Statens Planteavlsforsøg Beretning nr. 1466 Statens Forsøgsstation, Askov, 6600 Vejen (A. Dam Kofoed)
Årlig tilførsel af slam fra rensningsanlæg til landbrugsjord
Yearly application of sewage sludge on agricultural land
S. Damgaard-Larsen1), K.E. Larsen og P. Søndergaard Klausen
INDHOLDSFORTEGNELSE
Side Resumé 349 Summary 350 1. Indledning 350 2. Forsøgenes gennemførelse 351 2.1. Forsøgsplan- og anlæg 351 2.2. Slamtyper 352 2.3. Gødskning 354 2.4. Afgrøder og sædskifte 355 2.5. Jordbundsforhold 356 2.6. Afgrøde- og slamanalyser 356 2.7. Jordanalyser 357 2.8. Kontaminering fra materiel og jord 357 2.9. Vækstbetingelser 359 3. Resultater 360 3.1. Udbytter 360 3.2. Afgrødernes kvælstof- og mineralstofindhold 360 3.3. Jordens mineralstofindhold 369 4. Kvælstofvirkning 371 5. Tungmetallernes tilgængelighed 375 6. Optagne og tilførte mineralstofmængder 376 7. Sammenhæng mellem de enkelte mineralstoffers indhold i planter . . . 377 8. Mineralstofindhold i tidligt og sent høstet grønkål 380 9. Diskussion 381 10. Konklusion 385 11. Litteratur 385
Resumé
Ved statens forsøgsstationer Askov, Lundgård og Rønhave er der i årene 1974-76 gennemført fastlig- gende markforsøg med årlig tilførsel af anaerobt udrådnet slam fra 2 kommunale rensningsanlæg for at undersøge gødningsværdien samt planternes optagelse og jordens indhold af tungmetaller efter tilfør-
*) Nuværende adresse: Teknisk Forlag, Skelbækgade 4, 1717 København V.
349
sei af de 2 slamtyper, der i indhold adskiller sig ved henholdsvis et lavt og et højt indhold af tungmetaller.
Virkningen af 10 og 30 tons slamtørstof pr. ha blev målt i byg, havre, ital. rajgræs, bederoer, kartofler, gulerødder og hvidkål i forsøg udført på 3 jordtyper, grovsand, grov sandblandet ler og ler.
Forsøgene viste, at den lavt metalbelastede slam havde en gødningsvirkning svarende til, at 100 kg slamkvælstof kunne erstatte 30 kg N i kunstgødning, mens virkningen efter højt metalbelastet slam var halvt så stor.
Den bedste kvælstofudnyttelse af slam blev målt ved anvendelse til afgrøder med lang vækstperiode såsom roer. Kvælstofoptagelse i procent af total tilført kvælstofmængde udgjorde i gennemsnit 14 pct.
for lavt og 8 pct. for højt metalbelastet slam.
Ved de i forsøget anvendte slammængder er der fundet signifikant stigning i afgrødens indhold af zink, nikkel og kadmium, medens dette ikke var tilfældet for fosfor, kalium, natrium, calcium, mag- nesium, kobber, mangan, chrom, kobolt og bly.
Jordprøver udtaget i lag å 25 cm til 1 meters dybde viste efter 3 års slamtilførsel forøget indhold af fosfor, kobber, zink, bly og kadmium i 0-25 cm, medens indholdet i de dybere liggende lag var upåvirket af forsøgsbehandlingen.
Nøgleord: Slam fra rensningsanlæg, årlig tilførsel, gødning s værdi, tungmetaller, planteoptagelse, koncentrationer i jorden.
Summary
Sludge from a municipal dwelling area with a relatively low content of heavy metals and a second sludge from a more industrialized area, where heavy metals as cadmium and lead are dominant, are tested for fertilizing value in field experiments with yearly application of 10 and 30 tons dry matter per ha to different crops on sand, sandy loam and loam soil during the years 1974-76.
The highest fertilizing values from application of sludge are found in crops with a long growing season such as beets. Calculated on a dry matter basis, sludge with low content of metals shows a better effect on all crops. This result may be based on a better nitrogen effect in this sludge where 100 kg nitrogen in sludge correspond to 30 kg N in fertilizer and half as much for sludge with high heavy metal concentrations.
Of nitrogen 14 per cent was taken up by crops after application of low and 8 per cent after sludge with a high content of metals.
There was a significant increase of Zn, Ni, and Cd contents of crops but no effect of P, K, Na, Ca, Cu, Mn, Cr, Co, and Pb contents.
After 3 years application of sludge the mineral elements are only found in the top 25 cm of the soil.
Plantavailable phosphorus, zinc, copper, lead and cadmium content of the soil increase.
Key words: Sewage sludge, yearly application, fertilizing effect, heavy metals, concentrations in plants and soil.
1. Indledning tal p.g.a. kraftig udbygning og forbedrede rens- I publikationer udgivet af forureningsrådet (1971) ningsmetoder i 1982 vil stige til 300.0001 tørstof, og miljøstyrelsen (1975) er der foretaget opgørel- Videre har man anslået, at af den aktuelle pro- ser over aktuel produktion og gjort skøn over duktion anvendes (1972) ca. 45 pct. af slammet i fremtidig produktion af spildevandsslam i Dan- jordbruget, den øvrige del placeres for største- mark. På denne baggrund anføres, at der i 1972 parten på losseplads.
blev produceret 110.000 t råslamtørstof ved de En voksende interesse og forståelse for miljø- danske rensningsanlæg for spildevand, og at dette problemer, affødt af et stigende forbrug og af
befolkningskoncentration i byer med deraf føl- gende større mængder og koncentration af affald, har medført, at diskussioner om den rette slutdi- sponering af dette affald er opstået.
Kemiske analyser af slam (Pauly, 1973) viste, at slam indeholder tungmetaller i koncentrati-
oner, der langt overgår de i husdyrgødning kend- te. Tungmetaller defineres som grundstoffer med en vægtfylde på 4 og derover (Dyrssen, 1970). En sammenligning af tungmetalindhold i staldgød- ning og to slamtyper fra områder med og uden metalbelastende industri er anført i tabel 1.
Tabel 1. Indhold af tungmetaller i organiske gødninger Content of heavy metals in organic manures
Cd Staldgødning 0-2 Farmyard manure
Slam, metalbelastet 77 Sludge, metalloaded
Slam, svagt metalbelastet 3 Sludge, low metalloaded
Co
ppm i tørstof (in dry matter)
Cr Cu Ni Pb Zn
1-5 127 9
2-15 725 41
20-350 1390
80
1-36 390 32
5-15 2795 140
100-800 3010
810
Når tungmetaller er blevet genstand for meget betydelig interesse, skyldes det først og fremmest faren ved deres giftighed og dermed sammen- hængende miljømæssige forhold. I større doserer alle tungmetaller mere eller mindre toksiske (Al- laway, 1968), men der er ikke fuld enighed om grænserne mellem essentielle og ikke essentielle stoffer.
På grund af dette samt mangel på kendskab til disse stoffers egenskaber med hensyn til optagel- se i planter, nedvaskning i jorden og til deres toxicitetsgrænser er der rejst tvivl om det hen- sigtsmæssige i at tilføre dyrket jord sådanne stof- fer for eksempel gennem slamudbringning.
For at belyse disse komplicerede problemer og samtidig danne sig et mere præcist billede af slammets gødning s virkning, især kvælstofvirk- ning, gennemføres siden 1973 ved Askov forsøgs- station mark-, ramme-, lysimeter- og karforsøg med dyrkning af afgrøder på slamgødsket jord.
Forsøgene gennemføres med støtte fra Statens Jordbrugs- og Veterinærvidenskabelige Forsk- ningsråd og i samarbejde med Laboratoriet for teknisk Hygiejne ved Danmarks tekniske Høj- skole. Om baggrund for og omfang af forsøgene, se Tjell et al. (1974), og om studiet af faglitteratur på området se Larsen (1973).
Ud over de ovennævnte problemer vedrørende
tungmetaller og gødningsvirkning er der i forbin- delse med forsøgene foretaget hygiejniske under- søgelser over patogene bakterier og vira, samt af æg af indvoldsorme, deres forekomst i slam og overlevelsesevne i jord og drænvand. Desuden er der gjort undersøgelser over slamgødskningens indflydelse på jordens regnormebestand.
Resultater fra disse undersøgelser omtales ikke i denne beretning, men offentliggøres selvstæn- digt fra de afdelinger og institutter på Den kgl.
Veterinær- og Landbohøjskole, som har udført undersøgelserne: Institut for Mikrobiologi og Hygiejne (prof. Åge Jepsen), Afd. for veterinær Virologi og Immunologi (prof. Ebba Lund) og Institut for almen Zoologi (prof. N. Hårløv og cand.scient. C. Andersen).
Ydermere skal det nævnes, at alle undersøgel- ser vedr. kviksølv er foretaget under et projekt, der udføres og offentliggøres af Isotopcentralen ved dir. T. Sevel og ing. K. Ott ar Jensen.
I det følgende omtales markforsøg, hvori to slamtyper er udbragt på tre forskellige jordtyper og til forskellige afgrøder hvert år i årene 1974—76.
2. Forsøgenes gennemførelse 2.1. Forsøgsplan og -anlæg
Ved Askov, Lundgård og Rønhave forsøgsstati- 351
oner er fra og med 1974 gennemført fastliggende markforsøg efter følgende plan.
1. Ingen forsøgsgødning.
Control
2. 10 t tørstof/ha/årlig i slam med lavt metalind- hold
10 t DM/ha /yearly in sludge with low content of heavy metals
3. 101 tørstof/ha/årlig i slam med højt metalind- hold
10 t DM/ha yearly in sludge with high content of heavy metals
4. 150 kg N og 31 kg P/ha/årlig i kunstgødning 150 kg N and 31 kg P/ha/yearly in fertilizer 5. 30 t tørstof/ha/årlig i slam med lavt metalind-
hold
30 t DM/ha ly early in sludge with low content of heavy metals
6. 301 tørstof/ha/årlig i slam med højt metalind- hold
301 DM/ha ly early in sludge with high content of heavy metals
7. 30 kg N og 62 kg P/ha/årlig i kunstgødning 30 kg N and 62 kg P/ha/yearly in fertilizer Til korn, halv mængde af slam og kunstgød- ning
For cereal, half amount of sludge and fertili- zer.
I figur I er vist, hvorledes forsøget er anlagt på de enkelte forsøgsstationer. Når pløjning og Pløjning, harvning
Soil preparation 1 2 3 4 6 5 7
4 5 6 7 3 2 1
7 2 3 1 6 5 4
1 5 6 4 3 2 7
—>
2 3 4 1 7 5 6 Parcelrækker I II III IV
Sædskifter a b c d e f g h a b c d e f g Askov, Lundgård Rønhave Fig. 1. Parcelfordeling i marken. Tallene refererer til forsøgsled.
Experimental design in the field. Figures refer to treat- ments.
harvning er foretaget som anført, kan det undgås, at der sker en overslæbning af gødning fra par- celler med en gødningstype til parceller med en anden gødningstype.
2.2 Slamtyper
Tabel 2 og 3 viser den kemiske sammensætning af de anvendte slamtyper. Begge er udrådnede og afvandede. Den lavt metalbelastede er afvandet på sandbed og den højt metalbelastede ved cen- trifugering.
I tabel 2 er tillige anført analyseresultater af slam fra belastningsgruppe nul, som ifølge Pauly (1973) ikke indeholder slam fra industriafløb eller andet afløb med væsentligt metalindhold. For tungmetallerne ligger indholdet i den højt metal- belastede slam væsentlig over indholdet i belast- ningsgruppe nul, mens det med undtagelse af Cr i den lavt metalbelastede slam er under eller på linie med nulgruppens indhold.
Da sandindholdet er meget forskelligt, er sam- menligningsgrundlaget på tørstofbasis, som vist i tabel 2, ikke i alle tilfælde tilfredsstillende. I tabel 3 er derfor foretaget en omregning af analy- setallene, således at indholdet her angives i sand- frit tørstof.
Tabel 3 viser, at slammets pH har været nær neutral, med en tendens mod det sure. Tørstof- indholdet i centrifugeslammet har været meget stabilt, ca. 24 pct., men i sandbedsslammet meget svingende 26-68 pct.
Sandindholdet har varieret fra år til år, for cen- trifugeslammet fra 22-36 pct. i tørstof og for sandbedsslammet fra 54-72 pct. i tørstof. De ca.
30 pct. mere sand i sandbedsslammet stammer fra sandbedet.
Kvælstof er analyseret dels som total-N (Kjel- dahl) og dels som ammonium-N, hvoraf det sidste regnes for den for planterne umiddelbart tilgæn- gelige fraktion og derfor vil være bestemmende for slammets direkte kvælstofværdi. Det fremgår, at kvælstofindholdet i den højt metalbelastede slam har været noget lavere end i den lavt metal- belastede. Indholdet af P, K, Na, Ca og Mg har været nogenlunde ens i de to slamtyper.
Forholdet mellem kulstof- og kvælstofindhol- det anvendes undertiden til at vurdere, om en
Forsøgsår Exp. year
Tabel 2. Slamanalyser, pct. eller ppm i tørstof Analyses of sludge, per cent or ppm in dry matter
Lavt metalbelastet slam (sandbedstørret) Sludge with low content
of metals (dewatered on sandbeds)
Belastn.
gruppe**) nul Group no.
zero-con- cerning con-
tent of metals
Højt metalbelastet slam (centrifugetørret) Sludge with high content
of metals (dewatered in centrifuges)
1974 1975 1976 1974
*) syreuopløselig aske - in acid unsoluble ash
**) Jvf. Pauly 1973.
1975 1976
pH (i CaCb)
Pct. tørstof dry matter - sand*)
- total-N - NH4-N _ p - K - Na - Ca - Mg ; - org. C - C/N ppm Cu
- Mn - Zn - Fe - Pb - Cd - Ni - Cr - Co - Hg - sy.opl. B
In acid soluble B
68,22 71,08 1,82 0,539 0,970 0,063 0,023 1,780 0,116 8,3 4,6 100 290 840 11381 145 3,3 23 73 7,3 3,6 14
6,5 29,35 54,38 2,26 0,229 1,238 0,082 0,034 1,984 0,154 12,0 5,3 143 480 1295 13475 228 5,2 35 110 11,5 3,4 22
25,89 71,96 1,57 0,127 0,611 0,058 0,023 0,997 0,112 8,6 5,5 97 355 614 10099 140 3,2 21 70 7,2 3,5 21
286 2000 340 8 21 40 6 6
24,87 35,11 2,60 0,603 2,150 0,102 0,072 4,490 0,292 19,3 7,4 1920 400 2185 15006 1925 53,5 355 680 87,0 17,4 156
6,2 23,26 22,49 2,72 0,327 2,701 0,095 0,074 6,364 0,353 18,1 6,7 1590 450 2150 10688 1450 41,0 415 2400 65,0 18,7 134
23,40 36,07 2,38 0,184 1,633 0,090 0,068 4,073 0,295 22,9 9,6 920 350 2450 11860 1550 16,0 255 645 30,0 18,0 68
organisk gødning afgiver kvælstof til planterne eller forbruger kvælstof til egen mikrobiel om- sætning. C/N forholdet opgives som regel at skulle ligge under 20, for at gødningen skal kunne afgive kvælstof til planterne. Som det fremgår af tabel 2, er der et C/N-forhold på langt under 20 i begge slamtyper, og det ser ud til, at den lavt metalbelastede slam er undergået den videste omsætning med et lidt lavere C/N end den højt metalbelastede slam.
For tungmetallerne ses nederst i tabel 3, at den højt metalbelastede slam har indeholdt 4—8 gange mere Cu, 4-12 gange mere Cr, 2-7 gange mere Cd, 5-6 gange mere Ni og Pb, 1,5-5 gange mere B, 2-5 gange mere Co, 2-3 gange mere Hg, nær den samme Zn- og ca. den halve Mn-mængde i forhold til den lavt metalbelastede slam.
I den højt metalbelastede slam kan det for Cd, Co og B ses, at der med årene har været en udvik- ling mod et lavere indhold af disse stoffer. For Cd 353
Tabel 3. Slamanalyser, pet. eller ppm i sandfrit tørstof. (Omregnet fra tabel 2) Analyses of sludge, per cent or ppm in dry matter without sand
Forsøgsår Exp. year
Lavt metalbelastet slam (sandbedstørret) Sludge with low content of metals (dewatered on sandbeds)
1974 1975 1976
Højt metalbelastet slam (centrifugetørret) Sludge with high content of metals (dewatered in centrifuges)
1974 1975 1976 pH
Pet. tørstof dry matter - sand i t
- total-N - NH4-N - P - K - Na - Ca - Mg - org. C - C/N ppm Cu
- Mn - Zn - Fe - Pb - Cd - Ni - Cr - Co - Hg - syreopl. B
68,22 71,08 6,29 1,864 3,354 0,218 0,080 6,155 0,401 28,7 4,6 346 1003 2905 39353 501 11,4 80 252 25,2 12,4 48
6,5 29,35 54,38 4,95 0,502 2,714 0,180 0,075 4,349 0,338 26,3 5,3 313 1052 2839 29537 500 11,4 77 241 25,2 7,5 48
25,89 71,96 5,61 0,453 2,179 0,207 0,082 3,556 0,399 30,7 5,5 346 1266 2190 36016 499 11,4 75 250 25,7 12,6 75
24,87 35,11 4,01 0,929 3,313 0,157 0,111 6,919 0,450 29,7 7,4 2959 616 3367 23125 2967 82,4 547 1048 134,1 26,8 240
6,5 23,26 22,49 3,51 0,422 3,485 0,123 0,095 8,211 0,455 23,4 6,7 2051 581 2774 13789 1871 52,9 535 3096 83,9 24,1 173
23,40 36,07 3,72 0,288 2,554 0,141 0,106 6,371 0,461 35,8 9,6 1439 547 3832 18552 2425 25,0 399 1009 46,9 28,2 106
og Co er indholdet reduceret til ca. 1/3, mens indholdet af B er halveret. Denne nedgang er sandsynligvis udtryk for standsning af særlige kilder for forurening med disse stoffer.
Det lavt metalbelastede slam synes stabilt i sit indhold af alle stoffer, og niveauet kan tages som udtryk for, hvad slam mindst kan indeholde af metaller, og for den belastning fra diffuse kilder, som vanskeligt lader sig stoppe.
2.3 Gødskning
Efter hjemtagning af slammet blev det blandet grundigt ved 2-3 gange at blive ført gennem en staldgødningsspreder opstillet stationært. Af det blandede materiale blev herefter udtaget prøver
til analyse, og slamstakken blev overdækket med plastfolie, indtil udbringning kunne finde sted.
Udbringning er sket hvert år i nov.-dec. For at undgå overslæbning er nedpløjning sket, når slammet af nattefrost er gjort hårdt og ikke klæ- bende.
Ud fra analyserne af slammet, samt erfaringer vedr. tilgængeligheden af kvælstof fra staldgød- ning, er 301 sandholdigt tørstof/ha vurderet som en realistisk årlig mængde til ikke-kornafgrøder og 15 t/ha/år til korn.
Da forskellen på sandindholdet i de to slamty- per var stor, blev der ved slamtilførsel korrigeret således, at der tilførtes lige store mængder orga- nisk stof i de to typer.
Tabel 4. Tilførte mængder af slam og mineralstoffer, t eller kg/ha Amounts of sludge and mineral elements
Forsøgsår Exp. year
Forel, vare, t/ha Available matter
Tørstof, t/ha Dry matter
Sandfr. tørst., t/ha Organic matter Total-N, kg/ha NH4-N
P K
Na ; Ca Mg org. C Cu Mn Zn Fe Pb Cd Ni Cr Co Hg Syreopl. B In acid soluble B
Lavt metalbelastet slam Sludge with low content of metals
: 30
1974 93,9 64,1 18,5 1166 345 621 40 15 1140 74 5317 6,4 18,6 53,8 729 9,3 0,2 1,5 4,7 0,5 0,2 0,9
30 t tørstof/ha t dry matter/ha
led 5 treatment 5
1975 173,8 51,0 23,3 1151 117 632 42
i 17
1012 79 6121 7,3 24,5 66,1 687 11,6 0,3 1,8 5,6 0,6 0,2 1,1
1976 310,8 80,5 22,6 1265 102 492 47 19 802 90 6920 7,8 28,6 49,4 813 11,3 0,3 1,7 5,6 0,6 0,3 1,7
Højt metalbelastet slam Sludge with high content of metals
30 t tørstof/ha 30 t dry matter/ha
1974 120,6 30,0 19,5 780 181 645 31 22 1347 88 5789 57,6 12,0 65,5 450 57,7 1,6 10,7 20,4 2,6 0,5 4,7
led 6 treatment 6
1975 129,0 30,0 23,3 817 98 810 29 22 1910 106 5431 47,7 13,5 64,5 321 43,5 1,2 12,5 72,0 2,0 0,6 4,0
1976 135,6 31,7 20,3 756 58 518 29 22 1292 94 7266 29,2 11,1 77,7 376 49,2 0,5 8,1 20,5 1,0 0,6 2,2
Af tabel 4 fremgår de tilførte mængder for de største tilførsler (301 pr. ha) beregnet på grundlag af analyserne fra tabel 3 og de aktuelle tilførsler af slam.
Det ses, at selv om det er tilstræbt at tilføre lige store mængder organisk stof af de to slamtyper, er der små forskelle, som skyldes, at udbringning som regel er foretaget med en foreløbig analyse som grundlag.
Forsøgsarealet er hvert år grundgødet med 200 kg K pr. ha i kaliumklorid, idet slam kun indehol- der kalium i ubetydelige mængder.
2.4 Afgrøder og sædskifte
Forsøget er gennemført med følgende afgrøder:
byg havre, ital. rajgræs, bederoer, kartofler, grønkål, gulerødder og hvidkål, sidstnævnte dog kun på Rønhave, hvor denne afgrøde går ind i stedet for gulerødder. Havre er indgået i forsøget fra 1975.
For at alle afgrøder kan medtages hvert år, er forsøgsarealet som vist i figur 1 delt op i rækker med forskelligt sædskifte, Hvorledes afgrødeføl- gen har været på forsøgsstationerne ses af følgen- de sædskifteoversigt:
23* 355
Parcel Afgrøde
Række
I II III IV a b c d e f g h
a b c d e f\
g
1974 1975
Askov og Lundgård byg
byg bederoer grønkål ital. rajgr.
ital. rajgr.
kartofler gulerødder byg bederoer ital. rajgr.
byg grønkål kartofler hvidkål
kartofler gulerødder byg havre bederoer grønkål ital. rajgr.
ital. rajgr.
Rønhave havre byg bederoer ital. rajgr.
kartofler hvidkål grønkål
1976 ital. rajgr.
ital. rajgr.
kartofler gulerødder byg havre bederoer grønkål byg ital. rajgr.
havre bederoer hvidkål grønkål kartofler
2.5 Jordbundsforhold
De tre jordtyper, som er med i forsøget, betegnes vanligt efter deres ler- og siltindhold og som følge deraf deres dyrkningsegenskaber som:
Rønhave: ler (mornæneler fra sidste istid).
Askov: grov sandblandet ler (moræneler fra forri- ge istid, bakkeø).
Lundgård: grov sand (smeltevandssand fra sidste istid, hedeslette).
I tabel 5 er vist en oversigt over tekstur, reak- tionstal samt indhold af tungmetaller i de 3 jord- typer ved forsøgets anlæg.
2.6 Afgrøde- og slamanalyser
Oversigten side 357 viser udtagne afgrødeprøver:
På Rønhave blev der dog ikke i 1976 udtaget analyseprøver af byg- og havrehalm, ligesom der i 1975 ikke blev høstet gulerodstop ved Askov.
Efter tørstofbestemmelse og formaling af prø- verne fra de enkelte græsslæt er der for at begræn- Tabel 5. Textur og reaktionsanalyse i pløjelaget, 0.25 cm, samt indhold af tungmetaller i 0-100 cm før anlæg af
forsøg ved Askov, Lundgård og Rønhave
Texture, pH in the topsoil (0-25 cm) and content of heavy metals in 0-100 cm at the start of the experiments Textur, pet. og pH - Texture, per cent and pH
<0,002 mm 0,002-0,02 mm 0,02-0,2 mm 0,2-2,0 mm
w silt finsand grovsand
finesand coarsesand ler
clay
humus p H
Askov Lundgård Rønhave
11 4 15
12 5 20
38 24 45
36 65 17
2,7 2,3 2,6 Tungmetalindhold, ppm i tør jord
Content of heavy metals, ppm in dry soil Dybde i cm Cu Mn Zn Ni Cr Depth in cm
Pb
6,3 5,8 6,6
Co Cd Askov
Lundgård
Rønhave
0 - 2 5 - 5 0 - 7 5 - 0 - 2 5 - 5 0 - 7 5 - 0 - 2 5 - 5 0 - 7 5 -
25 50 75 100 25 50 75 100 25 50 75 100
6,3 6,3 6,8 11,0 5,0 2,5 3,8 6,3 9,0 8,3 10,7 13,0
140 190 155 198 210 150 148 210 193 210 280 300
23 25 30 38 14 15 17 18 38 38 39 40
5 5 6 8 3 5 5 7 6 8 10 10
10 15 20 23 6 6 7 9 11 15 20 22
11 10 8 9 6 5 4 6 16 12 11 10
2,1 3,3 3,5 6,5 1,3 2,3 2,5 3,0 3,5 4,0 4,8 7,5
0,170,15 0,10 0,10 0,19 0,15 0,14 0,13 0,25 0,20 0,20 0,18
Afgrøde Byg Havre Ital. rajgr.
Bederoer Kartofler Grønkål, *) tidlig Grønkål, *) sen
Gulerod Hvidkål
kerne halm kerne halm sum af 3-5 slæt rod top knolde blade stængel + bladstilke blade stængel + bladstilke rod top hoved
1974
X X
X X X X
X
X
X
X X
X X
Forsøgsår 1975
X X X X
X X X X
X
X
X
X X
kun Lundg.
X
1976
X X X X
X X X X
X
kun Askov
X
X X
X X
*) høst ca. 1/7 **) høst ca. 1/11
se analysearbejdet på alle 3 forsøgssteder foreta- get en sammenvejning af prøverne fra alle slæt til en prøve pr. forsøgsled. .
Bestemmelse af tørstof, total-N, P, K, Na, Ca og Mg samt for slammets vedkommende, sand, ammonium-N og organisk kulstof er foretaget af Askov forsøgsstations laboratorium eller Statens Planteavls-Laboratorium, Vejle.
Analysering for indhold af Cu, Mn, Zn, Ni, Cr, Pb, Co og Cd i planter og slam er udført ved Mineralogisk institut ved Danmarks tekniske Højskole og Statens Planteavls-Laboratorium, Vejle.
Om analysemetoder, kalibreringer m.v. henvi- ses til rapporter fra de deltagende laboratorier.
På grund af det store plantemateriale blev der foretaget udvalg i antallet af prøver til analy- sering.
Da størst forskel mellem de 2 slamtyper var at forvente efter tilførsel af størst mængde slam pr.
ha, blev led 5 og 6 samt størst kunstgødnings- mængde, led 7, udtaget til analysering. Endvidere blev medtaget forsøgsled 1, ingen forsøgsgød- ning.
2.7 Jordanalyser
For at undersøge om der sker en flytning af makronæringsstoffer og tungmetaller nedad i jordprofilen efter slamgødskning er udtaget jord- prøver i ned til en meters dybde med intervaller på 25 cm før anlæg og efter 3 års forsøg.
Jordprøver fra pløjelaget (0-25 cm's dybde) er udtaget med jordbor, i reglen med 5-10 stik pr.
forsøgsled. Dybere jordprøver er udtaget ved 2-3 boringer pr. forsøgsled med hollandsk bor, et bor med ca. 5 cm diameter og med plads i selve bore- aggregatet til jordprøven.
Prøverne før forsøgets anlæg blev udtaget i dyb- derne 0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm og 75-100 cm på hvert af de 3 forsøgssteder. Efter 3 år blev der i forsøgsled 5, 6 og 7 udtaget prøver i forannævnte dybder på hvert forsøgssted i de sædskifter, hvor der var tilført 301 slamtørstof/ha/år eller 300 kg N
+ 62 kg P/ha/år (jvf. sædskifteoversigt afsn. 2.4) på Rønhave i sædskifterne e, f og g samt på Askov og Lundgård i g og h. I de øvrige forsøgsled blev der kun udtaget jordprøver i overjorden, 0-25 cm.
Jordprøverne er analyseret på Statens Plante- avls-Laboratorium, Vejle, for pH, Ft, Mgt, Nat, Mnt, Cut, Cat, Znt, der er udtryk for stoffernes
»tilgængelighed« i jorden.
En definition på »tallene« fremgår af nedenstå- ende oversigt.
Benævnelse, forkortelse Fosforsyretal, Ft Kaliumtal, Kt Natrium, Nat Magnesiumtal, Mgt Calciumtal, Cat Maagantal, Mnt Kobbertal, Cut Zinktal, Znt Reaktionstal, Rt
1 enhed modsvarer 3 mg P/100 gjord 1 mg K/100 gjord 1 mg Na/100 gjord 1 mg Mg/100 gjord 1 mg Ca/100 gjord 1 mg Mn/1000 gjord 1 mg Cu/1000 gjord 1 mg Zn/1000 gjord pH i CaCk + 0,5 Der er endvidere foretaget analysering for jor- dens totalindhold af Co, Cr, Ni, Pb, Cd, Mn, Cu og Zn.
2.8 Kontaminering fra materiel og jord A. Afprøvning af materiel.
For at sikre sig at prøvebehandlingsudstyret ikke kontaminerede prøverne med eventuel af- smitning af metaller under knusning, findeling 357
m.v., blev der ved starten af forsøget gennemført orienterende undersøgelser desangående. Un- dersøgelserne viste, at det forhåndenværende materiel for prøvebehandling var forsvarligt at anvende i disse forsøg.
B. Kontaminering af bladafgrøder fra jord.
Ved høstning af roe- og gulerodstop vil der ofte være jord som hænger ved bladene. For at under- søge om dette er årsag til kontaminering, blev der foretaget sammenlignende analyser af vasket contra uvasket top.
I 1976 blev der af roetop og gulerodstop på Askov og Lundgård fra alle 7 forsøgsled udtaget to prøver, hvoraf den ene blev vasket grundigt ved neddypning i rent vand ca. 5 gange til vandet ikke blev grumset, hvorefter toppen dryppede af, inden den blev findelt. Den anden prøve blev findelt uden vask. Analyser viste, der var for- skelligt indhold i vaskede og uvaskede prøver, men forskellene mellem forsøgsled var upåvirket af, om prøverne var vaskede eller ej.
Resultaterne af denne undersøgelse ses i tabel 6, hvoraf det fremgår, at ændringerne næppe er
Tabel 6. Procentvis ændring i mineralstofindholdet ved vask af roetop og gulerodstop. Gennemsnitstal 1976 Percentage change in content of mineral elements in leaves of beet and carrot by washing. Average 1976
Afgrøde, crop »sand« N P K Na Ca Mg Ni Cr Cu Mn Cd Pb Zn Co Roetop -82 23 17 15 19 13 5 -11 -36 26 -15 43 -54 22 -66 Leaves of beet
Gulerodstop -66 50 29 53 34 46 32 -15-28 61 - 2 7 -33 21 -51 Leaves of carrot
Sted, place
Askov -66 28 18 20 25 20 10 0-46 32 -11 20 -40 16 -49 Lundgård -82 44 27 48 28 39 27 - 2 5 - 1 8 54 - 6 30 -48 31 -68 Forsøgsled,, treatment
1 -69 37 20 23 29 26 24 - 6 - 1 8 39 - 7 33 -33 43 -64 5 -74 38 27 35 22 29 15 - 9 - 3 4 23 - 5 21 -50 17 -50 6 -80 38 22 45 31 37 20 -18 -37 45 -17 16 -46 8-57 7 -73 31 22 33 24 24 14 -17-33 66 - 5 29 -44 15 -62 Totalgns., average -74 36 23 34 27 30 19 -13 -32 43 - 9 25 -43 22 -58
funktioner af planteart, jordtype eller gødnings- type. Trods store variationer på enkelttallene fin- des ingen systematiske udslag herfor.
På gennemsnittet ses, at indholdet af »sand«
ved vask af toppen er reduceret 74 pet., Co 58 pet., Pb 43 pet., Cr 32 pet., Ni 13 pet. og Mn 9 pct., medens alle andre stoffer er steget, for Zn 22
pct., Cd 25 pct., Cu 43 pct. og for de øvrige næ- ringsstoffer 19-36 pct.
I tabel 7 er vist et eksempel på koncentrationer af tungmetaller i vasket toptørstof og i jord. Det ses, at for Cr, Pb og Co er koncentrationen i jorden højere end i bladene, medens det om- vendte forhold gør sig gældende for Zn og Cd.
Tabel 7. Indhold af tungmetaller i vasket bederoetop og overjord fra Askov. Forsøgsled 5, ppm i tørstof Content of heavy metals in washed leaves of beet and in topsoil from Askov. Treatment 5, ppm in dry matter
Bederoetop, leaves of beet Overjord (0—25 cm), topsoil
Ni 3 5
Cr 1,3 10,0
Cu 10,5 10,5
Mn 145 129
Cd 1,5 0,3
Pb 3,3 20
Zn 177 66
Co 0,4 1,8
Ved vask af toppen, hvorved jorden fjernes, vil koncentrationen af Cr, Pb og Co derfor falde, og koncentrationen af Zn og Cd stige. For Cu er det valgte eksempel atypisk, men det følger normalt Zn og Cd. Med hensyn til Mn og Ni, hvor for- skellen mellem koncentration i plante og i jord er lille, betyder vaskning af topafgrøden ingen næv- neværdig ændring i koncentrationen.
2.9 vækstbetingelser
Tabel 8 giver en oversigt over nedbørsforholdene ved Askov, Lundgård og Rønhave 1974—76, for tidsrummet 1. april-30. september. Foruden målt nedbør er der vist beregnet vandbalance, der fremkommer ved at trække den målte potentielle fordampning fra nedbøren.
Som det fremgår, var 1974 præget af stort ned-
Tabel 8. Nedbør (N) og vandbalance (Vb)*) ved Rønhave, Askov og Lundgård 1974-76, mm Precipitation and waterbalance at Rønhave, Askov and Lundgård 1974-76, mm
April N Vb
Maj N Vb
Juni N Vb
Juli N Vb
August September N Vb N Vb Normal (1931-60) 47 47
Gns. Syd- og Sønderjyll.
1974 Rønhave 3 -66 17 -75 Askov 4 -58 21 -52 Lundgård 7 -49 17 -51 1975 Rønhave 82 40 26 -63 Askov 81 48 28 -51 Lundgård 82 49 22 -54 1976 Rønhave 19 -31 62 - 1
Askov 30 -21 77 22 Lundgård 29 - 9 76 25
*) Vandbalance: Nedbør -f- potentiel fordampning.
Waterbalance: precipitation -^ potential evaporation.
86 -50 86 - 8 125 - 6 127 11 -101 13 -97 19 -72
44 55 41
- 2 59 60 -60 -49 -40
94 61 65 71 30 49 46
-14 - 9 15
-88 -67 -76
2 -126 21 -111 47 -78
3 -129 24 -72 24 -85
79 99 156 146 -75 83 -52 106 -47 128 96 67 57
37 110 109 18 55 81 35 21 14
børsunderskud i april og maj. Normale nedbørs- mængder resten af sommeren gav imidlertid ri- melige vækstbetingelser. 11975 var der stort ned- børsoverskud i foråret og stort underskud resten af sommeren, og i 1976 var der underskud af nedbør hele vækstsæsonen med tørkelignende til- stande til følge. Dette sammenholdt med meget høje temperaturer, 20-30°C, i lange perioder både 1975 og 1976 satte naturligvis sit præg på afgrø-
derne. For at opnå udslag for forsøgsbehandUn- gerne på sandjorden ved Lundgård var det nød- vendigt at vande. 11974 blev der vandet een gang i maj måned med 40 mm og i 1975 og 1976 to gange å 50 mm i juni måned.
Vandingsvandet blev oppumpet fra Vejen å, og som kontrol blev prøver udtaget i 1975 og analy- seret med nedenstående gennemsnitsresultat:
Mineralstofindhold i vand fra Vejen å.
Cb-N 3,8
Cu 1
P 0,16
Mn 170
K 5,5
Zn 1
Na ppm
24,5 ppb
Ni 1
Ca 49,8
Cr
< 1
Mg 5,2
Pb Co Cd
359
I alt er arealet på Lundgård 1974-76 tilført 240 mm åvand eller 2400 t/ha. Nedenstående tilførsler af mineralstoffer er sket ad denne vej.
Set i forhold til slammets (tabel 4) og jordens (tabel 5) indhold af tungmetaller er tilførslerne med vandingsvand uden betydning.
Mineralstoftilførsel med
N03-N 9
Cu 2,4
P 0,4
Mn 408
K 13
Zn 2,4
1 vand fra kg/ha
Na 59 g/ha
Ni 2,4
Vejen å.
Ca 120
Cr
<2,4
Mg 12
Pb
<2,4 Co
<2,4 Cd
<0,2
3. Resultater
Hovedtabeller med enkelttal er ikke medtaget i denne beretning af hensyn til plads og overskue- lighed, men de kan rekvireres ved henvendelse til Askov Forsøgsstation, 6600 Vejen.
I det følgende er der vist uddrag af disse ho- vedtabeller og figurer. Sammen med afgrøde- analyser er resultaterne fra de enkelte forsøgsår vist som gennemsnit af forsøgsled 1-5-6 og 7.
3.1 Udbytter
Tabel 9 viser tørstofudbyttet af de forskellige af- grøder som gennemsnit af forsøgsstederne. Re- sultaterne af grønkål ved tidlig høst er udeladt, idet dette høsttidspunkt ikke har udbyttemæssig interesse.
Af resultaterne fra de 3 forsøgsår fremgår det, at udbytterne i 1975 og 1976 er præget af disse års dårlige vækstbetingelser med stort nedbørsun- derskud i størstedelen af vækstperioden (tabel 8), som især har givet sig udslag i lave udbytter i græs og rodfrugtafgrøder.
Anvendelse af 30 tons slamtørstof pr. ha i ikke metalbelastet slam (led 5) har med få undtagelser givet stort set samme udbytte som 300 kg N pr. ha i kalkammonsalpeter + 62 kg P i superfosfat (led 7) og højere udbytte end efter tilførsel af højt metalbelastet slam (led 6).
I tabel 9 er ligeledes vist forholdstal for udbyt- terne af de enkelte afgrøder af de 4 forsøgsled, når kunstgødning (led 7) sættes lig 100. Det fremgår heraf, at gulerod har vist atypisk udslag, idet ud- byttet efter kunstgødning er lavere end efter slam tilførsel. Dette skyldes, at der i de to tørre år
1975 og 1976 var svidningsskader efter kunstgød- ningstilførsel med nedsat plantebestand og ud- bytte til følge.
3.2 Afgrødernes kvælstof- og mineralstofindhold Tabel 9 nederst viser det procentiske indhold af total-N i afgrøderne som gennemsnit af de 3 for- søgssteder. Det fremgår heraf, at kvælstofindhol- det efter tilførsel af lavt metalbelastet slam (led 5) har været væsentligt større end efter anvendelse af højt metalbelastet slam (led 6), og det procenti- ske indhold adskiller sig for denne slamtype ikke meget fra det, der er fundet efter tilførsel af kunstgødning (led 7). For den højt metalbelastede slam (led 6) viser resultaterne derimod, at indhol- det efter denne slamtype ikke er signifikant for- skellig fra det, der er fundet ved analysering af de afgrøder, der ikke er tilført gødning (led 1).
Kvælstofindholdet har, som det ses af tabellen, med enkelte undtagelser været lavest i første for- søgsår 1974. Dette forhold skyldes sandsynligvis de tidligere omtalte lave udbytter i 2. og 3. for- søgsår som følge af dårlige vækstbetingelser, idet et lavt udbytte normalt fører til en forhøjet kvæl- stofkoncentration i planterne.
I tabel 9 er ikke medtaget analyseresultater fra de enkelte forsøgssteder, men det kan nævnes, at afgrøderne fra forsøget på Rønhave i reglen har haft det laveste kvælstofindhold, hvilket svarer til, at det er på den gode lerjord, der høstes de største udbytter.
I tabellerne 10-12 er anført de forskellige af- grøders indhold af fosfor, kalium, natrium, calci- um og magnesium.
Tabel 9. T~rstofudbytte, hkglha og total-N, pct. i torstof Dry matter, drlha and total-N, per cent in dry marter
Afgrode, crop
Byg, keme Byg, h l m Havre, keme Havre, halm Græs Bederoer, rod Bederoer, top Kartofler Gr~nkåi, blade Gronk&l, stok Gulerod, rod Gulerod, top Hvidkåi Byg , keme Byg, halm Havre, kerne Havre, halm Græs Bederoer, rod Bederoer, top Kartofler Gr~nkAl, blade Gr~nkal, stok Gulerod, rod Gulerod, top HvidkAl
Barley, grain **) Barley, straw**)
Oats gruin**) Oats, straw**) Grass Beet, root Beet, leaves Potatoes Kale, leaves Kule, stalk Carrot, root Carrot, leaves Cabbage
Barley, grain Barley, straw Oats, grain Oats straw Grass Beet, root Beet, leaves Potatoes Kale, leaves Kale, stalk Carrot, root Carrot, leaves Cabbage
Forholdstal (7 = 100) Fors~gsår, exp. year Fors~gsled, treatment*) Proportional for treatment 1974 1975 1976 LSD95 1 5 6 7 LSD95 1 5 6 7
Tprstofudbytte, dry matter
39,8 33,4 37,4 6,2 24,l 42,6 36,l 44,8 6,9 54 95 81 100 28,8 21,2 34,3 4,2 14,4 35,2 25,5 37,4 5,7 39 94 68 100 33,7 29,l 5,3 18,9 36,l 33,4 37,3 8,4 51 97 90 100 31,6 38,O 7,8 21,3 39.4 34,2 44,2 10,9 48 89 77 100 63,2 39,7 39,2 14,7 14,3 67,2 36,6 71,4 15,3 20 94 51 100 95,4 77,O 71,O 14,9 53,6 95,6 81,6 93,7 12,2 57 102 87 100 36,l 26,4 26,6 5,9 14,8 38,7 25,3 40,l 5 , l 37 97 63 100 103,5 73,3 62,3 13,6 52,3 95,2 79,8 91,5 11,3 57 104 87 l00 31,O 22,9 23,8 3,3 13,O 33,2 23,6 33,7 3,5 39 99 70 100 34,s 19,6 19,3 4,7 10,s 32,8 22,3 32,3 5,2 33 102 69 100 80,6 50,7 54,3 30,4 53,4 69,l 66,9 5 9 3 22,3 90 116 112 100 24,8 20,9 10,8 9,3 13,O 23.0 20,2 17,6 7,7 74 131 115 100 62,4 48,3 40,2 20,4 32,9 61.1 41,7 65,3 27,O 50 94 64 100
*) Se side 352, see page 352.
**) Udbytte beregnet med 15 vand. Yield calculated to I5 per cent moisture.
Tabel 10. Fosfor- og kaliumindhold i afgrøder, pct. i tørstof Phosphorus and potassium in crops, per cent in dry matter Afgrøde, crop
Byg, kerne Byg, halm Havre, kerne Havre, halm Græs Bederoer, rod Bederoer, top Kartofler Grønkål, blade Grønkål, stok Gulerod, rod Gulerod, top Hvidkål Byg, kerne Byg, halm Havre, kerne Havre, halm Græs Bederoer, rod Bederoer, top Kartofler Grønkål, blade Grønkål, stok Gulerod, rod Gulerod, top Hvidkål
Barley, grain Barley, straw Oats grain Oats, straw Grass Beet, root Beet, leaves Potatoes Kale, leaves Kale, stalk Carrot, root Carrot, leaves Cabbage
Barley, grain Barley, straw Oats, grain Oats straw Grass Beet, root Beet, leaves Potatoes Kale, leaves Kale, stalk Carrot, root Carrot, leaves Cabbage
Forsøgsår, 1974 0,36 0,10 0,36 0,19 0,26 0,23 0,37 0,29 0,26 0,22 0,33 0,47 1,13 3,46 1,89 3,41 2,18 2,30 2,40 2,46 2,85 2,74
1975 0,34 0,10 0,36 0,18 0,42 0,19 0,24 0,30 0,39 0,34 0,30 0,31 0,34 0,56 2,06 0,56 2,71 3,94 2,40 3,45 2,28 2,61 3,26 3,05 2,77 2,91
exp. year 1976 0,31 0,09 0,34 0,19 0,39 0,16 0,24 0,21 0,49 0,42 0,25 0,17 0,31 0,57 1,63 0,58 2,52 4,15 2,01 3,11 2,31 3,06 3,65 3,02 2,22 3,06
LSD95 Fosfor 0,04 0,04 0,03 0,02 0,01 0,04 0,07 0,06 0,03 0,11 0,01
Forsøgsled, treatment*)
1 5
, phosphorus 0,33 0,10 0,33 0,18 0,32 0,18 0,22 0,25 0,37 0,32 0,26 0,22 0,31
0,36 0,11 0,37 0,20 0,43 0,19 0,25 0,25 0,44 0,37 0,28 0,24 0,34 Kalium, potassium 0,03
0,06 0,24 0,14 0,35 0,13 0,22 0,25 0,21 0,63 0,14
0,55 1,44 0,57 2,13 3,15 2,04 3,63 2,32 2,47 3,03 2,99 2,68 2,88
0,52 1,74 0,58 2,85 4,02 2,13 3,02 2,16 2,72 3,17 2,73 2,57 2,87
6
0,35 0,10 0,35 0,24 0,41 0,20 0,26 0,26 0,43 0,35 0,29 0,26 0,33 0,56 1,58 0,56 2,76 3,85 2,10 3,43 2,29 2,63 3,01 2,84 2,66 2,96
7
0,31 0,09 0,35 0,11 0,41 0,17 0,25 0,23 0,42 0,35 0,25 0,21 0,32 0,50 1,67 0,55 2,78 4,37 2,12 3,21 2,25 2,81 3,20 2,81 2,55 2,90
LSD95
0,05 0,04 0,05 0,08 0,03 0,02 0,02 0,03 0,04 0,03 0,05 0,05 0,02 0,05 0,28 0,04 0,77 0,26 0,16 0,42 0,15 0,25 0,26 0,18 0,55 0,19
*) Se side 352, see page 352.
Fosfor. Ifølge tidligere undersøgelser kan der på jorder med normal fosforniveau sjældent må- les forskelle i afgrødens fosforindhold efter få års fosfortilførsel. I dette materiale er heller ikke fundet signifikante forskelle i afgrødernes fos- forindhold trods det, at der med slam er blevet tilført lige ved 600 kg P pr. ha hvert år og i kunst- gødning 31 og 62 kg P pr. ha hvert år.
Kalium findes kun i små mængder i de 2 slam- typer (se tabel 2), og en kalium virkning kunne derfor ikke forventes. Dette bekræftes af analy- seresultaterne i tabel 10 vedrørende planternes kaliumindhold.
Natrium. Tabel 11 viser, at der i halm, græs, bederoetop, grønkål og hvidkål er fundet ca. dob-
belt så højt indhold af natrium efter tilførsel af lavt metalbelastet slam eller kunstgødning som efter tilførsel af højt metalbelastet slam.
I de andre afgrøder og afgrødedele har natri- umindholdet været næsten det samme, hvad en- ten der er tilført slam eller kunstgødning.
Calcium og magnesium. Afgrødernes calcium- og magnesiumindhold viser ingen signifikante forskelle mellem gødningstyper.
Tabellerne 13-16 viser afgrødernes indhold af tungmetallerne kobber, mangan, zink, nikkel chrom, bly, cobolt og cadmium.
Kobber. Resultaterne fra de 3 forsøgsår viser for de fleste afgrøders vedkommende det højeste indhold i 1. forsøgsår og lavest i 2. forsøgsår. Der
