Anlægsrapport nummer 597 Forsøgsnummer Thy Statsskovdistrikt, Nystrup Klitplantage, Afd. 452a. August 2001 Morten Ingerslev

Transkript

1 1 Bilag 2. Anlægsrapport nummer 597, forsøgsnummer 1506, Udbringning af flisaske i dansk skovbrug Økologiske konsekvenser. Thy Statsskovdistrikt, Nystrup Klitplantage, Afd. 452a Ingerslev, M., Anlægsrapport nummer 597, forsøgsnummer 1506, Udbringning af flisaske i dansk skovbrug Økologiske konsekvenser. Thy Statsskovdistrikt, Nystrup Klitplantage, Afd. 452a. Intern anlægsrapport. Skov & Landskab, Hørsholm, 15 pp. Anlægsrapport nummer 597 Forsøgsnummer 1506 konsekvenser Udbringning af flisaske i dansk skovbrug - Økologiske Thy Statsskovdistrikt, Nystrup Klitplantage, Afd. 452a August 2001 Morten Ingerslev Afdelingen for Skovøkologi Øko-rapport nr. 10 Foto: Morten Ingerslev

2 2 Indholdsfortegnelse BAGGRUND... 3 FORMÅL... 3 FORSØGSAREALETS BELIGGENHED... 4 DISTRIKT... 4 AFDELING... 4 UTM KOORDINATER... 4 KONTAKTPERSONER... 4 SKOVRIDER... 4 KLITPLANTØR... 4 PLACERING... 5 JORDBUND... 7 JORDBUNDSTYPE... 7 PROFILBESKRIVELSE... 7 BESKRIVELSE AF FORSØGSAREALETS HISTORIE OG DETS OMGIVELSER... 7 AREALETS HISTORIE... 7 AREALETS HÆLDNING... 7 FORSØGSAREALET GRÆNSEOMRÅDER OG VINDEKSPONERING... 7 FORSØGSBEVOKSNINGEN... 7 BEVOKSNINGSANLÆG, TRÆART OG PROVENIENS... 7 JORDBEARBEJDNING FØR TILPLANTNING:... 7 PLANTEAFSTAND... 8 TYNDINGER (TIDSPUNKT OG INTENSITET)... 8 FORUDGÅENDE GØDSKNING... 8 BEVOKSNINGEN HAR IKKE VÆRET GØDSKET FORUD FOR FORSØGSANLÆGGET... 8 FORSØGSAREALETS DESIGN OG AFMÆRKNING... 8 PARCELOPDELING... 8 AFMÆRKNING... 8 PARCELSTØRRELSE... 8 FORSØGSPLAN FORSØGETS TIDSPLAN BEHANDLINGER MÅLINGER JORDVAND (INSTALLATIONER, PRØVEUDTAGNING OG ANALYSE) TDR JORDENS VANDINDHOLD (INSTALLATIONER OG MÅLINGER) GENNEMDRYP KLIMA JORDBUND NÅLEPRØVER TILVÆKST... 14

3 Baggrund 3 Ved udtag af biomasse til flisforbrænding fra skove fjernes næringsstoffer fra skovøkosystemet. I et bæredygtigt skovbrug bør dette kompenseres for at opretholde et stabilt dyrkningsgrundlag. Tilbageførsel af aske fra flisforbrænding til skovene er en oplagt mulighed for at recirkulere en del af de udtagne næringsstoffer, og derved opnå en kompensation. I de seneste år er en stadig større mængde flis blevet benyttet i de danske kraftvarmeværker, og denne udvikling må forventes at fortsætte. Behovet for kompensation er størst på de næringsfattige jorde. Det er også for disse lokaliteter, at der er blevet peget på en direkte sammenhæng mellem næringsstofmangel, og den svækkede sundhedstilstand, som er blevet observeret i bevoksningerne. Der er således et behov for at få undersøgt mulighederne for at anvende flisaske til at kompensere den næringsstoffjernelse, som finder sted i forbindelse med flisforbrænding. På nuværende tidspunkt er aske fra flisforbrænding i Danmark et affaldsprodukt fra energiproduktionen, som kun i ringe grad udnyttes. Ved tilbageførsel af flisasken kan dette affaldsprodukt blive en vigtig ressource i det bæredygtige skovbrug. Flisaske, som recirkuleres til skoven, vil endvidere kunne erstatte en del af den kunstgødning, som benyttes i skovbruget på nuværende tidspunkt. Udbringning af flisaske kan have en række uønskede effekter i skoven. Flisasken vil virke alkalisk på jorden og jordvandet, og dermed give risiko for rodsvidning med nedsat vand- og næringsstofoptag til følge. Hvis asken opløses for hurtigt, kan der være en risiko for, at de biogeokemiske forhold i jordbunden bliver udsat for drastiske ændringer indenfor en relativt kort periode. Disse ændringer kan bl.a. påvirke næringsstofkoncentrationen i jordvandet og mineraliseringen af organisk stof i jordbunden og dermed medføre en forøget risiko for udvaskning af næringsstoffer. De biogeokemiske ændringer i jordbunden kan også medføre en forøget risiko for hurtig spredning og hyppigere angreb af rodfordærver. Disse uønskede følgevirkninger af flisaskeudbringning vil antageligt kunne modvirkes ved at granulere eller coate asken og dermed nedbringe askens reaktivitet. En sådan forbehandling af asken vil kunne kombineres med tilsætning af de næringsstoffer, der er i relativt underskud mht. en balanceret planteernæring. Med vedtagelsen af Gødskningsstrategien for Skov- og Naturstyrelsens skovarealer m.m. samt den nært forestående vedtagelse af en askebekendtgørelse, er rammerne givet for anvendelsen af flisaske i skovbruget. Der forestår nu et udviklings- og forskningsbaseret arbejde med at udvikle asken til et gødskningsprodukt, herunder afprøve de mest hensigtsmæssige metoder til behandling og udbringning af flisasken, samt undersøge flisaskeudbringningens konkrete effekt på skovøkosystemet. Formål Projektet skal overordnet belyse mulighederne for og effekterne af at udbringe flisaske i danske skovbrug. Projektet skal besvare følgende delspørgsmål: 1. Hvordan sikres, at asken har den mest gunstige næringsstofsammensætning for bevoksningerne? Skal asken eventuelt tilsættes andre næringsstoffer inden udbringningen for at sikre en balanceret planteernæring?

4 4 2. Hvordan sikres, at den udbragte askes reaktivitet er tilpas langsom således, at udvaskning af næringsstoffer og drastiske ændringer i jord, jordvand og flora/fauna undgås, samt at næringsstofferne frigives fra asken med nogenlunde samme hastighed, som bevoksningen er i stand til at optage dem? Skal asken hærdes og i givet fald hvordan? 3. Hvorledes kan man imødekomme de krav Bekendtgørelse om anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasse og biomasseaffald til jordbrugsformål (Bioaskebekendtgørelse nr. 39 af 20 januar 2000) stiller vedr. askens indhold af uønskede følgestoffer (tungmetaller, PAH er, dioxiner, m.m.)? 4. Hvordan påvirker askeudbringningen skovøkosystemets jordbund, jordvæske, næringsstofudvaskning samt flora- og faunasammensætningen? 5. Kan de uønskede følgestoffer, som udbringes med asken, spores i skovøkosystemet og i givet fald hvor? 6. Hvordan skal man teknisk håndtere asken fra flisforbrændingen til udbringningen i skoven? 7. Hvordan påvirker askeudbringningen rodfordærverens spredningsmønster ved evt. at ændre jordens ph? Forsøgsarealets beliggenhed Distrikt Thy Statsskovdistrikt Afdeling Nystrup Klitplantage, afd. 452a (var i forrige driftsplansperiode litra b) UTM koordinater Zone: 32 x: m y: m Kontaktpersoner Skovrider Ditte Svendsen Søholtvej 6, 7700 Thisted Tlf.: E-post: dsv@sns.dk Klitplantør Per Kynde Tvorupvej 54, 7700 Thisted Tlf.: , Mobil tlf.: E-post: pky@sns.dk

5 Placering 5 I det vest-sydvestlige hjørne af afdeling 452a, Hovemarkvej (kort 1). Thy Statsskovdistrikt Nystrup Klitplantage, afd.452a Askeforsøg FSL forsøg nr.: 1506 Kort 1. Forsøgsarealets placering. Udsnit af Kort- og Matrikelstyrelsens kort er med styrelsens tilladelse: Kort- og Matrikelstyrelsen ( G ) efterbearbejdet af Forskningscentret for Skov & Landskab, 2000.

6 Thy Statsskovdistrikt Nystrup Klitplantage, afd.452a Askeforsøg FSL forsøg nr.:

7 7 Jordbund Jordbundstype Jordbunden består af en leret moræneaflejring, som er blevet overdækket med ca. 1 m flyvesand. Profilbeskrivelse Dette er en indledende profilbeskrivelse. En egentlig profilbeskrivelse er givet i bilag 4 til hovedrapporten for dette projekt. Jordbunden består af (baseret på en gennemsnitlig betragtning af 4 jordspydskerner): -6-0 cm O-horisont 0-1 cm A-horisont, sandet, sort horisont med organisk stof 1-8 cm A-horisont, sandet, grå-sort-brunlig 8-50 cm Bs-horisont, sandet, rød/brun, visse steder lysebrun cm Bhs-horisont, sandet, grå-sort-brun, forholdsvis mørk cm Bhs-horisont, sandet, meget mørk sort-brun cm C-horisont, sand/ler, mørkebrun 115- cm C-horisont, ler/sand, grå-hvidt Beskrivelse af forsøgsarealets historie og dets omgivelser Arealets historie Arealet er tidligere hede erhvervet af distriktet i Arealet blev tilplantet med fransk bjergfyr og skovfyr i En skærm af disse fyrretræer blev i 1974 underplantet med sitka. Arealets hældning Arealet hælder svagt mod syd fra skrænterne ved Hoverimme. Hældningen er dog så svag, at det sandsynligvis ikke har betydning for forsøgets vandbalance mht. overfladeafstømning. Forsøgsarealet grænseområder og vindeksponering Forsøgsarealet grænser mod syd op til en meget åben, lav og spredt fyrrebevoksning, der gør arealet vind-eksponeret fra syd. Arealet er ikke vind-eksponeret fra andre retninger. Forsøgsbevoksningen Bevoksningsanlæg, træart og proveniens Sitkagran (Picea sitchensis); proveniensen er Viborg Havredal og 2/2 planter blev anvendt ved anlæg. Forsøget er anlagt i en 28 år gammel (alder fra frø i 2000) sitkagranbevoksning, som blev plantet i Kulturen blev plantet under skærm af fransk bjergfyr og skovfyr. Kulturen er efterbedret i 1983 med sitka (proveniens Rønhede F. 405) 2/2 planter. Jordbearbejdning før tilplantning: Ikke ud over gravede plantehuller.

8 Planteafstand 2,5 m * 1,25 m, svarende til ca træer/ha. 8 Tyndinger (tidspunkt og intensitet) Overstandermassen er tyndet af flere gange og afviklet i I 1997 er der indlagt spor og samtidig foretaget en let tynding med et udtag på 40 m 3 fastmasse/ha. Forudgående gødskning Bevoksningen har ikke været gødsket forud for forsøgsanlægget Forsøgsarealets design og afmærkning Parcelopdeling Forsøget er anlagt med bruttoparceller (behandlingsenheder), som er afgrænset af spormidten på omgivende spor og/eller nærmeste hjulspor på Hovemarkvej. Skitse af forsøget er vist i figur 1. Hver bruttoparcel indeholder en nettoparcel som er mindre end bruttoparcellen. Brutto-/nettoparcelløsningen er valgt for at begrænse randeffekter ved spor samt begrænse den forskel, der er mellem de enkelte parcellers sydrand, specielt ved Hovemarkvej. Nettoparcellerne er således oprettet ved at flytte den sydvendte parcelgrænse ind i bruttoparcellen. For nettoparcel B-3 er den nordlige parcelgrænse flyttet lidt mod syd i forhold til bruttoparcellen, igen for at ensarte parcellernes form i forhold til sporplaceringen og lysforholdene. Over arealet er der en tendens til, at træernes biomasse falder mod nordøst. Blokinddelingen er valgt så den er konfunderet med denne tendens. Afmærkning Arealet er opdelt i tre blokke; A, B, og C. I hver blok er der tre parceller; 1, 2 og 3. Hvert hjørne af bruttoparcellerne er markeret med en træpind. Nettoparcellerne er afmærket med plastpinde mod syd og træpindene, som også angiver bruttoparcellerne, mod nord. Nettoparcel B-3 er dog en undtagelse ved, at parcellens nordvestlige hjørne er markeret med en hvid plastpind, idet nettoparcelgrænsen er flyttet i forhold til den tilsvarende bruttoparcel. Parcelstørrelse Parcellernes areal fremgår af tabel 1. Forsøgets samlede areal udgør ca. 1/4 ha.

9 9 Stavkærvej Thy Statsskovdistrikt Nystrup Klitplantage, afd. 452a Askeforsøg FSL- forsøgsnr A-1 A-2 A-3 N B-1 Hovemarkvej B-2 B-3 C-1 C-2 C-3 Spor Figur 1. Skitse af forsøgsdesignet

10 10 Tabel 1. Parcellernes størrelse, træantal og behandlingsdata. Blok Parcelangivelse Bruttoparcel areal Nettoparcel areal Antal træer i bruttoparcel Antal træer i nettoparcel Behandlingsnummer Aske fra Hurup Varmeværk Aske fra Vestervig Varmeværk Kontrol parcel Aske mængde (våd aske) Askens vandindhold Aske mængde (tør aske) (ha) (ha) (kg pr. parcel) (%) (kg/ha) A-1 A 0,022 0, x 96 3, A-2 A 0,021 0, x , A-3 A 0,052 0, x 0 B-1 B 0,041 0, x 183 3, B-2 B 0,037 0, x , B-3 B 0,027 0, x 0 C-1 C 0,025 0, x 112 3, C-2 C 0,025 0, x , C-3 C 0,020 0, x 0 0

11 11 Forsøgsplan Forsøget er anlagt i en eksisterende Sitkagran bevoksning fra Forsøgets tidsplan Forsøget er anlagt i 2000 ved bevoksningsalder 28 år, og forventes afsluttet i efteråret Behandlinger Forsøget indeholder to behandlingstyper og en kontrol. Hver behandling og kontrol er gentaget i tre blokke. En behandlingsoversigt er givet i Tabel 1. Hver af de to behandlinger består af tilførsel af aske fra henholdsvis Hurup og Vestervig varmeværker. Spredningen blev foretaget d. 9. og 10. maj 2000 ved forsøgsanlæg. Asken blev afvejet i spande, så hver spand svarede til arealet mellem trærækkerne eller mellem tilgrænsende spormidte og nærmeste trærække. For hvert af disse arealer blev asken spredt med håndkraft. Arealet blev gået over to gange for hver spand for at sikre en ensartet spredning. Ideelt set burde asken have været spredt lidt tidligere på året, for at træerne kunne have fået mest mulig glæde af de tilførte næringsstoffer. Det regnede dog stort set ikke i april og maj. Askespredningen skal kun foretages denne ene gang i forsøgsperioden. Det var tilsigtet at sprede ca kg tør aske pr. ha. Ved spredningen blev askens vandindhold skønnet, og de spredte askemængder blev fastsat ud fra dette skøn. Det var først senere ved laboratorieundersøgelser, at det rigtige vandindhold blev bestemt, og den spredte mængde tør aske beregnet. Disse tal fremgår af tabel 1. Som det fremgår af tabel 1, blev der udbragt lidt mere (op til +7.8 %) end de tilsigtede 4000 kg tør aske pr. ha. Behandling 1 består af spredning af flisaske fra Hurup Varmeværk. Asken stammer fra skovflis (sitka og fyr). Asken er ved udtag på værket blevet befugtet med vand til et vandindhold på ca. 30 %. Herefter er asken blevet kørt på oplagringsplads på Thy Statsskovdistrikt, hvor asken har ligget uoverdækket i en bunke i en periode på ca. 5 uger før spredning (leveret til skoven i uge 14 i april 2000). Det regnede stort set ikke i denne periode, hvilket forklarer askens lave vandindhold på spredningstidspunktet. Asken var grå, støvede meget og indeholdt slagger i alle størrelser op til tennisboldstørrelse. Behandling 2 består af spredning af flisaske fra Vestervig Varmeværk. Asken stammer fra skovflis (sitka og fyr). Asken er udtaget ved vådudvaskning, hvilket vil sige, at den indeholder så meget vand, at den fremstår som en tyktflydende masse. Asken blevet kørt på oplagringsplads på Thy Statsskovdistrikt, hvor den lå overdækket i et ca. 10 cm tykt lag i en periode på ca. 8 uger før spredning (leveret til skoven i uge 11 i april 2000). Asken afgav i denne periode en stor del af vandet. Asken var rød-brun, støvede ikke og indeholdt relativt få slagger, men til gengæld askeklumper i alle størrelser op til tennisboldstørrelse, som kunne smuldres. De løse askeklumper smuldrede let ved spredningen, mens de fastere askeklumper ikke blev smuldret ved spredningen. Målinger Jordvand (installationer, prøveudtagning og analyse) I hver parcel er der installeret tre lysimetre i 85 cm dybde i mineraljorden. Lysimetrenes placering og nummerering er angivet på figur 2. Lysimetrene blev placeret i forskellig afstand til træerne, idet det er kendt, at nedsivningen afhænger af afstanden til træerne. De tre

12 lysimetre blev placeret skønsmæssigt i kort, middel og længere afstand fra træerne. Lysimetrene blev installeret i perioden fra d. 21. til d. 23. marts Efter en indkøringsperiode i april blev jordvandsprøverne analyseret fra maj Jordvandet suges ind i prøveflaskerne via kontinuert undertryk. Prøveflaskerne er placeret i nedgravede termokasser for at undgå frost og store temperatursvingninger (figur 2). Undertrykket leveres af en pumpestation, som drives af et solpanel. Jordvandsprøverne udtages og analyseres månedligt. Inden analyse opbevares prøverne køligt (ca. 5 o C). Jordvandsprøverne analyseres for ledningsevne, ph samt koncentrationen af kvælstof (NO 3 -N og NH 4 -N), fosfor (P), kalium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg) og aluminium (Al). 12 Stavkærvej A A Thy Thy Statsskovdistrikt Statsskovdistrikt Afd. Afd. 452a 452a Askeforsøg Askeforsøg Pumpe Klima Solpanel A-3 B N Hovemarkvej B B C-1 24 C C-3 Kasser med jordvandsopsamlingsflasker Kasser med jordvandsopsamlingsflasker Lysimeter Lysimeter Pumpe Klima Solpanel Pumpestation, Pumpestation, klimastation klimastation og og solpanel solpanel Vakuumslange Vakuumslange der der forsyner forsyner kasserne kasserne med med undertryk undertryk Figur 2. Placering og nummerering af installerede lysimetre mm.

13 TDR Jordens vandindhold (installationer og målinger) Til bestemmelse af jordens vandindhold er der installeret 8 TDR-prober på forsøgsarealet; placering og nummerering er angivet på figur 3. TDR-proberne er installeret ned til 90 cm dybde. TDR-probernes afstand til træerne er skønsmæssigt valgt, så arealet er bedst muligt repræsenteret, jf. placeringen af lysimetrene, se beskrivelse ovenfor. TDR-proberne blev installeret i perioden fra d. 21. til d. 23. marts Efter en indkøringsperiode i april blev jordens fugtighed målt fra maj Jordens vandindhold bestemmes månedligt via TDR-udstyret. 13 Stavkærvej A-1 A Thy Statsskovdistrikt Thy Statsskovdistrikt Nystrup Klitplantage, afd. 452a Afd. 452a Askeforsøg Askeforsøg A N B Hovemarkvej B-2 6 B C C C-3 TDR- TDRprober prober til til bestemmelse bestemmelse af af jordens jordens vandindhold vandindhold TDR-station TDR-station Tragte Tragte til til opsamling opsamling af af gennemdryp gennemdryp Figur 3. Placering af TDR-udstyr og gennemdrypstragte.

14 Gennemdryp I hver parcel er der installeret to gennemdryps-tragte; placering og nummerering er angivet på figur 3. Tragtenes afstand til træerne er skønsmæssigt valgt, så arealet er bedst muligt repræsenteret, jf. placeringen af lysimetre, se beskrivelse ovenfor. Gennemdrypsprøver udtages månedligt og analyseres for ledningsevne, ph samt koncentrationen af kvælstof (NO 3 -N og NH 4 -N), fosfor (P), kalium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminium (Al) og klorid (Cl). Gennemdrypstragtene blev installeret den 11. maj 2000, og gennemdryppet blev analyseret fra maj Klima På Hovemarkvej er der opstillet en klimastation (figur 2) der måler frilandsnedbøren og temperaturen. Jordbund Der er foretaget jordbundsanalyser i slutningen af forsøgsperioden (se hovedrapportens bilag 4). Nåleprøver Der er indenfor WOOD-EN-MAN-projektet (EU-projekt: QLK5-CT ) foretaget nåleanalyser i efteråret WOOD-EN-MAN projektet undersøger bl.a. effekten af flisaskerecirkulering på træernes næringsstofstatus, og udnytter i den forbindelse dette forsøg. Tilvækst Der skal indenfor WOOD-EN-MAN-projektet (EU-projekt) mm. foretages tilvækstmålinger ved opmåling af årringsbredde på vedboreprøver. 14