Avrenningsprosesser i jordbrukslandskapet

(1)

Avrenningsprosesser i jordbrukslandskapet

Sigrun H. Kværnø

(2)

Landbruksforurensing

– Partikler

– Næringssalter:

– Fosfor (P) – Nitrogen (N)

– Andre:

– Pesticider – Patogener

– Legemiddelrester – Tungmetaller

Foto: E. Skarbøvik, NIBIO

Foto: G. Kleven, fmve

Turbid vann,

eutrofiering

(3)

Kilder

(Samt atmosfærisk deposisjon, spredt avløp, boligfelt, veier etc.)

Jord

Spredning av mineralgjødsel

Spredning av husdyrgjødsel

Planter Beitende dyr

Gjødsellager, silopressaft, ++…

(4)

Transportveier

(5)

Form, kilde, transport

Substans Transportvei

Overflate-

vann Jord-

matriks Makro-

porer Drensvann Grunnvann Partikler

Partikkelbundet P Organisk N

Løst P (fosfat) Løst N (nitrat)

NB: Løst P er mer biotilgjengelig enn partikkelbundet P.

(6)

Nivåer – hva måler vi?

Nedbørfelt

Foto: Bioforsk Foto: Bioforsk

Ruteforsøk

Foto: S. Skøien Foto: Bioforsk

Teiger, småfelt

Vestlandet/Jæren: 3 Trøndelag: 2

Indre Østlandet: 2 Sør-Østlandet: 14

(7)

Avrenning småfelt

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Torv Sand (morene,

strand) Lettleire (morene) Leire (marin) Planert leire (marin)

Vestlandet Østlandet, Trøndelag

Q (mm/år)

Avrenning, småfelt

Q grø Q ofl

5000 10001500 2000

Q (mm/år)

Avrenning, småfelt

Q grø Q ofl

(8)

Nitrogentap småfelt

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

Torv Sand (morene,

strand) Lettleire

(morene) Leire (marin) Planert leire (marin)

TN (kg/daa)

Nitrogentap, småfelt

TN grø TN ofl

(9)

Jordtap småfelt

0 50 100 150 200 250

Torv Sand (morene,

strand) Lettleire

SS (kg/daa/år)

Jordtap, småfelt

SS grø SS ofl

(10)

Fosfortap småfelt

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

Torv Sand (morene,

strand) Lettleire

TP (kg/daa)

Fosfortap, småfelt

TP grø TP ofl

(11)

Fosfor: løst eller partikkelbundet?

R² = 0.4376

R² = 0.9209

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.450

0 50 100 150 200 250 300 350

TP (kg/daa)

SS (kg/daa)

TP vs. SS

TP grø TP ofl

Lineær (TP grø) Lineær (TP ofl)

– Forsøk Norden:

– Nær sammenheng TP og SS i

overflateavrenning – Andel løst P 10-70 %

av tot P – Årlig DRP-

konsentrasjon 0,01-

1 mg/l

(12)

Variasjoner mellom år

– Pga. værforhold og drift

0 10 20 30 40

84/85 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995

N-tap (kg/ha)

Grøft Overflate

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

84/85 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995

P-tap (kg/ha)

Grøft Overflate

Eksempel fra Holt, på Romerike i Akershus (Lundekvam, 1997).

(13)

Variasjoner gjennom året

– Pga. endringer i værforhold og overflatetilstand

Eksempel fra Vandsemb på Romerike, Akershus (Kværnø og Bechmann, 2010).

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

J F M A M J J A S O N D

P-tap (kg/ha)

Vandsemb 1992-05

Overflate Grøft

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0

J F M A M J J A S O N D

N-tap (kg/ha)

Vandsemb 1992-05

Overflate Grøft

(14)

Variasjoner pga. klima

Foto: NIBIO

Foto: ukjent Kart: Meteorologisk institutt

(15)

Variasjoner pga. terreng

(16)

Variasjoner pga. terreng

0 200 400 600 800 1000 1200

24 m 44 m 30 m 70 m

Askim Hellerud

Avrenning og tap

Effekt av hellingslengde

Q (mm) SS (kg/daa) P (g/daa) N (g/daa)

(17)

Variasjoner pga. jordsmonn

Organisk jord

Leirjord Siltjord Sandjord

(18)

Variasjoner pga. jordsmonn

Organisk jord

Leirjord Siltjord Sandjord

Bakkeplanering, jordpakking  dårlig struktur  økt erosjon og P-tap!

Jordtap: stabilitet/kohesjon, partikkelstørrelse Fosfortap: bindingsplasser i jorda

Nitrogentap: potensiale for denitrifikasjon

(19)

Variasjoner pga. vekst/jordarbeiding

• Ruhet gir økt vannlagring

• Plantedeler beskytter og binder jorda

• Jordarbeiding øker mineralisering

• Planter tar opp næringsstoffer

(20)

Variasjoner pga. jordkjemi

– Pga. jordas N- og P-innhold, og gjødsling (mengde,

tidspunkt, metode)

(21)

Variasjoner pga. hydroteknikk

Kladivko et al., 2004 Øygarden et al. (1989)

5 m10 m 20 m

Kladivko (www.agry.purdue.edu/drainage/water-quality.html)

(22)

Foto: L. Nilsen

Erosjon i dråg

Manglende avskjæring mot utmark Dårlig drenering og

jordpakking Sedimentasjon

Skader på kummer, i grøfteutløp, etc.

Foto: Bioforsk

(23)

Nivåer,

nedbørfelt

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Naurstad Skas-Heigre Time Volbu Kolstad Skuterud Mørdre Hotran Vasshaglona

Nord-N. Vestlandet Østl., Tr.lag Sørl.

SS (kg/daa), P (g/daa), N (10*kg/daa)

Nedbørfelt, JOVA

0 50 100 150 200 250 300

Torv Morene Morene Leire Planert leire

Småfelt

SS tot TP TN*10

(24)

Landskaps-/nedbørfeltskala

– Flere kilder og prosesser

Innsjøretensjon Kanterosjon

Buffersoner

Foto: Bioforsk

Flom

Foto: Bioforsk

Fangdammer, renseparker, fordrøyningsbasseng

Foto: Bioforsk

(25)