Klar sammenhæng mellem kvælstofudnyttelse og grundvandskvalitet

Kvælstofoverskud fra landbruget har en klar effekt på det øvre iltede grundvands kvælstofstatus, viser danske data, der spænder over 70 år.

25.09.2017 | Janne Hansen

En ny undersøgelse fremhæver vigtigheden af et konsekvent nationalt program til overvågning af grundvandet og behovet for udvikling af fremtidige effektive midler til begrænsning af kvælstof i verdens intensive jordbrug for at beskytte grundvandsressourcen. Foto: Colourbox

Målinger af de seneste 70 års udvikling taler deres tydelige sprog: Når landmænd anvender mere kvælstof i markerne, end afgrøderne kan optage, stiger indholdet af kvælstof i de øvre grundvandslag. Når der udvaskes mindre kvælstof fra jorden, enten som følge af forbedrede driftssystemer eller reduceret anvendelse af kvælstof, så falder mængden af kvælstof i grundvandet.  

Det fandt fem dNmark-alliance-forskere fra Aarhus Universitet og De Nationale Geologiske Undersøgelser (GEUS) frem til på grundlag af data, der dækker 70 år i dansk landbrug og tilsvarende målinger af grundvand. Resultaterne er beskrevet i en artikel publiceret i det videnskabelige tidsskrift Scientific Reports under Nature. Det er unikt, at denne type af resultater er vist over så lang en tidsperiode.

Forskerholdet fra De Nationale Geologiske Undersøgelser (GEUS) samt Institut for Agroøkologi og Institut for Miljøvidenskab ved Aarhus Universitet fandt også, at socioøkonomisk udvikling stimulerer indførelsen af virkemidler, der beskytter miljøet, og at økonomisk vækst kan begrænse forringelser af miljøet.  

- Faktisk kan vi fra vores data se, at det er muligt at have økonomisk vækst, uden at det påvirker miljøet i negativ retning, siger en af artiklens forfattere, professor Tommy Dalgaard fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet.

Målinger fra den virkelige verden

Der er flere virkemidler til rådighed, der kan reducere effekten af kvælstof fra landbruget på vandmiljøet. Disse virkemidler er baseret på fire grundlæggende principper: Korrekt tidspunkt, korrekt kilde, korrekt timing og korrekt placering. Derudover kan brug af kvælstofaftryk opmuntre forbrugere til bæredygtig adfærd i relation til kvælstof såsom at minimere madspild, spise mindre kød og praktisere genbrug.  

Redskaberne er på plads – så hvordan har de virket i praksis? Forskerne anvendte isotopbaserede målinger af nitrat i oxisk dansk grundvand fra en periode på mere end 70 år (1940-2014) til at analysere, hvor bæredygtigt det intensive landbrugs styring af kvælstof er i relation til beskyttelse af grundvandet og i forhold til økonomisk vækst. Denne type analyse har tidligere været anvendt i forbindelse med andre indikatorer for miljøkvalitet, men det er første gang, at den anvendes til fortolkning af målinger af nitrat i grundvandet over lang tid.  

Effekten af kvælstofregulering og landbrugets tab af kvælstof på grundvandskvaliteten blev evalueret ved at analysere langtidsserier af kvælstofoverskud fra dansk landbrug og målinger i oxisk grundvand ved individuelle moniteringspunkter. Begrebet oxisk betyder, at ilt er til stede, hvilket som oftest er tilfældet i de øvre grundvandslag. Forskerne fokuserede på oxisk grundvand på grund af stabiliteten af nitrat, når der er ilt til stede.  

Forskerne målte også alderen af grundvandet ved moniteringspunkterne. Det gjorde det muligt for forskerne at relatere koncentrationerne af nitrat til det tidspunkt, det blev udledt i stedet for prøveudtagningstidspunktet, hvilket så gjorde det muligt for forskerne at sammenligne nitrat i grundvandet med landbrugets kvælstofoverskud.

Virkemidlerne virker

I de fleste af lokaliteterne var der en væsentlig nedadgående tendens, hvilket indikerer, at kvælstofregulering har gjort en forskel disse steder. Der var derimod også lokaliteter uden væsentlige ændringer eller med opadgående tendenser.

- Dette tyder på, at det er nødvendigt med yderligere målretning af vores nuværende kvælstofstyring og -regulering for at reducere nitratkoncentrationerne i en klar nedadgående retning på disse lokaliteter med henblik på at overholde de aktuelle danske standarder, siger Tommy Dalgaard.   

I Danmark beregnes kvælstofoverskud på årlig basis som forskellen mellem landbrugets kvælstofinput og -output på nationalt plan. Kvælstofoverskuddet er mængden af kvælstof, der ikke anvendes og derved risikerer at blive tabt til miljøet.   

Der er en klar sammenhæng mellem den årlige udvikling i kvælstofoverskud og den nationale koncentration af nitrat i oxisk grundvand. Fra 1946 til midt i 1980'erne steg kvælstofoverskuddet løbende. Stigende miljøbevidsthed og nationale miljøplaner har siden da begrænset denne tendens, samtidig med at den økonomiske vækst er fortsat. Ligesom med kvælstofoverskuddet nåede nitratindholdet sit højdepunkt omkring vendepunktet i 1980'erne.

Vigtigt at fortsætte med den gode indsats

Analysen viser, at næsten 30 år med kvælstofregulering i dansk landbrug har resulteret i en klar nedgang i nitratkoncentrationen i oxisk grundvand. Denne tendens har generelt været drevet af samfundets krav til beskyttelse af grundvandet og overfladevandet.

Landbruget har formået at tilpasse sig i forhold til samfundets behov og til at indføre innovative løsninger. Data peger dog også i retning af, at hvis der slækkes på landbrugets anvendelse af kvælstof og derved kvælstofoverskuddet, så vil resultatet blive en stigning i nitratkoncentration i det oxiske grundvand.

- Vores undersøgelse fremhæver vigtigheden af et konsekvent nationalt program til overvågning af grundvandet og behovet for udvikling af fremtidige effektive midler til begrænsning af kvælstof i verdens intensive jordbrug for at beskytte grundvandsressourcen, siger Tommy Dalgaard.   


Læs artiklen “Groundwater nitrate response to sustainable nitrogen management” i Scientific Reports. 


Yderligere oplysninger:

Professor Tommy Dalgaard, Institut for Agroøkologi, email: tommy.dalgaard@agro.au.dk, telefon: 8715 7746, mobil: 2070 6132

Seniorforsker Birgitte Hansen, Afdeling for Grundvands- og kvartærgeologisk kortlægning, De Nationale Geologiske Undersøgelser, GEUS, email: bgh@geus.dk, telefon: 2055 5245


Sustainable Nutrient Management er et af de forskningsområder, hvor Institut for Agroøkologi har en særlig styrke, og hvorfra der leveres resultater i tråd med nationale og globale samfundsmæssige udfordringer og målsætninger.  

Agro, DCA, Plantedyrkning