Nitratudvaskning i indsatsområde Tunø

Transkript

1 Nitratudvaskning i indsatsområde Tunø Århus Amt Rapport Oktober 2006

2 Titelblad Rekvirent: Rådgiver: Rapport titel: Århus Amt Natur og Miljø Lyseng Allé Højbjerg Watertech a/s Søndergade 53 DK-8000 Århus C Tlf.: Fax: Nitratudvaskning i indsatsområde Tunø Dato: 26. oktober 2006 Sags nr.: 1780 Nøgleord: Nitratudvaskning, Daisy-modellen Filnavn: Nitratudvaskning_Tunø_ Udarbejdet af: Kvalitetssikret af: Jens Christian Skov Jensen og Christian Thirup Ulla Lyngs Ladekarl

3 Indholdsfortegnelse 1 Indledning Baggrund Formål Fremgangsmåde Datagrundlag og modelopsætning Beregningsområde Tunø Daisy modellen Klima Jordbund Dyrkningsoplysninger Sugecellefelter Beregningsområdet Afgrødefordeling Husdyrgødning Udbytteniveau Resultater Modelkalibrering på sugecelle- og lysimetermålinger Vandbalance på lysimeterstationer Vandbalance på sugecellefelter Kvælstofbalancer på sugecellefelter Kvælstofbalancer for vedvarende græs Nitratudvaskning i beregningsområdet Vandbalance på omdriftsarealer Markvanding Kvælstofbalance på omdriftsarealer Arealer udenfor omdrift Vand- og kvælstofbalance for det samlede beregningsområde Konklusion Referencer Bilagsoversigt Bilag 1 Bilag 2 Bilag 3 Bilag 4 Retention og hydraulisk ledningsevne Sædskifter og dyrkningsoplysninger Kvælstof- og vandbalancer i sugecelleforsøg Kvælstofbalancer i beregningsområdet

4 1 Indledning 1.1 Baggrund Grundvandsbeskyttelsen på Tunø har en meget længere historie end i landets øvrige OSD områder. Det er det første af sin art i dansk vandforsynings historie, hvor man i praksis har opnået at beskytte grundvandet over for uønsket landbrugspåvirkning. Der er udarbejdet en statusrapport for projektet i 2006 /1/. Hovedideen i projektet var brugen af beskyttelseszoner omkring vandværket. Tættest på vandværket skulle der være vedvarende græs, der hverken gødes eller sprøjtes. I en ydre zone var målet at nedbringe udvaskningen ved at styre gødningstildelingen efter afgrødernes behov. I 2006 ligger nitratindholdet på vandværket på ca. 30 mg/l, mod mere end 125 mg/l, da det så værst ud midt i firserne. Siden 1989 er udviklingen i nitratudvaskningen fulgt på seks sugecellestationer og to lysimeterfelter indenfor vandværkets opland. Århus Amt har nu igangsat udarbejdelse af en indsatsplan til drikkevandsbeskyttelse på Tunø. Idet indsatsområdet er nitratsårbart ønskes nitratudvaskningen beregnet på detaljeret niveau inden for en del af området, som i det følgende benævnes beregningsområdet. Beregningsområdet ses i nedenstående Figur 1-1. Beregningerne kalibreres på de målte data fra området. Figur 1-1: Beregningsområdet på Tunø, hvor der er udført detaljerede nitratudvaskningsberegninger. Beregningerne er udført på 6,4 ha omdriftsareal og 16 ha med vedvarende græs på baggrund af målte data fra syv lokaliteter i området. 1.2 Formål Nitratudvaskningen ud af rodzonen ved den nuværende landbrugspraksis er beregnet på detaljeret niveau i beregningsområde Tunø. Resultaterne danner, sammen med resultaterne af grundvandskortlægningen, baggrund Side 1

5 for om der er behov for at iværksætte tiltag overfor den nuværende nitratudvaskning til sikring af drikkevandsinteresserne i beregningsområdet. Beregningsområdet er på 24 ha. Omdriftsarealerne udgør ca. 6,4 ha tilhørende en enkelt ejendom og arealer med permanent ugødsket græs udgør ca. 16 ha. 1.3 Fremgangsmåde I beregningsområde Tunø foreligger der et unikt datamateriale i form af målt nitratudvaskning og nettonedbør på en række marker siden Det har givet mulighed for en god kalibrering af Daisy-modellen forud for beregning af nitratudvaskningen i det samlede område. Rapportens resultater er således opdelt i to afsnit: 1. Kalibrering af Daisy-modellen på målinger fra de seks sugecellefelter og to lysimeterstationer over perioden Kvælstofbalancer er beregnet på de enkelte felter. 2. Beregning af nitratudvaskningen for det samlede område. Det er den samme landmand, der dyrker alle omdriftsarealerne i beregningsområdet. Dyrkningsoplysninger er indhentet direkte hos landbrugsbedriften af Watertech samt via Samsø Landboforening. Side 2

6 2 Datagrundlag og modelopsætning I dette kapitel præsenteres beregningsområdet, nitratudvaskningsmodellen Daisy, datagrundlaget for kalibrering af modellen og datagrundlaget for beregning af nitratudvaskningen i beregningsområdet på Tunø. 2.1 Beregningsområde Tunø Beregningsområdet er på 23,65 ha og er domineret af arealer med ugødsket vedvarende græs tæt på boringerne og landbrugsarealer i omdrift på de fjernereliggende arealer. Beregningsområdet fremgår af Figur 2-1. Landbrugsjorden umiddelbart omkring vandværket er taget ud af drift i hhv og 1992 og tilsået med græs, der slås 1-2 gange årligt. Arealet er i dag ca. 6,5 ha og ejes af Tunø Vandværk. Arealet vest for boring B3, i alt ca. 7 ha, er braklagt med EU-tilskud i perioden Seks steder blev der i 1989 installeret sugeceller, der benyttes til overvågningen af nitratindholdet i det vand, der forlader rodzonen og siver ned mod grundvandet. Heraf ligger to på vedvarende græs (S3 og S4), en på det braklagte areal (S5) og de sidste tre på dyrkede arealer (S1, S2 og S6). Placeringen fremgår af Figur 2-1. Grundvandsdannelsen er ligeledes blevet målt siden 1989 i to lysimetre (Lindre og L-ydre), så det er muligt at regne på vandbalancen og opgøre massebalancen for kvælstof inden for området. Begge lysimetre er beliggende på arealer med vedvarende græs. I sommeren 2006 er der lavet supplerende jordbundsanalyser i seks punkter. Disse fremgår ligeledes af Figur 2-1. Side 3

7 Profil med teksturanalyser Lysimeter Sugecellefelt Vandværksboring Indsatsområde S6 Hul 6 S5 S4 Hul 5 L-ydre B3 S3 L-indre B1 B2 S2 Hul 1 Hul 2 Hul meter S1 Hul 4 Figur 2-1: Beregningsområde Tunø med placering af lysimetre, sugecellefelter, profiler med teksturanalyser samt vandværksboringer. 2.2 Daisy modellen Beregning af nitratudvaskningen er udført med Daisy-modellen /2/, /3/ i brugerfladen DaisyGIS. Der er udarbejdet en ståbi til en standardiseret opsætning af Daisy /4/. Denne ståbi er fulgt mht. fremgangsmåde for modellering, ændringer og dokumentation. I referencelisten er angivet henvisninger til Daisy-modellens hjemmeside og til den standardiserede opsætning af Daisy, hvor detaljerede informationer om modellen kan læses. Daisy er en dynamisk, numerisk model i én dimension, der kan simulere og integrere processer i jord, planter og atmosfære. Ud fra målte klimadata og data for dyrkningspraksis, samt kendte parametre for henholdsvis jord og vegetation, kan modellen bl.a. beregne planteproduktionens størrelse samt vand- og kvælstofbalance for den enkelte mark. Modellen kan således simulere, hvorledes forskellige dyrkningssystemer og forskellig dyrkningspraksis influerer på planteproduktion såvel som på ressourceudnyttelse og miljøbelastning, herunder udvaskning af kvælstof fra rodzonen. Side 4

8 Daisy-modellen er under løbende udvikling og opdateres efterhånden som ny viden kan indbygges i modellen. I dette projekt er den seneste version anvendt (version 4,00). 2.3 Klima Daisy-modellen anvender døgnværdier for nedbør, temperatur, globalstråling og referencefordampning. Der er anvendt følgende værdier: Globalstråling: Station Ødum Lufttemperatur: Gridværdier (40 km x 40 km gridstørrelse) Nedbør: Station Tunø Til beregning af nitratudvaskning og vandbalance fra lysimetre og sugecellefelter er der anvendt klimadata fra medio 1989 medio 2006, som er perioden med data fra sugecelle- og lysimeterfelterne. Daisymodellen opstilles for perioden 1976 til 2006, hvor perioden frem til 1989 anvendes som indkøringsperiode, hvor jordens organiske pulje kan nå at stabilisere sig, og hvor klimaet fra gentages. Af Figur 2-2 fremgår det, at den gennemsnitlige nedbør i de agrohydrologiske år (1. april 31. marts) fra 1989 til 2006 har været 652 mm/år. Til beregning af nitratudvaskningen fra det samlede beregningsområde anvendes klimadata over 10-års-perioden 1. april marts Klimaperioden er forlænget tilbage til 1980 ved at gentage perioden 1. april marts Årene fra 1980 til 1990 fungerer som indkøringsperiode. De sidste 10 år (1. april marts 2000) i klimaperioden anvendes ved præsentation af resultaterne. Denne fremgangsmåde er i overensstemmelse med Daisy-ståbien /4/. Af Figur 2-2 fremgår det, at nedbøren har varieret betragteligt i perioden, fra 481 mm i 1996/97 til 828 mm i 1993/94. Den gennemsnitlige nedbør i 10-års perioden har været 644 mm/år. Nedbørsdata er korrigeret for aerodynamisk effekt, sne og befugtningstab af Danmarks Meteorologiske Institut for Århus Amt. Der er udført et ekstraordinært stort arbejde for at udføre den bedst mulige korrektion med de eksisterende data. Referencefordampningen er beregnet med Makkinkmetoden ud fra daglige værdier af temperatur og globalstråling. Side 5

9 Nedbør (mm/år) Figur 2-2: Årlig nedbør på Tunø i perioden (1. april 31. marts). De grønne søjler er de år, der er anvendt ved beregning af nitratudvaskningen fra det samlede beregningsområde. Kvælstofdeposition Ifølge /11/ er kvælstofdepositionen i Odder kommune, hvori Tunø ligger, på 16 kg N/ha/år, næsten ligeligt fordelt på våd- og tørdeposition. Disse værdier er anvendt i beregningerne. 2.4 Jordbund På de seks sugecellefelter og yderligere to lokaliteter indenfor beregningsområdet har Århus Amt fået udført teksturanalyser til forbedring af jorddata forud for beregning af nitratudvaskningen. Desuden har Århus Amt gennem de seneste år fået udført kortlægninger af geologien i bl.a. beregningsområdet på Tunø ved hjælp af geofysiske målemetoder. Disse målinger giver en god fladedækning af jordarterne, og er sammen med eksisterende jordartskort blevet anvendt til at udbrede de enkelte jordtyper fundet ved de enkelte lokaliteter til hele beregningsområdet. Det resulterende jordbundskort fremgår af Figur 2-3 og Tabel 2.1. Teksturanalyserne indikerer, at overjorden i hele området kan karakteriseres som jb4 (fin lerblandet sandjord) med undtagelse af Hul 4, hvor jordtypen er jb1. Underjorden varierer en del mere, hvor Hul 4 er jb1, og de øvrige varierer mellem jb3 og jb7. Landmanden der dyrker jorden karakteriserer jorden i hele området som jb4, hvilket er i god overensstemmelse med målingerne. Side 6

10 Tabel 2.1: Jordtyper i beregningsområdet på Tunø baseret på teksturmålinger fra 8 lokaliteter (Figur 2-3). Teksturen er angivet ved USDA-klassifikationen. Volumenvægte og C/N-forhold er fra Daisyståbien. Målte værdier i parentes. Dybde (cm) < 2 ler Kornstørrelse (μm) 2-50 silt finsand >200 grovsand Hul 1 Org. Indhold (%) C/Nforhold Vol. Vægt (g/cm 3 ) , , ,72 Hul , , ,73 Hul , , ,63 Hul , , ,62 Hul , , ,79 Indre og hul ,44 (1.2) ,62 (1.5) ,79 (1.5) ,63 (1.5) > ,56 (1.6) Ydre ,44 (1.7) ,62 (1.7) ,68 (1.8) ,79 (1.8) > ,79 (1.8) Side 7

11 Figur 2-3: Afgrænsning af jordtyper i beregningsområdet på Tunø. Teksturen for hvert enkelt lokalitet ses i Tabel 2.1. Volumenvægt og C/N-forhold Volumenvægten er målt ved lokaliteterne Indre og Ydre. Disse er forsøgt anvendt i modelleringen, men med urealistiske resultater til følge. I stedet er der anvendt værdier fra Daisy-ståbien for alle jordene. Disse fremgår af Tabel 2.1. C/N-forholdet er vurderet ud fra Ståbi en /4/. Det vil sige, at der som udgangspunkt er anvendt værdier for jb4-jord. For nogle af jordene er C/N-forholdet reguleret lidt op eller ned for at sikre en realistisk udvikling af den organiske pulje. Værdien er primært reguleret ned, men ligger dog inden for rammerne af Ståbi en /4/. Daisy-modellen anvender data for jordens vandretention og hydrauliske ledningsevne. Disse er bestemt på baggrund af teksturdata med pedotransfer-funktionen HYPRESS, som beskrevet i ståbien /4/. Erfaringsmæssigt er der meget stor usikkerhed forbundet med fastlæggelse af mættet hydraulisk ledningsevne og formfaktoren L, som indgår ved beregning af den hydrauliske ledningsevne som funktion af vandindhold. Der er derfor opstillet vandings- og visneforsøg for hver enkelt lokalitet ud fra målte data og gennemsnitlige volumenvægte. De endelige retentionsparametre og hydrauliske parametre ses i Bilag 1. Heraf fremgår endvidere vandings- og visneforsøgene. Organisk stof i jorden (humus) Rodzonen indeholder en stor pulje af organisk materiale, hvor der typisk er indbygget 5-10 ton kvælstof pr. ha. Indholdet af organisk stof i dyrket jord er bl.a. afhængig af dyrkningssystemet, klima, geologi, vegetationstype, afvandingsforhold og topografiske forhold. Efter en opdyrkning eller ved ændringer i dyrkningssystemet vil jords indhold af organisk stof med tiden nærme sig en ny ligevægt. Hastigheden hvormed der sker ændringer i organisk stof i en jord, afhænger af, hvor langt jord-systemet er fra ligevægtssituationen for den dyrkningsform, der aktuelt praktiseres. Side 8

12 Da grundvandspåvirkning af nitrat skal ses over lang tid, ønskes nitratudvaskningen beregnet i en situation, hvor der antages at være nogenlunde ligevægt i den organiske pulje for omdriftsarealerne som helhed. I områder med vedvarende græs kan en vis opbygning tillades. I Daisy-modellen inddeles det organiske stof i tre puljer: 1) En langsom omsættelig del, 2) en hurtig omsættelig del, og 3) en del der ikke omsættes. Den måde hvorpå man i modellen kan justere på udviklingen i den organiske pulje, er ved at justere på fordelingen mellem de tre puljedele fra begyndelsen af beregningsperioden. Indkøringsperioden på 10 år forud for den periode der indgår i resultaterne, har til formål at opnå en vis stabilisering af den organiske pulje. Fordelingen mellem de tre puljedele er baseret på kalibreringer, hvor den organiske pulje forsøges holdt nogenlunde i ligevægt for området som helhed. Humus-indholdet er overraskende lavt i beregningsområdet. Indholdet i pløjelaget er ofte kun % af median-indholdet i danske jb4-jorde /4/. Der er typisk stor variation i indholdet af organisk stof i jordprøver. Derfor er der i modelberegningerne af udvaskningen i det samlede beregningsområde anvendt ens organisk indhold i alle omdriftsjorde, hvilket vil sige 1,9 %, som er gennemsnittet af målingerne. Derimod ved opstilling af modellen på sugecelleforsøgene er der anvendt målte værdier for humus indholdet. Nedre rand Området er meget sandet, og der er derfor ikke behov for dræning. I modellen er der derfor heller ikke anvendt dræning, men derimod fri afdræning. Nederste horisont er defineret til -300 cm og resultaterne er logget i -200 cm, hvilket er anbefalet i ståbien /4/. Ved modellering af sugecellefelterne logges i -100 cm, som er dybden hvor sugecellerne er placeret. 2.5 Dyrkningsoplysninger Sugecellefelter I 1989 blev der etableret seks sugecellefelter, hvor nitratudvaskningen løbende er blevet målt frem til i dag. Sædskiftet på markerne med sugecellefelter fremgår af Tabel 2.2. Markerne med sugecellefelterne 3, 4 og 5 er tidligt i perioden taget ud af omdrift ( ), og er ikke gødet siden. Markerne 1, 2 og 6 er derimod blevet dyrket med omdriftsafgrøder gennem hele perioden frem til Side 9

13 Tabel 2.2: Sædskifte og gødningstildeling på sugecellefelterne på Tunø i perioden Felt År Afgrøde Kg Afgrøde Kg Afgrøde Kg Afgrøde Kg Afgrøde Kg Afgrøde N/ha N/ha N/ha N/ha N/ha 1988 Gulerødder 109 Porre 198 Vårbyg 126 Porre 198 Vårbyg 126 Vårbyg Porre 194 Vårbyg 81 Brak 0 Vårbyg 81 Vårbyg 126 Porre Vårbyg 68 Porre 191 Vedv.græs 0 Porre 197 Vinterrug 116 Vårbyg Vinterhvede 185 Vinterhvede 150 Vedv.græs 0 Vårbyg* 81 Vinterrug 0 Porre Porre 175 Porre 175 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vinterhvede Vårbyg 122 Vårbyg 122 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Porre Porre 196 Vinterhvede 191 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Havre Vårbyg* 82 Porre 193 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Persillerod Porre 191 Vårbyg 78 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vårbyg Vårbyg 74 Vårbyg 113 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Porre Vinterhvede 172 Persillerod 148 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vårbyg Vinterhvede 185 Rosenkål 167 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vinterhvede Vintertriticale 153 Vårbyg 77 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Porre Porre 188 Rosenkål 139 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vårbyg Vårbyg 77 Asparges 72 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Porre Porre 175 Asparges 124 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vårbyg Vårbyg 78 Asparges 134 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Rosenkål Vinterhvede 175 Asparges 124 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Vårbyg Vårbyg 124 Asparges 134 Vedv.græs 0 Vedv.Græs 0 Vedv.Græs 0 Stikløg 140 * I afgrøden er der udlagt græs som efterafgrøde. Kg N/ha På arealerne med vedvarende græs, slås græsset en gang årligt og det afklippede materiale efterlades på marken. Porre produktionen er baseret på udsåning af porrefrø i det sene forår og gødskningen bliver fordelt over ca. fem gange, med den største tilførsel i juli. Porre-høsten strækker sig fra november til marts Beregningsområdet Beregningsområdet er på 24 ha. Arealanvendelsen fremgår af Figur 2-4 og Tabel 2.3. Hovedparten af jorden i beregningsområdet er braklagt eller dyrkes med vedvarende ugødsket græs. I praksis er der ikke forskel på de to arealanvendelser, som sammenlagt udgør 16 ha. Omdriftsarealerne udgør 6,4 ha og ejes af én landmand. Der er indsamlet dyrkningsoplysninger fra denne bedrift, som i alt ejer 31 ha. De resterende ca. 1 ha i beregningsområdet udgøres af krat, hegn og markveje. Side 10

14 Profiler Lysimetre Sugecellefelt Boring Indsatsområde Sædskifte 1-1 Sædskifte 1-2 Sædskifte 1-3 Brak Brak, 20 år Læhegn og krat Omdriftsarealer Vedvarende græs Vej, grus S6 Hul 6 S5 S4 Hul 5 L-ydre B3 S3 L-indre B1 B2 S2 Hul 1 Hul 2 Hul 3 S1 Hul meter 200 Figur 2-4: Arealanvendelsen i Tunø beregningsområde. Sædskiftenumrene på omdriftsarealerne fremgår af signaturforklaringen. Dyrkningsoplysningerne er indsamlet under et besøg i juli 2006, samt efterfølgende telefoniske samtaler med lodsejeren og hans planteavlskonsulent. Dyrkningsoplysningerne omhandler den nuværende og forventede fremtidige dyrkning af landbrugsarealerne. Informationerne er indhentet i form af: Markplan 2005, Sædskifteoversigt , Gødningsplan Skemaerne er suppleret med oplysninger om dyrkningen specifikt på arealerne i beregningsområdet. Dyrkningsoplysningerne omfatter hele bedriften, men der er fokuseret på arealerne indenfor indvindingsoplandet. I beregningerne anvendes oplysningerne fra bedriften til opstilling af sædskifter, gødningstildeling mv. Marker indenfor bedriften, der dyrkningsmæssigt ligner hinanden behandles ens. Opstilling af sædskifter og gødningstildelinger er sket ud fra følgende kriterier: Hvis der er angivet forventede ændringer til den fremtidige drift inddrages disse primært. Side 11

15 Afgrødefordelingen i indeværende år vægtes højere end de tidligere år. Afgrødefølgen skal forekomme i sædskifteoversigten. Gødningstildeling til de enkelte afgrøder skal så vidt muligt også forekomme i gødningsplanen. Sædskifteopsætninger og gødningsfordelinger i modelopsætningerne fremgår af bilag Afgrødefordeling I Tabel 2.3 er afgrødefordelingen i beregningsområde Tunø i år 2006 vist. Bedriftens omdriftsarealer indenfor beregningsområdet udgør kun en mindre del af ejendommens areal, og varierer derfor en del fra år til år mht. afgrødevalg. Derfor er hele ejendommens afgrødefordeling i 2006 ligeledes vist i tabellen. I beregningsområdet dyrkes fortrinsvist porrer, vårbyg og kartofler. Tabel 2.3: Arealanvendelse og afgrødefordeling i 2006 i Tunø beregningsområde. Endvidere afgrødefordelingen i modelopsætningerne samt på den samlede bedrift i Afgrøder og arealanvendelse Arealanvendelse 2006 Omdriftsarealer i modelopsætning Afgrødefordeling på hele bedriften i 2006 Ha % ha % % Vårbyg 3, , Porre 2, , Kartoffel 0,10 1 0, Asparges 0, Vinterraps* 2,24* 26 Vinterhvede 0, Havre 15 Jordbær 0, Div. grøntsager 16 Omdrift 8, , Brak 8, Vedvarende græs 5,82 25 Vej 0,33 1 Læhegn og krat 0,61 3 Indsatsområdet I alt 23, * vinterrapsarealet bliver fremover med vedvarende græs Husdyrgødning Der anvendes ikke husdyrgødning indenfor beregningsområdet. Der er dog afgræsning med heste på et mindre areal med vedvarende græs. Side 12

16 Figur 2-5: Produktion af asparges i beregningsområde Tunø (juli 2006). Billedet er taget mod vest og sugecellefelt 2 er placeret til venstre for vandingsmaskinen. Figur 2-6: Produktion af porrer i beregningsområde Tunø (juli 2006) Udbytteniveau Det er vigtigt ved beregning af nitratudvaskningen, at modellen beregner et realistisk udbytteniveau. Når den aktuelle til- og fraførsel af kvælstof i form af gødning og høstet afgrøde er kendt, så minimeres usikkerheden på udvaskningen væsentligt. Side 13

17 Under indsamling af dyrkningsoplysninger fra bedriften er der indsamlet oplysninger om udbytteniveau så vidt det har været muligt. Udbytterne er angivet som forventet udbytteniveau for de enkelte afgrøder. I Tabel 2.4 er vist de gennemsnitlige udbytteniveauer i beregningsområdet for kornafgrøder. Udbytteniveauet ligger på niveau med Plantedirektoratets udbyttenormer /5/. I Tabel 2.4 er angivet et kvælstofindhold /4/ og et udbytteniveau i kg N/ha. I modelkørslerne er udbytteniveauerne tilstræbt at ligge på disse niveauer. Tabel 2.4: Udbytteniveau oplyst af avler med kornafgrøder i beregningsområde Tunø. Kvælstofudbyttet er beregnet på baggrund af normværdier for kvælstofindhold /4/. Afgrøde Udbytte Tørstof Kvælstof Udbytte (ton tørstof/ha) (%) (%) (kg N/ha) Vårbyg, malt 5,0 85 1,73 74 Vinterhvede 7,5 85 1, Nye afgrødemodeller til Daisy-modellen Århus Amt har tidligere fået udviklet en række nye grøntsagsmodeller til Daisy-modellen i samarbejde med Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole. Disse modeller er tidligere anvendt i indsatsområde Nordsamsø. Grøntsags-modellen for rosenkål er anvendt i dette projekt på Tunø. Yderligere er modellen for rødbede anvendt til at modellere rodpersille og gulerod. I beregningsområde Tunø udgør produktionen af frilandsporre en stor del af arealet. Der er ikke tidligere lavet en model til simulering af porre. Derfor er der til dette projekt udviklet en porremodel /20/. Udbytteniveau for porrerne er beregnet ud fra landmandens oplysninger om en produktion på ca stk. salgsbare porrer pr. ha. Salgsvægten af hver porre er ca. 75 g. Kvælstofindholdet i frisk porre er 1,9 %, og der renses ca. 2 % af det høstede materiale af i forbindelse med rensning. Affaldet fra rensningen føres ikke tilbage til arealet hvorpå porrerne er høstet. Dermed høstes der ca. 145 kg N/ha på arealer med porrer. Udbyttet ligger på niveau med forsøg fra Danmarks JordbrugsForskning viser, at der kan opnås udbytter på kg N/ha i økologisk dyrkede porrer på friland. Beregningerne viser et gennemsnitligt udbytte på 137 kg N/ha for porre/23/. Ved sugecellefelt 2 er der dyrket asparges siden Der eksisterer endnu ingen afgrødemodel for asparges. I beregningerne er der derfor anvendt en tilpasset afgrøde model til modellering heraf. Udbyttet varierer meget fra år til år. Der findes kun begrænset information om kvælstofoptag og -høst i asparges. Jf. /17/ kan høstudbyttet i asparges være mellem 62 og 154 kg N/ha. Udbyttet i asparges ved sugecellefelt 2 er beregnet til 126 kg N/ha som gennemsnit af to år. Asparges kulturer høstes ikke de to Side 14

18 første år efter etablering. Asparges udgør kun en lille del af det dyrkede areal i beregningsområdet. På de to lysimetre og tre af sugecellefelterne dyrkes der vedvarende græs. Til dette projekt er der udviklet en afgrødemodel til simulering af vedvarende græs. Denne tager udgangspunkt i Daisy s eksisterende græsmodel /21//20/. Kalibrering af udbytte Forud for de endelige beregninger er Daisy-modellen kalibreret til at give udbytter på niveau med værdierne i Tabel 2.4. Som anført i Daisy Ståbi en /4/, så gennemføres kalibreringen ved at ændre parameteren DSEff forholdsvist op eller ned ved DS 1 og 2, samt evt. raten for kvælstofoptagelse. Dette er tekniske termer, der kun er angivet her for at dokumentere, hvilke ændringer der er foretaget i modellen. I beregningerne er afgrødemodellerne vårbyg, vinterhvede og rosenkål kalibreret, så de beregner udbytter, der svarer til aktuelle udbytter på Tunø. For disse afgrøder er parameteren DSEff ved DS 1 og 2 justeret ned med henholdsvis 6, 3 og 10 %. Side 15

19 3 Resultater Rapportens resultater er opdelt i to afsnit: 1. Kalibrering af Daisy-modellen på målinger fra seks sugecellefelter og to lysimeterstationer over perioden og opstilling af kvælstofbalancer beregnet på de enkelte felter. 2. Beregning af nitratudvaskningen for det samlede beregningsområde. 3.1 Modelkalibrering på sugecelle- og lysimetermålinger Vandbalance på lysimeterstationer De to lysimeterstationer er etableret i De er tilsået med græs, der ikke gødes og vandes. På stationerne måles mængden af vand, der perkolerer ud af rodzonen i én meters dybde. Vandmængden opgøres på årsbasis for perioden 1. juli 30. juni. I Daisy-modellen er der anvendt de jordfysiske parametre, der er målt på stationerne. Til dette projekt er der udviklet en afgrødemodel til simulering af ugødsket vedvarende græs, som er anvendt ved modellering på begge lysimeterstationer. Af Figur 3-1 ses en sammenligning af målt og modelleret perkolation på årsbasis for de to stationer. I gennemsnit er der målt en årlig perkolation på hhv. 210 og 195 mm i indre og ydre lysimeter. I beregningerne er perkolationen i gennemsnit 209 og 202 mm/år. I det store og hele er der god sammenhæng mellem målt og beregnet perkolation. Der er dog enkelte år, hvor der er store afvigelser. Det kan der være flere årsager til, bl.a.: 1. Usikker bestemmelse af nedbør 2. Usikker bestemmelse af jordfysiske parametre 3. Modelusikkerhed, herunder modellen for ugødsket permanent græs. I lysimetrene er jordsøjlen brudt i én meters dybde. På nogle jordtyper vil dette påvirke vandbalancen, idet det forhindrer kapilær vandstigning fra den underliggende jord. Ligeledes forhindres vandstuvning og stempeleffekt. For at gøre målinger og beregninger sammenlignelige er der derfor anvendt lysimeterbund som nedre rand i Daisy-modellen. Beregningerne viser dog, at ved ændring til fri afdræning i 3,0 meters dybde sker der kun en meget lille ændring i vandbalancen (1-2 mm/år), hvilket fremgår af Tabel 3.1. Side 16

20 Indre lysimeter Målt i lysimeter Beregnet perkolation Perkolation (mm/år) Perkolation (mm/år) Ydre lysimeter Gns. Målt i lysimeter Beregnet perkolation Gns. Figur 3-1: Målt og beregnet perkolation i 100 cm dybde i lysimetrene i indre og ydre zone. De årlige opgørelser dækker perioden 1. juli 30. juni. Tabel 3.1: Gennemsnitlig årlig målt og modelleret perkolation i perioden Indre Ydre Målt Modelleret Målt Modelleret Lysimeter Fri afdræning Vandbalance på sugecellefelter Den beregnede gennemsnitlige vandbalance for sugecelelfelterne er vist i Tabel 3.2. Felterne er opdelt i omdriftsarealer (felt 1, 2 og 6) og ugødsket vedvarende græs (felt 3, 4 og 5). På felt 4 og 5 har der ikke været græs i starten af måleperioden. Derfor er data fra de første tre år udeladt fra disse to stationer i sammenligningen i Tabel 3.1. Resultaterne fra de enkelte år fremgår af Bilag 3. Perkolationen fra græsarealerne er som forventet på niveau med de to lysimeter-stationer, hvor vegetationen også er ugødsket græs. Fra sugecellefelterne på omdriftsarealer er fordampningen højere Side 17

21 end fra felterne med vedvarende græs. Dog med undtagelse af sugecelle felt 1 (hul 4 i Tabel 2.1), som er beliggende på en meget grovsandet jord. Det er forventeligt, at fordampningen er højere fra felterne på omdriftsarealer, idet en velgødsket afgrøde generelt fordamper mere end en lavt gødsket. Dette er bl.a. vist i et engelsk forsøg med gødet og ugødsket vedvarende græs /22/. I lysimetre blev der målt en fordampning fra ugødsket græs på 372 mm/år mod en fordampning på 503 mm fra gødet græs. Gødskningen er altså med til at øge fordampningen. Fordampningen fra landbrugsarealer i omdrift er typisk højere end fra lav ugødsket vegetation på samme jordtype /13/, /14/. Tabel 3.2: Vandbalancer for sugecellefelterne. Vandbalancen er middelværdier for perioden Sugecellefelt Periode Nedbør Fordampning Perkolation Nr. mm/år mm/år mm/år 1 (omdrift) (omdrift) (vedv.græs) (vedv.græs) (vedv.græs) (omdrift) Gns. (omdrift) Gns. (vedv.græs) Fordampningen fra ugødsket vedvarende græs på Tunø er sammenlignelig med fordampningen fra ugødet vedvarende græs på Djursland /8/, hvor fordampningen over 3 år i gennemsnit blev målt til 477 mm/år men ved en lidt højere nedbør (758 mm/år) Kvælstofbalancer på sugecellefelter Siden 1989 er der løbende målt nitratkoncentrationer i sugeceller seks steder i og omkring beregningsområdet. Fra landmanden der dyrker jorden på arealerne er der indsamlet oplysninger om gødningsforbrug og afgrøde det enkelte år. På hvert felt er jorden analyseret i flere horisonter. På baggrund af disse oplysninger er Daisy-modellen opstillet og kalibreret. Opstillingen og kaliberingen er gennemgået i Bilag 3. Omdriftsarealer (felt 1, 2 og 6) Nitratudvaskningen fra sugecellefelterne på omdriftsarealer er beregnet for perioden 1989 til 2006 (felt 1, 2 og 6). Resultaterne fremgår af Tabel 3.3. Af Bilag 3 fremgår detaljerede resultater for det enkelte år på hver sugecellefelt. Den gennemsnitlige nitratudvaskning fra de tre felter er beregnet til 58 kg N/ha/år svarende til ca. 157 mg/l. Der er stor variation mellem de tre sugecellefelter, hvilket afspejler forskelle i dyrkningspraksis og jordtype. Af tabellen fremgår ligeledes den målte udvaskning baseret på vandbalancen beregnet med Daisy-modellen. Den gennemsnitlige målte koncentration er 167 mg/l, hvilket ligger ca. 10 mg/l over den beregnede. Side 18

22 På de enkelte felter er forskellen fra mg/l. Der kan være mange årsager til denne forskel, f.eks.: Den modelberegnede vandbalance kan være forkert De jordfysiske parametre kan være dårligt bestemt Stor variation i målte koncentrationer Gødningstildelinger og dyrkning over sugecellerne afviger fra det oplyste Den organiske pulje opbygges på sugecellefelt 1 og 6, men nedbrydes kraftigt på sugecellefelt 2. Opbygningen af puljen på felt 1 og 6 skyldes hovedsageligt, at det organiske indhold i jorden i forvejen er meget lavt, og der derfor let kan ske en opbygning. Omvendt skyldes den kraftige nedbrydning på sugecellefelt 2 primært, at humusindholdet her er højt, og at det derfor er vanskeligt at oppebære et højt indhold, når jorden er i omdrift. Det målte humusindhold fremgår af Tabel 2.1. Tabel 3.3: Gennemsnitlig kvælstofbalance for sugecellefelterne 1, 2 og 6 i perioden Felterne er beliggende på omdriftsarealer. Sugecellefelt Tilførsel (kgn/ha) Fraførsel (kgn/ha) Org. pulje Nitratkonc. (mg/l) Gød- Depo- Såsæd Tilførsel Udvask- Denitri- Høst Fraførsel Ændring Beregnet ning sition i alt ning fikation i alt (kg N/år) Målt Gns Vedvarende græs (felt 3, 4 og 5) Nitratudvaskningen fra sugecellefelterne på arealer med vedvarende ugødsket græs er beregnet for perioden 1989 til 2006 (felt 3, 4 og 5). Resultaterne fremgår af Tabel 3.4. Resultaterne fra de enkelte år fremgår af Bilag 3. Den gennemsnitlige nitratudvaskning er beregnet til ca. 2 kg N/ha/år. Den organiske pulje stiger gennem perioden med ca. 5 kg N/ha/år, hvilket er forventeligt da markerne tidligere var i omdrift, og blev dyrket med korn og grøntsager, hvor tilbageførsel af organisk materiale fra afgrøden er beskeden. Når arealet omlægges til græs vil jordens indhold af organisk stof stige. Langvarige forsøg i England viser at landbrugsjord, der får lov at ligge i græs opbygger den organiske pulje i jorden. Opbygningen vil dog aftage på lang sigt (flere hundrede år) /15/. Kvælstofdeposition og fiksering i ukrudts-bælgplanter er de eneste kilder der tilfører kvælstof til arealet. Depositionen ligger på 16 kg N/år og mængden af fikseret kvælstof er ukendt. I de langvarige engelske forsøg udgør bælgplanter ca. 0,01 % af plantemassen /15/. Under feltarbejdet blev der dog fundet humlesneglebælg og rødkløver på området med vedvarende græs, og da både humlesneglebælg og rødkløver fikserer kvælstof, vil der sandsynligvis være et lille kvælstofbidrag fra fiksering. Side 19

23 Kvælstofudvaskningen forventes at være lavere end depositionen og fikseringen i mange år frem, da opbygningen af den organiske pulje sandsynligvis vil være stor. Samtidig er græssets evne til at optage kvælstof stor. Tabel 3.4: Kvælstofbalance for sugecellefelt 3, 4 og 5 i perioden fra henholdsvis 1989 og 1992 frem til Der er vedvarende græs på arealet i hele perioden. Sugecellefelt Tilførsel (kgn/ha) Fraførsel (kgn/ha) Org. pulje Ændring Nitratkonc. (mg/l) (periode) Deposition Udvaskning Denitrifikation Høst Total output (kg N/år) Beregnet Målt 3 ( ) ( ) ( ) Gns Kvælstofbalancer for vedvarende græs Puljeudvikling I dette projekt er der udført langvarige modelberegninger af udviklingen i den organiske pulje, nitratudvaskning og denitrifikation for at belyse om den nuværende lave nitratudvaskning på sugecellefelterne med ugødsket vedvarende græs kan forventes at fortsætte. Beregningerne er ikke velkalibrerede, og skal derfor tages med forbehold. Den beregnede puljeudvikling er vist i Figur 3-2. Figuren viser kvælstof puljeudviklingen i 200 år med tre forskellige udgangspunkter for humusindhold i A-horisonten på hhv. 1,4 %, 2,8 % og 4,0 %. Der er ikke varieret på humusindholdet i de underliggende horisonter. Side 20

24 pct. humus 2.8 pct. humus 4.0 pct. humus kg N/ha År Figur 3-2: Pulje udviklingen for sugecellefelt 3, angivet med blå for jordens målte humus indhold på 1,4 %, samt to scenarier med humus indhold på henholdsvis 2,8 % og 4,0 % i pløjelaget. Det fremgår af Figur 3-2 at humusindholdet i start-situationen er afgørende for udviklingen i den organiske pulje. Hvis udgangs punktet er et lavt humusindhold, vil der gennem en lang periode ske en opbygning af puljen. Hvorimod hvis udgangspunktet er et højt indhold, vil der ske en gradvis nedbrydning af den organiske pulje. Det ses at et humusindhold på ca. 2,8 % sandsynligvis er ligevægts niveauet for vedvarende græs i beregningerne. I beregningsområdet på Tunø varierer humusindholdet fra 1,4 til 2,8 %. På Rothamsted Research Center i England er der udført langtidsforsøg med og uden landbrugsdrift. Resultater herfra viser, at vedvarende græs har et konstant højt humusindhold, som er dobbelt så stort som indholdet på landbrugsarealer i omdrift. Der er udført forsøg, hvor omdriftsarealer er omlagt til vedvarende græs og resultatet er, at 30 år efter omlægningen stiger humus indholdet stadig. På 30 år er humusindholdet således steget fra udgangspunktet på ca. 3 % til ca. 4,5 %. Præcist det modsatte er observeret i forsøgsparceller, der har ligget i vedvarende græs og derefter omlægges til omdrift, hvor humusindholdet falder gennem de 30 år forsøget har været udført /16/. Disse observationer er i overensstemmelse med målinger i de danske kvardratnetspunkter, hvor der er fundet en signifikant sammenhæng mellem antal år med græs i sædskiftet og udviklingen i den organiske pulje /19/. Jo flere år med græs, jo højere opbygning og omvendt. Nitratudvaskning Nitratudvaskningen fra ugødskede vedvarende græsarealer er lav, hvilket fremgår af Figur 3-3, der viser beregnet nitratudvaskning ved tre forskellige startniveauer af humusindhold (1,4 %, 2,8 % og 4,0 %). Udvaskningen er lavest i starten og stiger til et lidt højere niveau efterhånden som den Side 21

25 organiske pulje indstiller sig i en ligevægt. Jo højere startniveauet er af humusindhold, jo højere bliver udvaskningen. Resultatet af beregningerne er, at ved et middel humusindhold, opnås en ligevægtstilstand efter ca. 100 år. Udvaskningen kan forventes at stige fra de nuværende ca. 2 kg N/ha/år til ca. 4-5 kg N/ha/år, hvilket stadig er en meget lav udvaskning. Kg N/ha/år År Figur 3-3: Kvælstofudvaskningen fra vedvarende græsarealer over en 200-årig periode. Blå graf angiver udgangspunktet med 1,4 % humus som er målt. Rød og grøn graf angiver et udgangspunkt på henholdsvis 4,0 % og 2,8 % humus. Udvaskning under ekstensivt dyrkede vedvarende græsarealer på Mols viser en udvaskning på 0,4-1,7 kg N/ha årligt. Peroklationen fra arealerne er beregnet til mm/år. Depositionen er opgjort til ca 12,5 kg N/ha årligt. Hvilket betyder at nitrat koncentrationen kommer helt ned på 2,7 mg NO3/l /8/. Resultater fra Drastrup ved Aalborg viser nitrat udvaskning på 1-2 kg/ha årligt på arealer, der er omlagt fra landbrugsdrift til vedvarende græs med afgræsning. Nitratkoncentrationen ligger under 3 mg/l. Området ligger lavt så der kan være lange perioder med vandmættede forhold, der sandsynligvis medfører en høj denitrifikation /9/. Denitrifikation Denitrifikationen på vedvarende græsarealer kan have stor betydning for kvælstofbalancen. Beregninger viser at denitrifikationen vil ligge på ca. 10 kg N/ha årligt ved et humus indhold på 2,8 %. Det betyder at en stor del af det kvælstof, der tilføres arealet gennem deposition (16 kg N/ha) denitrifiseres. Resultater fra forsøg viser, at denitrifikationen kan variere meget afhængig af jordtype, afdræningsforhold samt mængde og type af tilført gødning /7/. Generelt er denitrifikationen lav på sandede og handelsgødede jorde. Målinger viser denitrifikation på 1 til 9 kg N/ha for ugødede JB 5 jorde/7/. Side 22

26 Denitrifikationens størrelse er dermed af stor betydning for nitratudvaskningen fra arealerne. På vandlidende arealer kan der forventes en høj denitrifikation, og dermed en lav nitratudvaskning. Omvendt på tørre arealer, må der forventes en lav denitrifikation, og dermed højere udvaskning. 3.2 Nitratudvaskning i beregningsområdet Der er beregnet nitratudvaskning på landbrugsarealer i omdrift i beregningsområde Tunø, hvilket omhandler 6,4 ha som alt sammen ejes af samme landbrugsbedrift. Beregningerne er udført med Daisy-modellen (version 4.00) på baggrund af dyrkningsoplysninger indsamlet fra bedriften. Resultaterne for de enkelte sædskifter fremgår af Bilag 4, og beskrives i de følgende afsnit. Nitratudvaskningen fra den store andel med ugødsket vedvarende græs / brak er fastsat ud fra de målte og beregnede udvaskninger fra sugecellefelterne. Udvaskningen fra øvrige arealer i beregningsområdet er anslået ud fra erfaringsværdier. Disse udgør dog kun et meget beskedent areal Vandbalance på omdriftsarealer Af Bilag 4 fremgår den årlige vandbalance for landbrugsarealer i omdrift, som gennemsnit over perioden 1. april marts Nedbøren er i gennemsnit 644 mm/år, hvilket er meget lavt efter danske forhold. Markvanding er beregnet til 7 mm/år. Fordampningen er beregnet til 469 mm/år. Perkolationen ud af rodzonen er beregnet til 178 mm/år. Fordampningen og perkolationen varierer kun lidt mellem de fleste jordtyper. En undtagelse er dog den meget grovsandende og kun lidt lerholdige jord på sugecellefelt 1 (hul 4), som fordamper ca. 55 mm/år mindre end de øvrige. Den beregnede perkolation ud af rodzonen er lav, hvilket skyldes den lave nedbør i området Markvanding På bedriften er der vandingstilladelse til m 3 årligt, men ifølge ejeren vandes der anvendes kun ca m 3 /år. I Daisy-modellen er der foretaget vanding efter behov i kartofler, som kun udgør et lille areal. Dvs. at når jorden er tilstrækkelig tør i jordlaget fra 0 20 cm udføres en vanding. Nitrat indholdet i det vand der benyttes til markvanding er sat til 25 mg/l. Der vandes gennemsnitligt med 85 mm/år til kartoflerne. Kvælstoftilførslen gennem vandingsvandet udgør ca. 5 kg N/ha/år Kvælstofbalance på omdriftsarealer Af bilag 4 fremgår kvælstofbalancen for de enkelte sædskifter på hver jordtype. I Tabel 3.5 ses den arealvægtede kvælstofbalance for landbrugsarealer i omdrift. Side 23

27 Tabel 3.5: Kvælstofbalance på omdriftsarealer i beregningsområde Tunø. Kg N/ha/år Gødning 127 Deposition 16 N-fiksering 0 Såsæd 4 Tilførsel i alt 146 Ammoniakfordampning 0 Nitratudvaskning 34 Denitrifikation 8 Høst 99 Fraførsel i alt 141 Puljeændring i jorden 5 Nitratudvaskning Den gennemsnitlige nitratudvaskning fra landbrugsarealer i omdrift er beregnet til 34 kg N/ha/år svarende til ca. 85 mg/l. Udvaskningen fra enkeltarealer varierer mellem 61 mg/l til 141 mg/l. De højeste udvaskninger ses på den meget grovsandede jord baseret på data fra hul 4 (sugecellefelt 1) (Bilag 4). Koncentrationerne er relativt høje. Dette skyldes ikke, at nitratudvaskningen er speciel høj, men derimod den lave perkolation. Sammenligning med Landovervågningsoplande Som sammenligningsgrundlag kan anvendes resultater fra Landovervågningsoplandene /6/, hvor der i perioden 1990 og frem til i dag er foretaget måling af kvælstofbalancen i tre lerjordsoplande og to sandjordsoplande. I perioden 1999/ /04 har nitratudvaskningen i gennemsnit været 50 og 79 kg N/ha/år i hhv. lerjords- og sandjordsoplandene, hvorimod udvaskningen på Tunø, der kan karakteriseres som et sandjordsområde, er beregnet til 34 kg N/ha/år. Sammenligningen viser, at det beregnede niveau for udvaskning ligger lavt i forhold til både sandjords- og lerjordsoplandene i landovervågningsprogrammet. Målingerne er dog foretaget i en periode, hvor tiltagene til reduktion af nitratudvaskningen i Vandmiljøplan II ikke var fuldt implementeret. Det betyder, at målingerne i dag sandsynligvis vil være lidt lavere. Andre årsager til lav udvaskning er et relativt lavt gødskningsniveau, ingen brug af organisk gødning og et lavt humusindhold i jorden. Ændring i den organiske pulje Indholdet af organisk stof i dyrket jord er afhængig af dyrkningssystemet men også af bl.a. klima, geologi, vegetationstype, afvandingsforhold og topografiske forhold. Efter en opdyrkning eller ved ændringer i dyrkningssystemet vil jorden med tiden nærme sig en ny ligevægt. Hastigheden, hvormed indholdet af organisk stof i en jord ændres, afhænger af, hvor langt jorden er fra ligevægtssituationen for den dyrkningsform, der aktuelt praktiseres. Ofte vil der først ske en hurtig ændring Side 24

28 af C-indholdet, hvorefter det går langsommere, jo nærmere jorden når ligevægts-niveauet. Tidsrummet for opnåelse af en fuldstændig ligevægt kan dog være meget lang. Christensen /10/ angiver et tidsrum på mellem 50 til flere hundrede år. Over en kortere årrække er det især sædskifte, gødningsniveau, omfang af halmnedmuldning og brug af husdyrgødning, der har effekt på indholdet af organisk stof i jorden. Ved simulering med Daisy-modellen kalibreres modellen således, at ændringen i det organiske stof i jorden er lille og derefter benyttes en 10 års indkøringsperiode, hvor puljen kan stabilisere sig. Da grundvandspåvirkning af nitrat skal ses på lang sigt, ønskes nitratudvaskningen beregnet i en situation, hvor der antages at være nogenlunde ligevægt i den organiske pulje for området som helhed. I disse beregninger er modellen kalibreret til, som gennemsnit for de samlede områder, at holde den organiske pulje i balance. På trods af at puljen er forsøgt holdt i balance i beregningerne, sker der en nettoopbygning på ca. 5 kg N/ha/år. Teksturanalyserne fra Nordsamsø viser, at jordens organiske indhold er meget lille. Det er således også begrænset, hvor meget der kan tæres på puljen. Samtidig er dyrkningspraksis ændret de senere år, så alt halmen nu nedmuldes og der dyrkes en højere grad af efterafgrøder. Dette har en opbyggende effekt på den organiske pulje. Så pga. det lave indhold, og en stor årlig tilførsel af planterester, vurderes det sandsynligt, at den organiske pulje er under opbygning Arealer udenfor omdrift Nitratudvaskningen er beregnet for landbrugsarealer i omdrift. Fra arealer med ugødsket vedvarende græs og brak anvendes målte og beregnede værdier fra sugecellefelterne. Fra andre arealtyper i beregningsområdet er vandbalance, nitratudvaskning og nitratkoncentration baseret på antagelser. Arealfordelingen fremgår af Tabel 3.6. Her ses også de anvendte værdier for fordampning og perkolation. Tabel 3.6: Vandbalance, nitratudvaskning og -koncentration på arealer, der ikke er i omdrift. Til sammenligning er medtaget de gennemsnitlige beregnede værdier for omdriftsarealer. Vegetation Areal Fordampning Perkolation Udvaskning NO3-konc. (ha) (mm/år) (mm/år) (kg N/ha) (mg/l) Omdrift, gennemsnit 6, Vedv. Græs og brak 16, Markveje 0, Læhegn og krat 0, Ialt 23, Side 25

29 3.3 Vand- og kvælstofbalance for det samlede beregningsområde Baseret på beregningerne på omdriftsarealer og målinger og vurderinger på øvrige arealer, er den gennemsnitlige nitratudvaskning i det samlede beregningsområde ca. 13 kg N/ha/år, perkolationen er ca. 198 mm/år og nitratkoncentrationen er ca. 30 mg/l. Resultaterne fremgår af Figur 3-4 og Figur 3-5. Variationerne i værdierne indenfor beregningsområdet er meget store. Det fremgår, at udvaskningen er lavest i de centralt beliggende områder med vedvarende græs og størst i de østlige og nordlige områder med omdriftsarealer. Indsatsområde Kvælstofudvaskning, kg N/ha meter 200 Figur 3-4: Beregnet kvælstofudvaskning i Tunø beregningsområde. Side 26

30 Indsatsområde Nitratkoncentreation, NO3 mg/l 125 til til til til til 50 0 til meter 200 Figur 3-5: Beregnet nitratkoncentration i Tunø beregningsområde Usikkerhed Tidligere analyser af usikkerheden på denne type beregninger har vist, at usikkerheden indenfor et rimeligt sandsynlighedsfelt ligger i størrelsesordenen +/- 5 kg N/ha/år på omdriftsarealer, her svarende til +/- 11 mg nitrat pr. liter. På arealerne med vedvarende græs viser målingerne samstemmende, at koncentrationerne er meget lave. Det vurderes derfor også, at usikkerheden her er meget lille. Side 27

31 4 Konklusion Århus Amt har igangsat udarbejdelse af en indsatsplan til drikkevandsbeskyttelse i beregningsområde Tunø. Som en del af grundlaget for indsatsplanen er der i denne rapport beregnet og vurderet nitratudvaskning i det 23,5 ha store område, hvoraf omdriftsarealer udgør 6,4 ha. Beregningerne er gennemført på baggrund af indsamlede data fra landbrugsarealerne i området. Data omhandler nuværende og fremtidig afgrødevalg, gødningsanvendelse, udbytteniveau, markvanding og dyrkningspraksis. Nitratudvaskningen er beregnet på markniveau med Daisy-modellen. I beregningsområde Tunø foreligger der et unikt datamateriale i form af målt nitratudvaskning og nettonedbør på en række marker siden Det har givet mulighed for en god kalibrering af Daisy-modellen forud for beregning af nitratudvaskningen i det samlede område. Der er hermed fremskaffet et fagligt forsvarligt grundlag for vurdering af nitratbelastningen, som udgør en del af grundlaget for indsatsplanens stillingtagen til eventuelle tiltag overfor nitratudvaskning fra landbruget. Projektets resultater har ført til følgende konklusioner: 1. Det har været muligt, at opnå en høj grad af overensstemmelse mellem målt og modelleret perkolation i to lysimetre. 2. Det har været muligt, at opnå en høj grad af overensstemmelse mellem målt og modelleret nitratudvaskning på seks sugecellefelter. 3. Perkolationen (afstrømningen) fra omdriftsarealerne er beregnet til ca. 178 mm/år. Fra det samlede område er perkolationen beregnet til 198 mm/år. Dette er lavt sammenlignet med andre områder i Danmark, og skyldes den lave nedbør på gennemsnitlig 646 mm/år. 4. Det er kun et meget lille areal i beregningsområdet, der kan vandes. Ifølge dyrkningsoplysningerne vandes der i gennemsnit kun med ca m 3 om året. I beregningerne svarer det til ca. 7 mm/år på omdriftsarealerne. 5. Nitratudvaskningen fra landbrugsarealer i omdrift er beregnet til gennemsnitlig ca. 34 kg N/ha/år, svarende til en nitratkoncentration på 85 mg/l. Usikkerheden på den gennemsnitlige udvaskning vurderes at være ca. 5 kg N/ha/år, svarende til +/- 11 mg nitrat pr. liter på omdriftsarealerne. 6. I beregningerne sker der en gennemsnitlig netto-opbygning af den organiske pulje på ca. 5 kg N/ha/år. Modellen er i dette projekt forsøgt Side 28