Hopp til hovedinnholdet

Publikasjoner

NIBIOs ansatte publiserer flere hundre vitenskapelige artikler og forskningsrapporter hvert år. Her finner du referanser og lenker til publikasjoner og andre forsknings- og formidlingsaktiviteter. Samlingen oppdateres løpende med både nytt og historisk materiale. For mer informasjon om NIBIOs publikasjoner, besøk NIBIOs bibliotek.

2023

Sammendrag

The aim of this study was to contribute to development of organic fertiliser products based on fish sludge (i.e. feed residues and faeces) from farmed smolt. Four dried fish sludge products, one liquid digestate after anaerobic digestion and one dried digestate were collected at Norwegian smolt hatcheries in 2019 and 2020. Their quality as fertilisers was studied by chemical analyses, two 2-year field experiments with spring cereals and soil incubation combined with a first-order kinetics N release model. Cadmium (Cd) and zinc (Zn) concentrations were below European Union maximum limits for organic fertilisers in all products except one (liquid digestate). Relevant organic pollutants (PCB7, PBDE7, PCDD/F + DL-PCB) were analysed for the first time and detected in all fish sludge products. Nutrient composition was unbalanced, with low nitrogen/phosphorus (N/P) ratio and low potassium (K) content relative to crop requirements. Nitrogen concentration in the dried fish sludge products varied (27–70 g N kg-1 dry matter), even when treated by the same technology but sampled at different locations and/or times. In the dried fish sludge products, N was mainly present as recalcitrant organic N, resulting in lower grain yield than with mineral N fertiliser. Digestate showed equally good N fertilisation effect as mineral N fertiliser, but drying reduced N quality. Soil incubation in combination with modelling is a relatively cheap tool that can give a good indication of N quality in fish sludge products with unknown fertilisation effects. Carbon/N ratio in dried fish sludge can also be used as an indicator of N quality.

Til dokument

Sammendrag

Rapporten gir en oversikt over resultater fra overvåking av bekker, elver og innsjøer i Vannområde Morsa i perioden 1. november 2021 – 31. oktober 2022. Resultatene inkluderer oversikt over konsentrasjoner av næringsstoffer og suspendert sediment i alle stasjoner, samt tarmbakterier i elver og bekker, og klorofyll og algetellinger i innsjøer. I 2022 ble alle innsjøene i nedbørfeltet undersøkt. Årsperioden var svært tørr, og tilførslene av næringsstoff var derfor lave. Et faktaark oppsummerer resultatene (Vedlegg 7).

2022

Sammendrag

På grunn av klimaendringer forventes en økning i ekstremværhendelser i fremtiden. Større nedbørsmengder og mer intense nedbørsepisoder fører til flom og vannmettet jord, med negativ innvirkning på avlings- og driftsforhold knyttet til jordarbeiding og kjøring på jorda. Norge har et mål om økt selvforsyningsgrad, og i et endret, våtere klima kan det være behov for en forbedret dreneringstilstand. Dette prosjektets hovedmål har vært å gi økt kunnskap om nye grøftemetoder på dyrket jord med lav vannledningsevne og tette lag. Derfor ble det på Østlandet anlagt et forsøksfelt på leirjord, med ett ugrøftet kontrollfelt og tre grøftede forsøksledd: 1) tradisjonelle grøfter og torpedogrøfter, 2) tradisjonelle grøfter og slissegrøfter og 3) kun tradisjonelle grøfter. Det ble tatt ut jordprøver i ploglaget og undergrunnsjorda. Prøvene ble analysert for mettet vannledningsevne (Ksat). Analysene viste stor variasjon i Ksat. Det ble funnet at jorda er anisotrop, med høyere horisontal enn vertikal Ksat. Ksat var høyere i ploglaget enn i undergrunnsjorda. Forsøksfeltet ble instrumentert for kontinuerlig registrering av grøfteavrenning, grunnvannsnivå og vannpotensiale. Dette var operativt i 2020 og 2021. Avrenningsmålingene viste en svak tendens til at torpedogrøfter totalt sett var noe mer effektive enn slissegrøfter og tradisjonelle grøfter mht. å få drenert ut størst vannmengde fra jorda. Det var til dels stor variasjon i vannmengde i de individuelle grøfterørene. Målinger av jordfuktighet med to forskjellige metoder, tensiometermålinger (vannpotensiale) og elektrisk resistivitetstomografi (ERT), har gitt innsikt i hvordan jordfuktigheten responderer på nedbør og grøfting, i både tid og rom. Målingene viste bedre opptørking på grøftet jord enn på ikke grøftet jord (kontrollfelt), mens det var vanskelig å se entydige effekter av de ulike grøftemetodene. Foreløpig konklusjon er at sekundærgrøfting (torpedogrøfter og slissegrøfter) synes å øke effektiviteten av grøftingen, men effektiviteten påvirkes av vær- og avrenningsforhold og hvor fuktig jorda er i utgangspunktet før nedbørsepisodene. Det anbefales at forsøket videreføres og utvides for å gi bedre grunnlag for å konkludere mht. effektivitet av de ulike grøftesystemene som her er studert.

Sammendrag

I denne rapporten har vi beskrevet eksisterende modeller for nasjonale beregninger av jordbrukets tilførsler av nitrogen og fosfor til små jordbruksbekker. Det er også beskrevet hvordan jordtap, tap av organisk materiale og fraksjoner av nitrogen og fosfor kan inkluderes i en nasjonal modell. Det er videre beskrevet hvordan disse modellene kan oppdateres og videreutvikles for å gi et best mulig grunnlag for å representere effekt av driftsendringer i jordbruket og jordbrukets gjennomføring av vannmiljøtiltak. Det er dessuten inkludert en beskrivelse av tilgangen til nasjonale inputdata og behovet for utvidelse og forbedring av slike databaser.

Sammendrag

The occurrence of freeze–thaw cycles modifies water infiltration processes and surface runoff generation. Related processes are complex and are not yet fully investigated at field scale. While local weather conditions and soil management practices are the most important factors in both runoff generation and surface erosion processes, local terrain heterogeneities may significantly influence soil erosion processes in catchments with undulating terrain. This paper presents a field-based investigation of spatial and temporal heterogeneities in subsurface soil moisture and soil temperature associated with freezing, thawing, and snowmelt infiltration. The field setup consists of a combination of traditional point measurements performed with frequency domain reflectometry (FDR) and electrical resistivity tomography (ERT). The transect was approximately 70 m long and spanned an entire depression with a north-facing slope (average slope of 11.5%) and a south-facing slope (average slope of 9.7%). The whole depression was entirely covered with stubble. Observed resistivity patterns correspond well to the measured soil moisture patterns. During the observation period, the north facing slope froze earlier and deeper compared with the south facing slope. Freeze–thaw cycles were less pronounced in the north-facing slope than in the south-facing slope. There were also differences in soil temperature and soil moisture patterns between lower and upper parts of the monitored depression. These indicate that initiation and development of runoff related processes, and consequently soil erosion, in regions with freeze–thaw cycles may differ significantly depending on local terrain characteristics. Consequently, it indicates that spatial terrain heterogeneities, especially slope aspects, may be important when studying soil erosion processes, water flow and nutrient leaching in lowlands where patchy snowpacks and dynamic freeze–thaw cycles are predominating.

Sammendrag

Denne rapporten presenterer resultater fra et prosjekt der det er beregnet effekter av ulike kantsonebredder på tilførsler av partikler og fosfor til vassdragene, og konsekvenser av dette for produksjonsareal og kornavling. Studieområdet er kommunene og nedbørfeltene i gamle Vestfold fylke. Jord- og fosfortap er beregnet i den empiriske modellen Agricat 2, for ulike scenarier: #0 – ingen kantsoner, #1 – dagens naturlige kantsoner, avledet fra et kart utviklet av Nord Universitet, og #2-#4 – øke bredden av kantsoner til hhv. 2, 6 eller 10 m der dagens kantsoner er smalere enn dette. Tap av produksjonsareal og kornavling er beregnet utfra arealet som utvidede kantsoner beslaglegger, og gjennomsnittlige kornavlinger per kommune. Resultatene tilsier at dagens kantsoner har stor betydning i å redusere jord- og fosfortilførsler fra jordbruksarealene (40% reduksjon i fosfortap), sammenliknet med om det ikke hadde vært kantsoner langs vassdragene. Utvidelse av kantsonene jf. scenario #3 og #4 ga noe økning i tilbakeholdelse av partikler og fosfor (hhv. 4 og 9% reduksjon i fosfortap). Disse scenariene ga hhv. 800 og 3000 daa (0,4 og 2,5%) reduksjon i produksjonsareal og hhv. 300 og 1150 tonn (0,3 og 1%) reduksjon i kornavling. Utvidelse av kantsoner smalere enn 2 m (scenario #2) hadde liten betydning for jord- og fosfortap, produksjonsareal og avling ettersom så smale kantsoner sjelden forekommer. Ved vurdering av behov for kantsoner og hvordan de skal utformes, må en ta med i betraktning også de andre viktige funksjonene kantsoner har mht. bl.a. stabilisering av bekkeskråninger, flomvern og biologisk mangfold.

Til dokument

Sammendrag

Key words: VKM, risk assessment, Norwegian Scientific Committee for Food and Environment, Norwegian Environment Agency, potential toxic elements (PTEs), fertiliser, soil improver, fertiliser products, growing media, circular economy, circulation of organic fertilisers, arsenic (As), cadmium (Cd), chromium Cr(tot) (Cr(III) and Cr(VI)), copper (Cu), lead (Pb), mercury (Hg), nickel (Ni), zinc (Zn). Background and purpose of the report The potentially toxic elements (PTE) arsenic (As), cadmium (Cd), chromium Cr(tot) (Cr(III) and Cr(VI)), copper (Cu), lead (Pb), mercury (Hg), nickel (Ni) and zinc (Zn) occur as ingredients or contaminants in many fertilisers, soil improvers, engineered soil and growing media. Application of these fertiliser products might represent a risk towards the environment, farm animals and humans, particularly when applied annually over several years. The present risk assessment evaluates the application of selected fertilisers according to certain scenarios for representative Norwegian agricultural areas, from Troms in the North to Ås in Southeastern and Time in Southwestern Norway, with different soil properties, precipitation and PTE concentration in present agricultural soil. There is an increasing trend to produce locally (e.g. in urban farming) and home-grown vegetables that are cultivated in engineered soil and growth media. The maximum levels (MLs) set for PTEs in different organic fertilisers, engineered soil and growing media for use in urban farming, home growing and the cultivation of vegetables and garden fruits, and a set of MLs also for application in agricultural cultivation of crops, have been evaluated. Environmental fate processes and the transfer of PTEs have been modelled and the environmental risks for terrestrial and aquatic organisms, including from secondary poisoning have been estimated. Potential risks to humans and farmed animals by increased exposure to PTEs from, respectively, agriculturally produced crops, vegetables cultivated at home and urban farming or forage and grazing have been evaluated. The recycling of nutrients is urgently needed to achieve circular economy, but the derived sustainable products have to be safe, which requires the introduction of and adherence to science-based maximum levels of unwanted substances (e.g. pollutants). This assessment evaluates consequences of the application of different fertiliser products: mineral P fertilisers, manure from cattle, pig, poultry and horse, fish sludge, digestates and sewage sludge - in order to identify PTE sources with potential environmental, animal and human health risks, and to evaluate the appropriateness of the current MLs regarding different applications of organic-based fertilisers, engineered soil and growing media at present, and in a 100-year perspective. Approach and methods applied The approach for environmental and health risk assessments builds on previous work performed for hazardous substances in soil (e.g. VKM 2019, VKM 2014, VKM, 2009, Six and Smolders, 2014). Concentrations of PTEs in soil over time were calculated using a mass balance model, which considers the input by atmospheric deposition, use of fertilisers and soil improvers, as well as loss by leaching, run-off and plant uptake. The resulting first-order differential equation was solved analytically and implemented into Excel®. Run-off and loss by leaching were estimated from data on precipitation, infiltrating fraction and run-off fraction of the water under consideration of the distribution coefficient Kd for the concentration ratio of bulk soil-to-water. This Kd value takes aging sufficiently into account and is thus more realistic than those derived from batch tests. The Kd was estimated separately for each region using established regression equations, with soil pH, organic matter content and clay content as predictors. ...........

Sammendrag

På oppdrag fra vannområdet Bunnefjorden med Årungen- og Gjersjøvassdraget (PURA) er den empiriske modellen Agricat 2 brukt til å beregne potensialet for erosjon og fosforavrenning fra jordbruksarealer i 16 tiltaksområder, ved faktisk drift i 2021. Arealfordelingen av faktisk drift (vekst, jordarbeiding og miljøtiltak) i 2021 har framkommet av registerdata fra Landbruksdirektoratet og føringer/informasjon fra Follo Landbrukskontor, og er fordelt på de dyrka arealene etter bestemte rutiner i modellen. Arealfordelingsrutinen i modellen ga følgende utbredelse av kombinasjon vekst/jordarbeiding i vannområdet for 2021: 34 % stubb (jordarbeiding vår eller direktesåing), 19 % gras, 18 % vårkorn med høstpløying, 13 % høstkorn med høstpløying, 12 % høstharving til vår- og høstkorn samt frukt og bær, og 4 % poteter og grønnsaker. Arealfordelingen varierte mellom tiltaksområder. Eksisterende grasdekte kantsoner og fangdammer inngikk også i beregningene. Jord- og fosfortap i vannområdet PURA i 2021 ble beregnet til henholdsvis 3,5 kilotonn SS og 5,9 tonn TP. For individuelle tiltaksområder varierte jordtapet fra nær 0 til 1,4 kilotonn, og fosfortap fra nær 0 til 2,5 tonn. Forskjeller i drift bidro til å forklare forskjellene mellom tiltaksområder.