Ur SLU:s kunskapsbank

Fosforutlakning från organogena jordar kan motverkas med biokol

Senast ändrad: 22 november 2018
fosforutlakning.png

Organogena jordar som skapas från dränerad våtmark odlas ofta intensivt. Jordtypen har låg förmåga att binda fosfor, något som kan leda till förorening av ytvatten. På institutionen för mark och miljö vid SLU har fosforförluster kartlagts och metoder för att begränsa dessa med hjälp av biokol undersökts.

Idag sker öppen växtodling på organogena jordar i mycket mindre omfattning än på mineraljordar. Totalt sett representerar odlingen mindre än 1% av den totala åkermarken världen över och i Sverige är motsvarande siffra 9% eller ~ 225 000 ha av Sveriges 2,5 miljoner hektar jordbruksmark. Organogena jordar används ofta för odling av rotgrönsaker eftersom det är lätt att både odla och skörda på jordtypen.

Organogena jordar – dränerade våtmarker

Organogena jordar skapas genom att dränera våtmark. De här jordarna har ofta odlats intensivt och gödslats kraftigt vilket leder till en ackumulering av fosfor i matjorden. Trots höga fosforkoncentrationer i jorden har organogena jordar låg förmåga att binda fosfor och det kan resultera i att mycket fosfor går förlorad.

biokol.png
Biokol med ett ytskikt av magnesium sett genom ett elektronmikroskop. Foto: Matthew Riddle.
matthew-lysimeters.jpg
Matthew Riddle arbetar med lakvatten från organogena jordar. Foto: Gertrud Nordlander.

Fosforförluster kartlagda i ny doktorsavhandling

Matthew Riddle har i sin nyligen presenterade doktorsavhandling undersökt fosforförlusterna från både organogena jordar och mineraljordar i 90 cm långa jordprofiler. Forskningen visade att förlusterna av fosfor var högst från de två studerade organogena jordarna (1,2 och 1,0 kg ha-1) över en 17-månaders period.

Motsvarande förluster var betydligt mindre från sanden (0,3 kg ha-1) och lerjorden (0,2 kg ha-1) som också ingick i studien. De höga förlusterna från de organogena jordarna berodde troligen på mindre antal bindningsställen för fosfor och även stora marksprickor som resulterade i snabb transport av fosfatrikt ytvatten till dräneringssystemet under jordprofilen.

Att använda biokol som ett fosfatfilter

En strategi för att mildra fosforläckage är att använda biokol, ett adsorptivt material som placeras under markytan för att fånga upp fosforn innan den går förlorad med avrinnande vatten.

I ett försök att minska fosfatförlusterna användes därför biokol med ytskikt av antingen järn eller magnesium som ett filter för att binda fosfat. Från en av de organogena jordarna minskades fosfatförlusterna med 62% med användning av järnbelagd biokol och 74% med magnesiumbelagd biokol. Resultaten visar att dessa typer av biokol med metallbeläggning kan ha en plats för att mildra P-förluster från åkermark i framtiden.

Vattenöverskott orsakar fosfatfrisättning

Som en avknoppning från doktorsavhandlingen har ett nytt projekt startats. Där undersöks effekten av en fluktuerande grundvattenyta på fosforförluster. Fyra jordar studeras, varav tre är samma som i doktorandsavhandlingen.

En ökning av vattennivån i organogena jordar kan uppstå på grund av att de dräneringspumpar som normalt avlägsnar vatten under växtsäsongen ofta är avstängda under hösten och vintern för att spara el. Redoxpotentialen sjunker därmed och den fosfor som bundits till Fe3+ i den dränerade jorden kan frisättas. När pumparna reaktiveras på våren är risken för ökade P-förluster därför uppenbar.

– Med det här nya projektet hoppas vi kunna svara på denna fråga och flera andra frågor kopplade till fosforns uppträdande under anaeroba förhållanden i marken, säger Lars Bergström, forskare på institutionen för mark och miljö.


Kontaktinformation

matthew.riddle@slu.se, 0722-164677

lars.bergstrom@slu.se, 018-672463, 070-5207141
Sidansvarig: cajsa.lithell@slu.se