Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 120: Landovervågningsoplande 2013. NOVANA

Blicher-Mathiesen, G., Rasmussen, A., Andersen, H.E., Timmermann, A., Jensen, P.G., Wienke, J., Hansen, B. & Thorling, L. 2015. Landovervågningsoplande 2013. NOVANA. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 158 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 120
http://dce2.au.dk/pub/SR120.pdf

Sammenfatning

Konklusion

På landsplan er handelsgødningsforbruget reduceret med 50 % i perioden fra 1990 til 2013, mens kvælstofoverskuddet i markbalancen er reduceret med ca. 43 %. Størst nedgang i markbalancen er sket i perioden frem til 2003 med 158.400 tons N, mens der herefter findes en nedgang på 10.00-20.000 tons N. Modelberegninger for landovervågningsoplandene har vist, at kvælstofudvaskningen fra landbrugsarealerne er reduceret med 43 % fra 1990 til 2003, fra dette år findes, at N-udvaskningen i disse oplande stort set er på samme niveau frem til 2013. Målinger har vist, at kvælstofkoncentrationerne i rodzonevandet er faldet ca. 23 % på lerjorde og ca. 48 % på sandjorde. I ferskvandsovervågningen er der for vandløb i dyrkede oplande beregnet et generelt fald i kvælstofkoncentrationen på ca. 48 % fra 1989 til 2013.

Ved slutevalueringen af Vandmiljøplan II i 2003 blev det vurderet, at kvælstofudvaskningen på landsplan var reduceret med 48 % fra 1985 til 2003. Det indberettede forbrug af handelsgødning i gødningsregnskaberne, opgjort for hele landet, har nogenlunde været nogenlunde konstant i perioden 2005-2013.

Landovervågningsprogrammet

I Vandmiljøplanens Landovervågningsprogram undersøges landbrugets gødningsanvendelse samt tab af næringsstoffer til vandmiljøet. 

Landovervågningsprogrammet startede i 1989. Overvågningen blev i perioden 1989-2003 udført i 7 små landbrugsdominerede vandløbsoplande på hver 5-15 km2. Med NOVANA udgik et af oplandene i 2004, idet dette ikke var repræsentativt for dansk landbrug. Således foretages årligt interviewundersøgelse om landbrugspraksis i 6 oplande. I fem af oplandene udføres endvidere målinger af næringsstoftransport i samtlige dele af vandkredsløbet. 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 oplandene (0,95 DE ha‑1 i 2009, 1,06 i 2013) er dog lidt større end husdyrtætheden på landsplan (0,80 DE ha‑1 i 2009 – ikke opdateret for 2010-2012 i Danmarks Statistik). Oplandene vil ikke nødvendigvis i alle forhold være repræsentative for landet, men de kan betragtes som nogenlunde repræsentative, hvad angår landbrugspraksis for de enkelte bedriftstyper.

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 om efterafgrøder i efteråret. Formålet er, at disse afgrøder skal optage det kvælstof, som er tilbage i jorden efter høst, eller som frigives i løbet af efteråret og vinteren, og som ellers potentielt ville blive udvasket.

I 2009 blev Vandmiljøplan III erstattet af Grøn Vækst. I Grøn Vækst er der vedtaget en række nye tiltag, som skal reducere kvælstofudledningen yderligere. I de tidligere vandmiljøplaner gik målsætningen på at reducere kvælstofudvaskningen fra rodzonen. Med Grøn Vækst er der sket et paradigmeskift, idet målsætningen nu går på at reducere udledningen til havet. Målsætningen var oprindeligt at reducere landbrugets årlige udledning til havet med 19.000 tons N. Der er i oktober 2014 vedtaget Vandplaner med virkemidler, der skal sikre en reduktion på 6.600 tons N frem mod 2015. For fosfor skal den årlige udledning fra landbruget til vandløb og søer tilsvarende reduceres med 51 tons P frem mod 2015.

Kvælstof

Kvælstofanvendelse i landbruget

Handelsgødningsforbruget af kvælstof for hele landet er faldet fra 394.000 tons N i 1990 til 199.100 tons N i 2013, mens kvælstof i husdyrgødning er faldet fra 244.000 til 228.000 tons N i perioden 1990-2011. Indholdet af kvælstof i husdyrgødningen er endnu ikke opgjort efter 2013. Det indberettede forbrug af handelsgødning i gødningsregnskaberne opgjort for hele landet har været nogenlunde konstant i perioden 2005-2013.

Mængderne af kvælstof fjernet fra markerne ved høst har varieret i perioden afhængig af årets høst. Udbyttet har dog været stigende de sidste 5-6 år, bl.a. fordi braklagte arealer blev udfaset i 2008. Samlet er overskuddet i markbalancen faldet fra 404.400 tons N i 1990 til ca. 230.800 tons N i 2013. Størst nedgang i markbalancen er sket i perioden frem til 2003, en reduktion på knap 40 %, mens der herefter har været en nedgang på 10.000-20.000 tons N.

Data fra landovervågningsoplandene for 2013 har vist, at overskuddet af kvælstof i markbalancen er ca. 33 kg ha‑1 for planteavlsbrug, der ikke anvender husdyrgødning, mod 78-110 kg N ha‑1 for husdyrbrug og planteavlsbrug, der anvender husdyrgødning. 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 en stigende andel af gødningen udbringes om foråret og sommeren, samt at der er taget forbedrede udbringningsteknikker i anvendelse.

For landovervågningsoplandene er det opgjort, at de bedrifter, som i 2013 anvender mere gødning end 10 kg N ha-1 over bedrifternes kvote udgør mindre end 5 % af det konventionelt dyrkede areal (overforbrug), mens bedrifter, der anvender mindre gødning end 10 kg N ha-1 under bedriftens kvote udgør knap 30 % af arealet (underforbrug).

I 2007 var der et krav om efterafgrøder på 6 % af efterafgrødegrundlaget for brug med mindre end 0,8 DE/ha og på 10 % for brug med mere end 0,8 DE/ha. Fra 2008 er kravet øget med 4 %. For landovervågningsoplandene blev det samlede krav til efterafgrøder i 2013 opgjort til 12,4 % af efterafgrødegrundarealet efter fradrag for alternativer. Det etablerede efterafgrødeareal var 13,5 % af efterafgrødegrundlaget i 2013, hvorved arealkravet til efterafgrøder derfor blev opfyldt.

I Grøn Vækst er der endvidere sat fokus på ændret jordbearbejdning om efteråret, som et virkemiddel til at reducere kvælstofudvaskningen fra landbrugsjord. Således må der ikke foretages jordbearbejdning om efteråret forud for forårssåede afgrøder. Reglen indebærer, at der ikke må harves eller pløjes før 1. november på lerjorde og før 1. februar på sandjorde. Endvidere indebærer Grøn Vækst, at græsmarker i omdrift ikke må ompløjes i visse perioder af året. Virkemidlerne er implementeret med virkning for høståret 2012.

Praksis for jordbearbejdning om efteråret er undersøgt på fire års data fra landovervågningsoplandene, før virkemidlet trådte i kraft. For disse år blev der foretaget jordbehandling (harvning og/eller pløjning) om efteråret forud for forårssåede afgrøder på ca. 14 % af dette areal. Efter at virkemidlet er trådt i kraft er dette reduceret til 6 og 8 % for henholdsvis 2012 og 2013.

Med hensyn til omlægning af græsmarkerne skete dette om efteråret i Nordjylland og Sønderjylland på henholdsvis 38 og 24 % af det omlagte areal, opgjort som et gennemsnit af 4 år før virkemidlet trådte i kraft, mens omlægningen efter virkemidlet er trådt i kraft er reduceret til henholdsvis 11 og 0 % i 2012 og henholdsvis 0 og 3 % i 2013 for de samme oplande.

I gennemsnit var der for hele landet i årene 2008-11 i alt ca. 885.000 ha med forårssåede afgrøder og ca. 323.000 ha med græs i omdrift. Hvis landovervågningsdata for jordbearbejdning anvendes for forårssåede afgrøder og græs i omdrift for hele landet, svarer det til, at der for hele landet foretages jordbearbejdning om efteråret forud for forårssåede afgrøder på ca. 124.000 ha, og at ompløjning af græs om efteråret foretages på ca. 32.000 ha. Ved at anvende ingen jordbearbejdning om efteråret reduceres udvaskningen med 10 kg N/ha og ingen ompløjning af fodergræs reducerer udvaskningen med 36 kg N/ha. Dette svarer til en reduktion i kvælstofudvaskningen på ca. 1.200 tons N for begge virkemidler.

Udviklingstendenser i kvælstofkoncentrationer i det hydrologiske kredsløb

I landovervågningsoplandene måles kvælstofkoncentrationerne i rodzonen på 17 stationsmarker i 3 lerjordsoplande og på 12 stationsmarker i 2 sandjordsoplande. Der er store årsvariationer afhængigt af de klimatiske forhold. En analyse af udviklingstendenser for perioden 1990/91-2003/04 viser et statistisk signifikant fald i de årlige vandføringsvægtede kvælstofkoncentrationer på ca. 23 % for lerjordsoplandene og ca. 48 % for sandjordsoplandene. Spredningen på tallene er imidlertid stor, og med 95 % sandsynlighed er reduktionen mellem 0 og 73 % for lerjordene og mellem 9 og 89 % for sandjordene. Siden 2003/04 har der ikke kunnet måles noget statistisk fald i kvælstofkoncentrationerne. Tværtimod er der tendens til, at koncentrationerne i sandjordsoplandene har været stigende i nogle år, 2008/09-2010/11, formentlig fordi der på jordvandsstationerne på sandjord har været meget græs i omdrift efterfulgt af afgrøder uden efterafgrøder. Efter 2010/11 er N koncentrationerne i jordvandet igen faldet til niveauet målt omkring 2002/03.

Både for ler- og sandjordsoplandene er der for perioden 1990-2013 en tydelig tendens til et fald i det iltede grundvands gennemsnitlige nitratindhold fra omkring 50 til ca. 30 mg/l, for lerjordsoplandene, med det største fald frem til 2006 og fra.ca. 100 til ca. 50 mg/l for sandjordsoplandene. Her er faldet størst frem til 2000, hvorpå ændringerne bliver små.

Kvælstofkoncentrationerne i rodzonevandet har siden 1990/91 ligget over EU’s krav til drikkevand, men de sidste to år har koncentrationen på lerjord ligget under. På lerjord har koncentrationerne i det øvre grundvand ligget under grænseværdien for grundvand og drikkevand i hele perioden, og på sandjord har koncentrationerne ligger over i starten af overvågningsperioden, men siden 2007/08 kun ligget lidt over grænseværdien i 2012/13 (figur 2). På lerjord ses et betydeligt fald i kvælstofkoncentrationen i vandet fra det forlader rodzonen, til det når ned i det øvre iltede grundvand. Nedgangen skyldes denitrifikation i jordlag fra bunden af rodzonen og ned til det iltede grundvandet. På sandjord ligger kvælstofkoncentrationerne i rodzonevandet og i det øvre iltede grundvand tættere på hinanden Dette indikerer, at det kun i begrænset omfang foregår tilsvarende store denitrifikation fra rodzonen og ned til det anoxiske grundvand på disse jordtyper.

Kvælstofudvaskning fra hele det dyrkede areal i landovervågningsoplandene er modelberegnet ved hjælp af N-LES modellen (Kristensen et al., 2008) på baggrund af data fra interviewundersøgelsen og ved et gennemsnitsklima for en 15-årig periode, 1991-2005. Fra 1991 til 2003 blev der fundet en reduktion i udvaskningen på ca. 43 %, herefter har den modelberegnede udvaskning stort set været uændret. I et større antal landbrugsdominerede oplande, i alt 54 oplande, i ferskvandsovervågningen er der fundet et fald i kvælstofkoncentrationen i vandløbene på 48 % for perioden 1989-2013.

Den gennemsnitlige årlige modelberegnede (N-LES4) kvælstofudvaskning fra rodzonen for de seneste fem år er ca. 50 kg N ha-1 på lerjorde og ca. 91 kg N ha-1 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 (ca. 15 kg N ha-1) end i sandjordsoplandene (henholdsvis ca. 6 og 14 kg N ha-1 for de to oplandstyper). Dette skyldes, at vandafstrømningen på lerjordene sker gennem de øvre jordlag og via dræn, mens vandafstrømningen på sandjordene i højere grad sker gennem de dybere jordlag, hvor der forekommer en betydelig kvælstofreduktion.

Fosforanvendelse i landbruget

Anvendelse af fosfor i husdyrgødning er indirekte reguleret gennem harmonikravene, mens anvendelse af mineralsk fosfor i foder er reguleret gennem en afgift på 4 kroner pr. kg.

På landsplan er der sket en reduktion i forbrug af fosfor med handelsgødning fra 40.600 tons P i 1990 til 11.300 tons P i 2013. Fosfortilførsel med husdyrgødning er faldet fra 54.600 til 41.300 tons P i perioden 1990-2011. Fosforoverskuddet i marken er herved faldet fra ca. 42.200 tons P i 1990 til ca.. 8.100 tons P i 2013. Overskuddet i 2013 er under antagelse af, at fosfor i husdyrgødning ikke har ændret sig siden 2011, idet fosforindholdet i husdyrgødning ikke er opdateret siden.

Data fra landovervågningsoplandene for 2013 har vist, at der på planteavlsbrug, der ikke anvender husdyrgødning, var et fosforunderskud på 10,4 kg P/ha, mens der på husdyrbrugene og planteavlsbrug, der anvender husdyrgødning, var et overskud på 0,6-5,0 kg P ha-1.

Fosfor i vandmiljøet

Ved 75 % af jordvandsstationerne har de gennemsnitlige koncentrationer af opløst ortho-P ligget på 0,008-0,037 mg P l-1, mens der ved 25 % af stationerne har været koncentrationer på 0,10-0,40 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 ca. 0,01-0,02 mg P l-1, mens mediankoncentrationen af total P har ligget på 0,013-0,045. I 20-30 % af alle grundvandsanalyserne har der været markant højere fosforindhold på over 0,1 mg P l-1.

Tab af fosfor til vandløbene har i gennemsnit for perioden 1990-2012 udgjort 0,20-0,47 kg P ha-1 pr år for landovervågningsoplandene. Det er altså kun en lille del af fosforoverskuddet, der ophobes på husdyrbrug, 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. Det skal imidlertid understreges, at de koncentrationer der forekommer i vandløbene i dag (0,10-0,18 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 jordvand og drænvand blev der i 2008/09 - 2012/13 målt på både opløst ortho-P og opløst total P. Forskellen antages at bestå af opløst organisk P. Analyserne viste, at opløst organisk P udgjorde henholdsvis 25 % og 13 % af den opløste fraktion i jordvand og drænvand. Endvidere viste analyser af det øvre grundvand, at opløst organisk P eller kolloidalt P udgør et ikke ubetydeligt bidrag til den opløste fosforfraktion i grundvandet.