Femton års fördröjning innan kväveåtgärd märks i naturen

Minst 15 år tar det i flera avrinningsområden i Danmark innan genomförda kväveåtgärder i växtodlingen märks i närliggande vattendrag. Det är ovanligt att forskare lyckas beräkna den här tidsfördröjningen, men nu har de gjort det genom att hålla isär dräneringsflöde från grundvattenflöde.

I en stor del av Danmark sker ett speciellt fenomen där kväve som utlakats från åkermark renas bort i grundvattnet. Ungefär som i en våtmark, men istället för en biologisk kväveavgång sker en kemisk kväveavgång om det finns järn och råder syrefria förhållanden. Det är ett naturligt fenomen som både kan minska nitrathalten i dricksvattenbrunnar och minska tillförseln av kväve till vattendrag. Och det spelar stor roll på vilket djup processen sker. Ungefär halva Danmark består av en typ av lerjordar där skiktet mellan syrefria och syresatta förhållanden finns på litet djup, alltså i det ytliga grundvattnet. I sådana trakter kan kväveåtgärder i växtodlingen synas i vattendrag redan efter några år, medan det i andra områden kan ta decennier.

Kväveflödet vållade huvudbry

I de två danska avrinningsområdena Villestrup och Kastbjerg på nordöstra Jylland beräknar man att kväveutlakningen från åkermarken har halverats mellan 1990 och 2010 på grund av alla åtgärder som gjorts. Samtidigt har inte kväveflödet från de båda vattendragen till Mariagerfjorden minskat, vilket vållat mycket huvudbry om hur kvävet rör sig i grundvattnet och landskapet.

En grupp forskare ville undersöka hur lång tidsfördröjning det råder mellan bondens åtgärder i växtodlingen och effekt i form av mindre kväve i vattendrag. Som exempel användes de båda avrinningsområdena som nämns ovan.

I området Villestrup finns det nitratkvävereducerande skiktet på 15-30 meters djup medan det i Kastbjerg finns på 1-15 meters djup. Avgörande i studien var att forskarna lyckades beräknade hur stor andel av vattnet i vattendraget som var "drainflow" respektive "baseflow", ungefärligt översatt till vatten från dräneringsledningar och ytligt grundvatten respektive hur mycket som var äldre grundvatten.

Vissa vattendrag svarar trögt på åtgärder

Forskarna beräknar att kväveutlakningen på åkermarken trefaldigats från 1950 till 1980 när ökningen avstannade. Samtidigt ökade kvävekoncentrationen i basflödet från 1950 till 1995, alltså 15 år efter att ökningen av kväveutlakningen upphörde. Och vattenflödet i båda vattendragen bestod till 80-90 procent av ”baseflow”, alltså äldre grundvatten, vilket förklarar den tröga responsen på kväveåtgärder. Svaret i detta fall blev alltså att det tar 15 år innan det märks i vattendraget att kväveutlakningen på fälten börjar minska.

Det går inte att generalisera resultaten till ett helt land utifrån den här enda studien. I ett annat avrinningsområde med lägre andel basflöde skulle responsen i kvävehalt i vattendraget kunna vara mycket snabbare. Men forskarna poängterar att det finns vattendrag som svarar trögt och att det bland annat är något att beakta i vattendirektivets cykel som bara omfattar sex år.

Text: Markus Hoffmann