Inventering av möjligheter för utveckling av P-kemin i ICECREAMDB

• För nationell uppskattning av fosforförlusterna från svensk jordbruksmark till omgivande ytvatten används beräkningsverktyget ICECREAMDB och den däri ingående simuleringsmodellen ICECREAM. ICECREAM har sitt ursprung i de amerikanska modellerna CREAMS och EPIC, och har i vissa delar anpassats för finska förhållanden för beräkning av fosfors löslighet. Det vore önskvärt att modellen är bättre anpassad till markförhållanden och tillgänglig markkarteringsdata i Sverige. I detta arbete fokuserar vi på modellens beskrivning av den oorganiska markfosforn, dess lagring i olika pooler och dess löslighet. Vi har identifierat problem med att modellen i sin nuvarande utformning är lite för rigid och okänslig för svängningar i mer mobila fraktioner av P. Modellen återger inte dynamiken i en mer lättrörlig växttillgänglig pool, varken inomårsdynamiken eller den mer långsiktiga dynamiken, eftersom den poolen och de flödena är för små i förhållande till den stora totala P-poolen. Eftersom parameteriseringen av pooler och flöden av den oorganiska fosforn inte är anpassad till de markanalysmetoder som används i Sverige är tillgången av lämplig indata begränsad.Den aktuella fosforforskningen i Sverige har visat på samband mellan fosfor i marken mätt som P-AL och löst fosfor i matjorden extraherat med CaCl2 elleResultaten är inte lika entydiga mellan fosforstatus i marken och löst P i dräneringsvatten eller i omgivande vattendrag. Det beror på att även andra, både kemiska och fysikaliska egenskaper och hur de fördelas genom hela markprofilen måste beaktas. Forskningen har visat att om även hänsyn tas till jordens sorptionskapacitet av fosfor och fosformättnadsgrad förbättras korrelationen mellan markens Pstatus och löst P för vissa jordar. Om dessa samband kan verifieras för ett större antal jordar kan det vara av intresse att inkludera dem i simuleringsmodellen för att förbättra beräkningarna av fosforförlusterna. Modeller behöver utvecklas, både för att spegla den senaste forskningen och för att användningsområdet för modellen förändras från det ursprungliga syftet och därför behöver omfatta ytterligare eller modifierade beskrivningar av olika processer. Det vore önskvärt att basera beskrivningen av markens oorganiska P-pooler i ICECREAM utifrån de analysmetoder som rutinmässigt används i Sverige. Det vore även önskvärt att beakta ytterligare kemiska egenskaper i marken för beräkning av jämvikten och därmed flödena mellan de olika P-poolerna i modellen. Om detta är möjligt måste fortsatt forskning visa. Föreliggande rapport är en genomgång av det aktuella kunskapsläget och skall ses som ett underlag för det fortsatta planeringsarbetet för en sådan eventuell utveckling. De här presenterade forskningsresultaten måste verifieras för att större antal jordar och modellutveckling måste även ställas mot tillgången på indata till modellen. Grunden för en utveckling måste också vara ett behov av att kunna beskriva effekter av åtgärder i odlingen som påverkar fosforns dynamik och som vi idag inte klarar av att beskriva.

• National estimates of phosphorus (P) losses from Swedish agricultural land to surroundingwaters are currently produced using the calculation tool ICECREAMDBand its constituent simulation model ICECREAM. The ICECREAM model has itsorigins in the American models CREAMS and EPIC, and parts of it have beenadapted for calculating the solubility of P under Finnish conditions. It would bepreferable if the model were better adapted for the soil conditions and soil mappingdata available in Sweden. In the present work we focused on the model’s descriptionof inorganic soil P, its storage in different pools and its solubility. We identifiedthe problem that the model in its current form is slightly too rigid and insensitiveto changes in fluctuations in more mobile P fractions. The model is unable toreproduce either the within-year dynamics or the long-term dynamics of a moreeasily soluble, plant-available pool, since that pool and its associated flows are toosmall in relation to the large total-P pool. Since the parameterisation of pools andflows of inorganic P is not adapted to the soil analysis methods used in Sweden, theavailability of suitable indata is limited.Recent research in Sweden has revealed a correlation between the P content of thesoil extracted with ammonium lactate and expressed as P-AL and soluble P in thetopsoil extracted with CaCl2 or H2O. The results are not as clear regarding the Pstatus of the soil and soluble P in drainage water or in neighbouring water courses.This is because other characteristics, both chemical and physical, and how these aredistributed throughout the entire soil profile must be taken into account. The researchhas also shown that taking into account the P sorption capacity of the soiland the degree of P saturation can improve the correlation between soil P status anddissolved P for certain soils. If these correlations can be verified for a larger numberof soils, it may be worthwhile including them in the simulation model in orderto improve calculations of P losses.There is a need for improved models that reflect the latest research and that modifythe area of application of the models from the original intention. Such models willneed to include additional or modified descriptions of various processes. It wouldbe desirable to base the description of the soil’s inorganic P pools in ICECREAMon the analytical methods used routinely in Sweden. It would also be desirable totake into account additional chemical characteristics of the soil in calculating thebalance and thereby the flows between the different P pools in the model. Futureresearch will show whether this is possible. This report presents a review of existingknowledge and should be regarded as decision support for future planning forsuch developments. The research results contained in the report must be verifiedfor a greater number of soils and model development must be tailored to match theavailable indata. The underlying motive for the development must be a need todescribe the effects of cultivation measures that affect P dynamics, which we areunable to do at present.

Ämnesord

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

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

Nyckelord

SMED (Svenska MiljöEmissionsData)

SMED (Svenska MiljöEmissionsData)

Vatten

Water

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)