D2007:02 Försök med markförbättrande åtgärder i ... - Avfall Sverige

Försök med markförbättrande åtgärder i Salixodling
Hedeskoga avfallsanläggning, Sysav
RAPPORT D2007:02
ISSN 1103-4092

Förord
På Hedeskoga avfallsanläggning har planterad Salix, som bevattnats med lakvatten från deponin,
uppvisat dålig växtkraft och plantor har dött. Det är av stor betydelse att utröna vad detta beror på och
så att även andra anläggningar kan få förslag till lämpliga markförbättringar för Salix-odlingar med
vitalitets- och tillväxtproblem.
Studien har genomförts av Lars Brander, Martin Dahl och Torleif Bramryd, samtliga Institutionen för
Miljöstrategi vid Lunds universitet.
Malmö i mars 2007
Weine Wiqvist
VD Avfall Sverige

Innehållsförteckning
1 Inledning ........................................................................................................................ 3
2 Bakgrund och syfte......................................................................................................... 3
2.1 Bakgrund..........................................................................................................................................3
2.2 Syfte..................................................................................................................................................4
3 Metod ..............................................................................................................................4
3.1 Provrutor och markbehandling.....................................................................................................4
3.2 Vitalitetsbedömning och provtagning ..........................................................................................5
3.3 Kemiska analyser............................................................................................................................5
4 Resultat...........................................................................................................................6
4.1 Vitalitetsbedömning........................................................................................................................6
4.2 Kemiska analyser............................................................................................................................6
5 Diskussion ......................................................................................................................6
6 Slutsatser och rekommendationer ................................................................................8
7 Framtida studier ............................................................................................................9
8 Referenser ......................................................................................................................9
Sammanfattning
På SYSAV:s avfallsanläggning i Hedeskoga bevattnas en Salixplantering med lakvatten från deponin,
med syftet att avdunsta vattnet. Växterna har uppenbara tillväxtproblem, och en del av växterna har
dött. Detta innebär att avdunstningen inte är optimal. Problemet kan antingen bero på att pH i marken
är för högt, så att växterna inte kan ta upp näringsämnen och spårämnen i tillräcklig mängd, eller
på att den höga kvävehalten i lakvattnet ger en relativ brist på övriga näringsämnen.
I det här projektet har markbehandlingar med träflis, barrträdsbark, kompost, avloppsslam och kopparsulfat
testats i befintlig plantering, för att komma tillrätta med vitalitets- och tillväxtproblemen.
Prover på blad och jord analyserades med avseende på näringsämnen. Jordproverna analyserades
även med avseende på pH.
Det konstateras att kompost uppblandad med träflis eller barrträdsbark bör kunna vitalisera Salixplantorna
vid Hedeskogaanläggningen, bland annat genom att sänka pH, tillföra spårämnen, reducera
kvävehalten och förbättra markstrukturen. Samma markbehandling bör sannolikt också vid andra
anläggningar ge en förbättring av vitaliteten i Salixplanteringarna och därigenom en förbättrad tillväxt
och vattenavdunstning.
Tillsats av koppar ökar sannolikt vitaliteten hos Salixplantorna vid Hedeskogaanläggningen.
2

1 Inledning
På SYSAV:s avfallsanläggning i Hedeskoga utanför Ystad bevattnas en Salixplantering med lakvatten
från deponin. Syftet är att avdunsta vattnet. En del av växterna i planteringen har dött, medan resten
har uppenbara tillväxtproblem. Växter som inte mår bra avdunstar mindre vatten än friska växter,
eftersom bladytan är proportionell mot avdunstningsförmågan (Persson 1995). Detta innebär att ju
mer blad det finns, desto större blir avdunstningen. Det är därför viktigt att se till att odlingen har
optimala förhållanden, så växterna avdunstar maximalt med vatten.
I en tidigare undersökning (RVF 2006) konstaterades det att vitalitets- och tillväxtproblemen till stor
del beror på att pH i marken är så pass högt att växterna får problem med att ta upp spårämnen. Vid
ett mark-pH över cirka 6,5 får många växter problem att ta upp bland annat fosfor, järn och nickel,
även om dessa ämnen finns i vattnet eller marken. En annan orsak till tillväxtproblemen var att kvävehalten
i lakvattnet var för hög, trots den luftning som sker i dammar innan lakvattnet sprids över odlingen.
En hög kvävehalt ger en relativ brist på övriga näringsämnen, till exempel olika spårämnen,
eftersom de flesta växter tar upp så mycket kväve som möjligt när det finns tillgängligt. Problemen
med brist på spårämnen kan uppstå efter flera års bevattning när växterna har förbrukat markens
förråd av dessa ämnen, eller när markens pH stiger beroende på lakvattenbevattningen. Bevattningen i
sig kan också leda till att spårämnen tvättas ut ur marken och fastläggs i den underliggande deponin.
För att lösa problemen bör man antingen minska kvävebelastningen eller öka tillgängligheten av spårämnen.
2 Bakgrund och syfte
2.1 Bakgrund
I det här projektet har olika markbehandlingar testats för att komma tillrätta med vitalitets- och tillväxtproblemen
på Hedeskoga avfallsanläggning. Valet av de markbehandlingar som testas är grundat
på slutsatsen att problemen beror på ett alltför högt mark-pH, för hög kvävehalt eller kopparbrist
(RVF 2006). Projektet är ett samarbete mellan Institutionen för Miljöstrategi vid Lunds Universitet,
RVF och SYSAV.
Ett högt mark-pH medför många olika problem. Främst gör det att växter får svårt att ta upp ett flertal
olika näringsämnen, bland annat fosfor, järn och nickel. Att sänka pH direkt i lakvattnet kan vara problematiskt,
men genom att behandla marken med ett surgörande material, t.ex. barrträdsbark, bör en
gynnsam surgörande effekt kunna åstadkommas.
För hög kvävemängd ger relativ brist på andra näringsämnen. Ett potentiellt sätt att minska kvävemängden
som tillförs växterna är att ett lager träflis eller bark läggs ut på marken. Materialet fungerar
som kolkälla för markbakterierna och ökar även tiden innan lakvattnet når rötterna. Därmed skapas
bättre förutsättningar för en ökad bakterieaktivitet och denitrifikation. En del av kvävet kommer också
att bindas i bakteriernas biomassa och blir därmed inte tillgängligt för växterna. Ett annat alternativ är
att komplettera kvävet med andra näringsämnen och spårämnen. Enklast görs detta genom att lägga
på ett lager kompost eller avloppsslam, som innehåller ett brett spektrum av växtnäringsämnen men
3

ukar ha låg kvävehalt. Mängden material som kan läggas på i en befintlig Salixodling är begränsad.
Optimalt är att tillsätta så mycket material att den önskade effekten består i åtminstone en tillväxtcykel,
så att en markberedning kan göras i samband med skörd. Risken med att lägga på ett alltför tjockt
lager är att syretillförseln till rötterna hindras.
Kopparbrist medför en minskad tillväxt och deformerade förkrympta blad. Genom att kompletteringsgödsla
med något kopparsalt, till exempel kopparsulfat, i fast eller flytande form bör problemet rättas
till. Tillsats av enskilda näringsämnen görs redan vid många anläggningar, där man tillsätter fosfor i
bevattningsvattnet. Det bör därför vara relativt enkelt att vid behov utöka med ytterligare ämnen.
2.2 Syfte
Syftet med undersökningen är att genom att testa olika markbehandlingar öka denitrifikationen, sänka
pH, samt testa om tillsats av enskilda näringsämnen ger en positiv effekt på Salixplantornas vitalitet.
En ökad vitalitet bör i förlängningen ge en ökad tillväxt och ökad vattenavdunstning.
3 Metod
3.1 Provrutor och markbehandling
Tio rutor markerades i den befintliga Salixodlingen. Rutorna anlades i början av växtsäsongen år 2006
i den befintliga Salixodlingen på Hedeskoga avfallsanläggning. De numrerades med löpnummer från 1
till 9, samt en referensruta benämnd R. De olika rutorna markbehandlades på olika sätt (tabell 1). Referensrutan
är densamma som användes under 2004 och 2005 i den tidigare undersökningen (RVF
2006). Rutornas storlek var 5 gånger 5 meter. Förutom i rutorna med kopparsulfat har 10 cm material
lagts på, vilket ger 2,5 m3 per ruta. Mängden motsvarar 1000 m3/ha. I ruta 1 och 2 har oblandad kompost blandats med träflis. I ruta 3 har matjordsblandad kompost blandats
med träflis. I ruta 4 har vi använt osiktat kompostmaterial, där grövre material finns med. I ruta 5
har rötat avloppsslam använts, blandat med träflis i lika volymförhållande. I ruta 6 används enbart
barkflis, medan två tredjedelar matjord och en tredjedel barkflis blandats i ruta 7 för att få en mildare
effekt av barkfliset samtidigt som näringsämnen tillförs. I ruta 8 och 9 har vi lagt på 0,2 kg respektive
0,4 kg kopparsulfat. Detta motsvarar 20 kg respektive 40 kg koppar per hektar. Tillsatsen av kopparsulfat
medför också att svavel påförs ytan, men detta bör inte ha någon effekt då det inte råder brist på
växttillgängligt svavel (RVF 2006).
4

Tabell 1. Markförbättrande åtgärder i testrutorna
Ruta Markbehandling
1 Två tredjedelar oblandad kompost och en tredjedel träflis
2 Hälften oblandad kompost och hälften träflis
3 Två tredjedelar matjordsblandad kompost och en tredjedel träflis
4 Grovsiktat kompostmaterial
5 Hälften rötat avloppsslam och hälften träflis
6 Barkflis av tall
7 Två tredjedelar matjord och en tredjedel barkflis av tall
8 Kopparsulfat, 0,2 kg. Innehåller 25 % Cu och 12 % S
9 Kopparsulfat, 0,4 kg. Innehåller 25 % Cu och 12 % S
R Referensruta utan markbehandling
Syftet med att använda barkflis från barrträd är tvådelat. Dels har materialet ett lågt pH, som motverkar
det höga pH-värdet i lakvattnet. Dels fungerar barkflis som kolkälla och förbättrar jordstrukturen.
Barkflis innehåller inga större mängder näringsämnen, men det minskade pH-värdet kan medföra att
de näringsämnen som redan finns i mark och lakvatten blir tillgängliga för växterna. För att få en mildare
effekt av barkfliset samtidigt som näringsämnen tillförs har vi även blandat två tredjedelar matjord
och en tredjedel barkflis.
Oblandad kompost används normalt inte som markförbättringsmedel, då näringsmängden och näringsbalansen
är olämplig för växter. Den kompost som saluförs på Hedeskoga är matjordsblandad för
att kunna användas direkt i odling. Vi har blandat kompost med träflis för att få önskad näringsmängd
samtidigt som markbakterierna får en lättillgänglig kolkälla. Dessutom bidrar träflis till en luckrare
jordstruktur. Vidare har vi blandat matjordsblandad kompost med träflis. Ett alternativ till att använda
träflis är att använda osiktat kompostmaterial, där grövre material som inte hunnit brytas ner i
komposten finns med. De icke nedbrutna delarna kan ha liknande effekt som träflis, det vill säga bidra
med kol och förbättra jordstrukturen.
Rötat avloppsslam har använts för att tillföra näringsämnen. Även detta material har blandats med
träflis.
3.2 Vitalitetsbedömning och provtagning
I mitten av augusti 2006 bedömdes växternas vitalitet. Faktorer som bedömdes var skador på bladen,
bladfärg, bladmängd, skottlängd samt det allmänna intrycket. Prover på blad och på marken under det
pålagda skiktet samlades in i de tre rutor där Salixplantorna bedömdes som friskast. Prover på blad
och jord togs även i den obehandlade referensrutan. Samtliga prover togs som samlingsprover, det vill
säga flera delprover samlades till ett för analys.
3.3 Kemiska analyser
Jordproverna analyserades med avseende på växttillgängliga halter av kalium, magnesium, koppar,
nickel och fosfor. Även pH mättes i jordproverna. Växtproverna analyserades med avseende på totalhalter
av kalium, magnesium, koppar, nickel och fosfor. Analyserna utfördes på Växtekologiska labora-
5

toriet vid Lunds universitet. Valet av analyserade ämnen baseras på de ämnen som var i brist vid den
tidigare undersökningen (RVF 2006).
4 Resultat
4.1 Vitalitetsbedömning
Salixplantorna i rutorna med hälften oblandad kompost och hälften träflis (2), barkflis av tall (6), samt
0,4 kg kopparsulfat (9) bedömdes som friskast. I dessa tre rutor syntes inga eller endast små skador på
blad och toppar. Prover för kemisk analys togs i dessa rutor.
I de övriga rutorna var skador som liten bladmängd, förkrympta toppar och blad, samt bruna bladkanter
fortfarande vanliga. Rutorna med endast en tredjedel träflis, 1 och 3, visade fortsatt dålig vitalitet.
Så var även fallet i ruta 4, med osiktad kompost. Ruta 5, med lika delar avloppsslam och träflis, visade
inga större skillnader jämfört med referensrutan. Ruta 8 med den lägre dosen kopparsulfat visade
förbättrad vitalitet jämfört med referensrutan, medan ruta 9 med högre dos kopparsulfat visade ännu
större förbättring.
4.2 Kemiska analyser
Resultaten av analyserna från 2006 är sammanställda i tabell 2 och 3 tillsammans med data från 2004
och 2005 (RVF 2006). Samma referensruta har använts under hela perioden från 2004 till 2006.
Tabell 2. Innehåll av växttillgängliga ämnen i marken i g/g TS.
Ruta Datum K Mg Cu Ni P pH
Referens 2004-08-20 399 169 2,91 0,52 49,7 7,0
Referens 2005-08-10 431 167 2,47 0,50 22,3 7,3
Referens 2006-08-14 540 185 3,05 0,74 27,1 6,5
2 2006-08-14 670 223 3,27 0,74 38,8 6,5
6 2006-08-14 545 195 4,42 0,78 71,3 6,6
9 2006-08-14 327 118 4,01 0,61 31,3 6,9
Tabell 3. Innehåll av ämnen i bladen i g/g TS.
Ruta Datum K Mg Cu Ni P
Referens 2004-08-20 19196 1777 7,19 2,06 2839
Referens 2005-08-10 27033 1567 8,32 1,68 3041
Referens 2006-08-14 12387 2588 5,30 1,04 2531
2 2006-08-14 24390 1850 5,60 0,77 2004
6 2006-08-14 15781 1806 5,16 0,48 2237
9 2006-08-14 12363 1490 6,91 1,45 3475
5 Diskussion
Variationen i kemisk sammansättning i markprover är ofta mycket stor, både mellan två närliggande
områden och mellan enskilda år. För att avläsa säkra trender i markprover behövs långa serier. Inga
uppenbara eller dramatiska skillnader i analysresultaten syns mellan referensrutan och de rutorna
med störst synbar förbättring hos växterna. Kalium- och magnesiumhalten är högst i ruta 2. Denna
6

uta visar också lägst mark-pH (6,5). Koppar-, nickel- och fosforhalterna är högst i ruta 6. Även om det
inte går att dra några direkta slutsatser från markdata, syntes en markant förbättrad vitalitet hos Salixplantorna
i några av provrutorna.
De tre rutor som visade störst förbättring i vitalitet var ruta 2, 6 och 9, vilket motsvarar rutorna med
hälften oblandad kompost och hälften träflis, barkflis av tall, samt tillsats av 0,4 kg kopparsulfat. I ruta
9 såg Salixplantorna ut att vara i bäst kondition.
I ruta 2 kan den förbättrade vitaliteten bero på tillförseln av spårämnen från komposten, samtidigt
som kvävehalten reduceras genom tillsats av träflis. Kalium- och kopparhalten i bladen är högre än i
referensrutan. Strukturen på kompostmaterialet förbättras genom tillsatsen av träflis, vilket minskat
risken för syrebrist hos rötterna jämfört med att lägga på enbart kompost.
Högt pH i marken kan göra bland annat fosfor, järn och nickel otillgängligt för växterna (Brady och
Weil 1999). En sänkning av pH leder till att dessa näringsämnen blir tillgängliga för växterna i högre
grad. Ruta 6, där vi lagt på barrträdsbark med en pH-sänkande effekt, har inte lägst pH i marken (tabell
2). Behandlingen har ändå gett en ökad vitalitet. En sänkning av mark-pH kommer att ske långsamt
under flera år, men pH i bevattningsvattnet sänks antagligen när det passerar barken. På så sätt
belastas inte markens buffertförmåga i lika stor utsträckning, och växterna får det lättare att frigöra
och ta upp spårämnen ur marken. Även barken i sig kan innehålla ett visst mått av spårämnen. Barken
bidrar liksom träflis också till att reducera kvävehalten genom att öka vattnets uppehållstid och stimulera
bakterieaktiviteten, så att denitrifikationen ökar eller att bakterierna binder upp kväve.
Koppar som näringsämne behövs för en fungerande fotosyntes och respiration (Marschner 1995). Brist
på koppar ger symptom som minskad tillväxt, deformerade blad, samt att unga blad faller av. I ruta 8
och 9 tillsattes kopparsulfat. Ruta 9, med högst koppartillsats, bedömdes ha högst vitalitet av alla
provrutorna. Den förbättrade vitaliteten tyder på att det råder brist på tillgänglig koppar i marken.
Kopparsulfat innehåller även svavel, men enligt den tidigare undersökningen (RVF 2006) var svavel
inte i underskott hos salixplantorna. Olika spårämnen används i växternas enzymsystem, vilket resulterar
i att växterna vid brist kan få svårt att ta upp andra ämnen. Det är möjligt att koppargödslingen
ökat Salixplantornas förmåga att ta upp nickel och fosfor. Koppar-, nickel- och fosforhalterna i bladen
är högre än i de andra rutorna där prover tagits.
Tillsats av enskilda ämnen, som kopparsulfat, ger en snabbare respons hos växterna än om organiska
tillsatser som kompost eller bark används. I de organiska tillsatserna frigörs näringsämnena långsamt
vid nedbrytning av materialet. Det är dock troligt att organiska tillsatser ger en långtidseffekt som
saknas vid tillsats av enskilda ämnen i saltform. Vid en sådan tillsats har man inte löst de grundläggande
problemen med högt pH och hög kvävehalt. Risken finns att de tillsatta ämnena snabbt binds
i för växterna otillgänglig form, alternativt lakas ut. Det kan ändå vara motiverat att använda specifika
näringsämnen, i så fall i kombination med annan markförbättrande behandling, för att åtgärda en
akut brist. På Hedeskoga visade analyserna på kopparbrist. På andra anläggningar är det möjligt att
det är brist på andra spårämnen. Det är inte lämpligt att tillsätta enskilda näringsämnen eller spårämnen
utan att först göra en kemisk analys av marken och växterna.
7

Alltför kraftig bevattning kan leda till syrebrist i rötterna, vilket leder till att toxiskt metan och svavelväte
bildas. Problemet blir tydligast i en lerjord, eftersom genomsläppligheten för vatten och syre där
är låg. Genom att blanda in grövre organiskt material, som träflis eller bark, får man en bättre jordstruktur
som släpper ner syre till rötterna. I de rutor där komposten eller slammet inte var uppblandat
med träflis kan rötterna ha drabbats av syrebrist. Detta beroende på att det pålagda lagret blev mer
kompakt efter bevattning. Tydligast syntes detta i rutan med avloppsslam. Syrebrist leder till minskat
upptag av näringsämnen och försämrad tillväxt, vilket kan förklara den uteblivna vitalitetsförbättringen
i vissa rutor.
Effekten av en markförbättring eller näringstillsats är tidsbegränsad, beroende på att näringsämnen
lämnar området vid skörd av växterna, samt att näringsförhållandena ändras vid bevattning med lakvatten.
Den konstanta bevattningen kan också leda till utlakning av näringsämnen. Hur lång tid den
positiva effekten varar är svårt att förutspå. Idealet är att kunna markförbättra efter skörd och få en
effekt som varar hela perioden till nästa skörd, det vill säga i tre till fem år. Vår bedömning är att det
lager som lagts på i detta försök, 10 cm, är ungefär vad växterna kan tolerera utan att riskera syrebrist.
Mängden kan kanske ökas om det är möjligt att bearbeta marken så att man blandar ner det pålagda
materialet. Detta är dock inte utförbart under pågående odling, men kan göras inför en nyplantering.
6 Slutsatser och rekommendationer
• Vid all jordförbättring med material som slam och kompost, är det viktigt att materialet blandas
upp med motsvarande mängd trä- eller barkflis för att säkerställa syretillförsel till rötterna.
Blandningsförhållanden med hälften flis visade bäst resultat. Spridning av materialet görs lättast
efter skörd, när det går att köra på ytan.
• Kompost uppblandad med träflis eller helst barrträdsbark bör vara det bästa sättet att vitalisera
Salixplantorna vid Hedeskogaanläggningen. Vitaliseringen sker bland annat genom att sänka
pH, tillföra spårämnen, reducera kvävehalten och förbättra markstrukturen.
• Kompost blandat med lika mängd träflis borde även vid andra anläggningar ge en förbättring av
vitaliteten i Salixplanteringarna och därigenom en förbättrad tillväxt och vattenavdunstning.
• Tillsats av kopparsulfat ökar sannolikt vitaliteten hos Salixplantorna. Tillsatsen kan göras med
koppargödningsmedel i pulverform i samband med jordförbättring med kompost och flis. I detta
försök tillsattes motsvarande 160 kg kopparsulfat per hektar i kristallin form på marken vid
ett tillfälle på försommaren. En annan möjlighet är att bereda en vattenlösning av kopparsulfat,
som sedan tillsätts bevattningsvattnet. Vid bevattning med höga spridare tas kopparsulfat upp
direkt genom bladen, det rör sig därför antagligen om betydligt lägre koncentrationer som måste
tillsättas. Tillsats av enskilda spårämnen, som koppar, kan lösa en akut brist. De grundläggande
problemen med högt pH och hög kvävehalt kommer att kvarstå. Kopparsulfat, i kristallin
form, levereras av Yara (www.yara.se). Återförsäljare är bland annat Lantmännens lokalföreningar
och Granngården.
• På Hedeskoga visade analyserna på kopparbrist. På andra anläggningar är det möjligt att det är
brist på andra spårämnen. I varje enskilt fall måste en undersökning av mängderna av tillgäng-
8

liga spårämnen i marken och näringsmängderna i växterna utföras, innan en tillsats av enskilda
näringsämnen görs.
7 Framtida studier
• Upprepad provtagning på Hedeskoga bör utföras för att kunna följa långtidseffekter av de
markförbättrande åtgärderna. Provtagning av blad och jord under flera år ger en bild av hur
länge de positiva effekterna av en markförbättring varar.
• Lysimeterstudier bör göras för att analysera förhållandet av näringsämnen mellan tillsatt och
avrinnande vatten.
• Vid en markberedning av hela Salixytan vid Hedeskoga, kan en uppdelning i några större områden
göras för att studera skillnader över längre tid.
• Metoder för att förbehandla vattnet för att minska kvävehalterna innan bevattning bör undersökas.
Till exempel filter med halm, eller igångsättning av vassbäddsanläggningen.
8 Referenser
Brady, N. C., Weil, R. R. 1999. The nature and property of soils (12 ed.) Prentice-Hall Inc. USA.
Marschner, H. 1995. Mineral Nutrition Of Higher Plants (2 ed.). Academic Press, USA.
Persson, G. 1995. Willow stand evapotranspiration simulated for Swedish soils. Agricultural water
management 28: 271-293
RVF D2006:3 Skador på grödor bevattnade med lakvatten.
9

RappoRteR fRån avfall sveRige 2007
2007:01 Uppdaterade bedömningsgrunder för förorenade massor
2007:02 Frivilligt åtagande - inventering av utsläpp från biogas- och uppgraderingsanläggningar
D2007:01 Hantering av svårsedimenterat slam från bland annat färg- och limindustri
D2007:02 Försök med markförbättrande åtgärder i Salixodling. Hedeskoga avfallsanläggning, Sysav

Adress
Telefon
Fax
E-post
Hemsida
Avfall Sverige Utveckling D2007:02
ISSN 1103-4092
©Avfall Sverige AB
Prostgatan 2, 211 25 Malmö
040-35 66 00
040-35 66 26
info@avfallsverige.se
www.avfallsverige.se