Home About Browse Search
Svenska


Tillståndet i svensk åkermark och gröda : data från 2011-2017

Eriksson, Jan (2021). Tillståndet i svensk åkermark och gröda : data från 2011-2017. (NL, NJ) > Dept. of Soil and Environment
(S) > Dept. of Soil and Environment
, Sveriges lantbruksuniversitet. Ekohydrologi ; 168
[Report]

[img] PDF
1MB

Abstract

I denna rapport redovisas resultatet från den tredje provtagningsomgången (omdrevet) i miljöövervakningsprogrammet ”Yttäckande rikskartering av åkermark”, även kallat Åkermarksinventeringen. Karteringen innefattar markens organiska material, syra/bas-status, fosfor- och kaliumtillstånd och spårelementinnehåll samt halter av makro- och mikroelement i höstvete, vårkorn och havre. Data från alla omdrev, kartor samt rapporterna från programmet är tillgängliga via datavärdskapet för jordbruksmark. Där finns också möjlighet att söka statistik för produktionsområden, län, jordbrukstäta kommuner och stora avrinningsområden. https://www.slu.se/institutioner/mark-miljo/miljoanalys/akermarksinventeringen/

I omdrev 3 har sammanlagt 2039 provpunkter provtagits fördelat på fyra delprovtagningar åren 2011, 2013, 2015 och 2017. 225 nya provpunkter har tillkommit som ersättare för punkter som bortfallit sedan omdrev 2. Alla provpunkter i Norrlandslänen provtogs 2013.

I alla provpunkterna har ett prov tagits från matjorden (0-20 cm). Alvprov (40-60 cm) har också tagits i provpunkter som ersätter dem som utgått sedan förra omdrevet. Om grödan vid provtagningstillfället var höstvete, vårkorn eller havre togs också kärnprov (248, 244 respektive 139 prov).

Följande analyser utfördes på matjordsproverna: pH (H2O), total kolhalt, kolhalt efter syrabehandling för avdrivande av karbonatkol (organiskt C), total kväve- och svavelhalt, utbytbart kalcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), K+ och natrium (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), kvicksilver (Hg), mangan (Mn), molybden (Mo), nickel (Ni), selen (Se), strontium (Sr), vanadin (V) och zink (Zn) efter uppslutning i 7M HNO3. På matjordar från nya provpunkter och alvprover från både omdrev 2 och 3 utfördes också mekanisk analys för bestämning av mineraljordart.

På kärnproverna analyserades totalhalter av följande element: makroämnena Ca, Mg, K och P samt spårelementen As, Pb, Cd, Cs, Co, Cu, Cr, Mn, Mo, Ni, Sr, V och Zn.

Resultatet visar att åkermarkens tillstånd de senaste två decennierna varit väldigt stabilt när det gäller de undersökta variablerna, med inga eller bara små förändringar i de flesta fall. Förekommande små förändringar är svåra att säkert fastställa eftersom kontrollprover som lagts in i analysserierna visar att det för en del analyser tenderar att uppstå systematiska skillnader i mätnivå när de sker med flera års mellanrum.

Av jordarna som analyserades i omdrev 3 hade 80 % ett pH i intervallet 5,6 – 7,1 och medel-pH har varierat med bara 0,1 enheter mellan de tre hittills genomförda omdreven. Trettiofem procent av det totala antalet jordar hade ett pH som låg 0,3 enheter eller mer under det mål-pH för olika jordarter som anges i Jordbruksverkets rekommendationer för gödsling och kalkning.

Halten organiskt material i matjordarna beräknad från kolhalt hade ett medelvärde på 7,1 % och ett medianvärde på 4,5 %. Medelvärdet höjdes påtagligt av ett mindre antal organogena jordar. Den genomsnittliga halten organiskt material kan ha ökat med ca 0,5 enheter sedan omdrev 1.

Utbytbara katjoner, katjonbyteskapacitet och basmättnadsgrad bestämdes i omdrev 3 av kostnadsskäl bara på jordar med pH 7,0 eller lägre (89 % av alla jordar). Katjonbyteskapacitet och basmättnadsgrad hos dessa jordar var i medeltal 21 cmolc/kg respektive 65 %. Basmättnadsgraden kan antas vara 100% på de jordar som inte analyserades, vilket medför att den genomsnittliga basmättnadsgraden på alla jordar skulle vara 69 %. Det är i stort sett samma värde som i omdrev 2.

P-AL och P-HCl låg i medeltal på 7,8 respektive 78 mg/100 g. Fosforgödslingen har minskat sedan början av 1990-talet. För P-HCl kan man inte förvänta sig en påvisbar effekt på så kort tid eftersom flödena är små i förhållande till markens ganska stora fosforförråd. För P-AL, som utgör ca en tiondel av detta förråd, fanns en tendens till minskad halt över omdreven. Den verkar motsvara ungefär 1 mg/100 g, men en samtidig variation mellan år i mätnivå gör det svårt att avgöra exakt hur stor den är.

På AL-extraktet gjordes i omdrev 3 analys också av Al och Fe för att kunna beräkna fosformättnadsgraden (DPS) som är kvoten P/(Al + Fe) i AL-extraktet beräknad på molbasis och uttryckt som procent. Medel- och medianvärdena för DPS var 18 respektive 10 % vilket antyder att det fanns ett mindre antal ganska höga värden som drar upp medelvärdet.

K-AL och K-HCl låg i medeltal på 12,6 respektive 200 mg/100 g. Data finns bara för omdrev 2 och 3 och när data korrigerats för variation i mätnivå är det inte sannolikt att någon nämnvärd förändring skett.

Halterna av spårelement har generellt förändrats väldigt lite över omdreven. Den ackumulation av Cd, Pb och Zn som enligt andra undersökningar skedde under 1900-talet tycks ha avstannat. Däremot tycks halten Hg i matjord fortfarande öka. Medel- och medianvärdena var 0,043 respektive 0,036 mg/kg i omdrev 1 mot 0,054 respektive 0,043 mg/kg omdrev 3. Data från omdrev 2 saknas.

Farhågan att stora skördeuttag utarmar marken på mikronäringsämnen bekräftas inte av de här presenterade siffrorna. Flödena är som andra undersökningar visat för små för att på kort sikt kunna påverka de nära totalhalter som redovisas här. Det kan dock inte uteslutas att en mindre mer lättlöslig och därmed mer växttillgänglig fraktionen kan ha påverkats, men data över halter i kärna indikerar inte att så skulle vara fallet.

Halterna av makronäringsämnen i kärna från de tre undersökta spannmålsslagen skiljde sig inte i någon högre grad. När det gäller spårelement tenderade halterna att vara högst i havrekärna och lägst i kärna av vårkorn. När det gäller variation med tiden finns det en stor årsmånsbetingad variation mellan olika provtagningsår. Kalciumhalten i höstvete- och havrekärna och Mg-halten i alla spannmålslagen uppvisar en sjunkande trend mellan omdreven. Kadmiumhalten visar en sjunkande trend i vårkorn och havre, men inte i höstvete. För några spårelement minskade haltnivån mellan omdrev 2 och 3 för enskilda grödor, men det är för tidigt att avgöra om detta är en faktisk trend.

I omdrev 3 utvärderades hur olika driftsinriktningar och odlingsåtgärder eventuellt påverkat matjordens egenskaper baserat på uppgifter som samlats in från lantbrukarna. Detta gav uppgifter kopplade direkt till det fält där prov togs till skillnad från tidigare omdrev då de kopplades till gårdens driftsinriktning enligt Lantbruksregistret. Fortfarande är det dock på grund av den stora geografiska spridningen, med skillnader i markegenskaper, klimatförhållanden mm. svårt att veta i vilken grad skillnader i markegenskaper mellan olika driftsinriktningar beror på brukningsåtgärder och i vilken grad det bero på skillnader som naturligt fanns från början.

Jordar på gårdar inriktade på husdjursproduktion hade generellt högre halt organiskt material, lägre pH och högre P-HCl-tal än utpräglade växtodlingsgårdar. Halterna av Hg, Mn, Mo och Se var något högre i jordar från djurgårdar medan det var tvärtom för många andra spårelement. Det senare är troligen kopplat till att växtodlingsgårdarna generellt brukade mer lerrika jordar.

Mark som får miljöstöd för ekologisk odling innehöll mer organiskt material och utbytbart Mg och hade lägre P-AL-värden och lägre DPS än konventionellt odlad. I övrigt var det inga stora skillnader. Om bara djurgårdar jämfördes var dock halten organiskt material i matjorden lite högre i de konventionellt än i de ekologiskt odlade. Det gick inte att se några entydiga skillnader i markegenskaper mellan ekologiskt odlade gårdar med avseende på hur länge ekologisk odling pågått.

Högre andel vall i växtföljden innebar generellt högre halt organiskt material, högre P-HCl och högre halt av Cd, Hg, Mo och Se, ämnen som är korrelerade till halt organiskt material. pH, innehåll av P-AL och DPS minskade med ökad vallandel.

Jordar som idag tillförs stallgödsel hade generellt högre halt organiskt material och högre värden för P-AL, DPS, P-HCl- och K-HCl än jordar som ej tillförs stallgödsel. En osäkerhetsfaktor här är att stallgödsel enligt uppgift tidigare tillförts hälften de jordar som idag ej tillförs stallgödsel. Mark som tillförts stallgödsel från nötkreatur innehöll mer organiskt material medan pH, P-AL och DPS var högre på mark som tillförts stallgödsel från gris- eller fjäderfä. I övrigt var det inga nämnvärda skillnader kopplade till stallgödselslag.

Authors/Creators:Eriksson, Jan
Title:Tillståndet i svensk åkermark och gröda : data från 2011-2017
Alternative abstract:
LanguageAbstract
UNSPECIFIED

This report presents the results of the third sampling series in the Swedish environmental programme monitoring organic matter content, acid/base status, and potassium (P), phosphorus (K) and trace element concentrations in arable soils. The results of analyses for macro- and microelements in cereal crop grain are also presented. Data from all sampling series, maps and options to search for statistics for production areas, counties, intensive agricultural communities and major catchment areas are available on the project website: https://www.slu.se/institutioner/markmiljo/miljoanalys/akermarksinventeringen/

In sampling series 3, a total of 2039 sampling points were covered, divided between four sub-samplings (in 2011, 2013, 2015 and 2017). During sampling, 225 new sampling points were added to replace drop-out points since sampling series 2. All sampling points in counties in Norrland were sampled in 2013.

At all sampling points, a sample was taken from the topsoil (0-20 cm). A subsoil (40-60 cm) sample was also taken at sampling points replacing drop-out points. 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 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 (N) and sulphur (S) content, exchangeable calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), K+ and sodium (Na+ ), titratable acidity at pH 7, ammonium lactateacetate soluble phosphorus (P-AL) and potassium (K-AL), and hydrochloric acidsoluble phosphorus (P-HCl) and potassium (K-HCl). In addition, analyses were carried out for the trace elements arsenic (As), lead (Pb), caesium (Cs), cadmium (Cd), cobalt (Co), copper (Cu), chromium (Cr), manganese (Mn), mercury (Hg), molybdenum (Mo), nickel (Ni), selenium (Se), strontium (Sr), vanadium (V) and zinc (Zn), after sample extraction in 7M HNO3. On topsoil samples from new sampling points and subsoil samples from sampling series 2 and 3, mechanical analysis was also carried out for determination of mineral soil texture.

In cereal grain samples, the total concentrations of the following elements were analysed: the macroelements Ca, Mg, K and P, and the trace elements As, Pb, Cd, Cs, Co, Cu, Cr, Mn, Mo, Ni, Sr, V and Zn.

The results show that the state of Swedish arable soils, in terms of the variables investigated, has been very stable during the past two decades. The small changes that have occurred for some variables are difficult to verify, since control samples included in the analyses show that it is very difficult to avoid systematic differences in measurement levels when laboratories carry out analyses at intervals of many years.

Of the soils analysed in sampling series 3, 80 % had pH within the range 5.6-7.1 and the average pH only varied by 0.1 units compared with previous sampling series. In 35 % of the soils analysed in series 3 the pH was 0.3 units or more lower than the target pH for different textural classes recommended by the Swedish Board of Agriculture.

Soil organic matter content, calculated from organic C content, had an average value of 7.1 % and a median value of 4.5 %. The average values were significantly elevated by results for a few organic soils. The organic matter content may have increased by approximately 0.5 % since sampling series 1.

To cut costs, in sampling series 3 exchangeable cations, cation exchange capacity and degree of base saturation were only determined on soil with pH 7.0 or lower (89 % of all soils). Cation exchange capacity was on average 21 cmolc/kg and degree of base saturation was 65 % for these soils. The degree of base saturation is 100 % for the soils not analysed in series 3, which means that the average degree of base saturation for all soils would be 69 %. That is more or less the same value as in sampling series 2.

The P-AL and P-HCl concentration was on average 7.8 and 78 mg/100 g, respectively. Phosphorus fertilisation has decreased more or less continuously since the beginning of the 1990s. For P-HCl, a detectable effect cannot be expected in such a short time, since the flows are small in relation to the rather large pool of P in the soil. For P-AL, which constituted around 10 % of this pool, there was a tendency for a decrease in content between the sampling series. This decrease corresponded to approximately 1 mg/100 g, but simultaneous variation in level of measurements between series makes it difficult to determine its exact magnitude.

The AL-extract samples were also analysed for aluminium (Al) and iron (Fe), to make it possible to calculate degree of phosphorus saturation (DPS), i.e. the ratio between concentration of P and Al+Fe in the AL extract on a molar basis expressed as a percentage. The average DPS was 18 % and the median value was 10 %, indicating inclusion of a few very high values.

The K-AL and K-HCl concentration was on average 12.6 and 200 mg/100 g, respectively. Data are only available for sampling series 2 and 3 and, after correction of the data for variations in measurement levels, it appears unlikely that any significant change has taken place.

The concentrations of trace elements changed very little from previous sampling series. The accumulation of Cd, Pb and Zn that took place during the 1900s according to other investigations seems to have ceased. However, the concentration of Hg in Swedish soils still seems to be increasing, from an average value of 0.043 mg/kg (median 0.036 mg/kg) in sampling series 1 to 0.054 mg/kg (median 0.043 mg/kg) in sampling series 3. There are no data from sampling series 2 for this element.

The fear that increasing crop yields could impoverish soils in terms of micronutrients was not supported by the data. As shown by other investigations, the flows of micronutrients are too small, given the rather short time span, to affect the pseudototal concentrations presented here. Depletion of a smaller, more soluble plant-available fraction cannot be excluded, but the grain data do not indicate such an effect.

The concentrations of macroelements in cereal grain differed little between the crops sampled. For trace elements, the concentrations tended to be highest in oats and lowest in spring barley. There was large variation over time due to the influence of varying weather conditions on growth. Concentrations of Ca in grain of winter wheat and oats and of Mg in all crops tended to decrease with time. The Cd concentration showed a trend to decrease in barley and oats, but not in wheat. For some trace elements, the average concentration decreased between sampling series 2 and 3 for individual crops, but it is too early to judge whether this is an actual trend or not.

In sampling series 3, the possible effect of different types of farming on the properties of the topsoil was assessed using data obtained from farmers. In contrast to previous sampling series, this gave information about the management of the sampled field, and not the farm in general. Due to the large geographical spread of sampled sites, it was again difficult in this case to separate effects of soil management from differences due to natural variation in soil properties, climate conditions etc.

Soils on cattle farms generally had higher organic matter content, lower pH and higher P-HCl values than soils on arable farms producing commercial cash crops. Concentrations of Hg, Mn, Mo and Se were slightly higher in soils on cattle farms whereas the opposite was true for many other trace elements. The latter probably due to generally higher clay content in soils on arable farms.

Soils used for organic farming generally had higher organic matter content and exchangeable Mg and lower P-AL- and DPS-values than conventional farms. For other variables, there were no differences between organic and conventional farms. Comparisons of organic and conventional cattle farms revealed higher average soil organic matter content in soils on the latter. It was not possible to detect any differences in soil properties between organic farms depending on time elapsed since conversion to organic.

A large proportion of grass ley in the crop rotation generally resulted in higher soil organic matter content, higher P-HCl and higher concentrations of Cd, Hg, Mo and Se. The latter elements are associated with high organic matter content. Soil pH, PAL and DPS tended to decrease with increasing proportion of grass ley.

Soils on which farmyard manure is applied annually generally had higher organic matter content and higher P-AL, DPS, P-HCl and K-HCl values than soils currently receiving no manure. An uncertainty here is that 50 % of the soils on which manure is not applied today have received manure in the past. Soils on which cattle manure is applied regularly contained more organic matter than soils receiving pig and poultry manure regularly, while pH, P-AL and DPS were higher on the latter soils. Otherwise, there were no noteworthy differences related to manure type.

Series Name/Journal:Ekohydrologi
Year of publishing :2021
Number:168
Number of Pages:74
Publisher:Institutionen för mark och miljö, Sveriges lantbruksuniversitet
ISSN:0347-9307
Language:Swedish
Publication Type:Report
Article category:Other scientific
Version:Published version
Full Text Status:Public
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 401 Agricultural, Forestry and Fisheries > Soil Science
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-p-111796
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-p-111796
ID Code:23486
Faculty:NJ - Fakulteten för naturresurser och jordbruksvetenskap
Department:(NL, NJ) > Dept. of Soil and Environment
(S) > Dept. of Soil and Environment
Deposited By: SLUpub Connector
Deposited On:14 May 2021 08:43
Metadata Last Modified:18 May 2021 07:39

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits