Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Large amounts of phosphorus (P) are lost from the arable land due to water erosion. Both phosphorus attached to particles and dissolved phosphorus (mainly phosphate) are transported away with drainage-water and surface runoff. Good soil structure is important in minimizing these losses.

In this study, soils from 50 fields were analysed with respect to aggregate stability as measured by dispersion of clay together with the content of total phosphorus (TotP), particulate phosphorus (PP) and phosphate phosphorus (PO4P) in the water phase. All soils were clay soils with clay content varying between 21 and 54%.

The results showed that the amount of dispersed clay, as well as TotP and PP increased with decreasing soil carbon content. The dispersed clay content also had a significant positive correlation with the soil clay. For all fractions of phosphorus analysed in the water phase there was a significant correlation with the P-AL-number. The correlation was highest for PO4P with an R2–value of 0,68. Different kinds of soil management were shown to be important both for the stability of aggregates and the amount of phosphorus in the solution. Fields with pasture had significantly less dispersed clay than either ploughed fields or fields with winter wheat. There was also a significant difference between pasture and winter wheat as regards both the TotP content and PP content, with higher amounts of P in waters from the winter wheat fields.

Fosfor är idag det begränsande näringsämnet i våra svenska sjöar och vattendrag,
vilket innebär att varje ökad mängd tillförd fosfor ger ökad tillväxt av plankton och
annan växtlighet. Detta i sin tur leder till försämrad vattenkvalitet. Jordbruket står för
en stor del av den fosfor som tillförs vattnet. Att begränsa mängden fosfor som når
vattendragen från åkermarken är därför viktigt. Fosfor adsorberas starkt till
jordpartiklar och förs bort från åkermarken med avrinnande vatten, både via
ytavrinnande vatten och via dräneringsvatten. Fosfor transporteras både i löst form
(fosfatfosfor) och bundet till oorganiskt- och organiskt material (partikulärt fosfor).
Fosforförlusterna är särskilt stora från silt- och lerjordar där den partikelbundna
fosforn spelar en stor roll. Då det är svårt att stoppa partiklar som redan är på flykt är
det viktigt att minimera frigörandet av dem. Detta kan bland annat göras genom att
förbättra markstrukturen och att gynna en god aggregatstabilitet.
Aggregatstabilitet kan kvantifieras som mängden upplöst ler efter det att aggregaten
skakats med vatten. Huvudsyftet med mitt examensarbete var att undersöka om det,
utifrån ett antal kända markparametrar tillsammans med en analys av hur mycket ler
och fosfor som löses ut från jordaggregat efter skakning, går att uttala sig om risken
för fosforförluster från den aktuella jorden. Då jordbearbetningen förväntades påverka
aggregatstabiliteten delades proverna in i grupper efter vilken höstbearbetning de
genomgått. Dessa grupper jämfördes därefter statistiskt med avseende på mängd
upplöst ler och mängd utlöst fosfor. I arbetet ingick också en metodjämförelse mellan
att mäta mängden upplöst ler med en turbidimeter och genom vägning. 50 prov från
ett avrinningsområde i Uppland, med en skiftande lerhalt mellan 21 och 54%
undersöktes.
Mängden upplöst ler hade signifikanta samband med lerhalt och kolhalt i marken.
Mängden upplöst ler ökade med ökande lerhalt liksom med minskande kolhalt. De
båda metoderna att mäta mängden upplöst ler hade god överensstämmelse med ett R2-
värde av 0,95. För mängden utlöst fosfor var det framförallt markens P-AL-tal som
hade betydelse och ett högre P-AL-tal gav högre koncentration fosfatfosfor (PO4P) i
vattenfasen. Minskande kolhalt i marken medförde signifikant högre koncentrationer
av partikulärt fosfor (PP) och totalfosfor (TotP).
Jordbearbetningen hade effekt på både mängden upplöst ler och mängden fosfor. Jord
från fält med vall hade en signifikant mindre mängd upplöst ler i vattenfasen efter
skakning i förhållande till jord från fält med höstvete eller från plöjd mark. Höstvete
hade signifikant högre koncentrationer av både totalfosfor- och fosfatfosfor jämfört
med vall. För den partikulära fosforn var inte skillnaderna signifikanta även om
liknande mönster som för övriga fosforfraktioner kunde ses mellan jordar med olika
grad av bearbetning.