Transport af vand og pesticid i smeltevandssand - Geus

geus.dk

Transport af vand og pesticid i smeltevandssand - Geus

DET STRATEGISKE

MILJØFORSKNINGS-

PROGRAM

april 2000

Transport af vand og pesticid i

smeltevandssand

Af Ole Stig Jacobsen, Hubert de Jonge og

Ole Hørbye Jacobsen

Undersøgelserne ved Fladerne Bæk har

bl.a. haft til formål at vurdere, om præferentiel

transport i sandjord på markniveau

har betydning for udvaskning af pesticider,

samt at opnå en forståelse af de afgørende

hydrauliske mekanismer. Ved præferentiel

transport forstås vandtransport gennem

jorden i et antal foretrukne baner til forskel

fra en homogen transport gennem hele

jordlegemet. Herudover er det forsøgt at

kvantificere, hvor hyppigt præferentiel

transport forekommer. Præferentiel transport

medfører en øget udvaskning af stoffer,

herunder pesticider og næringsstoffer,

til grundvandet. Indsigt i de hydrauliske

processer vil kunne danne et grundlag for

begrænsning af udvaskningen. Kartoffeldyrkning

foregår med et relativt stort forbrug

af pesticider og gødningsstoffer samt

hyppig markvanding. For at få belyst om

kartoffelkammene giver anledning til præferentiel

transport er der udført forsøg på

kartoffelmark. Til sammenligning er tilsvarende

forsøg udført på bygmark.

Feltobservationer

På to nabomarker blev der i februar 1998

udgravet fire målearealer på hver 4 m 2 ,

og i væggene installeredes 28 TDR (Time

Domain Reflectometry) sensorer i 0,4 og

0,8 m dybde. TDR-teknikken er en højfrekvent

dielektrisk målemetode til bestemmelse

af jordens vandindhold. De to

marker var udlagt som kartoffelmark og

mark med vårbyg. Et antal jordprøver blev

udtaget fra 0,1-0,5, 0,4-0,45 og 0,7-0,75 m

dybde til måling af jordens volumenvægt,

vandretentionskurve og mættet hydraulisk

ledningsevne.

To infiltrationseksperimenter blev gennemført

dels i september 1998 og dels gennem

1999. Det første eksperiment blev udført

på industrikartofler på et areal, som

tilførtes sporstof i form af bromid (4 x 4 m,

200 g KBr m -2 ), hvorefter marken blev

vandet med 30 mm grundvand fra et

vandingsanlæg med en intensitet af 30

mm/time. Profilet blev udgravet efter et

døgn, og jordprøver blev udtaget til bestemmelse

af vand- og bromidindhold.

Den matematiske model HYDRUS-2D,

som er egnet til simulering af todimensional

transport af vand og opløste stoffer,

anvendtes til simulering i forbindelse

med dette infiltrationseksperiment.

Det andet eksperiment udførtes dels på

en bygmark, dels på en kartoffelmark,

hvor der i marts 1999 var installeret 16

teflon-sugeceller i to render vinkelret på

planterækkerne. Alle celler sad i 70 cm

dybde og var under stadig vakuum. I juni

1999 blev der på de to 100 m 2 store arealer

tilført bromid-tracer og fire pesticider i

normal markkoncentration. Gennem sommeren

og efteråret 1999 udtoges prøver til

analyse for sporstof, vandkemi og pesticidindhold.

Et varierende respons af TDR sensorerne

efter vanding og nedbør betyder, at

nogle dele af jorden bliver fugtet op,

mens vandtransport mere eller mindre

går uden om andre dele af jorden. Det

fremgår af de indhentede TDR data, at

vanding og nedbør med høj intensitet

kan medføre præferentiel transport helt

ned til 0,8 m dybde.

At kartoffelkammene ikke er en forudsætning

for præferentiel transport fremgår

af, at tydelig variation i TDR respons

også forekom efter at kartoffeloptagningen

havde fundet sted i efteråret 1998. Det

må i denne forbindelse dog tages med i

betragtning, at nedbørsmængderne var

meget høje i vinteren 98/99. Vandansamlinger

på terrænoverfladen kan derfor

være en årsag til præferentiel transport.

Det andet infiltrationsforsøg i 1999 gav

for kartoffelmarkernes vedkommende til

resultat, at sporstoffet efter 8 dage viste

meget høje koncentrationer mellem kartoffelkammene,

mens koncentrationen

under kammene var små i mere end to

måneder efter udspredningen. Under bygmarken

voksede koncentrationen langsomt

gennem hele 1999, men den nåede

aldrig de samme høje koncentrationer som

på kartoffelmarken. Af infiltrationseksperimentet

fremgår tydeligt, at vandet

ved høj nedbørsintensitet fordeler sig ud

fra bunden mellem to kamme (Fig. 1).

14


DET STRATEGISKE

MILJØFORSKNINGS-

PROGRAM

april 2000

Dybde cm

0

-20

-40

-60

-80

mg Br/l

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Længde cm

Fig 1. Bromidkoncentrationen under en kartoffelmark

24 timer efter udspredning og efter markvanding med

30 mm.

Fig. 2. Radioaktiv glyphosat (sorte punkter) adsorberet

til sand fra Fladerne Bæk efter udvaskning gennem en

uforstyrret sedimentsøjle. Det ses at al glyphosat findes

adsorberet i de øverste 1,5 cm af jordsøjlen.

30 mm vand var nok til at transportere

bromid ned til mere end 90 cm dybde i

løbet af et døgn. Lignende effekter er tidligere

observeret efter vanding med konventionel

vandingskanon (Jacobsen et al.

1997). Resultaterne viser, at vandingspraksis

i vækstsæsonen kan være yderst

ineffektiv og derudover medfører udvaskning

af pesticider og næringsstoffer til

under rodzonen. Resultater fra simulering

tyder endvidere på, at forskellen i udtørring

og opfugtning af jorden kan forårsage

denne form for præferentiel transport.

Laboratorie-eksperimenter

Kolonneeksperimenter, som blev udført

med 14 C mærket glyphosat, har vist, at

mobiliteten af dette pesticid i pløjelaget

ved Fladerne Bæk er meget begrænset.

Effekten af jord/glyphosat kontakttid, pH,

fosforkoncentration og kolloidbåren transport

af glyphosat i uforstyrrede kolonner

(20 cm højde x 20 cm diameter) blev undersøgt.

Udvaskning fra Fladerne Bæk

kolonnerne var meget lav, uafhængig af

kontakttid, pH, og fosforkoncentration,

mens det relative bidrag af kolloidbåren

transport var mellem


DET STRATEGISKE

MILJØFORSKNINGS-

PROGRAM

april 2000

søjlens porevolumen. Ved en efterfølgende

måling på 1 cm tykke jordskiver kunne

det konstateres, at glyphosat var bundet

til sediment i de øverste 2 cm (Fig. 2).

Pesticidfund i det øverste grundvand

Der er analyseret for pesticidindhold i

Fladerne Bæk grundvandet. Analyserne

bekræfter, at der må ske en meget hurtig

transport af pesticider til grundvandet,

idet pesticider anvendt i både korn og kartofler

findes hyppigt i det øverste grundvand

også i sommerhalvåret, hvor den

generelle vandtransport mod grundvandet

er ringe eller ikke finder sted på grund

af den store fordampning. Bentazon, fenpropimorf

og MCPA er fundet ofte.

Konklusioner

Undersøgelserne har vist at vanding og

nedbør med høj intensitet forårsager

præferentiel transport specielt ved kartoffeldyrkning,

men også i andre afgrøder,

samt at almindelig vandingspraksis

ofte er ineffektiv og vil medføre forøget

udvaskning af opløste stoffer til grundvand.

Den vigtigste årsag til præferentiel

transport i kartoffeldyrkningsystemer kan

være forskellen i udtørring og opfugtning

af jorden.

Litteratur

◆ Jacobsen, O.H., Petersen, L.W. &

Edlefsen, O. 1997: Undgå overvanding

af kartofler. Kartoffelproduktion

26(3), 20-21.

16

More magazines by this user
Similar magazines