Jæren blør bønder

Difor tapar me N og P

Gjødslingspraksis og driftsmåten elles, årsnedbøren – og fordelinga av denne – påverkar avrenningstapet av nitrogen og fosfor frå jordbruksareal. Auka nedbør og temperatur fører til større avrenningstap.

Samson Øpstad, Åsmund M. Kvifte, Therese Mæland, Marianne Bechmann, NIBIO

15. mars 2023

Difor tapar me N og P

Gjødslingspraksis og driftsmåten elles, årsnedbøren – og fordelinga av denne – påverkar avrenningstapet av nitrogen og fosfor frå jordbruksareal. Auka nedbør og temperatur fører til større avrenningstap.

Samson Øpstad, Åsmund M. Kvifte, Therese Mæland, Marianne Bechmann, NIBIO

15. mars 2023

Skas-Heigre: Kanalen fører bort vatn frå eit stort jordbruksareal. Finkorna jordartar dominerar (materiale av leir, silt og sand). Øvste jordlaget er ofte mineraljord med høgt innhald av organisk materiale, eller er eit lag med organisk jord. Foto: Åge Molversmyr, NORCE.

Gjennomgang av tidlegare utførte kontrollerte avrenningsmålingar, kalla lysimeterforsøk, gruppert og analysert etter nedbørsmengd, syner at tapet av nitrogen (N) og fosfor (P) i grøfteavrenninga er klårt påverka av nedbørsmengda og fordelinga gjennom året.

Nedbørsauken i den nye 30-årsnormalen (1991 – 2020) både for Særheim på Jæren (182 mm) og Fureneset nord for Sognefjorden (291 mm), har stort sett kome i månadane oktober – mars (Særheim 151 mm) og november – april (Fureneset 282 mm), sjå figur 1a og b.

Normal døgnmiddeltemperatur for året på Særheim auka med 0,8oC. Auken i månadsmiddeltemperatur har vore størst i november – april og i juli – september. På Fureneset har normal døgnmiddeltemperatur for året auka med 0,7oC. Det var temperaturauke i alle månader, størst  auke i månadsmiddeltemperaturen var i april og i juli – september, men og monaleg auke i november – mars.

Figur 1 a, Normal nedbør (søyler) og temperatur (line) på månadsbasis, 1961 – 1990 og 1991 – 2020.

Figur 1 b, Normal nedbør (søyler) og temperatur (line) på månadsbasis, 1961 – 1990 og 1991 – 2020.

Meir nedbør gjev meir tap

I klimaframskrivingane er det generelt rekna med at nedbøren og avrenninga vil auka om vinteren, men at avrenninga om sommaren vil avta. Temperatur og nedbør, både nedbørsmengd og intensitet – og dermed avrenningsmengde og mønster – har verknad på konsentrasjon og mengdetap av næringsstoff.

Mengdetap av næringsstoff er påverka av jordart, driftsmåte og topografi. Bindingsevna som næringsstoff har i jord, er nær knytt til kornfordelingsgrupper i mineraljord og opphavsmateriale. Moldinnhald og struktur verkar og inn. Tilfelle som me alt ser med mykje og intenst regn konsentrert til kort tid – timar og dagar – og som det er venta meir av, kan føra til auka erosjon ved åkerdrift og til meir overflateavrenning og tap av næringsstoff også ved engdrift.

Ved gransking av korleis gjødsling og drift påverkar avrenning i lysimeterfelt, nyttar me inndeling i det som vert kalla agrohydrologisk år. Det startar i mai og varer ut april året etter. Oppdelinga av det agrohydrologiske året vert gjerne gjort tertialvis slik som i tabell 2. Då får me granska verknaden av gjødsling og driftsmåte i høve til klimadata i vekstsesongen og etterfylgjande tid, fram til nytt vekstår.

Tabell 2. Nedbørsmengde (mm) som gjennomsnitt av to turre- og to våte agro- hydrologiske år på Fureneset i 1992 -1996 med lysimeterforsøk.

Årsinndeling Gj.snitt av to turre år Gj.snitt av to våte år
2.tertial
(mai – aug.)
369 576
3.tertial
(sept. – des.)
713 1049
1.tertial
(jan. – april)
521 882
  1603 2507

 

Morene og torv: Oversiktsbilete som syner lysimeterfeltet på Fureneset ein vinterdag. Det er fem forsøksruter på morenejord (lengst unna), og fem forsøksruter på torvjord (nærast). I dei grå småhyttene vert overflateavrenning fanga opp, og med uttak av vassproporsjonale prøvar frå kvar einskild forsøksrute. Grøfteavrenninga frå alle forsøksruter vert ført i tette røyr til den raude hytta der mengde grøftevatn vert registrert og vassproporsjonale prøvar teke ut for kjemisk analyse. Foto: Ole Sandvik

Lysimeterforsøk på Særheim

I lysimeterforsøk med morenejord (siltig sand) og sandjord, vart det funne at konsentrasjonane og tapa både av N og P, var vesentleg høgare i avlaupsvatnet der det var sandjord enn morenejord. Det var tilfelle både i attleggsår (1992), engår (1993- 1996) og etterverknadsår (1997). Tilliks med på Fureneset var avrenningstapet av N og P størst om hausten, men var også monaleg gjennom vinter og dels tidleg vår. Etter gjødsling om våren var tapa relativt små. Om hausten vart tap av N registrert tidlegare ved bruk av handelsgjødsel enn ved husdyrgjødsel.

Målt nytteverknad av nitrogen i lysimeterfelt på Fureneset

Målt nytteverknad av N, korrigert for frigjeving frå jorda, var i fyrste slått gjennomgåande større på mineraljord enn på organisk jord. Dette galdt både der det var gjødsla med mineralgjødsel (Fullgjødsel), og der det var gjødsla med gylle. I andre slått var nytteverknaden av N gjennomgåande  større på organisk jord enn på mineraljord. Dette galdt både for mineralgjødsel og for gylle. Samla nytteverknad av N-gjødsling til fyrste og andre slått var nær like god på organisk jord som på mineraljord. Mest markert auke i nytteverknad av N i andre slått i høve til fyrste slått var det på for søksledda gjødsla med gylle, og som har samanheng med verknad av gylla tilført om våren.

Vippande vitenskap: Innretning for registrering av grøfteavrenning og uttak av vassproporsjonale prøvar for kjemisk analyse. Til venstre prøveuttak frå morenejord, til høgre prøveuttak frå torvjord. Det var både elektronisk teljing og mekanisk teljing av tal vipp. Foto: Ole Sandvik

Utfordringar det bør arbeidast vidare med

Endra klima, både auka nedbør og auka temperatur, gjer at nye forsøk med husdyrgjødsel og lysimeterforsøk bør omfatta ein lenger vekstsesong. Opplegget må omfatta tre slåttar på Fureneset, og truleg fire slåttar på Særheim. Brorparten av husdyrgjødsla bør koma til dei fyrste slåttane, for å minska mengda mineralsk nitrogen i jorda etter siste haustinga. Mål om betre grovfôrkvalitet og redusert tap av N og P utfordrar tilvant gjødslings- og driftsregime: Korleis skal gjødslingsråda vera for å ivareta både ynskje om god grovfôrkvalitet og høg verknadsgrad av N i husdyrgjødsel og handelsgjødsel? Og samstundes minst mogeleg tap som avrenning til vatn og tap til luft?

Drope for drope: Avrenninga i lysimeteret på Fureneset blir målt i vippekar, som tippar over kvar gong dei vert fulle. Kvar vipp vert tald, og for kvart vipp vert ein fast del av avrenninga teke som vassprøve.

Resultat frå tidlegare lysimeterforsøk på Fureneset (frå 1970-tal til 1997)

Nitrogen

  • Meir nedbør gav eit sikkert større tap av mineralsk N i grøftene.
  • Auke i temperatur auka N-avrenninga, men berre når ein ser dette over år eller om hausten. Om våren gjekk avrenningstapet av N ned med auke i temperaturen.
  • Om haust og vår var avrenningstapet av N-fraksjonen sikkert større enn om sommar og vinter. Nokre strenge vintrar midt- og sist på 70-talet og i 1985/86 verka inn på vinterresultata.
  • Større mengde N-gjødsling medførte auke i tap ved avrenning. Mest som grøfteavrenning.
  • Det var lite tap som overflateavrenning, men meir i våte år.
  • N-tapet i grøftene frå torvjorda var større enn frå mineraljorda, særleg i turre år. Tapet i turre år er truleg grunna større mineralisering av organisk materiale.

Fosfor

  • Auka nedbør var sikker årsak til auka avrenning i grøfter av P.
  • Både totalt tap ved grøfteavrenning og konsentrasjon av P var sikkert større i torvjord enn i morenejord (siltig sand).
  • Ved P-AL 4 – 8 ved forsøksstart var tapet av P lågt både i grøftene og på overflata. P-AL var lågare på torvjorda. Tapet var tilnærma likt frå husdyrgjødsel, mineralgjødsel og ugjødsla ruter.
  • Det var større P-tap på torvjord enn mineraljord, trass i lågare P-AL. Tapet var likevel mindre enn i registreringar utført på mindre omdanna organisk materiale, då godt omdanna materiale har større bindingsevne.

Erodert materiale

  • I åkerår var erosjonstapet av jord og plantenæring vesentleg større enn i engår. Dette samsvarer med registreringar på Fureneset på 50-talet, som synte til dels store erosjonstap av jord ved åkerdrift, og ved attlegg før eit fullgodt plantedekkje er etablert.

Jæren: Fosfor og nitrogen under overvaking

Tapa av erodert materiale er lågt i dei grasdominerte overvakingsfelta på Jæren. Tapa av N og P syner nedovergåande trend dei seinaste åra.

I programmet for jord og vassovervaking (JOVA) er det med to nedbørfelt i Rogaland, eit stort og eit mindre jordbruksfelt, og målingar frå eit avgrensa skifte. Områda er dominert av grasareal og beite, og det er intensivt husdyrhald. Det er samanhengande målingar frå 1995, men med nokre hol i materialet.*

I det største nedbørfeltet var det god samanheng mellom N-tap og målt avrenning, som syner at årleg nedbør og avrenning betyr mykje for N-tapet. Gjennomsnittleg årleg tap av total-N og nitrat-N i JOVA-felta var høgare enn det som vart registrert i lysimeterfeltet på Særheim på morenejord, og i den delen med morenejord i lysimeterfeltet på Fureneset. Medverkande årsaker til det er truleg gjødslingstyrke og høgare innhald av organisk materiale i jorda. Lysimeterfeltet med organisk jord på Fureneset hadde eit avrenningstap av N om lag som i det jordbruksfeltet med størst N-tap.

I det største nedbørfeltet er det registrert ein nedovergåande trend i vassføringsvegd konsentrasjonen av total-N, og tap av total-N. Middel for heile overvakingsperioden var 3,7 kg N/daa. Som middel for åra etter at miljøavtalar vart inngått (2010) har avrenningstapet av totalfosfor vore mindre enn i åra før. For det mindre jordbruksfeltet er det registrert litt meir erodert materiale som suspendert stoff pr. daa ved avrenning enn i det største feltet, men lågt jamført med felta i åkerjordsområda på Sør-Austlandet. Suspendert stoff er finpartiklar av mineralmateriale og organisk materiale knytt til vassføringa. Registrert avrenningstap, både av N og P, er høgare i det minste av dei to overvakingsfelta, men har synt nedgang dei seinaste åra.

Næringa og forvaltinga arbeider med å auka nytteverknaden og redusera tapa av både N og P.

* Resultata til og med 2019 er lagt fram i ein NIBIO-rapport som omfatter alle JOVA-felta (Bechmann mfl. 2021). Resultata til og med det agrohydrologiske året 2021/2022 er lagt fram som høvesvis Feltrapport fra JOVA-programmet for Skas-Heigre 2021, og Feltrapport fra JOVA-programmet for Timebekken 2021. Det agrohydrologiske året 2021/2022 er merkt av både mindre nedbør og mindre avrenning enn kva som er middelverdi.

Programmet for jord- og vassovervaking (JOVA)

  • JOVA-programmet overvakar land – bruksdominerte nedbørfelt i Noreg.
  • Nedbørfelta (13 stk.) representerer dei viktigaste jordbruksområda i landet med omsyn til klima, jordsmonn og driftspraksis.
  • Føremålet med overvakinga er å dokumentera miljøeffektar av landbruksdrift gjennom innsamling og bearbeiding av data fra overvakingsfelt og andre relevante kjelder.

Kjelde: Nibio