Kortlægning af risikoarealer for fosfortab i Danmark A3: Driftsmæssige reguleringer Foto: commons.wikimedia.org Sprøjtespor kan fungere som transportveje for vand, der afstrømmer på markoverfl aden. Vandet kan erodere sprøjtesporet og dets nærmeste omgivelser, og transportere sediment og næringsstoffer til vandmiljøet. Undlades spor eller løsnes sporene efter en overkørsel, er det muligt at mindske tabsrisikoen. Undlade sprøjtespor på marker eller bearbejde dem efter brug Fosfor og Virkemidler Preben Olsen Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Universitet Beskyt ferskvand mod P-tab Definition Samtidig med såning af en afgrøde er det almindeligt samtidig at etablere sprøjtespor (kørespor). Sprøjtespor vil fremtræde som parvise, ubevoksede striber i afgrøden og etableres i praksis ved afblænding af såtude indbyrdes placeret med en afstand som sporvidden af det maskineri, der senere anvendes til at sprøjte og gødske. Med kørespor er det muligt at arbejde med en større præcision, så overforbrug af gødning og sprøjtemidler undgås. Sporene bidrager dermed til at afgrødens udvikling og kvalitet bliver mere ensartet. Etablering af sprøjtespor i forbindelse med såning af afgrøder, må forventes at være en gængs praksis i den nærmeste fremtid, indtil den eksempelvis bliver afløst af andre måder at præcisionsdyrke jorden på fx automatiske styring af traktorer og andet maskineri med GPS. Formål Undgå at sprøjtespor fungerer som vandsamlende transportkorridorer for overfladisk afstrømmende vand, der kan erodere sporet og dets nærmeste omgivelser, hvorved sediment og næringsstoffer kan blive tabt til vandmiljøet. Redaktion: Brian Kronvang Carl Christian Hoffmann Hans E. Andersen Annette Baatrup-Pedersen Berit Hasler Gitte H. Rubæk Goswin Heckrath Charlotte Kjærgaard Uffe Jørgensen Christen Børgesen Preben Olsen
2 Virkemåde Ved selve såningen, og før afgrøden er vokset frem, vil der ikke være store forskelle at se mellem sprøjtesporene og den tilsåede del af marken. Niveauforskelle mellem sprøjtespor og resten af marken fremkommer, når der bliver kørt i sporet, i vinterafgrøder, som oftest ved den første ukrudtssprøjtning. Traktorens hjul kan da sammentrykke jorden så sporet fremtræder mere eller mindre U-formet med pilformede aftryk, afsat af dækkets ribber. Dybden af sporet afhænger af flere forhold som fx dækmontering, dæktryk, jordbearbejdning, tekstur og vandindhold. Med sammentrykningen af jorden i sporet er ikke blot lavet en kanalformet struktur, kanalens bund kan også være gjort mere ugennemtrængelig for vand (komprimeret), hvilket kan gøre ondt værre når vandet begynder at strømme af i sporet. Betydningen af sprøjtespor under markforhold for tab af sediment og næringsstof med vanderosion, er ikke kvantificeret under danske forhold. I England observerede man 385 marker i 5 år mellem 1989 og 1994. På 146 af markerne skete der erosion som for 34 % vedkommende skyldtes færdsels- og sprøjtespor (Chambers et al., 2000). Vand, der afstrømmer i kørespor, for siden at samles og koncentreres i slugter og lokale sænkninger, kan give erosion på tværs af kørespor. Som det fremgår af figur 1, er der næppe tvivl om, at sprøjtespor, også under danske forhold, kan være af betydning. Jord er bortskyllet både fra sporene og disses nærmeste opgivelser. Effekter for fosfor I England har man undersøgt betydningen af kørespor og hældningslængde i et 1-årigt parcelforsøg. Spor havde en signifikant, stor og positiv betydning for mængden af overfladisk afstrømning og tabet af sediment og total-p (TP), tabel 1. Med kørespor blev de afstrømningsvægtede koncentrationer af sediment og TP signifikant større end uden spor. Det omvendte var tilfældet når det gjaldt koncentrationerne af total opløst fosfor (ToP) pga. større vandmængde ved spor. Med kørespor var tabet af sediment 116 til 205 kg pr. ha mod bare 9 og 42 kg pr. ha uden kørespor. Tabet af TP med kørespor lå fra 79 til 175 g pr. ha, hvor der uden kørespor var lavere tab 4 til 26 g pr. ha. Når tabet af opløst fosfor blev forholdsmæssigt mindre med kørespor end uden, skyldtes det, at der med kørespor bortskylledes mere sediment, især lerpartikler, hvortil der var bundet fosfor. Størst tab af sediment og total-p skete med årets første afstrømningshændelser jorden var stadig ubevokset. I takt med at afgrøden voksede til, reduceredes tabet af såvel sediment som P. Tabet af sediment steg med hældningens længde hvis der var kørespor, mens den var uden betydning, når der ikke var kørespor. Sprøjtesporenes betydning for vandafstrømning og tab af sediment og P med forskellig jordbearbejdning traditionel pløjning til 20-25 cm eller tallerkenharvning til 5-8 cm dybde (reduceret bearbejdning) er undersøgt i England over en periode på 2 år på finsandet jord i kombination med tidlig og sen såning af vintersæd (Withers et al., 2006). Figur 1. Sprøjtespor og erosion i vinterbygmark mellem Herning og Silkeborg. Foto: Lars Kelstrup, Maskinbladet.
Tabel 1. Akkumuleret afstrømning og tab af sediment og fosfor med og uden kørespor gennemsnit af afstrømningshændelser. (DEFRA, 2005). Kørespor Med Uden Hældningslængde Overfladeafstrømning Sediment Sediment Total-P Total-P Total opløst P Total opløst P (m) (mm) (mg pr. l) (kg pr. ha) (µg pr. l) (g pr. ha) (µg pr. l) (g pr. ha) 10 6,6 2.737 182,3 1.610 106,0 130 8,6 25 8,6 2.401 204,8 2.131 174,5 120 9,6 50 4,5 3.036 116,3 1.978 78,8 85 3,2 10 3,6 1.167 42,3 719 26,0 188 6,8 25 1,4 854 11,7 519 7,2 179 2,5 50 0,7 1.367 9,2 614 4,2 168 1,1 Med kørespor og traditionel pløjning op og ned ad bakke blev overfladafstrømningen næsten en halv gang større end uden kørespor. Trods det, at afstrømningen med kørespor blot var 1 til 2 mm større, blev der tabt 5 gange så meget sediment (+0,4 t pr. ha) og 4 gange så meget TP (+ 0,3 kg pr. ha). Anvendte man reduceret jordbearbejdning var kørespor uden betydning for såvel afstrømning som tab af sediment og P. Kørespor i tidlig sået vinterhvede efter en pløjning gav dobbelt så stor og tidligere startende afstrømning som med kørespor i samtidig sået vinterhvede efter reduceret jordbearbejdning. I en tidligt sået vinterhvede efter traditionel pløjning var afstrømningen 30 % større, når der var kørespor. Den overordnede tendens var, at det afstrømningsvægtede tab af sediment og TP dermed blev mindre, fordi det tabte blev fortyndet af en større vandmængde. Med sen såning af vinterhvede efter pløjning blev jordoverfladen tilslæmmet. Dermed blev overfladeafstrømningen væsentligt større, end når vinterhveden var sået tidligt efter pløjning. Selv om at der ikke var statistisk forskel i afstrømning hhv. med og uden kørespor, så var de afstrømningsvægtede koncentrationer af sediment, TP og TDP dobbelt så store med kørespor. Det faktiske tab var 650 kg sediment, 548 g TP og 31 g total opløst-p når der var sprøjtespor. Uden sprøjtespor var tabet 270 kg sediment, 210 g TP og 11 g pr. ha opløst total P. De største tab af P og sediment skete der, hvor køresporene var dybe eller selve årsagen til at erosion overhovedet opstod. Kørespor ved sen såning efter pløjning resulterede i 65 % mere overfladeafstrømning end uden kørespor. Mængderne var dog i alle tilfælde små; 2,4 mm pr. ha med kørespor og 1,4 mm pr. ha uden kørespor. Afstrømning af 2,4 mm pr. ha i kørespor resulterede imidlertid i et tab af 70 kg suspenderet stof og 58 g TP pr. ha, hvilket var 4-5 gange mere end uden kørespor. Hvor kan virkemidlet anvendes? Kørespors negative betydning synes iflg. engelske erfaringer at være mindst, når de anvendes i forbindelse med reduceret jordbearbejdning. Generelt bliver køresporene dybere og mere kompakterede på pløjet jord, end hvor de anvendes sammen med reduceret jordbearbejdning (Withers et al., 2006). Både Withers et al. (2006) og DEFRA (2005) observerede at færdselsretningen i køresporene og dermed ribbernes aftryk (pilespidsformet) i jorden, kunne påvirke strømningen af vand og sediment, men forholdet er næppe håndterbart i praktisk jordbrug. Withers et al. (2006) fandt, at køresporene blev mindre dybe, når de blev anlagt, når jorden var tør. Dette taler for tidlig såning af vintersæd, hvorved sprøjtning og eventuel gødskning vil skulle foregå tidligere. Med tidligere såning vil der, ikke mindst under ændrede og varmere forhold om efteråret i Danmark, være risiko for, at afgrøderne udvikles for kraftigt inden vinteren sætter ind. Dette vil kunne øge risikoen for svampe- og frostskader i den kraftigt udviklede afgrøde. Der kan dermed blive behov for sprøjtning mod svampe om efteråret, hvilket ikke sker i nævneværdig grad i dag. Withers et al. (2006) har undersøgt virkningen af at placere sprøjtesporene parallelt med 3
4 Figur 3. Erosionsriller der følger den bue traktorer fulgte ved såning af afgrøden. Foto Preben Olsen, DJF. konturlinjerne. Dette har været almindelig praksis gennem mange år i USA, men er ikke praktisk muligt i et småbakket dansk landskab, hvor det sjældent vil være muligt konsekvent at arbejde parallelt med konturerne. I figur 3 er vist, hvordan færdsel, i forbindelse med såning af vinterhvede langs højdekurverne på en skråning, har givet erosion i spor fra maskineriet. Man ser at erosionsrillerne buer der, hvor traktoren har kørt. Såningen langs konturerne synes heller ikke at kunne forhindre erosion på tværs af såretningen, figur 4. En enkelt observation med delvis bevoksning i et kørespor modvirkede erosion ved sen såning efter reduceret bearbejdning, men en anbefaling af fremgangsmåden vil kræve yderligere undersøgelser (Withers et al., 2006). I stedet for at etablere ubevoksede kørespor ved lukning af såtude, kan man vælge at tilså hele marken og siden etablere køresporene, når afgrøden har nået en vis størrelse (Withers et al., 2006). Derved får jorden tid til at sætte sig inden der køres i sporene, som derved trykkes mindre dybe. Virkningen af fremgangsmåden vil dog afhænge bl.a. af jordtype, nedbørsforhold og jordens faktiske vandindhold ved den første sporkørsel. I vinterraps vil fremgangsmåden ikke være anvendelig. Her sprøjtes mod ukrudt de første dage efter såning, før afgrøden er fremspiret. Løsning af sprøjtesporets bund med en eller flere harvetænder efter hjulene på traktoren, eller det redskab der senest forlader sporet, i samme arbejdsgang, som marken overkøres fx ved sprøjtning, er anvendt med succes. Basher og Ross (2001) fandt at fremgangsmåden på en velstruktureret lerjord kunne mindske erosionen i kørespor med op til 95 %. Harvetænderne der løsner jordoverfladen i sporet, øger ruheden og kan derved medvirke til at bremse eller helt forhindre afstrømning i sporet. Fremgangsmåden gør det samtidig nemmere for vandet at infiltrere køresporets bund, hvorved både vandmængde og strømningshastighed reduceres. Tidshorisont for effekt på afstrømningsveje Da kørespor virker som hurtig transportvej vil tiltag der hæmmer afstrømningen medvirke til at begrænse tabet af sediment og fosfor umiddelbart. Usikkerheder Løsning af jorden i køresporet skal foregå med omtanke, da der er en risiko for tilslemning af køresporene, hvis løsningen blev efterfulgt af kraftig regn (Armstrong et al., 1990), ligesom der er observeret forøget tab af jord, når køresporene blev løsnet med en harvetand hvis tandspids glittede jorden i 7-10 cm dybde (Chambers et al., 2000) Effekter for kvælstof Ingen Figur 4. Erosionsriller på tværs af den såede afgrøde. Foto Preben Olsen, DJF. Natureffekter Ingen
Andre sideeffekter Tidlig såning af vintersæd og kraftig udvikling af afgrøden før vinteren kan øge risikoen for udvintring af afgrøden. Behov for svampebekæmpelse om efteråret. Begrænsninger Det vil ikke være muligt at udskyde kørsel i sprøjtespor i vinterraps, da et vigtigt ukrudtsmiddel skal udsprøjtes senest 3 dage efter såning. Pleje og vedligeholdelse Ingen. Omkostninger Løsning af jord i sprøjtespor vil give et let forøget brændstofforbrug, ligesom nødvendigt udstyr skal anskaffes og vedligeholdes. Såning af hele marken uden samtidig etablering af spor ved lukning af såtude forøger den nødvendige udsædsmængde. Samspil med andre virkemidler Sprøjtespor kan placeres så eventuel fremkommet afstrømning og eroderet materiale føres til en græsbevokset vandvej virkemiddel A2. Chambers, B.J., Garwood, T.W.D. & Unwin, R.J. 2000: Controlling soil water erosion and phosphorus losses from arable land in England and Wales. Journal of Environmental Quality 29, 145-150. DEFRA 2005: Towards understanding factors controlling transfer of phosphorus within and from agricultural fields. Final Report Defra Project PE0111. http://www.defra.gov.uk/ science/project_data/documentlibrary/ PE0111/PE0111_1490_FRP.doc. Accessed 7/3/2007. Withers, P.J.A., Hodgkinson, R.A., Bates, A. & Withers, C.M. 2006: Some effects of tramlines on surface runoff, sediment and phosphorus mobilization on an erosion-prone soil. Soil Use & Management 22, 245-255. 5 Referenceliste Armstrong, A.C., Davies, D.B. & Castle, D.A. 1990: Soil water management and the control of erosion on agricultural land. In: Soil erosion on agricultural land (eds. Boardman, J., Foster, I.D.L. & Dearing, J.A. ). John Wiley & Sons, Chichester, UK. pp. 569-574. Basher, L.R. & Ross, C.W. 2001: Role of wheel tracks in runoff generation and erosion under vegetable production on a clay loam soil at Pukekohe, New Zealand. Soil & Tillage Research 62, 117-130.