme mengder kalk og kalktype som skal til for å bedre ph og jordstruktur i to jordtyper 3. Finne optimal handtering og spredemetode for kalkingsmidlene, særlig betongslam 4. Formidle ny kunnskap om strukturkalking som tiltak mot tett jord og jordpakking for bedre avling, redusert fosforavrenning og mindre klimagassutslepp. Gjennomføring Det ble gjennomført feltforsøk på to plasser i Rogaland, det ene på Austrått i Sandnes kommune og det andre på Særheim i Klepp kommune. To typer av betongslam (fra hhv. Block Berge Bygg AS og Jærbetong AS) og to typer av konvensjonell jordbrukskalk (granulert og brent) ble sammenliknet i forhold til effekter på jordens ph, struktur og grasavling i eng. Midlene ble tilført våren 2014, da det også ble sådd engfrøblanding i dekkvekst av bygg. Effekter på jordens ph, strukturegenskaper og avlingspotensial ble fulgt i to år. Som mål på jordens struktur ble det gjennomført målinger av infiltrasjonsevne (enkelt- og dobbeltringmetode) og jordmotstand (penetrometer). Infiltrasjonsevnen ble målt i oktober 2014 og april 2016. Jordmotstanden ble målt ved begge disse tidspunktene samt i april 2016. Det ble et tatt ut jordprøver for analyse av ph høsten 2014 og 2015. Forsøkene ble høstet en gang i etableringsåret 2014 og tre ganger i engået 2015 for å bestemme hhv. bygg- og engavling Utprøving av spredeegenskapene til de to typene av betongslam ble gjennomført hos gårdbrukere i Rogaland. Ulike typer av spredeutstyr inngikk i utprøvingen, der en blant annet har sett på spredebildet til de ulike kombinasjonene av slamtype og spredeutstyr.
For å sikre kvaliteten på betongslam i forhold til myndighetenes krav for spredning av slam, kompost og andre avfallsbaserte jordforbedringsmidler ble representative prøver av begge slamtypene analysert for tungmetallinnhold ved ALS Laboratory Group Norway AS i januar 2015. Nibio har, i tillegg til rollen som prosjektleder og faglig ansvarlig for prosjektet, driftet feltforsøket på Særheim og bearbeidet resultatene fra begge forsøkene. NLR Rogaland har driftet det andre forsøket og i tillegg hatt ansvar for utprøvingen av spredeegenskaper til betongslam og formidlingen av kunnskaper om dette til gårdbrukere. Begge institusjonene har bidratt i alle aktivitetene. FABEKO har deltatt som diskusjonspartner hele veien fra planleggingen til gjennomføringen av prosjektet. Resultater Effekt av ulike kalktyper på jordens ph, struktur og avlingspotensial i felrforsøk Resultatene i Tabell 1 og 2 viser signifikant (p<0.05) utslag for forsøksbehandling på ph begge årene. Høyest ph ble registrert i behandlingen med brent kalk og lavest i behandlingen uten kalking. Basert på resultatene kan regne med at 1000 kg betongslam fra Blokk Berge har tilsvarende kalkverknad som 600 kg granulert kalk, mens Jærbetong har noe svakere kalkverknad og må tilføres med noe større mengde enn produktet fra Blokk Berge for å oppnå tilsvarende ph-økning, selv om forskjellene i ph mellom de to slamtypene ikke var statistisk sikker. Tabell 1. Særheim og Austrått, ph i jordprøver høsten 2014 Særheim 5,8 6,2 6,1 6,7 5,8 Austrått 6,2 6,5 6,6 6,9 5,9 Gjennomsnitt 6,0 6,3 6,4 6,8 5,8 Tabell 2. Særheim og Austrått, ph i jordprøver våren 2015 Særheim 5,5 5,7 6,7 6,8 5,3 Austrått 6,5 7,0 7,1 7,0 5,9 Gjennomsnitt 6,0 6,4 6,9 6,9 5,6 Til tross for kalkens positive effekt på ph var det derimot ikke signifikant utslag for kalking på avling i noen av forsøkene, hverken for avlingen av dekkveksten bygg i etableringsåret 2014 (Tabell 3) eller for tørrstoffavlingen av gras i første engår 2015 (Tabell 4). Avlingsnivået i eng var godt i alle behandlingene i begge forsøksfeltene, noe som tyder på svært gode voksevilkår selv i kontrollruterne uten kalk der ph var lavere enn i forsøksrutene. Tabell 3. Avling av dekkvekst bygg, kg ts/daa, i 2014 Særheim 138 138 134 135 140 Austrått 426 468 420 412 403 Gjennomsnitt 282 303 277 274 272
Tabell 4. Engavling, kg ts/daa, i 2015 År Særheim 1179 1193 1184 1223 1182 Austrått 1122 1181 1205 1163 1130 Gjennomsnitt 1151 1187 1195 1193 1156 Det var heller ikke signifikant utslag for kalking på jordmotstand eller infiltrasjonsevne. 1. Resultatene fra infiltrasjonsmålingene våren 2016 vises i Tabell 5, mens resultatene fra penetrasjonsmålingene samme vår vises i Figur 1. Tilsvarende resultater ble observert i 2014 og 2015 (ikke vist). Tabell 5.Infiltrasjon, mm/min, målt i april 2016 Særheim 3,2 4,1 4,3 3,7 3,9 Austrått 2,5 2,5 3,3 2,7 1,0 Gjennomsnitt 2,8 3,3 3,8 3,2 2,5 Figur 1. Jordmotstand målt med penetrometer i april 2016.
Diskusjon av resultatene i feltforsøkene Selv om kalkingen ikke hadde effekt på jordstrukturen i disse forsøkene kan det ikke utelukkes at en vil kunne få positive effekter på jorder med dårligere strukturtilstand og høyere leirinnhold. Det er ønskelig med flere forsøk for å få undersøkt dette. Tidligere forsøk har vist at en kan forvente størst struktureffekt av kalking på jorder med høyt leirinnhold. Utprøving av spredeegenskaper til betongslam Innledende tester av spredeegenskapene til betongslam fra Jærbetong ble gjennomført i 2014. Testene av ble videreført med utprøving av praktisk spredning på Nærbø i Hå kommune, sommeren 2015. Betongslammet var i dette tilfellet som en tjukk grøt, halvfuktig og klistrete, med en struktur ganske lik leire. Først ble det forsøkt kjørt ut med en standard Bredal kalkspreder. Dette fungerte dårlig, da betongmassen tetta seg i nedløpet til spred tallerkenene. Neste forsøk ble gjennomført med tørrgjødselspreder, noe som fungerte mye bedre. Betongmassen ble spredt i bløte klatter, med innslag av større klumper. Spredebildet viste en praktisk bredde på omtrent 12 meter. I tillegg ble det våren 2016 utspredd betongslam fra Block Berge Bygg hos noen gårdbrukere i Time kommune. Dette slammet hadde, sammenliknet med slammet fra Jærbetong, et høyere tørrstoffinnhold og er en mer ensartet grov «grusmasse»-type struktur. Det vart benyttet standard Bredal kalkspreder til spredningen. Denne type kalkvogn har gummibelte i bunn av vogna og 2 roterende spredertallerkener bak. Det er ikke foretatt registrering av mengder eller spredebilde, men spredebildet syntes å være jevnt og mye likt som det ved spredning av konvensjonell jordbrukskalk. Innhold av tungmetaller i betongslam Betongslam er per i dag ikke godkjent som jordforbedringsmiddel men betongindustrien arbeider med søknad til Mattilsynet for å få det godkjent. Tabell 6 viser innholdet av tungmetaller i de analyserte prøvene av betongslam fra Jærbetong og Blokk Berge til sammen med grenseverdien for Klasse 0 i henhold til forskriftet for gjødselvare av organisk opphav (Mattillsynet, 2007; http://www.mattilsynet.no/om_mattilsynet/gjeldende_regelverk/veiledere/veileder_til_forskrift_o m_gjodselvarer_mv_av_organisk_opphav.5967/binary/veileder%20til%20forskrift%20om%20gj%c3 %B8dselvarer%20mv%20av%20organisk%20opphav)) som utgangspunkt for eventuell godkjenning. Tabell 6. Innhold av tungmetaller, mg/kg ts, i betongslam fra to produsenter, samt grenseverdien for for Klasse 0 i følge regelverket for bruk av slam og andre organiske restprodukter på jordbruksareal. Jærbetong AS Blokk Berge Bygg AS Grenseverdi Klasse 0 Kadmium (Cd) 0,107 0,070 0,4 Bly (Pb) 29,8 7,26 40 Kvikksølv (Hg) 0,047 <0,04 0,2 Nikkel (Ni) 11,0 7,07 20 Sink (Zn) 74,0 47,1 150 Kobber (Cu) 53,9 55,1 50 Krom (Cr) 15,5 8,43 50 Tabellen viser at begge betongtypene klarer Klasse 0 for alle tungmetallene bortsett fra kobber. Innholdet av kobber ligger likevel godt innenfor kvalitetskravet for Klasse 1, 150 mg/kg ts. Produkter i Klasse 0 kan brukes uten restriksjoner, men en skal ta hensyn til plantenes behov for næring. For produkter i Klasse 1 gjelder at en kan tilføre inntil 4 tonn ts per daa per 10 år. Tidligere analyser av
betongslam fra ulke produsenter Rogaland, inkludert Jærbetong, indikerte samme oppfyllelse av kvalitetskravene med hensyn på innhold av tungmetaller (Sæbø, 2013) Formidling Resultatene fra forsøkene er blitt formidlet skriftlig til bønder i NLR i Rogaland sine Medlemsskriv (Årsmelding nr. 57, 2014 og nr. 58, 2015) og muntlig på NLR sine fagmøter. I tillegg blev det gjennomført en markdag på Særheim den 14.06.16 med omvisning av forsøksfeltet og diskusjon av resultatene fra både feltforsøkene og spredetestene i prosjektet. Det blev også blev informert om pågående arbeid med å få betongslam godkjent som jordforbedringsmiddel. Bønder og representanter fra landbruksfirmaer deltok på markdagen sammen med rådgivere og forskere. Det har også vært direkte formidling av resultatene fra prosjektet til betongindustrien gjennom prosjektmøter med representanter fra FABEKO, Jærbetong AS og Blokk Berge Bygg AS. I tillegg til ovenstående formidlingsaktiviteter blev det beskrevet i søknaden at det skulle utarbeides en informasjonsskrift om betongslam som jordforbedringsmiddel og en fagartikkel til landbrukstidsskriften Bondevennen på samme tema. Prosjektgruppen har valgt å utsette disse formidlingstiltakene i avvente på eventuell godkjennelse av betongslam som jordforbedringsmiddel. I tilfelle midlene blir godkjent vil vi bruke egne ressurser til å utarbeide informasjonsmaterialet. Referanser Sæbø, A. 2013. Effekt av betongslam som kalkingsmiddel og innhold av tungmetaller. Bioforsk Vest, Særheim. Rapporten kan lastes ned fra FABRKO sin hjemmeside: http://fabeko.no/aktuelt/betongslam-som-jordforbedringemiddel