Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Phosphorus (P) is an essential nutrient but a surplus could lead to eutrophication. Furthermore,
the minerals used to produce the mineral phosphate is a non renewable resource.

There are in other words several reasons to reduce the leakage of P and the agriculture is one important area to attend. The aim of this work has been to investigate if carbon-rich arable soils content contain more P than arable soils with low carbon content. Moreover it has been calculated if the carbon-rich soils could pose a risk of P leakage by comparing their delivery of P with the plant uptake. The work has consisted of compiling the results from former gathered and analysed soil samples of 130 Swedish arable soils.

The fractions of P considered are water soluble P (Pw), ammonium lactate-extractable P (P-AL), hydrochloric acid-soluble P (P-HCl), organic ammonium lactate-extractable P (Porg-AL) and inorganic ammonium lactate-extractable P (Porg-HCl). The P-AL and P-HCl has been analysed both with colorimetric method, which detects the inorganic fraction and ICP, which detects the inorganic as well as the organic fraction. The diference between
these values has given the value of Porg-AL and Porg-HCl, respectively.

The results show that there is a strong correlation between Pw and P-AL, which implies the possibility to make a realicstic estimation of the amount of P in the soil solution by measuring the P-AL fraction. With the colorimetric method it is also shown not to exist
any relation between P and the carbon content, whilst there with the ICP method exists a relation. This suggests that for carbon-rich soils, the colorimetric method could give an
defective perception of the P content. It may therefore be advisable to consider other methods for such soils.

The majority of the soils investigated present a risk of P leakage. The carbon-rich soils often contain the highest concentration of P, however the soils with low carbon content contain the highest amounts of P. That indicates that the soils with low carbon content might pose a greater risk of leakage. Nevertheless, carbon-rich soils contain more organic carbon, which is a more mobile form of P and therefore is more easily transported to aquatic ecosystems. Based on this work it is difficult to conclude which kind of soil presents the greatest risk of leakage since the leakage is the result of many different processes taking part in complex systems.

Fosfor (P) är ett essentiellt närinsämne för alla organismer men kan i överskott leda till övergödning av vattendrag. Dessutom är mineralerna ur vilka mineralfosfat utvinns en icke-förnyelsebar resurs. Det finns alltså flera orsaker till att minska läckaget av P och ett viktigt område att förbättra är jordbruket.

Syftet med det här arbetet har dels varit att undersöka om åkerjordar med hög kolhalt innehåller mer P än åkerjordar med låg kolhalt, dels att ta reda på ifall kolrika åkerjordar utgör en risk för P-läckage genom att jämföra P-leveransen med växtupptaget. Arbetet är en sammanställning av resultat från tidigare insamlade och analyserade jordprover från 130 åkerjordar.

En marks fosforleverande förmåga påverkas dels av mängden P och dels av hur lättrörlig P är, vilket bland annat beror på i vilken form den förekommer. De P-fraktioner som har undersökts i arbetet är vattenlöslig P (Pw), utbytbar P (P-AL), förråds-P (P-HCl), organisk utbytbar P (Porg-AL) och organisk förråds-P (Porg-HCl). För P-AL och P-HCl har
fosforhalten mätts med kolorimetrisk metod, vilken mäter oorganisk P samt med ICP, vilken mäter både oorganisk och organisk P. Skillnaden mellan de båda metoderna har gett
värdet på Porg-AL respektive Porg-HCl.

Resultaten visar att det finns ett starkt samband mellan Pw och P-AL. Det innebär att det är möjligt att göra en realistisk uppskattning av hur mycket vattenlöslig P jorden leverar genom att mäta P-AL-värdet. Vidare visar studien att P-AL och P-HCl inte ökar med kolhalten om kolorimetrisk analys används medan det däremot syns en ökning när halterna
analyseras med ICP. Det tyder på att P-halter mätta med kolorimetrisk metod inte ger en representativ bild av jordarnas P-innehåll vid höga kolhalter. För kolrika jordar bör det därför övervägas att analysera fosforhalten med hjälp av andra metoder.

De flesta undersökta jordarna utgör en risk för P-läckage. De kolrika jordarna innehåller i många fall högre koncentration P, men mineraljordarna leverar de största mängderna. Det tyder på att mineraljordarna kan utgöra större risk för P-läckage. Dock innehåller kolrika jordar mer organiskt kol som är mer lättrörligt och därför lättare kan transporteras till olika vattensystem. Utifrån det här arbetet är det svårt att avgöra vilka jordar som utgör störst risk för läckage eftersom det faktiska läckaget påverkas av komplexa system med många påverkande faktorer.