Modellerade och uppmätta kväveflöden i energiskog som bevattnas med avloppsvatten

Vi har undersökt hur kvävet rör sig i två energiskogodlingar som bevattnas med förbehandlat avloppsvatten. Undersökningarna har gjorts i Kvidinge respektive Kågeröd i nordvästra Skåne under åren 1998 och 1999. Detta har vi gjort dels genom att mäta denitrifikationsaktiviteten, d v s kväveavgång till luften, dels genom att använda en modell som simulerar vatten-, värme- samt kväveflödet i och mellan mark, växter och atmosfär (SOIL-, SOILN-modellen). Modellen har påvisat hur mycket kväve som tas upp av energiskogen, hur mycket som avgår till luften som kvävgas, eventuellt läckage samt andra omvandlingar som sker i kvävecykeln.
The aim of this essay was to study the nitrogen flow in two willow plantations, at different locations in the south of Sweden, that were irrigated with sewage. The study was also performed to compare the differences in nitrogen flows between two years, 1998 and 1999. The study was made in three parts. First, the denitrification activity was measured using the acetylen inhibition method. Second the nitrogen flow, as well as the water- and heat flows, were modeled through the SOIL-SOILN-model Third; the nitrogen flow was calculated to compare with the results from the model. The results from the measurements were then compared with the results from the SOILN-simulations to detect differences in the denitrification rate. There was zero denitrification activity for both years and both location in the results from the simulation. The measurements showed only one sampling occasion at one location with significant denitrification rates. The reason for this seemed to be that Salix is effective in its ability to incorporate nitrogen. One of the plantations was not irrigated at the time of the measurements why the soil might have been aerobic. The results from the model are surprising, considering the fact that the soils which were irrigated had fine texture and therefore ought to become anaerobic. Anaerobic environment together with a supply of carbon and nitrate, are the prerequisites for denitrification, and all this seems to have been available in the model. The nitrogen flow was modeled and calculated. The calculation was made from figures given by literature, for example plant growth. The results from the model showed that there were no nitrogen leakage. In the results from the calculation, there were some remaining nitrogen on both locations in 1999, but none in 1998. The amounts of remaining nitrogen were rather small. Besides a possible leakage of nitrogen to the saturation level there might have been a denitrification activity, and weeds ought to have incorporated s
Populärvetenskaplig sammanfattning: Övergödningen av våra kustnära hav blev akut under 1980-talet, syrefria bottnar och giftiga algblomningar visade tydligt att något var mycket fel. Kväve, ett näringsämne, visade sig vara en av huvudorsakerna till dessa reaktioner i havet. De största kvävespridarna i Sverige var jordbruk och reningsverk. Avloppsvattenhanteringen behövde förändras och ett sätt att hantera kvävet i vattnet var att anlägga våtmarker. Vi har undersökt hur kvävet rör sig i två energiskogodlingar som bevattnas med förbehandlat avloppsvatten. Undersökningarna har gjorts i Kvidinge respektive Kågeröd i nordvästra Skåne under åren 1998 och 1999. Detta har vi gjort dels genom att mäta denitrifikationsaktiviteten, d v s kväveavgång till luften, dels genom att använda en modell som simulerar vatten-, värme- samt kväveflödet i och mellan mark, växter och atmosfär (SOIL-, SOILN-modellen). Modellen har påvisat hur mycket kväve som tas upp av energiskogen, hur mycket som avgår till luften som kvävgas, eventuellt läckage samt andra omvandlingar som sker i kvävecykeln. För att kunna utvärdera det kväveflöde vi fick från modellen har vi även utifrån litteratur-uppgifter beräknat ett teoretiskt kväveflöde. Dentrifikationsmätningarna visade att det endast sker en statistiskt säkerställd denitrifikation i Kågeröd men ingen i Kvidinge. Detta var inte förvånande eftersom bevattningen var avstängd i Kvidinge den dag vi gjorde mätningarna, varför marken var upptorkad och inget extra kväve (från avloppsvattnet) tillfördes odlingen. En av förutsättningarna för att denitrifikation ska kunna ske är att marken är syrefri. Om marken innehåller mycket vatten är möjligheten för att det ska finnas syrefria områden större än om marken är torr. Modellresultaten visade ingen denitrifikation överhuvudtaget. Detta beror på att denitrifikation sker med hög aktivitet på små spridda ytor och denna spridning klarar inte modellen att hantera. I övrigt påvisade modellen att energiskogen tagit