Grant, R., Blicher-Mathiesen, G., Jensen, P.G., Pedersen, M.L., Clausen, B. & Rasmussen, P.  Faglig rapport fra DMU nr. 514

 

Sammenfatning

 

På landsplan er handelsgødningsforbruget reduceret med 50 % i perioden fra 1990 til 2003, mens kvælstofoverskuddet i markbalancen er reduceret med ca. 34 %. Modelberegninger for landovervågningsoplandene har vist, at kvælstofudvaskningen fra landbrugsarealerne er reduceret med 46 % fra 1990 til 2003. Målinger har ligeledes vist at kvælstofkoncentrationerne i rodzonevandet er faldet ca. 38-50 %. Spredningen på tallene er imidlertid meget stor. I Ferskvandsovervågningen er der for vandløb i dyrkede oplande beregnet et generelt fald i kvælstoftransporten på ca. 35 % siden 1989.

 

I 2003 blev der foretaget en slutevaluering af Vandmiljøplan II. I Evaluerigen blev der udarbejdet en prognose for kvælstofudvaskningen i 2002/2003. Herved blev den samlede forventning til reduktionen i kvælstofudvaskningen 48 % fra 1985 til 2003. Vandmiljøplanens målsætning om en 49 % reduktion i landbrugets udledning af kvælstof blev herved anset for at være opfyldt af forligspartierne bag VMPII.

 

Landovervågningsprogrammet

I Vandmiljøplanens Landovervågningsprogram undersøges landbrugets gødnings- og pesticid anvendelse samt tab af disse stoffer til vandmiljøet. Programmet startede i 1989. Landovervågningen udføres som en niveaudelt opgave. I 7 små landbrugsdominerede vandløbsoplande på hver 5-15 km2 foretages årlig interviewundersøgelse om landbrugspraksis. I fem af oplandene udføres desuden målinger af næringstoftransport og pesticidforekomst i samtlige dele af vandkredsløbet (figur 1). Disse fem oplande har været med i hele undersøgelsesperioden og anvendes ved opgørelse af udviklingen i landbruget. Oplandene er udvalgt med henblik på at repræsentere landsgennemsnittet bedst muligt med hensyn til jordbund, klima og landbrugspraksis. Husdyrtætheden i de fem oplande i 2003 var 0,95 DE ha-1 hvilket stort set var det samme som for hele landet (0,93 N/ha). Oplandene vil dog ikke nødvendigvis i alle forhold være repræsentative for landet, men de kan betragtes som nogenlunde repræsentative, hvad angår landbrugspraksis for de enkelte bedriftstyper.

 

Med henblik på at fremskaffe et mere fyldestgørende datamateriale med oplysninger om kilderne til næringsstoftab fra dyrkede områder til vandløb, blev der endvidere foretaget interviewundersøgelse i 20 oplande for dyrkningsårene i henholdsvis 1993/94 og 1998/99 (figur 1).

 

Vandmiljøplanerne

Under vandmiljøplanerne er indført en række initiativer, som har medvirket til at nedbringe forbruget af kvælstof i handelsgødning. Herigennem er udvaskningen af kvælstof reduceret. Endvidere er der stillet krav til sædskifterne i form af plantedække om vinteren. Formålet er, at disse afgrøder skal optage det kvælstof, som er tilbage i jorden efter høst, eller som frigives i løbet af vinteren, og som ellers ville blive udvasket. Planerne er kort beskrevet i tabel 1.

 

 

 

 

 

 

Figur 1. Oversigt over landovervågningsoplandenes placering.

 

Tabel 1 Oversigt over Vandmiljøhandlingsplaner i Danmark.

 

 

NPO-handlingsplanen, 1985	Forbud mod direkte udledninger, ingen husdyrgødning på frossen jord, harmonikrav
Vandmiljøplan I, 1987	Krav til opbevaringskapacitet, forbud mod husdyrgødningsudbringning efterår og vinter på ubevokset jord, grønne marker, sædskifte- og gødningsplaner, krav til spildevandsrensning
Handlingsplanen for Bæredygtig landbrug, 1990 og 1996	Lovpligtig N-normer til afgrøder og lovpligtige gødningsregnskaber, krav til udnyttelse af kvælstof i husdyrgødning
Vandmiljøplan II, 1998	Vådområder, skovrejsning, miljøvenlig jordbrugsdrift, økologisk jordbrug, yderligere efterafgrøder, nedsatte gødningsnormer, øget krav til udnyttelse af husdyrgødning
Politisk midtvejsevaluering af Vandmiljøplan II, 2001	Ændrede regler for tilskud til retablering af vådområder, reduktion i brødhvedetillæg, opstramninger af normer til græs, efterafgrøder og vinterhvede og byg
Vandmiljøplan III, 2003	Øget krav til efterafgrøder, udnyttelse af husdyrgødning, vådområder, miljøvenlig jordbrugsdrift og skovrejsning

 

 

Kvælstof

Handelsgødningsforbruget af kvælstof for hele landet er faldet fra 394.000 tons N i 1990 til 196.000 tons N i 2003. Kvælstof i husdyrgødning er faldet fra 244.000 til 237.000 tons N i samme periode. Mængderne af kvælstof fjernet fra markerne ved høst har varieret i perioden afhængig af årets høst. Overskuddet i markbalancen er herved faldet fra 375.000 tons N i 1990 til 247.000 tons N i 2003, en reduktion på 34 %.

 

En del af reduktionen skyldes, at der er taget landbrugsareal ud af drift. Opgøres overskuddet pr. arealenhed, er overskuddet reduceret med 31 % fra 1990 til 2003. I 2003 udgjorde overskuddet 93 kg N/ha.

 

Data fra landovervågningen har vist, at overskuddet af kvælstof er mindst for planteavlsbrug (52 kg N/ha), større for svinebrug (79 kg N/ha) og størst for kvægbrug (85 kg N/ha). Endvidere stiger overskuddet med stigende husdyrtæthed.

 

Der har igennem overvågningsperioden været en markant forbedring af udnyttelsen af husdyrgødningen som følge af at opbevaringskapaciteten er øget, at stigende andel af gødningen udbringes om foråret og sommeren samt at der er taget forbedrede udbringningsteknikker i anvendelse (tabel 2). Dette har ført til, at husdyrgødningen i 2003 udgør ca. 40 % af afgrødernes N-kvote. Denne andel var ca. 4 % i 1990.

 

Tabel 2 Oversigt over udvikling i nøgleparametre for husdyrgødningsanvendelse i landovervågningen for 1990, 2002 og 2003.

 

 

	1990	2002	2003
9 måneders opbevaringskapacitet, % af dyreenheder	38	79	89
Forårsudbringning af husdyrgødning, % af total N i husdyrgødning	55	88	91
Udbringning med slæbeslanger eller nedfælgning, % af total N i flydende husdyrgødning	8	77	84
Effektiv del af husdyrgødning1) % af total N i husdyrgødning	34	45	48

 

^{1) tabellagt værdi i forhold til gødningstype, udbringningsmetode, udbringningstidspunkt og afgrøden som gødningen gives til. Den effektive del svarer stort set til 1. års virkningen i udnyttelsen af husdyrgødningen.}

 

 

 

Data fra landovervågningen viser, at der i 2003 var et underforbrug af kvælstofgødning på 35 % det konventionelt dyrkede areal (underforbruget er her defineret som tilførsel af 10 kg N/ha mindre end kvoten). Underforbruget forekommer næsten udelukkende på kvægbrugene. Samlet set blev der for hele landet i 2002 og 2003 anvendt 10.000-25.000 tons N mindre end den teoretiske beregnede kvote tillader. Et underforbrug vil automatisk give høje udnyttelsesprocenter, hvilket betyder at kravet til udnyttelse kan strammes uden at landmanden reelt behøver at mindske gødningsforbruget.

 

I 2003 var der på landsplan vintergrønne marker på ca. 85 % af arealet. I landovervågningen har ca. halvdelen af det vintergrønne areal været bevokset med græs, udlæg, vinterraps og roer. Disse kan alle betegnes som effektive kvælstofsamlere. Den anden halvdel derimod består af vinterkorn, majs, halmnedmuldning mv., som ikke kan forventes at optage større mængder kvælstof i efterårs- og vintermånederne. I landovervågningen blev der i årene 2000-03 registreret efterafgrøder efter 6% reglen på henholdsvis 5,5 %, 6,4 %, 3,8 % og 3,9 % af efterafgrødegrundlaget (dvs. af det areal, hvor der kan dyrkes efterafgrøder). Fra 2002 blev der indført krav om at der i gødningsregnskabet skal indregnes en eftervirkning på 12 kg N/ha efterafgrødeareal.

 

Udviklingstendenser i kvælstofindholdet i det hydrologiske kredsløb

I Landovervågningen måles kvælstofkoncentrationerne i rodzonen på 18 stationsmarker i 3 lerjordsoplande og på 14 stationsmarker i 2 sandjordsoplande. Der er store årsvariationer afhængigt af de klimatiske forhold. En analyse af udviklingstendenser viser et statistisk signifikant fald i de årlige vandføringsvægtede kvælstofkoncentrationer på ca. 38 % for lerjordsoplandene og 50 % for sandjordsoplandene. Spredningen på tallene er imidlertid stor, og med 95 % sandsynlighed er reduktionen mellem 24 og 50 % for lerjordene og mellem 40 og 66 % for sandjordene.

 

I det øvre grundvand ses en reduktion i kvælstofkoncentrationen på sandjord, mens der ingen markant ændring ses for lerjord. Variationer i rodzonevandets kvælstofindhold følges af tilsvarende variationer i det øvre grundvand, blot med ca. et års forskydning og mere udjævnet i grundvandet.

 

Kvælstofkoncentrationen i rodzonevandet har i hele perioden ligget over EU’s krav til drikkevand. Der er dog tendens til at koncentrationerne nærmer sig denne grænseværdi. Denitrifikationsprocesser i den umættede zone medfører lavere koncentrationer i det øvre grundvand. På lerjord har koncentrationerne i det øvre grundvand ligget under grænseværdien for drikkevand i hele perioden, og på sandjord har koncentrationerne siden 1999/00 ligget på niveau med grænseværdien for drikkevand (figur 2).

 

Kvælstofudvaskning fra hele det dyrkede areal i landovervågningsoplandene er modelberegnet ved hjælp af N-LES3 modellen på baggrund af data fra interviewundersøgelsen og ved et gennemsnitsklima for en 10-årig periode, 1990-2000. Her er fundet et fald i kvælstofudvaskning på 46 % i perioden fra 1990/91 til 2002/03.

 

 

 

 

Figur 2 Udviklingen i målte kvælstofkoncentrationer i perioden 1990/91 til 2002/03 for rodzonevand og det øvre grundvand i tre lerjord- og to sandjordsoplande.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En statistisk analyse af de vandføringsvægtede kvælstofkoncentrationer i vandløbene i oplandene viser et fald, som er statistisk signifikant (95 %) i fire ud af de fem oplande. Reduktionen er i størrelsesordenen 25-45 % for perioden 1989/90-2002/03. I et større antal landbrugsdominerede oplande, i alt 63 oplande, i Ferskvandsovervågningen er der fundet et fald i kvælstoftransporterne i vandløbene på 35 % i samme periode.

 

Kvælstoftransporter i det hydrologiske kredsløb

Kvælstofkredsløbet for de seneste 5 år, 1998/99-2002/03, er skitseret i figur 3. Den modelberegnede årlige kvælstofudvaskning fra rodzonen er 53 kg N/ha på lerjorde og 85 kg N/ha på sandjorde. På såvel lerjordene som sandjordene er udvaskningen mindre end nettotilførslen, idet der også sker tab ved ammoniakfordampning og denitrifikation. Udvaskningen er væsentlig større fra sandjordene end fra lerjordene. Til trods herfor er kvælstoftransporterne i vandløbene væsentlig højere i lerjordsoplandene (23 kg N/ha) end i sandjordsoplandene (henholdsvis 6 og 16 kg N/ha for de to oplande). Dette skyldes, at vandafstrømningen på lerjordene sker gennem de øvre jordlag, mens vandafstrømningen på sandjordene i højere grad sker gennem de dybere jordlag, hvor det eventuelt har passeret redoxzonen og således kan have været udsat for betydelig nitratreduktion.

 

Ovennævnte er et generelt mønster for oplandene i landovervågningen. Der kan være store forskelle mellem oplande. Således vil ikke alle sandjordsoplande være præget af samme grad af reduceret grundvand.

 

Det må konkluderes, at kun en del af det kvælstof, der forlader rodzonen, når ud til vandløbene. Størrelsen af denne andel er stærkt variabel og afhænger af lokale forhold. Der kan også forekomme kvælstoftransport til nedstrøms liggende vandløbsstrækninger. Dette vand må formodes at være længere tid undervejs, hvilket betyder, at der er større muligheder for at kvælstof er reduceret under vejs.

 

Fra naturarealer er den årlige kvælstofudvaskning ca. 10-12 kg N/ha og transporten til vandløb ca. 2-3 kg N/ ha.

 

 

Figur 3 Skematisering af kvælstofkredsløbet i henholdsvis dyrkede lerjords- og sandjordsoplande samt for naturoplande for de hydrologiske år 1998/99-2002/03 (og tilhørende landbrugspraksis 1998-02). Tilførsel og fraførsel af kvælstof er baseret på data fra interviewundersøgelsen og udvaskningen er modelberegnet med N-LES3 for alle marker i oplandet. NB! Vandløbstransport i landbrugsoplandene er korrigeret for naturarealer og spildevandsudledning, dvs. transporten repræsenterer det dyrkede areal incl. spredt bebyggelse.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fosfor

 

Fosforanvendelse i landbruget

Vandmiljøplanernes krav med hensyn til fosfor i landbruget Vandmiljøplanernes krav med hensyn til fosfor i landbruget antages at være opfyldt med stop for de direkte udledninger fra gårdene. Der er ingen krav i forhold til fosforgødskning. På landsplan er der sket en reduktion i forbrug af fosfor med handelsgødning fra 40.400 tons P i 1990 til 13.100 tons P i 2003, mens fosfortilførsel med husdyrgødning er omtrent uændret. Fosforoverskuddet i marken er herved faldet med 27 % i perioden og udgjorde i 2003 ca. 23.700 tons P, svarende til 9 kg P/ha.

 

Data fra landovervåningen har vist, at der på planteavlsbrugene blev tilført mindre fosfor end der blev fjernet med afgrøderne (overskud på -3,5 kg P/ha), mens der på kvægbrug og svinebrug blev tilført henholdsvis 5 og 12,2 kg P/ha mere end der blev fjernet.

 

Fosfor i vandmiljøet

Ved ¾ af jordvandsstationerne har de gennemsnitlige koncentrationer af opløst ortho-P ligget på 0,006-0,021 mg P l-1, mens der ved ¼ af stationerne har været koncentrationer på 0,2-0,5 mg P/l-1 i nogle få år eller i hele perioden.

 

I det øvre grundvand har mediankoncentrationen af ortho-P ligget på mindre end 0,01-0,012 mg P l-1, mens mediankoncentrationen af total P har ligget på 0,019-0,085. I 5-10 % af alle grundvandsanalyserne har der været markant højere fosforindhold, over 0,1 mg P l-1.

 

Tab af fosfor til vandløbene har i gennemsnit for perioden 1990-2003 udgjort 0,19-0,55 kg P/ha pr år for landovervågningsoplandene. Det er altså kun en lille del af nettotilførslen, der tabes til overfladevand. Den øvrige del ophobes i overfladejorden eller nedvaskes til dybere jordlag.

 

Fosfortabet til vandløb er lille i forhold til de fosformængder der tilføres i landbruget. Tabet øges imidlertid med stigende ophobning af fosfor i marken. Det skal understreges at det forøgede tab vil forekomme i lang tid efter at overskudstilførslen er ophørt, og at de koncentrationer, der forekommer i vandløbene i dag (0,080-0,190 mg total P l-1), kan give anledning til eutrofiering i søerne.

 

Tab af fosfor til vandløbene skyldes erosion fra marker og brinker, drænvandstab samt udledninger fra spredt bebyggelse. Det kan imidlertid ikke udelukkes, at også udvaskning af fosfor med jordvand og grundvand kan bidrage til P tabet, idet der på nogle lokaliteter og i nogle år måles høje fosforkoncentrationer i disse medier.

 

I grundvandet er koncentrationen af total P betydelig højere end koncentrationen af ortho-P. Dette kunne tyde på, at opløst organisk P i grundvandet også kan bidrage til tab af fosfor.

 

Pesticider

Pesticidanvendelse i landbruget

I Pesticidhandlingsplanen fra 1987 var kravet, at salget af aktiv stoffer skulle halveres inden 1997 i forhold til referenceperioden 1981-85. Dette reduktionsmål blev på landsplan nået i 1999. I Pesticidhandlingsplanen fra 2003 blev der sat det mål, at behandlingshyppigheden skal reduceres fra 2,04 i 2002 til 1,7 inden 2009.

 

Behandlingshyppigheden er en teoretisk beregning, der foretages på baggrund af salgsstatistikken for pesticider, afgrødefordelingen og det dyrkede areal. I 2003 var behandlingshyppigheden på landsplan 2,2. I landovervågningen er der foretaget opgørelser over faktisk pesticidanvendelse på markerne. Her er behandlingsindeks i 2003 for de hyppigst dyrkede afgrøder (vinterkorn 2,1, vårkorn 1,4) meget lig behandlingshyppigheden på landsplan (vinterkorn 2,2, vårkorn 1,2).

 

Der foretages analyse af pesticider i det øvre grundvand. I perioden 1998 til 2003 er der gennemført 808 analyser med fund af pesticider eller nedbrydningsprodukter i 267 analyser, hvoraf 60 overskred 0,1 µg l-1. Vandprøverne er udtaget fra 75 indtag (placeret i højtliggende ungt grundvand under landbrugsmæssigt drevne marker), og der er én eller flere gange påvist pesticider eller nedbrydningsprodukter i 52 indtag svarende til ca. 69 % af de undersøgte indtag. Grænseværdien er overskredet én eller flere gange i 19 indtag svarende til ca. 25 %.

 

Der er især fundet triaziner og nedbrydningsprodukter heraf. Atrazin blev sidste gang anvendt lovligt i Danmark i 1994, men stoffet nedbrydes meget langsomt. Bentazon er fundet hyppigt i landovervågningsoplandene, men kun i ét tilfælde i koncentrationer over grænseværdien for drikkevand. Tilsvarende er glyphosat og glyphosats nedbrydningsprodukt, AMPA, fundet hyppigt.

 

Af interviewundersøgelsen fremgår at der af atrazin-lignende stoffer blev anvendt terbuthylazin på ca. 8 % af arealet i 2003. Tebutylazin indgik sammen med bentazon og glyphosat blandt de 15 stoffer, som blev anvendt i størst mængde i oplandene.

 

Som gennemsnit betragtet overskrider fundene af øvrige organiske mikroforureninger i det øvre grundvand i landovervågningsoplandene ikke de vejledende grænseværdier for drikkevand. Med hensyn til uorganiske sporstoffer er der for aluminium, bly, zink og nikkel en del overskridelserne af grænseværdierne for drikkevand.

 

Uorganiske sporstoffer overvåges i terrænnært grundvand i landovervågningsområderne. Her ses overskridelser af grænseværdier for drikkevand i forhold til antal analyserede indtag på 8 % for arsen, 39 % for bly, 46 % for zink og 56 % for nikkel. I større vandværker med vandbehandling og velfungerende sandfiltre, tilbageholdes uorganiske sporstoffer i nogen grad, hvorfor overskridelser af grænseværdierne i grundvandet ikke nødvendigvis medfører en problematisk drikkevandskvalitet. For enkeltforsyninger og små fælles vandforsyninger uden vandbehandling kan sporstofferne derimod udgøre et kvalitetsproblem.

 

Hele rapporten i pdf format ( kB)