Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 164: Landovervågningsoplande 2014

Blicher-Mathiesen, G., Rasmussen, A., Rolighed, J., Andersen, H.E., Jensen, P.G., Wienke, J., Hansen, B. & Thorling, L. 2015. Landovervågningsoplande 2014. NOVANA. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 150 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 164. http://dce2.au.dk/pub/SR164.pdf

Sammenfatning

Konklusion

På landsplan er handelsgødningsforbruget reduceret med knap 50 % i perioden fra 1990 til 2014, mens kvælstofoverskuddet i markbalancen er reduceret med 45 %. Størst nedgang i markbalancen er sket i perioden frem til 2003 med 158.400 tons N, mens der herefter findes en nedgang på mellem 10.000 og godt 25.000 tons N. Det indberettede forbrug af handelsgødning i gødningsregnskaberne, opgjort for hele landet, har nogenlunde været konstant i perioden 2005-2014.

Modelberegninger for landovervågningsoplandene har vist, at kvælstofudvaskningen fra landbrugsarealerne er reduceret med 43 % fra 1990 til 2003. Fra dette år og frem til 2013 er den årlige modelberegnede udvaskningen stort set på samme niveau, 63-67 kg N/ha, men er reduceret til 58 kg N/ha i 2014. Det skyldes primært at kornafgrøder i højere grad følges af en efterafgrøde eller en anden vinterafgrøde i efteråret 2014. Forbud mod jordbearbejdning i efteråret trådte i kraft i efteråret 2011. Effekten af dette virkemiddel er ikke indeholdt i modelberegningen.

Målinger har vist, at kvælstofkoncentrationerne i rodzonevandet er faldet ca. 23 % på lerjorde og ca. 48 % på sandjorde i perioden 1990/91-2003/04. I ferskvandsovervågningen er der for vandløb i dyrkede oplande beregnet et generelt fald i kvælstofkoncentrationen på ca. 49 % fra 1989 til 2014.

Ved slutevalueringen af Vandmiljøplan II i 2003 blev det vurderet, at kvælstofudvaskningen på landsplan var reduceret med 48 % fra 1985 til 2003.

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 (figur 1 i rapporten). 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 variationer i jordbund, klima og landbrugspraksis inden for landet. Husdyrtætheden for oplandene udgør 1,06 DE ha-1 i 2014 og er lidt større end husdyrtætheden for hele landet på 0,87 DE ha‑1 for det samme år. Oplandene vil ikke nødvendigvis i alle forhold være fuldstændig repræsentative for landet, men repræsentere som før nævnt variationer i klima, jordtyper og landbrugspraksis. 

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. Planerne er kort beskrevet i tabel 1 i rapporten.

Kvælstof

Kvælstofanvendelse i landbruget

Handelsgødningsforbruget af kvælstof for hele landet er faldet fra 394.000 tons N i 1990 til 203.400 tons N i 2014, 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 2011. Det indberettede forbrug af handelsgødning i gødningsregnskaberne har for hele landet været nogenlunde konstant i perioden 2005-2014.

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. 220.600 tons N i 2014. Størst nedgang i markbalancen er sket i perioden frem til 2003, en reduktion på knap 40 %, mens markbalancen efter 2003 er mellem 10.000 og godt 25.000 tons N mindre.

Data fra landovervågningsoplandene for 2014 viser, at overskuddet af kvælstof i markbalancen er ca. 37 kg ha‑1 for planteavlsbrug, der ikke anvender husdyrgødning, mod 70-103 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 (tabel 2 i rapporten).

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 arealkrav til efterafgrøder i 2014 opgjort til 12,4 % af efterafgrødegrundarealet. 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 om efteråret. Virkemidlerne er implementeret med virkning for høståret 2012.

Praksis for jordbearbejdning om efteråret er opgjort 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 gennemsnitlig 7 % for perioden 2012-2014.

Med hensyn til omlægning af græsmarkerne skete dette om efteråret på 34 % 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 gennemsnitlig 10 % for perioden 2012-2014.

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 årlig reduktion i kvælstofudvaskningen på ca. 1.200 tons N for hvert af 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. Derimod har koncentrationerne i sandjordsoplandene svinget mellem 9 og 24 mg NO3-–N l-1 i perioden 2008/09-2013/14.

Både for ler- og sandjordsoplandene er der for perioden 1990-2013 en tydelig tendens til et fald i det iltede grundvands gennemsnitlige nitratindhold.  For lerjordsoplandene ligger den gennemsnitlige nitratkoncentration under EU’s grænseværdi på 50 mg NO3-/l og den reduceres fra omkring 50 til ca. 30 mg NO3-/l, med det største fald frem til 2006. For sandjordsoplandene ligger den gennemsnitlig nitratkoncentration over grænseværdien på 50 mg NO3-/l, og reduceres fra ca. 100 til godt 50 mg NO3-/l l. Her er faldet størst frem til 2000, hvorpå koncentrationen variere. Der er dog målt en højere koncentration på 77 mg/l i 2014. De høje nitratkoncentrationer i rodzonen og i det øvre iltede grundvand i 2014 skyldes, at der i nogle tilfælde ikke anvendes afgrøder med høj kvælstofoptagelse efter ompløjning af flere årig græs, og der måles også høje nitratkoncentrationer efter dyrkning af majs (figur 2 i rapporten). 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.

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 20-årig periode, 1990/91-2013/14. Fra 1991 til 2003 blev der fundet en reduktion i udvaskningen på ca. 43 %. Herefter og frem til 2013 har den beregnede årlige udvaskning ligget på et nogenlunde konstant niveau på 63-67 kg N/ha, men er reduceret til 58 kg N/ha i 2014. Det skyldes primært at kornafgrøder i højere grad følges af en efterafgrøde eller en anden vinterafgrøde. I et større antal landbrugsdominerede oplande, i alt 54 oplande, i ferskvandsovervågningen er der fundet et fald i kvælstofkoncentrationen i vandløbene på 49 % for perioden 1989-2014.

Kvælstofkredsløbet for de seneste 5 år, 2009/10-2013/14, er skitseret i figur 3 i rapporten.

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 ved udbringning af husdyrgødning og N-tab ved 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 siden 2005 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 13.000 tons P i 2014. 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. 7.000 tons P i 2014. Overskuddet i 2014 er beregnet 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 2014 har vist, at der på planteavlsbrug, der ikke anvender husdyrgødning, var et fosforunderskud på 7,1 kg P/ha, mens der på husdyrbrugene og planteavlsbrug, der anvender husdyrgødning, var et overskud på 2,1-6,3 kg P ha-1.

Fosfor i vandmiljøet

Ved godt 75 % af jordvandsstationerne har de gennemsnitlige koncentrationer af opløst ortho-P ligget på 0,004-0,040 mg P l-1, mens der ved knap 25 % af stationerne har været koncentrationer på 0,10-0,50 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 0,013-0,043. 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 1990-2014 udgjort 0,20-0,50 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 - 2013/14 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 25 % af den opløste fraktion i både 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.