Nyhedsbrev fra Forskningscenter for Økologisk Jordbrug · December 2004 · nr. 6

Udvaskning af organisk bundet kvælstof og kulstof

Finn P. Vinther, Elly Møller Hansen, Jørgen Eriksen og Ole Hørbye Jacobsen, Danmarks JordbrugsForskning, Afd. for Jordbrugsproduktion og Miljø, Forskningscenter Foulum

Figur 1. Installation af sugeceller. Nye forsøg viser, at der fra danske marker udvaskes organisk bundet kvælstof (N) og organisk bundet kulstof (C) i ikke helt ubetydelige mængder. Og udvaskningen afhænger blandt andet af afgrøde og dyrkningsmetode.
Ved lav total N udvaskning, som fx under en veludviklet efterafgrøde, udvaskes forholdsvis mere organisk N end ved høj total N udvaskning. Samtidig udvaskes mere organisk C fra en plantedækket jord end fra bar jord.

Forsøg på to jordtyper

Undersøgelserne har fundet sted dels på en lerblandet sandjord ved Forskningscenter Foulum og dels på en kvægejendom beliggende på en grovsandet jord ved Jyndevad.

Ved Foulum blev målingerne foretaget under en 9-årig afgræsset kløvergræs og under kornafgrøder etableret efter ompløjning af en ugødet 1. og 8. års kløvergræs. Ved Jyndevad fandt målingerne sted i kornafgrøder etableret efter ompløjning af henholdsvis en 3. års og en 5. års kløvergræs. Kornafgrøderne ved Jyndevad blev dyrket henholdsvis uden og med efterafgrøde, og i forsøgsled med efterafgrøde blev kornafgrøden endvidere enten høstet som en grønafgrøde til ensilering eller høstet ved modenhed. Kornafgrøderne var enten ugødet eller blev gødet med 60 eller 120 kg ammonium-N i gylle.

Opsamling af jordvand blev foretaget med intervaller på 8 til 14 dage fra sugeceller installeret i 30, 60 og 90 cm’s dybde ved Foulum, og i 100 cm’s dybde i Jyndevad. Jordvandet blev analyseret for total C, total N og uorganisk N. Indholdet af organisk N blev herefter beregnet som differencen mellem total N og uorganisk N.

Udvaskning af nitrat og opløst organisk N og C

Resultaterne viser, at udvaskningen af nitrat var væsentlig lavere i den lerblandede sandjord end i den grovsandede jord. Det skal dog nævnes, at målingerne ikke blev foretaget i den samme udvaskningssæson, og at afstrømningen var henholdsvis 200 og 600 mm i de to sæsoner. Bemærk desuden den markante effekt af efterafgrøder, som forstærkes yderligere ved at høste kornafgrøden til ensilering (grønkorn), hvorved efterafgrøden bliver bedre udviklet inden udvaskningssæsonen starter.

Resultaterne viser endvidere, at udvaskningen af nitrat udgjorde fra mindre end 50 pct. til ca. 90 pct. af den totale N-udvaskning, og at der blev målt en udvaskning af organisk N på op til 25 kg N/ha/år efter kornafgrøden høstet ved modenhed og uden efterafgrøde.

Sammenlignet med indholdet af nitrat, som varierede fra mindre end 1 til 170 mg/l var indholdet af organisk N i jordvandet forholdsvis konstant (2-10 mg pr L) igennem måleperioden. Det betyder, at indholdet af organisk bundet N i forhold til nitrat-N var stærkt afhængig af det totale N-indhold. Som gennemsnit af målingerne i 3. og 5. års marken kunne det således beregnes, at nitrat-N udgjorde:

  • ca. 25% af total-N ved nitrat-indhold lavere end 10 mg N/l
  • ca. 88% af total-N ved nitrat-indhold på 10-50 mg N/l
  • ca. 93% af total-N ved nitrat-indhold over 50 mg N/l

Med andre ord; ved lav nitrat-udvaskning skal denne ganges med ca. 5 for at beregne udvaskningen af total N, og ved middel til høj nitrat-udvaskning skal der ganges med ca. 1,1.

Udvaskningen af opløst organisk C var tilsyneladende højest fra den plantedækkede jord, hvilket var tydeligst ved Jyndevad, hvor målingerne dels blev foretaget i forsøgsbehandlinger med efterafgrøde og dels i bar jord. Men også i Foulum-jorden var udvaskningen af organisk C højere fra 9. års kløvergræs med et kraftigt rodsystem end fra ompløjede forsøgsled (efter 1. og 8. års kløvergræs) med hvedestub og nyetableret efterafgrøde.

Effekter af udvasket organisk C og N

De nye resultater giver anledning til at overveje om udvaskningen af organisk bundet N skal tolkes som en ekstra udvaskning, eller om det organisk bundne N og C giver anledning til en øget denitrifikation og dermed en reduktion i nitratudvaskningen.

For at denitrifikation finder sted kræves for det første, at der er iltfrie forhold og for det andet, at der er organisk kulstof tilstede som energikilde for de denitrificerende bakterier. Iltfrie forhold opnås blandt andet ved højt vandindhold, og først når vandindholdet nærmer sig 70 procent af vandmætning kan der forekomme denitrifikation af betydning.

I laboratorieforsøg blev det undersøgt, hvad tilførsel af ekstra C betyder for denitrifikationen ved forskellige vandpotentialer. Kun ved næsten vandmættede forhold var der en tendens til øget denitrifikation ved stigende C-tilførsel. Under praktiske forhold betyder det, at udvasket organisk C ikke forventes at øge denitrifikationen i den umættede del af rodzonen, men hvis det organiske C transporteres til større dybde, vil der i den temporært vandmættede zone nær grundvandsspejlet kunne forventes en øget denitrifikation.

En udvaskning målt i en meters dybde behøver altså ikke at være ensbetydende med at grundvandet belastes tilsvarende.