Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

In this review article, the effect of structural liming on clay soils, which have a high leakage potential for phosphorus (P), was analyzed. The purpose was to investigate structural liming as a method to reduce the impact of agriculture on eutrophication of water sources. Second-ary aspects such as economy are concerned in order to discuss whether structural liming is a realistic technique that can be applied without financial loss. From studied material, there is a positive correlation between structural liming and reduced P leakage. The results show that the pH-enhancing effect of the structure liming changes the binding properties of the P in the soil. At an optimum pH-value between 6 and 7, P binds to calcium ions which increase both phosphorus solubility and availability for the plants. At lower and higher pH-values, phosphorus forms compounds with metal ions or carbonates, respectively, that have ions solubility and becomes inaccessible to vegetation. Structural liming also improves soil struc-ture through slow and fast-paced processes that lead to biological, chemical and physical changes. In summary, this creates a land structure with higher infiltration capacity, rein-forced aggregate structure, reduced tendency for surface run-off and internal erosion. Struc-tural changes from liming is also favorable for crop growth and crop yield. For structural liming it is important what kind of lime is used, where lime with its origin from industries as byproducts is less effective than other forms of lime, such as slaked lime. From experi-mental studies, long terms of reduced P leakage appear from structural liming. Further re-search is needed on different lime products effect on stabilizing the structure for long-term effects. Some studies have indicated that lime filter drainage, used as a measure to reduce P losses, may increase nitrogen (N) leaching. Whether or not structural liming affects the risk for N leaching should be clarified, to better understand the potential of structural liming for reducing agricultural impact on the aquatic environment and achieving the environmental goal "No Eutrophication." However, it is clear from the literature, that by structural liming, phosphorus can be retained in the soil to a higher extent, which increases the potential for plants to utilize phosphorus as nutrition. With a future change in precipitation pattern, it is likely that the interest in structural liming will increase as leaching of P then is expected to increase.

I denna litteraturstudie analyseras effekten av strukturkalkning på lerjordar, vilka har en hög utlakningsbenägenhet för fosfor. Syftet var att undersöka strukturkalkning som åtgärd för att minska jordbrukets bidrag till eutrofiering av vattendrag. Sekundära aspekter såsom eko-nomi berörs för att diskutera om strukturkalkning är en realistisk åtgärd som kan tillämpas utan ekonomisk förlust. Av studerat material framgår positiva samband mellan strukturkalk-ning och minskad fosforutlakning. Resultatet påvisar att strukturkalkningens pH-höjande ef-fekt förändrar fosforns bindningsegenskaper i marken. Vid ett optimalt pH-värde mellan 6-7 binder fosfor till kalciumjoner vilket leder till ökad löslighet och tillgänglighet för väx-terna. För lägre respektive högre pH-värde innebär det att fosfor bildar svårlösta föreningar med metalljoner eller karbonater och blir otillgänglig för växtlighet. Kalk förbättrar även markstrukturen genom långsamma och snabbartade processer som leder till biologiska, ke-miska och fysikaliska förändringar. Sammanfattningsvis skapar detta en markstruktur med högre infiltrationsförmåga, förstärkt aggregatstruktur, minskad tendens för ytavrinning och inre erosion. Strukturkalkning skapar även en gynnsam växtplats för grödan och påverkar avkastningen positivt. Vilken form av kalk som används är viktig för effekten, där kalkpro-dukter som har sitt ursprung från industrier, påvisar sämre slutresultat än kalkmedel som innehåller fri kalk. Från försöksverksamhet framgår reducerade fosforförluster under lång tid efter strukturkalkning. Ytterligare forskning på kalkprodukters inverkan på stabiliserande effekter på markstrukturen behövs för att avgöra strukturkalkningens långsiktiga effekter på fosforläckage. Av försök framgår även att kalkfilterdiken, med syfte att minska fosforutlak-ningen, riskerar att öka kväveläckaget. Underlag för huruvida strukturkalkning påverkar kväveläckage behövs för att avgöra om strukturkalkning kan minska jordbrukets påverkan på mängden växtnäring till vattendrag och därmed på förutsättningarna för att uppnå miljö-målet ”Ingen övergödning”. Det är dock tydligt att strukturkalkning förlänger fosforns tid i marken och ökar möjligheten för växter att utnyttja den som näring. Med ett förändrat ne-derbördsmönster i framtiden är det troligt att intresset för strukturkalkning kommer att stiga då utlakningsbenägenheten för fosfor förväntas öka.