Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 273: Landovervågningsoplande 2016

Blicher-Mathiesen, G., Rasmussen, A., Rolighed, J., Andersen, H.E., Carstensen, M.V., Jensen, P.G., Wienke, J., Hansen, B. & Thorling, L. 2018. Landovervågningsoplande 2016. NOVANA. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 194 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 273. http://dce2.au.dk/pub/SR273.pdf 

Sammenfatning

Konklusion

På landsplan er handelsgødningsforbruget reduceret med knap 50 % i perioden fra 1990 til 2015, mens forbruget steg fra 210.000 tons N i 2015 til 242.000 tons N i 2016. Kvælstofoverskuddet i markbalancen er reduceret med 45 % frem til 2015. Størst nedgang i markbalancen er sket i perioden frem til 2003 med 158.400 tons N, mens der herefter og frem til 2015 findes en nedgang på mellem 10.000 og godt 25.000 tons N afhængigt af det enkelte års gødningsforbrug og høstresultat. N markoverskuddet steg 27.500 tons N fra 2015 til 2016.

Klimanormaliserede modelberegninger for landovervågningsoplandene har vist, at kvælstofudvaskningen fra landbrugsarealerne er reduceret med 43 % fra 1990/91 til 2003/04. Fra dette år og frem til 2013/14 er den årlige modelberegnede udvaskning stort set på samme niveau, 63-67 kg N/ha, og blev reduceret til 58 kg N/ha i 2014/15 og 2015/16. For 2016/17 steg den modelberegnede udvaskning til 63 kg N/ha. Faldet i udvaskning i 2014/15 og 2015/16 skyldes primært, at kornafgrøder og majs i højere grad følges af en efterafgrøde i efteråret, mens stigningen i 2016/17 bl.a. skyldes et større forbrug af handelsgødning. Ændringer i høstet kvælstof indgår ikke i modelberegningen. 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 med 0,27 og 0,58 mg N/l pr år på henholdsvis ler- og sandjorde i perioden 1990/91-2015/16. 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 6-7 små landbrugsdominerede vandløbsoplande på hver 5-15 km2, idet LOOP 7 først startede i 1998. Et af oplandene, LOOP 5, udgik, idet dette opland 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). 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 1,10 DE ha-1 i 2016 og er noget større end husdyrtætheden for hele landet på 0,85 DE ha‑1 for det samme år. Oplandene vil ikke være repræsentative for hele landet, men repræsenterer som før nævnt en stor del af landets variationer i klima, jordtyper og landbrugspraksis.  

Handleplaner for et bedre vandmiljø

Under vandmiljøplanerne, Grøn Vækst og Vandplan I er der indført en række initiativer, som har til formål at nedbringe N-udledningen til vandmiljøet (tabel 3.1).

I vandmiljøplanerne var målsætningen at reducere kvælstofudvaskningen fra rodzonen primært ved at indføre virkemidler, der øgede udnyttelse af husdyrgødning bl.a. ved at nedsætte forbruget af handelsgødning. Desuden blev der indført øgede krav til etablering af efterafgrøder og arealrelaterede virkemidler som f.eks. vådområder og skovrejsning. En oversigt over implementerede vandmiljøplaner og deres virkemidler er beskrevet i Appendiks 2.

Med Grøn Vækst skete et paradigmeskift, idet målsætningen heri var at reducere kvælstofudledningen til havet. I Grøn Vækst aftalen var der angivet virkemidler med en planlagt reduktion på ca. 9.000 tons N frem mod 2015, mens tiltag, der skulle sikre en yderligere reduktion på 10.000 tons N blev udskudt (tabel 1).

I april 2014 indgik regeringen bestående af Socialdemokraterne og Det Radikale Venstre sammen med partierne Venstre, Konservative og Dansk Folkeparti en aftale om Vækstplan Fødevarer, der skulle styrke økonomien i landbruget. Aftalen indeholder en række justeringer af målsætningerne fra Grøn Vækst, bl.a. en halvering af randzonearealet til 25.000 hektar. Desuden blev kravet om 140.000 ha målrettede efterafgrøder erstattet med at forhøje det generelle krav om lovpligtige efterafgrøder med 60.000 ha. Dette krav bortfaldt efterfølgende i juli 2015 (Anonym, 2015a). I oktober 2014 vedtages første generation af vandplaner for 2009-2015, hvor kvælstofindsatsen for mindre udledning til havet udgjorde 6.600 ton N og 51 ton fosfor i 2015.

Fra 2015 indgik miljøfokusområder (MFO) som en del af den direkte landbrugsstøtte. MFO-arealer skal dække 5 % af bedriftens areal og kan bl.a. udgøres af randzoner, brak, lavskov, efterafgrøder, græsudlæg og visse landskabselementer.

I januar 2016 vedtog regeringen bestående af partiet Venstre sammen med Dansk Folkeparti, Konservative og Liberal Alliance Fødevare- og Landbrugspakken. Heri er det planen, at virkemidler i højere grad skal implementeres målrettet for at de enkelte vandområder kan opfylde miljøkrav i vandrammedirektivet frem for som hidtil med samme generelle krav, uanset hvor bedrifter er placeret i landet og uanset reduktionskrav.

Vandområdeplan II for perioden 2015-2021 blev vedtaget i juni 2016. Heri er der planlagt virkemidler som vådområder, brak af lavbundsjorde, skovrejsning samt en effekt af miljøfokusområder. Virkemidlerne forventes at reducere udledning til havet med ca. 6.900 tons N, mens indsats for en yderligere reduktion på ca. 6.200 tons N udsættes til efter 2021.   

I  Fødevare- og Landbrugspakken blev det vedtaget at udfase normreduktionen for tilførsel af gødning. For 2016 blev det tilladt at anvende 2/3 af forskellen mellem den reducerede N-kvote og den økonomisk optimal gødningsnorm.

I dette års rapportering af landovervågningen indgår 2016 data for landbrugspraksis, som er det første år efter at Fødevare og Landbrugspakken blev vedtaget. Modellering af nitratudvaskning med NLES- modellen anvender landbrugspraksis for det aktuelel år, også 2016. I modellen anvendes en gennemsntlig vandafstrømningen gennem rodzonen, som er middel af udvaskning beregnet for hvert år i 20 års klimadata. Modelberegningen med NLES giver derfor et udvaskningsniveau for landbrugspraksis i 2016, altså for det første år, hvor landmændene må anvende mere gødning jvf. Fødevare- og Landbrugspakken.

Målinger af kvælstofudvaskning fra rodzonen, i dræn, til grundvand og i vandløb følger det hydrologiske år fra 1. juni til 30 maj. I nærværende rapport indgår derfor endnu ikke målinger i det hydrologisk år efter landbrugspraksis og øget gødningsforbrug for 2016.

 

Kvælstof

 

Kvælstofanvendelse i landbruget

 

Handelsgødningsforbruget er faldet markant siden 1990. Data fra Danmarks Statistik viser, at forbruget af kvælstof i handelsgødning er faldet fra 395.400 tons N i 1990 til 205.300 tons N i 2015. Forbrug af handelsgødning indberettet i gødningsregnskaberne udgør 210.000 tons N i 2015. Som førnævnt blev det i  Fødevare- og Landbrugspakken vedtaget at udfase normreduktionen for tilførsel af gødning. For 2016 blev det tilladt at anvende 2/3 af forskellen mellem den reducerde N-kvote og den økonomisk optimale gødningsnorm. Det indberettede forbrug af handelsgødning (fra gødningsregnskaberne) steg fra 210.000 tons i 2015 til 242.000 tons i 2016. Forbruget af kvælstof i husdyrgødning er faldet fra 244.000 til 224.000 tons N i perioden 1990-2016.

Mængderne af kvælstof fjernet fra markerne ved høst har varieret i perioden afhængigt af årets høst. Udbyttet har dog været stigende de sidste 7-8 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. 224.200 tons N i 2015 og igen steget til 260.700 tons N i 2016. Størst nedgang i markbalancen er sket i perioden frem til 2003, en reduktion på knap 40 %.  

Data fra landovervågningsoplandene for 2016 viser, at overskuddet af kvælstof i markbalancen er ca. 42 kg ha‑1 for planteavlsbrug, der ikke anvender husdyrgødning, mod 98-125 kg N ha‑1 for husdyrbrug og planteavlsbrug, der anvender husdyrgødning. Endvidere stiger overskuddet med stigende husdyrtæthed op til 1,4 DE ha-1

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 2005 var der et krav om efterafgrøder på 6 % af efterafgrødegrundarealet 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 % -point. I landovervågningsoplandene steg etablering af efterafgrøder fra ca. 5 til ca. 23 % og fra ca. 7 til knap 20 % af efterafgrødegrundarealet på brug, hvor der udbringes henholdsvis mindre eller mere end 80 kg N ha-1 organiske gødning i perioden 2005-2016. Almindelig brak blev udfaset i 2008 men steg til knap 23.000 ha og knap 28.000 ha i henholdsvis 2015 og 2016 bl.a. som følge af, at miljøfokusarealer blev en del af landbrugsstøtten. 

Med Grøn Vækst blev der fra planperioden 2010/11 indført, at der ikke må harves eller pløjes før 1. november på lerjorde og før 1. februar på sandjorde. Endvidere må græsmarker i omdrift ikke ompløjes om efteråret. Tidspunkt for jordbearbejdning om efteråret er opgjort på tre års data 2009-2011 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 i landovervågningsoplandene. Efter at virkemidlet trådte i kraft blev jordbehandling i efteråret reduceret til gennemsnitlig 4 % for perioden 2012-2016. 

Med hensyn til omlægning af græsmarkerne skete dette om efteråret på 34 % af det omlagte areal, opgjort som et gennemsnit af tre år før virkemidlet trådte i kraft, mens omlægningen efter virkemidlet er trådt i kraft er reduceret til gennemsnitlig 8 % for perioden 2012-2016. 

Udviklingstendenser i kvælstofkoncentrationer i det hydrologiske kredsløb 

I landovervågningsoplandene måles kvælstofkoncentrationerne i rodzonen fra marker med almindelig dyrkningspraksis. Marker med  rodzonemålinger er fordelt med 16 stationsmarker på 3 lerjordsoplande og 13 stationsmarker i 2 sandjordsoplande. Der observeres store årsvariationer i nitratkoncentrationer og udvaskning som bl.a. er påvirket af de klimatiske forhold. En statistisk analyse af udviklingstendenser viser en signifikant nedgang i årsgennemsnit for afstrømningsvægtede nitratkoncentration i jordvand på både sand- og lerjordsoplandene på henholdsvis 0,27 og 0,58 mg N l-1 pr år for perioden 1990/91-2015/16. Når perioden indsnævres til 1990/91-2003/04 er nedgangen signifikant for sandjordene, mens ændring i den gennemsnitlige årskoncentration ikke er signifikant på lerjord. For denne periode falder koncentrationen 0,37 (p=0,27) og 1,67 (p=0,003) mg N l-1 pr år for jordvandsstationerne i henholdsvis lerjords- og sandjordsoplandene. Hvis der tages udgangspunkt i perioden før Handlingsplanen for Bæredygtigt Landbrug svarer dette til et fald på henholdsvis 27 % og 70 % for de to oplandstyper. Spredningen på tallene er imidlertid meget stor, og med 95 % sandsynlighed er reduktionen i nitratkoncentrationen mellem 0 og 66 % for lerjordene og mellem 17 % og 117 % for sandjordene. 

I det iltholdige grundvand observeres det største fald i nitratkoncentrationerne i første halvdel af overvågningsperioden. For lerjordsoplandene ligger den gennemsnitlige nitratkoncentration under grænseværdi for grundvand på 50 mg NO3- l-1 og den reduceres fra omkring 50 til ca. 30 mg NO3- l-1, med det største fald frem til 2006. For sandjordsoplandene ligger den gennemsnitlige nitratkoncentration over grænseværdien på 50 mg NO3- l-1 og koncentrationen ligger på ca. 100 mg NO3- l-1 i starten af overvågningsperioden. Faldet er størst frem til 2000, hvorpå koncentrationen varierer mellem 50 og 75 mg NO3- l-1. I nogle år måles ret høje koncentrationer både i jordvand og i det iltede grundvand. (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. I et større antal landbrugsdominerede oplande, i alt 54 oplande, i ferskvandsovervågningen er der fundet et fald i kvælstofkoncentrationen i vandløbene på 46 % for perioden 1989-2016 (Thodsen et al., 2018).

Modelberegnet nitratudvaskning 

Kvælstofudvaskning fra hele det dyrkede areal i landovervågningsoplandene er modelberegnet ved hjælp af N-LES modellen (Kristensen et al., 2008). Hertil anvendes dyrkningsdata indsamlet ved interview af lodsejere i oplandene. Hvert år er gennemregnet med klimadata for 20 agro-hydrologiske år (1990/1991 – 2009/10), og der er efterfølgende beregnet gennemsnit over de 20 agro-hydrologiske år. Fra 1991/92 til 2002/03 blev der fundet en reduktion i den årlige nitratudvaskningen på ca. 43 %. Herefter og frem til 2013/14 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 både 2014/15 og 2015/16 og steg i 2016/17 til 63 kg N/ha. Faldet i 2014/15 og 2015/16 skyldes primært, at kornafgrøder i højere grad følges af en efterafgrøde eller en anden vinterafgrøde. I N-LES4 beregnes effekt af efterafgrøder i majs med samme effekt som effekten af efterafgrøder efter korn. Da N-LES4 blev udviklet i 2008, var der ikke udvaskningsmålinger for majs med efterafgrøder. Der er siden kommet større fokus på anvendelse og effekt af efterafgrøder i majs. De forholdsvis få danske forsøg, der hidtil er gennemført, viser en stor variation og en mindre udvaskning ved at anvende efterafgrøder, men effekten i de danske forsøg er dog ikke signifikant. Det er effekten i et tysk forsøg. Opgøres den modelberegnede N-LES4 udvaskning uden effekt af efterafgrøder i majs, bliver den årlige udvaskning ca. 5 kg N ha-1 højere i 2014 og 2015 end beregnet med en effekt af efterafgrøderne i majs. Effekt af virkemidlet senere jordbearbejdning indgår ikke i N-LES4 udvaskningsberegningen. Det gælder også for dette virkemiddel, at der ikke var måledata herfor ved udviklingen af N-LES4 i 2008. Ændringer i høstet kvælstof indgår ikke i modelberegningen. 

Kvælstofkredsløbet for de seneste 5 år, 2011/12-2015/16, er skitseret i figur 3. Den gennemsnitlige årlige modelberegnede (N-LES4) kvælstofudvaskning fra rodzonen for de seneste fem år er ca. 49 kg N ha-1 på lerjorde og ca. 89 kg N ha-1 på sandjorde. På såvel ler- som sandjordene er udvaskningen mindre end nettotilførslen, idet der sker tab gennem ammoniakfordampning, udbringning af husdyrgødning og denitrifikation. Udvaskningen er væsentlig større fra sandjordene end fra lerjordene. Til trods herfor er den gennemsnitlige årlige kvælstoftransport i vandløbene væsentligt højere i lerjordsoplandene (ca. 10 kg N ha-1) end i sandjordsoplandene (henholdsvis ca. 7 og 12 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 de to sandjordsoplande i landovervågningen 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 siden 2005.  

For hele landet har landbruget reduceret forbruget af fosfor i handelsgødning fra 40.400 tons P i 1990 til 13.800 tons P i 2016. Fosfortilførsel med husdyrgødning er faldet fra 54.600 til 44.300 tons P i perioden 1990-2016. Fosforoverskuddet i marken er herved faldet fra ca. 40.500 tons P i 1990 til 9.400 tons P i 2016. 

Data fra landovervågningsoplandene for 2016 har vist, at der på planteavlsbrug, der ikke anvender husdyrgødning, var et fosforunderskud på 9 kg P  ha-1, mens der på husdyrbrugene og planteavlsbrug, der anvender husdyrgødning, var et overskud på 6 - 12 kg P ha-1.  

Fra 2017 er der med en ny husdyrbruglov indført loft over tilførsel af fosfor med både handels- og husdyrgødning. 

Fosfor i vandmiljøet 

Ved godt 75 % af jordvandsstationerne har de gennemsnitlige koncentrationer af opløst ortho-P ligget på 0,005-0,015 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. Koncentrationen af opløst total P, som omfatter både opløst ortho-P og opløst organisk P samt kolloidbundet P, ligger 23-25 % højere end koncentrationen af opløst ortho-P. 

I det øvre grundvand har mediankoncentrationen af ortho-P ligget på mindre end ca. 0,006-0,018 mg P l-1, mens mediankoncentrationen af opløst total P har ligget på 0,013-0,040. Før 2016 har 20-30 % af alle grundvandsanalyserne haft et markant højere fosforindhold på over 0,1 mg P l-1

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.