Restriction of manure application on high phosphorus soils - Is current research supporting a restriction and what measures are in effect in different European countries?

Abstract

The Swedish Water Authorities have proposed a measure to reduce phosphorus losses by restricting manure application on soils with high levels of plant available phosphorus.
The aim of this thesis was to investigate if leaching of phosphorus will decrease if the measure is implemented, if the effect is restricted to soils with high phosphorus content and if other European countries have implemented similar measures.
The measure was investigated by performing a meta-analysis on phosphorus leaching studies using lysimeters with undisturbed soil columns. Leaching was compared before and after application of manure. Data was split into subgroups in order to investigate which physical and chemical factors in soil and manure that affected phosphorus leaching. European legislation was investigated by contacting experts in the field from each country.
When all data was included the meta-analysis showed an overall increase in phosphorus leaching and that high phosphorus soils were least affected when manure was applied. Subgroups for the factors application rate, preferential flow and lysimeter length had a significant influence on the results. When these subgroups were combined, the overall effect was unchanged, however, the difference between soil phosphorus levels disappeared.
Among the investigated countries, Ireland is the only one restricting manure application on the basis of phosphorus concentration. Generally, manure application is restricted through the Nitrates Directive and by maximum application limits.
The measure will have an effect on phosphorus leaching, but it is not optimized to target soils that are most susceptible to leaching when manured. In order to further decrease phosphorus leaching, factors identified in this thesis should be included in legislative measures. The measure will also result in a decrease in soil phosphorus, but consideration must be taken with regard to increasing CO2 emissions due to manure transports and the costs that follow for the farmers.

Popular Abstract (Swedish)

Är stallgödsling anpassad efter jordens fosforhalt en bra åtgärd för att motverka fosforläckage?

Vattenmyndigheternas i Sverige har lagt fram ett förslag att förbjuda stallgödsling på åkermark, baserat på jordens fosforhalt, för att förhindra fosforläckage. Fosfor är ett viktigt näringsämne för jordbruksnäringen, men kan även orsaka skador i vattensystem. Resultatet visar att jordar med hög fosforhalt inte nödvändigtvis läcker mer än jordar med lägre fosforhalt. Dock kommer läckaget och jordens fosforhalt att minska om förslaget implementeras. Hänsyn måste tas till ökade koldioxidutsläpp vid transport av stallgödsel samt till hur åtgärden påverkar lantbrukarnas ekonomi.

Fosfor är dels ett tillväxtbegränsande näringsämne i sötvatten, dels ett väsentligt näringsämne för ett effektivt jordbruk. Läckage av fosfor från jordbruksmark kan orsaka stora problem. Denna undersökning hanterar ett åtgärdsförslag från de svenska vattenmyndigheterna som syftar till att minska fosforläckage från jordbruks-mark genom att begränsa eller förbjuda stallgödsling på åkermark med hög koncentration fosfor.
Resultatet av undersökningen visar att åtgärden kommer att minska läckaget av fosfor, men samtidigt att jordar med hög fosforhalt inte nödvändigtvis orsakar det största läckaget. Ytterligare faktorer som påverkar läckagerisken är förekomst av makroporer från markytan ner till dräneringsrör, mängden applicerat fosfor och alvens egenskaper.
Åtgärden kommer att minska jordens fosforhalt över tid: en jord med fosforklass V kommer att nå fosforklass III på 130 år. En minskning av fosforhalten i jorden kommer med stor sannolikhet även att minska det naturliga bakgrundsläckaget från jordar som inte nyligen gödslats. Frågan är hur stor påverkan bakgrundsläckaget faktiskt har? Den största mängden fosfor läcker under en kort period vid intensiva regn.
I övriga undersökta EU-länder är det endast Irland som infört en liknande åtgärd som den som vatten-myndigheterna lagt fram. Resterande länder reglerar tillförsel av stallgödsel antingen via Nitratdirektivet, där kväve regleras; genom att minska tillåten tillförd mängd vid högre halt växttillgängligt fosfor; eller genom att balansera tillfört fosfor med grödans upptag.
Åtgärdsförslaget är därmed, i förhållande till övriga EU-länder, omfattande. Åtgärden kommer att bidra till att jordarnas växttillgängliga fosforhalt minskas, i enighet med Jordbruksverkets rekommendationer. Forskningen har visat att gödsling som balanseras med vad grödan tar upp även resulterar i att fosforhalterna i marken sjunker, dock hälften så snabbt.
Vid införandet av denna åtgärd bör hänsyn tas till ökade utsläpp av koldioxid i och med ökade transporter av gödsel, samt påverkan på lantbrukarens, och därmed näringens, ekonomi. Åtgärden kommer inte att få omedelbar verkan och beroende på hur den slutligen formuleras kommer det att ta 130-250 år för en klass V-jord att nå målet: klass III.

• author: Hassby, Oscar
• supervisor: William Sidemo Holm; Johanna Alkan Olsson
• organization: Studies in Environmental Science
• course: MVEM12 20161
• year: 2016
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Manure, agriculture, phosphorus, leaching, lysimeter, column, manure legislation, meta-analysis
• language: English
• id: 8879296
• date added to LUP: 2016-06-11 22:07:56
• date last changed: 2016-06-11 22:07:56