Berglund, Kerstin
EKOKALK: Strukturkalkning för förbättrad markstruktur och minskade fosforförluster i ekologisk odling?
Minskad fosforutlakning till ytvatten ingår som ett av de miljömål, som riksdagen antog 1999 (se www.miljomal.nu). Jordbrukssektorn har ett stort ansvar när det gäller att minska närings-läckaget till vattenmiljön. Inom regeringens satsning på Lokala vattenvårdsprojekt (LOVA) har man i vissa län fått bidrag till strukturkalkning och kalkfilterdiken för att genom en för-bättrad markstruktur minska riskerna för fosforförluster från åkermark. I Mellansverige har man subventionerat strukturkalkning av dryga 14 000 ha åkermark mellan 2009 och 2012. Inom pilotprojektet Greppa Fosforn uppmättes i typområde U8 minskad fosforutlakning (66 % lägre P-förluster, Stjernman Forsberg & Kyllmar, 2011) redan året efter strukturkalkningen, vilket är mycket lovande för metoden. Strukturkalkning har även fått mycket positiv respons bland lantbrukare, tack vare positiva effekter både på produktion och på miljö. I en rapport från Vattenmyndigheten i Västerås (Larsson & Gyllström, 2013) har beräknat effekten av tio olika åtgärder för att minska fosfortillförseln till Lillån från åkermark och enskilda avlopp och strukturkalkning visade sig vara den åtgärd som i särklass minskar fosforläckaget mest och stod för nära 40 procent av åtgärdsbehovet.
De strukturkalkningsmedel som används inom konventionell odling är en blandning mellan bränd/släckt kalk och kalkstensmjöl. Dessa blandprodukter är inte godkända för ekologisk odling. Där har man istället använt gips, men effekten av gips på markstrukturen är mycket kortvarig (Uusitalo et al., 2012). Det ligger både i lantbrukets och i samhällets intresse att hitta ett fullgott alternativ för den ekologiska odlingen (Jordbruksaktuellt, 2010). Målsättningen i detta projekt är att testa en restprodukt från stålindustrin (”Ekokalk”) som förmodligen skulle uppfylla kriterierna för KRAV-märkta jordbrukskalker (Andreas et al, 2010). Ett pilotprojekt har givit lovande resultat vad gäller påverkan av ”Ekokalk” på markstrukturen på lerjord, och kan därmed förväntas minska fosforutlakningen från dessa jordar. Vi avser att undersöka huruvida ”Ekokalk” är lika effektiv som konventionella strukturkalkningsmedel. se bilaga 1 Forskningsprogram
Projektet bygger på fältförsök, snabbtest av jordarna i laboratoriet och slutligen ett utlakningstest med lysimetrar innehållande jord i ostörd lagring. se bilaga 1 Forskningsprogram
Syftet med studien var att testa vilken effekt en restprodukt från stålindustrin, ”Ekokalk”, har på jordens struktur och lakningsbenägenhet beträffande partikelbunden fosfor (P) samt undersöka om Ekokalken är lika effektiv som konventionella strukturkalkningsmedel och släckt kalk. Tre fältförsök med randomiserad blockdesign (n = 4) inrättades med tillförsel av kalkningsprodukter motsvarande 3 ton/ha CaO samt okalkad kontroll. De testade produkterna utgjordes av släckt kalk (referensprodukt; CaO-innehåll 72 %), Nordkalk aktiv struktur torr (i det följande kallad NKAS torr; 51 % CaO) och en slaggprodukt Ekokalk (37 % CaO) som eventuellt skulle kunna vara bli ett alternativ för den ekologiska odlingen. Givan 3 ton CaO/ha innebar en tillförsel av 4,2 ton släckt kalk, 6 ton/ha NKAS torr samt 8,3 ton/ha Ekokalk. Försöken placerades på styva leror i närheten av Uppsala med lerhalter i intervallet 45–59 % och ursprungliga pH-värden mellan 6,4 och 7,2; basmättnadsgraden låg i intervallet 83–93 % och P-AL befann sig inom klasserna III–V. Andelen finler och ultraler (fraktionerna <0,2 µm) utgjorde i storleksordning 20 % av lerfraktionen eller 4–6 % av finjorden.
I september 2014 spreds kalken och brukades ned till 15 cm djup genom körningar med Swift-kultivator och rotorharv. Därefter följde två försöksår, 2015 och 2016, med provtagningar för kemiska och fysikaliska analyser och experiment avsedda att jämföra kalkningsmedlens effekt på jordens struktur. Vidare undersöktes Ekokalkens kemiska sammansättning, för att utreda vilka mängder av olika spårelement som en kalkgiva tillför jorden i förhållande till de gränsvärden som är satta för KRAV-certifierad odling.
Strukturkalkning hösten 2014 påverkade inte uppkomsten negativt våren 2015. Skördarna i kalkade led låg sammantaget 3–4 % högre än i okalkade kontroller under de båda försöksåren, men variationen mellan försök och år är stor med alltifrån ingen skördeökning till 11 % skördeökning. Det var inte möjligt att se några skillnader mellan kalkprodukterna beträffande vare sig uppkomst eller skörd.
Markfysikaliska förbättringar visade sig genom ett minskat penetrationsmotstånd våren 2016 i det skikt vari kalken brukats in (0–15 cm); Ekokalk gav effekter som var jämförbara med släckt kalk. I såbädden våren 2015 hade andelen av de minsta aggregaten (<2 mm) i kalkade led ökat i de kalkade leden med ca 10 procentenheter, huvudsakligen på bekostnad av de grövsta aggregaten (>5 mm). Inga nämnvärda skillnader mellan kalkprodukterna noterades beträffande såbäddens aggregatfördelning.
På labbet genomfördes dels ett aggregatstabilitetstest, där 2–5 mm stora aggregat från såbädden i två omgångar sprayades med 84 mm vatten i en regnsimulator, dels en dräneringsstudie, där 20 cm höga och 20 cm vida kolonner (lysimetrar) fyllda med matjord i ostörd lagring på liknande sätt sprayades med två gånger 33–48 mm vatten. Genom att mäta grumligheten (turbiditeten) på vattnet som passerar aggregaten respektive genom den ostörda jorden i lysimetrarna värderas strukturstabiliteten. Efter att de större partiklarna i lakvattnet sedimenterat mäts turbiditeten, vilket blir ett mått på halten suspenderade lerpartiklar. I lysimeterstudien analyserades dräneringsvattnet efter den första regnsimuleringen även med avseende på totalfosfor, partikulär fosfor och löst fosfor. Jord/vätskeförhållandet i aggregatstabilitetstestet innebar en mera radikal genomsköljning av jordmaterialet; endast en av kalkprodukterna (NKAS torr) gav signifikant lägre turbiditet och detta efter den andra bevattningen. I lysimeterförsöket gav alla kalkprodukter signifikant lägre turbiditet, men endast efter den första bevattningen. Kalkprodukterna gav även en minskning med en tredjedel eller mer av halten total och partikulär P i utlakningsvattnet efter den första bevattningen. Uppmätta värden på elektrisk konduktivitet (EC) i jordprov både 2015 och 2016 samt i lakvattnen från laboratorieexperimenten visar på förhöjda halter av lösta joner i till följd av kalkningarna. Dessa har i sig en utflockande (aggregatstabiliserande) effekt, tills de lakats ut och återgått till mera normala koncentrationer. Omfattningen av effekter genom s.k. murbruks- och puzzolanreaktioner, där markens lerpartiklar kittas samman så att strukturen stärks mera långsiktigt, är svåra att bedömda utifrån de aktuella resultaten från endast två försöksår. En uppföljning efter ett antal år vore därför av intresse.
Av analyserade spårelement var det endast krom och nickel som med den i försöken tillförda kalkgivan (8,3 ton/ha) överskred uppsatta gränsvärden för årlig tillförsel enligt KRAV. Konsekvensen för dessa element blir emellertid att 10–20 år bör förflyta mellan upprepade behandlingar med Ekokalk. För övriga ämnen som omfattas av reglerna (bly, kadmium, koppar, kvicksilver och zink) är den största tillåtna årliga tillförseln per ha i storleksordningen 2–10 gånger större än innehållet i 8,3 ton Ekokalk. Produkten innehåller emellertid relativt hög halt vanadin (1000–2000 mg/kg). Gränsvärde saknas för tillförsel av detta element, men riktvärdet för ”känslig markanvändning”, 100 mg/kg i jorden, motsvarar ca 20 givor av den storlek som användes i försöken.