Tillståndet i svensk åkermark och gröda Data från 2001-2007 rapport 6349

• I denna rapport redovisas resultatet av den andra provtagningsomgången (omdrevet) i miljöövervakningsprogrammet ”Yttäckande rikskartering av åkermark”.Karteringen innefattar markens organiska material, syra/bas-status, fosfor- och aliumtillstånd och spårelement samt halter av makro- och mikroelement i höstvete, korn och havre. I rapporten redovisas också ett urval av nya kartor baserade på alla provpunkter i de två provtagningsomgångarna. Fler kartor och möjlighet att söka statistik för produktionsområden, län, jordbrukstäta kommuner och stora avrinningsområden samt rapporterna från omdrev 1 (pdf-filer) är tillgängliga via datavärdskapet för jordbruksmark: www-jordbruksmark.slu.seI omdrev 2 har sammanlagt 2034 provpunkter provtagits fördelat på fyra delprovtagningar åren 2001, 2003, 2005 och 2007. I alla provpunkterna har ett prov från matjorden (0-20 cm) och ett från alven (40-60 cm) uttagits. Matjordsproverna har analyserats, medan alvproverna tills vidare arkiverats utan analys. Om grödan vid provtagningstillfället var höstvete, vårkorn eller havre togs också kärnprov (301, 303 och 231 prov av respektive gröda). De utvalda provpunkterna i denna omgång har exakta koordinater och var och en kommer att provtas igen vart 10:e år.Följande analyser utfördes på matjordsproverna: pH (H2O), total kolhalt, kolhalt efter syrabehandling för avdrivande av karbonatkol (organiskt C), total kväve och svavelhalt, utbytbart Ca2+, Mg2+, K+ och Na+, titrerbar aciditet vid pH 7, ammoniumlaktat-acetatlöslig fosfor (P-AL) och kalium (K-AL) samt saltsyralöslig fosfor (P-HCl) och kalium (K-HCl). Vidare utfördes analys av spårelementen arsenik (As), bly (Pb), cesium (Cs), kadmium (Cd), kobolt (Co), koppar (Cu), krom (Cr), mangan (Mn), molybden (Mo), nickel (Ni), selen (Se), strontium (Sr), vanadin (V) och zink (Zn) efter uppslutning i 7M HNO3. På matjordar med mindre än 20 % organiskt material utfördes också mekanisk analys för bestämning av mineraljordart.På kärnproverna analyserades totalhalter av följande element: makroämnena kalcium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K), fosfor (P) och kväve (N) samt spårelementen arsenik (As), bly (Pb), kadmium (Cd), cesium (Cs), kobolt (Co), koppar (Cu), krom (Cr), mangan (Mn), molybden (Mo), nickel (Ni), strontium (Sr), vanadin (V) och zink (Zn).Det går inte att redan i denna andra provtagningsomgång säkert påvisa några förändringar i de undersökta markegenskaperna. En orsak är att många av de variabler som ingår förändras ganska långsamt - miljöövervakningen har ett mycket längre perspektiv än 10 år. En annan är att kontrollprover som inkluderats i analyserna visar att det är mycket svårt att undvika systematiska skillnader i mätnivå när laboratorierna mäter med många års mellanrum.Fosforgödslingen har mer eller mindre kontinuerligt minskat sedan början av 1990-talet, men det har inte lett till någon nämnvärd minskning av matjordens fosforvärden mellan omdreven. Det kan tolkas som att ett tillstånd nära balans mellan tillförsel via gödsling och bortförsel via grödorna uppnåddes i tidsperioden● Tillståndet i svensk åkermark och gröda 8 mellan de två omdreven. Inte heller matjordens pH verkar ha förändrats nämnvärt trots en relativt sparsam kalkning den aktuella tidsperioden. Detsamma gäller spårelementhalterna.Det senare kan bero på att åtgärder för att minska tillförsel via nedfall från luften, gödselmedel och avloppsslam resulterat i mer eller mindre balans mellan tillförsel och bortförsel. Inte heller halten organiskt material har förändrats nämnvärt mellan mätningarna. Andelen jordar som har halter över gränsvärdet för tillåten halt av någon av tungmetallerna Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb och Zn vid användning av avloppsslam är ca 15 %.I det andra omdrevet har några nya variabler analyserats. Exempelvis har titrerbar aciditet bestämts vilket innebär att katjonbyteskapacitet (CEC) vid pH7 och motsvarande basmättnadsgrad har kunnat beräknas. Dessa mått på förmåga att binda baskatjoner (Ca 2+, Mg2+, K+ och Na+) och försurningsgrad/kalkbehov är de som traditionellt används i jordbrukssammanhang. Medelvärdet för CEC pH7 är 20,3 cmol c/kg medan medianvärdet är 14,8 cmolc/kg. Den relativt stora skillnaden mellan dessa värden beror på att mulljordarna drar upp medelvärdet eftersom organiskt material har mycket hög CEC per viktsenhet. I övrigt bestäms CEC av lerhalt och typ av lermineral. Basmättnadsgraden uppvisade medel- och medianvärden på 70 respektive 73 %.Även K-AL och K-HCl är nya variabler i andra omdrevet. K-AL ger ett mått på lätt tillgängligt K medan K-HCl är ett mått på förråd som relativt lätt kan mobiliseras.Medel- och medianvärdena var 12,4 respektive 10,4 mg/100 g för K-AL och 173 respektive 127 mg/100 g för K-HCl. Både K-AL och K-HCl-talen är koncentrerade mot mitten av skalan för markkarteringsklasser. Den procentuella fördelningen mellan klasserna I, II,III, IV och V för K-AL är 9, 26, 41, 21 respektive 3 %. För K-HCl är motsvarande fördelning 18, 25, 25, 24 och 9 % i klasserna 1, 2, 3, 4 respektive 5. Eftersom lermineralen i svenska jordar är ganska kaliumrika är K-HCl ganska starkt korrelerat till lerhalt (R2 = 0,72).I denna rapport redovisas också statistik över K/Mg-kvoten baserat på mängder i utbytbar form av dessa ämnen. 24 % av jordarna hade en kvot större än de riktvärden som anges i Jordbruksverkets riktlinjer för gödsling och kalkning. Hög kvot innebär risk för magnesiumbrist. Om K/Mg-kvoten är under 0,7 kan jordar med K-AL-klass IV behöva gödslas enligt rekommendationen för den lägre klass III.Tre procent av jordarna uppfyllde detta kriterium för potentiell kaliumbrist.Elementhalterna i spannmålskärna varierade som väntat med årsmånen (variationer i tillväxtbetingelser mellan år som styrs av väderleksförhållandena), vilket gör att det är för tidigt att dra några slutsatser om eventuella trender.Sambandet mellan elementhalterna i grödan och några utvalda markegenskaper såsom halten i marken av samma ämne, pH, halt organiskt material, lerhalt och CEC undersöktes med hjälp av multipel regressionsanalys. Elementhalterna i kärna var generellt starkare kopplade till markens egenskaper för havre än för de andra grödorna. För makroämnena N, K, P, Ca och Mg var korrelationen till de undersökta markegenskaperna i de flesta fall mycket svagt, speciellt för de ämnen som regelbundet tillförs med gödsling. För spårelementen var kopplingen mellan växt och markvariabler i de flesta fall starkare än de var för makroelementen. För de flesta av spårelementen fanns ett signifikant samband mellan halten i växt och den i● Tillståndet i svensk åkermark och gröda 9 mark av samma ämne. För många ämnen ökade också koncentrationen i kärna med ökande pH.Hur olika driftsinriktningar eventuellt påverkat matjordens egenskaper undersöktes också. För att få tillräckligt stort och samtidigt jämförbart underlag med avseende på markegenskaper, klimatförhållanden mm. gjordes dessa studier huvudsakligen på produktionsområdesnivå. pH i matjorden var i de flesta fall några tiondelar lägre på gårdar med nötkreatur än på gårdar med enbart växtodling och svinproduktion. Nötkreatursgårdarnas jordar hade också i de flesta fall 0,5 till 1 procentenheter högre halt organiskt material jämfört med de andra gårdstyperna.Fosforhalterna tenderade att vara högre på svinproducerande gårdar än på  växtodlingsgårdar.Nötkreatursdominerade gårdar tenderade att ha högre P-HCl- och lägre P-AL-tal än de andra gårdstyperna. Den mindre andelen lättlöslig fosfor (P-AL) kan vara kopplad till den lägre pH-nivån. För Cd, Cu och Zn var det svårt att se några systematiska skillnader mellan gårdstyperna.I en specialundersökning analyserades organiskt kol förutom i matjorden också i nivåerna 20-40 cm och 40-60 cm. Syftet var att ta fram en databas för beräkningar av kolförråd i åkermarken. I 461 mineraljordar med minde än 12 % organiskt material var medianhalten organiskt kol 2,4 % (4,1 % org. material) i 0-20 cm, 1,4 % (2,5 %) i 20-40 och 0,6 % (1,1 %) i 40-60 cm. Också 46 jordar med mer än 12 % organiskt material undersöktes. På ett urval av mineraljordar från Skåne och Mälardalen bestämdes också skrymdensitet (volymvikt) varpå sambandet mellan skrymdensitet och halt organiskt material beräknades. En grov beräkning baserat på medianvärdena för de undersökta mineraljordarna och motsvarande skrymdensitet ger en genomsnittlig kolmängd ned till 60 cm i storleksordningen 125 ton/ha.

• This report presents the results of the second sampling series in the Swedish environmental monitoring program on arable soils with regard to organic matter content, acid/base status and potassium, phosphorus and trace element concentrations.The results of analyses for macro- and micro elements in cereal crops are also presented. The report also presents a selection of new maps based on sampling points in the two series of samplings carried out to date. Additional maps and the scope to search for statistics for production areas, counties, intensive agricultural communities and major catchment areas are available on the project website:www-jordbruksmark.slu.seAlso the reports from the previous sampling series are available at this site.In sampling series 2, a total of 2034 sampling points were sampled, divided into four sub-samplings in 2001, 2003, 2005 and 2007. At all sampling points, one sample was extracted from the topsoil (0-20 cm) and one from the subsoil (40-60 cm). The topsoil samples were analysed, while the subsoil samples are being stored without being analysed for the present. When the crop on the sampling occasion was winter wheat, spring barley or oats, grain samples were also taken (301, 303 and 231 samples of these crops, respectively). The sampling points selected for this series have exact coordinates and each one of them will be sampled every 10 years.The following analyses were performed on topsoil samples: pH (H2O), total carbon content, carbon content after acid treatment to remove carbonate carbon (organic C), total nitrogen and sulphur content, exchangeable Ca2+, Mg2+, K+ and Na +, titrable acidity at pH 7, ammonium lactate-acetate soluble phosphorus (P-AL) and potassium (K-AL), and hydrochloric acid-soluble phosphorus (P-HCl) and potassium (K-HCl). In addition, analyses were carried out of the trace elements arsenic (As), lead (Pb), caesium (Cs), cadmium (Cd), cobalt (Co), copper (Cu), chromium (Cr), manganese (Mn), molybdenum (Mo), nickel (Ni), selenium (Se), strontium (Sr), vanadium (V) and zinc (Zn) after extraction in 7M HNO3. On topsoils with less than 20 % organic material, mechanical analysis was also carried out for determination of the mineral soil texture.With the grain samples, the total concentrations of the following elements were analysed: the macroelements calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K), phosphorus (P) and nitrogen (N) and the trace elements arsenic (As), lead (Pb), cadmium (Cd), caesium (Cs), cobalt (Co), copper (Cu), chromium (Cr), manganese (Mn), molybdenum (Mo), nickel (Ni), strontium (Sr), vanadium (V) and zinc (Zn).It is not possible in only this second series of samplings to accurately predict changes in the characteristics of the investigated soil properties. One reason for this is that many of the variables included are altered relatively slowly – environmental monitoring has a much longer perspective than 10 years. Another reason is that the control samples included in the analyses show that it is very difficult to avoid systematic differences in measurement level when the laboratories carry out measurements at intervals of many years.● Tillståndet i svensk åkermark och gröda12 Phosphorus fertilisation has decreased more or less continuously since the beginning of the 1990s, but the results indicate that this has not brought about any marked decrease in the phosphorus values in the topsoil. This is probably because during the period between sampling series there has been a situation where a near balance between inputs via fertilisation and removal via crops was reached. Furthermore, the pH in the topsoil does not appear to have changed appreciably, despite relatively modest liming during the relevant period. In addition, the organic matter content has not changed substantially between the sampling occasions. The same applies for trace elements. For many of these elements this is probably because remedial measures to decrease the inputs via deposition from the atmosphere, fertilisers and sewage sludge have resulted in a balance between inputs and outputs having being more or less achieved. The proportion of soils above the boundary values on the concentrations of the metals Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb and Zn in agricultural soil for the use of sewage sludge was ca 15 %.The second sampling series included new variables that were not present in the first. In this series titrable acidity was taken into consideration, which meant that it was possible to calculate the cation exchange capacity (CEC) at pH7 and the corresponding degree of base saturation. These measures of the ability to bind base cations (Ca 2+, Mg2+, K+ and Na+) and the degree of acidification/liming requirement are those conventionally used in an agricultural context. The mean value for CEC-pH7 was 20.3 cmol c/kg, while the median value was 14.8 cmolc/kg. The relatively large difference between these values is due to the organic soils increasing the average value, since organic matter has a very high CEC per unit mass. Otherwise, CEC is determined by the clay content and the type of clay minerals present.The degree of base saturation displayed a mean value of 70 % and a median value of 73 %. The variables K-AL and K-HCl are also new to the second sampling series. KAL gives a measure of readily soluble K, while K-HCl is a measure of stored K that can be mobilised relatively easily. For K-AL the mean and median values were 12.4 and 10.4 mg/100 g, respectively, while for K-HCl they were 173 and 127 mg/100 g, respectively. Both the K-AL and K-HCl values are concentrated in the middle of the scale for soil chemical mapping classes. The percentage distribution between Classes I, II, III, IV and V for K-AL was 9, 26, 41, 21 and 3 %, respectively.For K-HCl the corresponding distribution was 18, 25, 25, 24 and 9 % in Classes 1, 2, 3, 4 and 5 respectively. Since the clay minerals in Swedish soils are quite rich in potassium, K-HCl is rather strongly correlated with clay content (R2 =0.72).This report presents statistics on the K/Mg ratio based on determination of the amounts of these elements present in exchangeable form. Twenty-four percent of the soils had a ratio greater than the guideline values specified in the Swedish Board of Agriculture guidelines on fertilisation and liming. A high ratio carries a risk of magnesium deficiency. If the K/Mg ratio is under 0.7, soils with a K-AL rating of Class IV may need to be fertilised according to the recommendations for the lower Class III. Three per cent of the soils fulfilled this criterion for potential potassium deficiency.● Tillståndet i svensk åkermark och gröda13The concentrations of elements in cereal grain varied, due on the influence of varying weather conditions on growth, as expected with year, which means that it is too early to draw any conclusions on possible trends in the concentrations of the different elements.The relationship between the concentrations of elements in the crop and some selected soil characteristics such as the concentration of the same element in the soil, pH, organic matter content, clay content and CEC was investigated with the aid of multiple regression analysis. The concentrations of elements in the grain were generally more strongly linked to characteristics of the soil for oats than for the other crops. For the macroelements N, K, P, Ca and Mg, the correlation with the soil characteristics investigated was in most cases very weak, especially for the elements that are regularly added with fertiliser. For the trace elements, the correlation between plant and soil variables was in most cases stronger than it was for the macroelements. For most of the trace elements there was a significant correlation between the concentration in the plant and the concentration of the same element in the soil. For many elements the concentration in the grain also increased with increasing soil pH.The effect of different types of farming on the properties of the topsoil was investigated. In order to accumulate a sufficiently large amount of data for comparative statistics without a concomitant excessive variation in soil characteristics, climatic conditions, etc., the comparisons were mainly carried out at production area level. The pH in the topsoil was in most cases a few tenths lower on farms with cattle than on farms with only arable and pig production. The cattle farms also had 0.5 to 1 percentage points higher organic matter content in most cases compared with the other types of farm. The phosphorus concentrations tended to be higher on pig-producing farms than on arable farms. Farms predominantly based around cattle tended to have higher P-HCl and lower P-AL values than other types of farms. The lower proportion of readily soluble phosphorus (P-AL) can be connected to the lower pH level. For Cd, Cu and Zn, it was difficult to discern any systematic differences between types of farms.In a special investigation, the organic carbon content was analysed in the 20-40 cm and 40-60 cm soil layers as well as in the topsoil. The aim was to produce a database for calculations of carbon storage in agricultural soil. In the 461 mineral soils with less than 12% organic matter (OM), the median concentration of organic carbon was 2.4 % (4.1 % OM) in the 0-20 cm layer, 1.4 % (2.5 % OM) in the 20-40 cm layer and 0.6 % (1.1 % OM) in the 40-60 cm layer. In addition, 46 soils with more than 12 % organic matter were investigated. For a selection of mineral soils from Skåne and Mälardalen, the dry bulk density was also determined and then the relationship between dry bulk density and organic matter content was calculated.With the help of this relationship the dry bulk density of the other soils can be estimated.A calculation based median values resulted in average carbon stocks down to 60 cm in the order of 125 ton/ha.

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Geovetenskap och miljövetenskap -- Miljövetenskap (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Earth and Related Environmental Sciences -- Environmental Sciences (hsv//eng)

Nyckelord

Jordbruksmark

Agriculture

Observationsfält på åkermarkmark

Observationsfält på åkermarkmark

Zero Eutrophication

Ingen övergödning

Nationell miljöövervakning

National

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)