Kortlægning af risikoarealer for fosfortab i Danmark A5: Driftsmæssige reguleringer Risikoen for tab af fosfor reduceres, når man ikke tilfører fosfor via gødskning og undlader at mobilisere fosfor via jordbearbejdning i tiden op til og i vinterhalvåret. Forbud mod gødskning og jordbearbejdning i perioden fra høst til 1. april Fosfor og Virkemidler Gitte H. Rubæk, Charlotte Kjærgaard og Uffe Jørgensen Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Universitet Brian H. Jacobsen Fødevareøkonomisk Institut, Faculty of Life Sciences, Københavns Universitet Beskyt ferskvand mod P-tab Definition (indhold og funktion) Fosfor kan tabes med vand der strømmer via jordens makroporer til drænrør og herfra ud i grøft, vandløb eller sø. Der kan overordnet skelnes mellem tre kilder til denne form for fosfortab: (i) Nytilført gødningsfosfor, som udgør en særlig mobil fosforkilde. (ii) Fosfor bundet til jordpartikler i pløjelaget, hvor tabsrisikoen kan øges ved jordbearbejdning, og (iii) Fosfor bundet i afgrøder/efterafgrøder, hvor risikoen for tab øges ved ompløjning og nedvisning. Fosfortab via afstrømning i makroporer til dræn sker ved stor nedbørsintensitet på fugtig jord, der har en struktur, som befordrer makroporeflow. P tab af denne type sker derfor primært om efteråret, vinteren og det tidlige forår. Man kan derfor reducere risikoen for fosfortab via afstrømning i makroporer og dræn ved at undlade at tilføre gødning, jordbearbejde og nedvisne i og umiddelbart før vinterhalvåret (hovedafstrømningssæsonen) og lade marken ligge som stubmark eller med en undersået efterafgrøde vinteren over. Formål Formålet med dette virkemiddel er, at reducere mængden af mobilt fosfor i pløjelaget og på jordoverfladen i og forud for hovedafstrømningssæsonen i områder, hvor der er risiko for afstrømning via makroporer og dræn. 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 En høj risiko for fosfortab via nedvaskning i makroporer til dræn opstår der, hvor der er en let mobiliserbar fosforkilde kombineret med en hurtig transportvej, fx via makroporer og sprækker ned til et dræn. Ved intensiv nedbør på fugtig/våd jord vil jordmatricens hydrauliske ledningsevne ofte overskrides, hvilket kan føre til, at vand (og fosfor) løber hurtigt gennem makroporer og sprækker, uden at der opstår tilstrækkelig kontakt mellem fosfor og fosforbindingspladser i jorden. Risikoen for denne form for fosfortab bestemmes af den rumlige placering af fosfor i jorden, den styrke som fosforet er bundet til partikler med og den måde, hvorpå vandet strømmer gennem jordprofilen. Nyligt tilført gødningsfosfor kan udgøre en særdeles stor potentiel kilde til denne form for fosfortab. Jordbearbejdning kan øge mængden af mobilt partikelbundet fosfor, idet jordbearbejdning ødelægger aggregater og skaber nye overflader, der kan komme i kontakt med det nedsivende vand. Samtidig kan ompløjning af afgrøderester eller græs og nedvisning frigøre letomsættelige fosforforbindelser, som ligeledes kan udgøre en potentiel kilde til denne form for fosfortab. Ved at indføre forbud mod tilførsel af gødningsfosfor, jordbearbejdning og kemisk nedvisning i og forud for vinterperioden kan tab af fosfor via nedvaskning i makroporer til dræn reduceres. Vejrlig, der betinger vandafstrømning via makroporer til dræn, finder overvejende sted i vinterhalvåret, derfor stilles de skærpede krav forud for og i denne sæson. Hvor kan virkemidlet anvendes? Virkemidlet er egnet på dyrket drænet minerogen jord, hvor fosfornedvaskning via makroporer til dræn udgør et problem. Nedvaskning via makroporer og sprækker kan forekomme, på drænede minerogene jorde, som har en struktur, der fremmer præferentiel strømning i jordlagene over drændybden. En sådan struktur findes typisk i jorde med et vist ler- og siltindhold. Typisk skal der være mere end 8 % ler, før jorden er tilstrækkeligt struktureret til at danne stabile makroporer og porernes stabilitet vil være stigende med stigende ler- og siltindhold. Figur 1 viser, hvor i landet der er stor chance for, at finde arealer med høje ler- og siltindhold i underjorden. De makroporer, der er gennemgående fra de øverste jordlag og ned til drændybden er typisk Lerindhold (%) 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 Siltindhold (%) 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 Figur 1. Ler og siltindhold i underjorden (B-horisonten) for danske jorde (data fra Den Danske Jordbundsdatabase).
de såkaldte bioporer. Det er dybtgående rødder og forekomsten af visse regnormetyper, der er afgørende for dannelsen af disse porer. Da disse regnormes forekomst reduceres ved faldende ph-værdier, vil jorden ph også påvirke dannelsen af gennemgående porer. Det potentielle omfang for virkemidlet på nationalt plan anslås ud fra VMPIII-rapporten (Kronvang & Rubæk, 2005). Her blev arealet af drænede risikojorde anslået til at være 10-15 % af de dyrkede drænede minerogene jorde, og drænede dyrkede minerogene jorde udgjorde 1.274.000 ha dvs. 127.000 til 191.000 ha. Der findes ikke statistik over jordbearbejdningstidspunktet. Tidligere er regnet med, at ændret pløjetidspunkt kunne implementeres på ca. 300.000 ha, heri indgår dog et mindre sandjordsareal. Med nugældende lovgivning er det kun tilladt, at bringe gylle ud fra høst til 1. oktober på overvintrende fodergræs og vinterraps og fra høst til 15. oktober på frøgræs. Det er udbringning på disse arealer, der vil blive berørt ved implementering af virkemidlet. Endvidere vil tidlig forårsgødskning (før 1. april) være udelukket, når dette virkemiddel sættes i værk. Effekter for fosfor Effekten på fosfortabet skønnes at være ret sikker, men størrelsen af effekten er dårlig belyst. Et forsigtigt skøn vil være at fosfortabet via nedvaskning fra et risikoareal vil kunne reduceres med op til 25-50 %, såfremt adfærden på marken i før situationen var risikobetonet. I VMPIII rapporten (Kronvang & Rubæk, 2005) blev tabet fra arealer med høj risiko for P tab via dræn anslået til at have en størrelsesorden på 0,1-0,5 kg pr. ha. Tidshorisont for effekt Effekten af virkemidlet vil slå igennem umiddelbart. Dog vil der være meget store variationer i effekten fra år til år, da denne type tab er direkte afhængig af nedbørsmængden og -intensiteten det enkelte år. Usikkerheder Virkemidlets effekt på fosfornedvaskningen via makroporer til dræn skønnes at være ret sikker, men størrelsen af effekten er stort set ukendt, og den må forventes at variere betydeligt fra jordtype til jordtype. Da der endnu kun findes meget få data, som kan understøtte fastsættelsen dette virkemiddels effekt, er fastsættelsen baseret på ekspertskøn. Effekter for kvælstof Udbringning af husdyrgødning i begrænsede mængder på raps og græs i efteråret skønnes ikke at øge N-udvaskningen væsentligt i forhold til udbringning om foråret. Et forbud mod efterårsudbringning af gødning alene forventes derfor ikke at påvirke nitratudvaskningen væsentligt. Derimod anslås det at udsættelse af alle former for jordbearbejdning fra efterår til forår vil mindske nitratudvaskningen med 10-25 kg N pr. ha under forudsætning af, at spildkorn og ukrudt ikke bortsprøjtes. Natureffekter Kan forbedre fødemulighederne for visse dele af faunaen gennem vinterperioden Andre sideeffekter Virkemidlet vil have nogen effekt på både klimagas- og ammoniakemmisionen, og der vil være et reduceret forbrug af pesticider ved skift fra vintersæd til vårsæd. Begrænsninger Virkemidlets effekt forventes at være jordtypeafhængigt. I lettere jorde, hvor den hydrauliske ledningsevne i jordmatricen er høj, må effekten forventes at være mindre end i tungere jorde med lav hydraulisk ledningsevne. Det skyldes, at en større del af regnvandet passerer igennem jordmaticen i de lettere jorde, hvorimod vandtransporten i de tungere jorde i højere grad vil ske i makroporerne. 3
4 Pleje og vedligeholdelse og praktiske konsekvenser Indførelse af virkemidlet vil bevirke, at landmanden får færre frihedsgrader med hensyn til afgrødevalg, og til hvordan og hvornår markarbejdet kan udføres. Mange arbejdsopgaver koncentreres i foråret. Omkostninger Omkostningerne ved tiltag kan opgøres som dels budgetomkostninger, dels velfærdsøkonomiske omkostninger. Budgetomkostningerne er konsekvenser for landmandens private forbrugsmuligheder, mens velfærdsøkonomiske omkostninger er konsekvenser for det danske samfunds samlede forbrugsmuligheder. Der er beregnet omkostninger både for ler- og sandjord, og forskellene for ler- og sandjord skyldes både udbytteforskelle og at der dyrkes forskellige afgrøder på de to jordtyper. Forbud mød gødskning og jordbearbejdning i perioden fra høst til 1. april vil medføre at efterårspløjning erstattes af sen forårspløjning. Det forventes at såtidspunkt for vårsædsafgrøder kan overholdes. Såfremt det ikke er muligt så øges omkostningerne. Ved antagelse om, at efterafgrøden etableres før vårafgrøder, vil der i tillæg til de 330 kr. pr. ha skulle regnes med en omkostning som følge af tabte indtægter fra arealerne, hvis man skal omlægge fra vinter- til vårafgrøder. I gennemsnit kan tabet på sandjord beregnes til ca 0 kr. pr. ha. På lerjord kan dette tab være meget varierende afhængigt af bl.a. afgrødepriser og lokale dyrkningsforhold. På basis af budgetkalkyler for 2010 (oktober 2009) fra Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret (http://www. landbrugsinfo.dk/itvaerktoejer/planteavl/ Sider/pl_09_012.aspx) kan de gennemsnitlige omkostninger ved omlægning fra vinterhvede til foderbyg beregnes til 820 kr. pr. ha pr. år på lerjord (JB 5-6) ved en kornpris på 90 kr. pr. hkg. Den samlede gennemsnitlige omkostning for landbrug, hvor der er behov for omlægning fra vinter- til vårafgrøder, kan således beregnes til 330 og 1.150 kr. pr. omlagt ha for hhv. sandjord og lerjord. I en velfærdsøkonomisk beregning udgør tabet ved en omlægning fra vinter- til vårafgrøde 1.025 kr. pr. ha pr. år på lerjord (JB5-6). Det samlede velfærdsøkonomiske tab ved behov for omlægning fra vinter- til vårafgrøder er beregnet til 413 kr. pr. ha årligt for sandjord og 1.438 kr. pr. ha årligt for lerjord. Samspil med andre virkemidler Dette virkemiddel og virkemidlet A4 Direkte nedfældning eller indarbejdning i jorden af al gødning ved gødningsudbringning i perioden mellem høst og 1. april er rettet mod arealer der har en særlig risiko for fosfortab via afstrømning i makroporer og dræn. Den skønnede virkning af dette virkemiddel er betydelig større, men det er samtidig både dyrere og langt mere restriktivt for landmanden. Dette virkemiddel kan også suppleres med andre virkemidler der rettes mod det vand, der strømmer ud fra drænrørene. Det vil sige virkemidler som konstruerede vådområder (C2) og overrisling af enge med drænvand (C1). Effekten af virkemidlet kan eventuelt også suppleres med tiltag, der begrænser fosfortilførslen til arealet (f.eks. Virkemidlet A6 målrettet undergødskning med P). Dette virkemiddel vil også have effekt overfor fosfortab i områder med risiko for overfladeafstrømning. Denne effekt er ikke beskrevet i nærværende faktablad af følgende årsager: 1. Mekanismerne der styrer de to tabsprocesser adskiller sig på flere væsentlige punkter og det gør fastsættelsen af virkemidlets effekt også. 2. Udpegning af risikoområder for tab via erosion og overfladeafstrømning adskiller sig væsentligt fra udpegningen af risikoområder for P tab via makroporer og dræn, dog vil der være et vist overlap mellem de to udpegninger.
Vigtigste danske og udenlandske referencer Hansen, J.F., Rubæk, G.H. & Kronvang, B. 2005: Virkemidler og deres effekt. I: Poulsen, H.D. & Rubæk, G.H. (red.): Fosfor i dansk landbrug. Omsætning, tab og virkemidler mod tab. DJF rapport. Husdyrbrug 68, 163-182. http://web.agrsci.dk/djfpublikation/djfpdf/ djfhu68.pdf Kronvang, B. & Rubæk, G.H. 2005: Kvantificering af dyrkningsbidraget af fosfor til vandløb og søer. I: Poulsen, H.D. & Rubæk, G.H. (red.): Fosfor i dansk landbrug. Omsætning, tab og virkemidler mod tab. DJF rapport. Husdyrbrug 68, 132-145. http://web.agrsci.dk/djfpublikation/ djfpdf/djfhu68.pdf Rubæk, G.H., de Jonge, L.W., Heckrath G. & Schelde, K. 2002: Phosphorus leaching from undisturbed soil columns amended with cattle, pig or mink manure. In: de Jonge, L.W., Moldrup, P. & Jacobsen, O.H. (eds.): Colloids and colloidfacilitated transport of contaminants in soils and sediments. DIAS report. Plant production 80, 2170 226. 5 Schelde, K., de Jonge, L.W., Kjaergaard, C., Laegdsmand, M. & Rubæk, G.H. 2006: Effects of Manure Application and Plowing on Transport of Colloids and Phosphorus to Tile Drains. Vadose Zone J 2006 5: 445 458 Schou J.S., Kronvang, B., Birr-Pedersen, K., Jensen, P.L., Rubæk, G.H., Jørgensen, U. & Jacobsen, B. 2007: Virkemidler til realisering af målene i EUs Vandrammedirektiv. Udredning for udvalg nedsat af Finansministeriet og Miljøministeriet: Langsigtet indsats for bedre vandmiljø. Faglig rapport fra DMU 625. 132 s. http://www2.dmu.dk/pub/fr625_final.pdf