Hansson, Fredrik

Strukturkalkning som en åtgärd mot fosforförluster från jordbruksmark i hela Sverige.

Bakgrund

Uppmärksammad åtgärd
Regeringen har alldeles nyligen satt ner foten i frågan om det nya Vattendirektivet (Rege-ringsbeslut 2016-10-06, Miljö- och energidepartementet) samt uppdragit åt Jordbruksverket att särskilt uppmärksamma sju åtgärder inom ramen för Landsbygdsprogrammet med syfte att följa gällande miljökvalitetsnormer för vatten. En av dessa åtgärder är strukturkalkning, som alltså prioriteras av regeringen.

Enbart lerhalt ger otillräcklig bedömning
I de diskussioner och förslag som förts fram tidigare har en areal om ca 600 000 ha pekats ut som aktuella för att strukturkalka. Det handlade då om att ringa in lerjordar med lerhalt över 15 procent (gränsen för lättlera och uppåt) för att med strukturkalk minska förlusterna av fos-for (P) från odlade fält. Urvalet grundade sig alltså enbart på lerhalt.
Emellertid är fler variabler än lerhalt kritiska för hur en strukturkalkning påverkar P-förlusterna. Provytor och fältförsök genomförda inom två nyligen avslutade projekt i Skåne (Lst nr 501-4274-2014, SJV nr 4.1.18–11580/14), som kombinerade LOVA-medel och SJV-finansierade FoU-anslag, visar att fler variabler kan påverka utfallet. Det finns därför skäl att tro att också följande variabler inverkar på effekten av strukturkalkning:
• lermineralogi och geologiskt ursprung
• andel finler och ultraler av den totala lerhalten (kornstorlek < 2 µm)
• flockvolym
• mullhalt
• P-AL-värde
• katjonbyteskapacitet (CEC)
• basmättnadsgrad
• pH
• rådande vattenhalt, temperatur och aggregatstorleksfördelning i jorden vid tiden för kalkning och nedbrukning
• förråd och tillgänglighet av mikronäringsämnen i jorden

Alla dessa variabler tycks också samspela med jordens lerhalt vid strukturkalkning. Att be-döma behov och förväntad miljöeffekt av strukturkalkning på grundval av enbart lerhalten framstår som vanskligt.

Oklar återbetalningsförmåga
Eftersom åtgärder inom ramen för LOVA förutsätter att brukaren tar en del av kostnaden, måste varje åtgärd, förutom att ha positiva miljöeffekter, också medföra en ekonomisk vinst för brukaren, för att över huvud taget komma i fråga. På denna punkt råder dock oklarheter och återbetalningsförmågan i form av avkastning hos den enskilde lantbrukaren är en utma-ning. Hittar vi inte nycklarna för ökad skörd inom strukturkalkning kommer intresset hos lant-brukarna att bli svagt för åtgärden. De nyare försök som genomförts och rapporterats under de senaste åren visar emellertid ingen sådan konsistent skördehöjande effekt av strukturkalkning. Tvärtom visar både de försök som genomförts i Uppland och i Skåne under 2010-talet en vari-ation på ca ±10 procent i avkastning i höst- och vårspannmål, utan att någon egentlig förkla-ring till dessa variationer går att finna. Det råder alltså en stor osäkerhet kring strukturkalk-ningens effekt på avkastningen, vilket inte är tillfredsställande om åtgärden ska få genomslag i lantbrukarledet.

Kunskapsbas finns färdig
Det projekt som nu söks bygger vidare på resultat från arbetsgruppens nyligen genomförda projekt med strukturkalkning och dess effekter på jord och gröda. I ett SLF-finansierat projekt (H1070272) undersöktes olika kalciumprodukters effekt på matjordens struktur samt hur dessa produkter kunde begränsa fosforförlusterna från åkermark. Dessa försök genomfördes i Uppland på SLU Ultuna. I Skåne har 2014–2016 inte mindre än 32 nya fältförsök lagts ut med medel från Länsstyrelsen i Skåne (LOVA) och Jordbruksverket. I korthet genomlyser dessa projekt strukturkalkningens effekter på aggregatstabilitet och avkastning på följande sätt:
• 2014: effekt av stigande givor av strukturkalkning på jordar med varierande lerhalt
• 2015: effekt av spridningstidpunkt och bearbetningsdjup vid strukturkalkning
• 2016: effekt av stigande givor av strukturkalkning på lättlera respektive mellanlera

Resultat från ett utvärderat LOVA-projekt i Skåne, startat 2014, visar att miljöeffekten av strukturkalkning och även effekten på avkastning är betydligt mer komplexa än vad enbart jordens lerhalt kan indikera. Ytterligare FoU-medel behövs för att klargöra var strukturkalk-ningen gör störst miljönytta och var effekten på skörden kan förväntas bli störst.

Planerat arbete

Vårvinter och vår 2017
Under vårvintern och våren 2017 kommer lämpliga försöksplatser att identifieras. Vi avser att lägga ut 2 försök i Västra Götalands län, 2 försök i Östergötlands län och 4 försök i Mälarda-len (Sörmlands, Uppsala, Västmanlands och Stockholms län). Försöksplatser och försöksvär-dar kommer att väljas i samråd med lokal försökspersonal och lokala rådgivare. Hänsyn tas också till jordartskartor och förväntad mineralogi enligt berggrundskartor och tidigare special-publikationer rörande lermineralogin i ett antal svenska jordar.

Sensommar 2017 efter skörd av förfrukt
Med tanke på att ett stort geografiskt område ska täckas in väljs försöksplatser så att förfruk-ten till försökstarten blir höstraps i samtliga 8 försök; därigenom garanteras tillräcklig tid mel-lan skörd och kalkningsåtgärder. Efter höstrapsskörden ska varje plats grovstakas och mätas in samtidigt som jordprovtagning sker rutvis. Försöksvis tas även prover för lermineralogisk ana-lys samt för mekanisk analys, inklusive analys av ljusspridning med laserskanner som ger in-formation om lerfraktionens fördelning på grovler, finler och ultrafint ler. På dessa jordprover bestäms också jordens flockvolym. Jordprovtagning sker vid detta tillfälle i led A (okalkad kontroll) också för s.k. CAT-analys, där man i en saltlösning med ett kelatkomplex bestämmer tillgängligheten av ett antal mikronäringsämnen som koppar, järn, mangan och zink. Analysen upprepas ledvis hösten 2018, för att bestämma effekten av strukturkalkning på de nämnda mikronäringsämnena. Försöksplatsernas koordinater bestäms med GPS och på varje försöks-plats placeras utrustning för att registrera temperatur och nederbörd under sensommar och höst.

Höst 2017 vid kalkning och nedbrukning
Kalkspridningen sker i en stege med ökande givor av blandprodukten Nordkalk Aktiv Struk-tur applicerad på försöksled A–D enligt försöksplanen nedan, i ett randomiserat blockförsök med 3 replikat:
• A: Okalkad kontroll
• B: Halv giva strukturkalk – 4 ton/ha
• C: Hel giva strukturkalk – 8 ton/ha
• D: Dubbel giva strukturkalk – 16 ton/ha

Samma försöksplan användes i de ovan nämnda LOVA-projekten, som startades 2014 och 2016 i Skåne; det finns därmed redan 24 fältförsök med samma grunddesign. För kalksprid-ning och nedbrukning ansvarar Nordkalk som ställer kalkprodukt, kalkspridare samt förare och maskiner för jordbearbetning och kalknedbrukning till förfogande i projektet.

Direkt efter kalkning och nedbrukning görs en bestämning av aggregatstorleksfördelningen i led A. Aggregatstorleksfördelningen ger en uppfattning om hur grov- eller finbrukad jorden är i det skikt som kalken blandas in i. Parallellt med detta bestäms vattenhalten i det bearbetade skiktet med s.k. WetSensor, som medger snabb och tillförlitlig mätning av fuktigheten i ag-gregaten. Aggregatstorleksfördelning och vattenhalt tillsammans med en okulär bedömning vid tidpunkten för kalkning och nedbrukning ger en bra bild av de fältmässiga grundförutsätt-ningarna för strukturkalkningen.

Samtidigt som aggregatstorleksbestämningen görs, tas från led A bulkprover som representerar alla aggregatstorlekar i det bearbetade skiktet. Dessa transporteras till SLU Ultuna för analys av pH, CEC och basmättnad. Utifrån lerhalt och de kemiska analyserna väljs 4 försöksplatser ut där jorden strukturkalkas med samma kalkgivor som i fältförsöken men under optimala la-boratoriemässiga förhållanden. En del av jorden kommer att före strukturkalkning kalkas upp till 100 % basmättnadsgrad med kalciumkarbonat, för att belysa frågan huruvida en hög bas-mättnad ger bättre förutsättningar för strukturkalken att stabilisera leraggregaten. De labb-mässigt kalkade jordproverna får sedan vila inomhus under optimala förhållanden till hösten 2018. Därefter analyseras pH, EC, CEC och basmättnad samt aggregatstabilitet.

Höst 2017 efter uppkomst
Efter höstraps etableras höstvete i de 8 försöken. Efter uppkomst, och när tillräckligt många blad har utvecklats, sker en första behandling med mikronäringspreparat i halva försöksparcel-len, så att varje huvudled, A–D, delas i två led, med respektive utan mikronäringstillförsel.

Vår och sommar 2018
Våren 2018 gränsas försöken och därefter tas en förnyad CAT-analys ut rutvis som kan jämfö-ras med den tidigare analysen av mikronäringsämnenas tillgänglighet ett år tidigare. Därefter görs en andra behandling med mikronäringspreparat under våren/försommaren i samma halva av parcellen som också tidigare behandlades hösten 2017. Under växtsäsongen beståndsgrade-ras försöken samt flygfotograferas med multikopter/drönare, för att dokumentera utveckling och jämnhet.

Höst 2018
Vid skörd tas ordinarie prover för bestämning av vattenhalt och renhet ut. Dessutom tas pro-ver ut för bestämning av halt av mikronäringsämnen för att avgöra huruvida kalkningen påver-kar upptaget av dessa eller inte.
Så snart som möjligt efter skörd stubbearbetas jorden till ca 10 cm djup. Efter stubbearbet-ningen sker en bestämning av aggregatstorleksfördelningen rutvis för att undersöka om struk-turkalkningen påverkade fördelningen av fint och grovt material. I detta bearbetade skikt tas aggregat med diametern 2–5 mm ut för bestämning av aggregatens stabilitet. Denna mäts som turbiditet (grumlighet) i vatten, som aggregaten doppats i enligt en standardiserad procedur. I samband med bestämning av aggregatstorleksfördelning och uttagning av aggregat för turbidi-tetsmätning tas även nya generalprov ut med främsta syfte att följa upp utvecklingen av pH.

Vinter 2018/2019
De parallella proverna med aggregat i storleksklassen diameter 2–5 mm från både fältförsök och från laboratorium utsätts under vintern 2018/19 för aggregatsstabilitetstest i regnsimulator på SLU Ultuna. På det uppsamlade regnvattnet mäts turbiditeten (grumligheten) som är ett mått på aggregatens stabilitet. Turbiditeten är väl korrelerad med hur stora förlusterna av par-tikulär fosfor är på leraggregatens ytor. Samtidigt med detta mäts också de exakta fosforför-lusterna i lakvattnet, både som totalfosfor och fosfatfosfor.

Vår 2019
Datasammanställning, resultatbearbetning och rapportering sker under våren 2019. Data på aggregatstabilitet och mikronäringsupptag korreleras med resultat rörande markkemi, textur (inklusive lerfraktionens kornstorlekssammansättning) och lermineralogi. Tillsammans med resultat från de tidigare projekten förväntas analysen ge en samlad bild av när, var och hur strukturkalkningen ska användas för mesta miljönytta.

Genom att analysera de parallellprover som strukturkalkats på laboratoriet, får vi en indikation på hur stora effekterna av strukturkalkningen blir i fält jämfört med laboratoriet. Skillnaden kan omsättas i ett fältindex, som kan användas som ett praktiskt hanterbart redskap för råd-givning kring strukturkalkningens effekt på fosforförluster från fält.

Projektet är tvåårigt. Vi har genomfört första delen vilket omfattar val av provplatser, utläggning av försöksytorna och provtagning av dessa. Proven är analyserade. Vi har även tvingats till ändringar, se nedan.