Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Det svenska lantbruket har idag en komplex utmaning med en ökad livsmedelsproduktion som måste uppfylla de nationella miljömålen. Näringsläckage är en stor miljömässig utmaning som måste reduceras i lantbruket. För att minska risken för markerosion och näringsläckage från jordbruket och öka biodiversiteten kan man på åkermark etablera skyddszoner som består av växter som binder vatten och näring samt förankrar jorden. Problemet med dessa skyddszoner är att de kan bidra till en direkt eller indirekt ogräsproblematik på närliggande åkermark, dels genom att ingående växter kan sprida sig, dels för att befintligt ogräs inte kan bekämpas enligt rådande regelverk. Det nuvarande regelverk utgår från att skötselåtgärder i skyddszoner får bedrivas enligt visst kalenderdatum. Ur ett agronomiskt perspektiv vore det mer funktionellt att skötselåtgärder som putsning kan göras vid ett fenologiskt utvecklingsstadium av skyddszonsväxtligheten. Detta eftersom fenologin styrs av temperatur, temperatursummor, nederbörd och vegetationsperiodens längd för aktuellt år och geografiskt område.
Syftet med arbetet var att studera (i) när den fenologiska utvecklingen (främst blomning) infaller hos vanligt förekommande skyddszonsarter, (ii) hur fenologin påverkas av temperatur, ackumulerad temperatursumma, vegetationsperiodens längd och nederbörd över tid och rum, (iii) vilket regelverk som gäller för anläggning och skötsel av skyddszoner samt (iv) utreda om förändringar i regelverket för skötselåtgärder av skyddszoner kan bidra till att minska ogräsproblemen. Årliga temperatursummor beräknades för perioden 1949–2025 och tre platser (Lund, Uppsala, Luleå) fram till den 30 juni, det vill säga dagen före den tidpunkt (1 juli) då putsning blir tillåten enligt gällande regelverk. Vidare togs information fram om vegetationsperiodens längd (dagar) över tid (1900–2025) i Sverige
Resultaten visade att flera av de vanligast använda arterna i skyddszoner redan nu blommar 1–2 månader innan första putsning är tillåten. Detta innebär att de med största sannolikhet hinner sätta frö innan putsning kan genomföras vilket ökar risken för att de kan bli framtida ogräs. Vidare visade det sig att temperatursumman över två meteorologiska normalperioder (1961–1990, 1991–2020) fram till den 30 juni ökade över tid och plats. Det fanns även stora mellanårsvariationer på respektive plats vilket gör att den fenologiska utvecklingen varierar starkt från år till år. Vidare framkom att vegetationsperiodens längd ökade över tid (1900–2025) för de tre geografiska områdena (Lund, Uppsala, Luleå). Detta innebär att etablering av skyddszoner kan ske tidigare och därmed kommer även ingående arter blomma och sätta frö tidigare. Fasta åtgärdsdatum kan därmed förhindra rätt timing för att kontrollera ogräs. Idag förekommer förädling av växter i skyddszoner som en strategi för att uppnå långsiktig klimatanpassning. Med hänsyn till den betydande mellanårsvariationen i ackumulerad temperatursumma kan det ur agronomisk synpunkt vara mer gynnsamt att förändra nuvarande regelverk. En förändring som möjliggör putsning baserat på den faktiska fenologiska utvecklingen, snarare än fasta kalenderdatum, skulle minska risken för ökade ogräsproblem genom att bättre överensstämma med variationer och förändringarna i klimat (temperatur, nederbörd och vegetationsperiod) och dess effekt på växtlighetens utveckling.

Swedish agriculture is currently facing a complex challenge: increasing food production while simultaneously meeting national environmental objectives. Nutrient leakage is a major environmental issue that must be reduced within the agricultural sector. To decrease the risk of soil erosion and nutrient runoff from farmland, while also enhancing biodiversity, buffer zones can be established on arable land. These zones consist of vegetation that binds water and nutrients and stabilizes the soil. However, a problem associated with these buffer zones is that they may contribute directly or indirectly to weed issues on adjacent farmland. This can occur both through the spread of species included in the buffer zones and because existing weeds cannot be controlled under current regulations. The current regulatory framework is based on that management measures in buffer zones may only be carried out after a specified calendar date. From an agronomic perspective, it would be more functional if management measures such as mowing could instead be performed according to the phenological development stage of the buffer zone vegetation. This is because phenology is governed by temperature, accumulated temperature sums, precipitation, and the length of the growing season for the specific year and geographical area.
The aim of this study was to investigate (i) when phenological development (primarily flowering) occurs in commonly used buffer zone species, (ii) how phenology is affected by temperature, accumulated temperature sums, growing season length, and precipitation over time and space, (iii) which regulations apply to the establishment and management of buffer zones, and (iv) whether changes in the regulations governing buffer zone management measures could help reduce weed problems. Annual temperature sums were calculated for the period 1949–2025 for three locations (Lund, Uppsala, and Luleå) up to June 30, i.e., the day before mowing becomes permitted under current regulations (July 1). In addition, data on growing season length (days) over time (1900–2025) in Sweden were compiled.
The results showed that several of the most used species in buffer zones already flower 1–2 months before mowing is first permitted. This means that they are highly likely to produce seeds before mowing can be carried out, thereby increasing the risk that they may become future weeds. Furthermore, accumulated temperature sums up to June 30 increased over time and across locations during the two meteorological normal periods (1961–1990 and 1991–2020). Large year-to-year variations were also observed at each location, causing the phenological development to vary substantially between years. In addition, the length of the growing season increased over time (1900–2025) in all three geographical areas (Lund, Uppsala, and Luleå). This implies that the establishment of buffer zones can occur earlier, and consequently, the included species will also flower and set seed earlier. Fixed management dates may therefore prevent proper timing of weed control measures. Plant breeding of buffer zone species is currently being used as a strategy to achieve long-term climate adaptation. However, considering the significant year-to-year variation in accumulated temperature sums, it may be agronomically more beneficial to revise the current regulations. A regulatory change allowing mowing to be based on actual phenological development rather than fixed calendar dates would reduce the risk of increased weed problems by better aligning management practices with climatic variations and changes (temperature, precipitation, and growing season length) and their effects on vegetation development.