Sura sulfatjordar

L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N | S u r a s u l f a t j o r d a r2009

S u r a s u l f a t j o r d a r | L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N2

Förstadiet till sura sulfatjordar, sulfi djordar, har i Östersjöområdet huvudsakligen bildats under

Litorinaperioden för 7500–4000 år sedan. Havsvattnet var då varmare och saltare än nu. Efter den

senaste istiden stod de västra delarna av Finland under vatten och växtligheten som funnits före

istiden befann sig nu på havsbotten och bäddades in i sediment, vilket är speciellt för Finland.

Ett syrefattigt tillstånd uppstod (anaerobt tillstånd) och bakterier som trivdes i sådana förhållan-

den började bryta ned växtresterna. I nedbrytningsprocessen använde bakterierna sulfatet (salter av

svavelsyra) i havsvattnet och sulfi dsediment bildades (svavelföreningar). I det sedimentet bands ofta

sulfi den till det allmänt förekommande järnet i markerna. På så vis har vi nu jordar som vi benämner

järn-sulfi djordar. Nämnas kan att ännu idag bildas sulfi dleror i Östersjöområdet.

Hur har sura sulfatjordar uppstått?

Som en naturlig följd av

landhöjningen befi nner sig

sulfi djorden ovanför havsytan

idag. Så länge sulfi djordlagret är

beläget under grundvattennivå

är det kemiskt stabilt och neu-

tralt. När grundvattnet sjunker

och jordlagret exponeras för

syre, sätts en lång rad kemiska

och biokemiska reaktioner igång

och sura sulfatjordar bildas.

Det speciella med sura

sulfatjordar är, som namnet

säger, att jordarna förutom att

de är sura också innehåller mer

svavel- och metallföreningar än

normalt.

L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N | S u r a s u l f a t j o r d a r 3

Var fi nns sura sulfatjordar?

Sura sulfatjordar fi nns fl äckvis över hela jordklotet

och man uppskattar arealen till 24 miljoner ha.

Sulfatjordar fi nns huvudsakligen i tropikerna,

speciellt längs kusten i Sydostasien och Västafrika,

samt i Australien och USA.

Europas största förekomster av sulfatjordar

fi nns i Finland. Sulfatjorden fi nns också i Sverige,

där den kallas för svartmocka. Sulfatjordar fi nns

inte i Danmark.

Uppskattningsvis 50 000–336 000 ha sura

sulfatjordar odlas som åkermark i Finland. Arealen

beror på till vilket djup man mäter och vilken pH-

gräns man använder. De förekommer huvudsakli-

gen i Österbotten, från Närpes i söder till Uleåborg

i norr. I området Nystad-Laitila och Salo–Bjärnå

samt längs Nylands kuster fi nns de också.

Största delen av sulfatjordarna fi nns längs kus-

terna på en nivå som är belägen under 60 m över

havet. Ställvis fi nns de i områden som är belägna

högre, 80–100 m över havet. Sulfatjordarna har

hög näringshalt och fi n kornstorlek (lera, mjäla, fi n-

mo och mo) och är därför till stora delar uppodlad.

Speciellt sura är gamla torrlagda träsk, torvmos-

sar och sjöar. ”Förr i världen” talade jordbrukarna

om salt- och alunjordar. På ny torrlagd jord fanns

ställvis områden där ingenting växte och dessa

områden kallades ”saltblikor”. Det är oklart i hur

stor utsträckning skogsmark hör till sura sulfatjor-

dar, men sannolikt är att förekomsten är betydligt

mindre.

Benämningen sulfatjord användes i Finland

första gången 1944.

Uleåborg

Vasa

Helsingfors

EUROPAS STÖRSTA FÖREKOMSTER AV SULFATJORDAR FINNS I FINLAND.

S u r a s u l f a t j o r d a r | L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N4

Vad händer i en sur sulfatjord?

När grundvattennivån sjunker och nya jordlager syresätts sker en lång rad olika reaktioner i jorden.

De är både kemiska och biokemiska. Kortfattat kan man säga att sulfi dmineralerna oxideras till järn-

hydroxider och svavelsyra, pH sjunker drastiskt, < 3,5 pH. Järnutfällningen kan ses som rostbildning i

jorden. I och med sulfi djordens reaktion med syre, bildas sura sulfatjordar.

Svavelsyra är inte det enda skadliga ämnet som frigörs när sulfi dsedimentet reagerar med syre.

Vid oxidationen frigörs även metaller bundna till lättlösliga sulfi der. Vartefter pH-värdet i marken

Profi len av en sur sulfatjord visar tydligt de olika skedena som uppstår när sulfatjorden kommer i kontakt med syre.

Det översta skiktet av jorden, bebrukningslagret, har man fått i odlingsskick genom kalkningen. Från 40 cm djup sjunker sur-hetsgraden drastiskt ända ner till grundtorrläggningsdjupet på ca 120 cm djup där pH igen stiger till över 6.

sjunker upplöses även

mera svårvittrade

sulfi der, silikater och

organiska ämnen. Det

gör att ännu mera me-

taller frigörs och löser

sig i det markbundna

vattnet.

Under torra perio-

der med låg grundvat-

tennivå, avdunstar

vatten och jorden

krymper ihop. När jor-

den torkar upp bildas

lodräta sprickor. På

dessa sprickytor binds

olika föreningar som

bildats genom oxide-

ringen. Dessa spricky-

tor har ofta en rödbrun

färg. Vid snösmältning

och kraftiga regn när

mycket vatten rinner

genom jorden sköljs de

sura föreningarna och

metallerna ut till diken

och vattendrag.

L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N | S u r a s u l f a t j o r d a r 5

Läckaget av syra och metaller från sura

sulfatjordar förorsakar problem både på

land och i vatten. Eftersom oxidationen av

sulfi der leder till en sänkning av pH-värdet

i marken krävs en regelbunden kalkning av

bearbetningsskiktet för att det överhuvud-

taget skall vara möjligt att bedriva odling.

Läckaget leder även till utfällning av järn-

och aluminiumföreningar i dräneringssys-

tem, så att de sätts igen.

De största skadorna uppkommer dock

i vattendragen, speciellt i åarnas nedre

lopp, som är mottagare av den samlade

Miljöpåverkan

Till vänster ser vi en rots första trevande steg ner i sulfi djorden och till höger en första sprickyta. Sulfi djorden är alltid mörkblå till svart innan den varit i kontakt med syre och övergår sedan till grå färg vartefter luften tränger ned i sulfi dmassan.

Varefter oxideringen framskrider blir sprickytorna ofta brunröda, beroende på järnförekomsten.

S u r a s u l f a t j o r d a r | L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N6

surhets- och metallbelastningen. I praktiken syns detta i form av obalans i ekosystemet, fi skdöd,

skadade fortplantningsområden och försvunna fi sk- och bottendjursbestånd.

Var och en kan lägga märke till följande, som en indikation på läckage från en potentiell sur

sulfatjord.

• Ju torrare sommar, desto större risk för en sur urlakning.

• Om vattnet i ett dike är exceptionellt klart och inget synligt smådjursliv ses är

vattnet sannolikt mycket surt.

• Svart eller blåsvart jord som blottlägges vid dikning.

• En lätt oljehinna på vattenytan är en första indikation på riklig utfällning av järn.

• Vattnet är som en röd gröt av järnutfällningen, vilket slammar upp allt i sin väg

och cementeras när det torkar. Det kan också indikera på en järnrik källa.

• Vattnet är ställvis som urvattnad surmjölk av aluminiumutfällningen.

Man bör komma ihåg att problematiken runt sura sulfatjordar inte enbart berör jordbruket utan alla

typer av jordbyggnadsarbete, som utförs på potentiella områden med sura sulfatjordar.

Alla typer av jordbyggnadsarbete kan förorsaka surhets- och metalläckage på sura sulfatjordar.

L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N | S u r a s u l f a t j o r d a r 7

Dräneringsbrunn med en riklig utfällning av järn. Nyuppgrävd sulfi djord.

Öppet dike till vilket dräneringsvatten rinner. Ut-fällning av järn (röd) och aluminium (gråvit).

Låglänt mark med sulfi d nära markytan, riklig järnutfällning.

S u r a s u l f a t j o r d a r | L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N8

En torrlagd och välkalkad sulfatjord blir en mycket bördig odlingsmark.

Hur påverkas odlingen?

Efter torrläggning, en ordentlig kalkning och uppodling är sura sulfatjordar mycket bra odlingsmar-

ker. De är bland de bördigaste som fi nns i Finland. För att kunna odla en sur sulfatjord krävs dock att

en kraftig kalkning gjorts.

Det går inte att odla i låg marksurhet, dvs. lågt pH-värde. Växterna växer dåligt eller inte alls. De

frigjorda metallerna och en hög totalhalt av salter ger störning i växterna samt kan ge direkta skador

på växten. Utan uppodling av en sur sulfatjord är växtnäringsstatusen ofta dålig. Förrådet på de

viktiga näringsämnen, magnesium och kalium, töms. Det låga pH-värdet gör att fosfor binds mycket

kraftigt av aluminium. Fosforn kan också fällas ut med järn. Det gör att växterna inte kan ta upp det

viktiga näringsämnet fosfor.

Surheten i en sulfatjord gör att väte, järn och aluminium löses ut. De kan ge direkta skador på

växten. Av dessa har aluminium den största betydelsen. Aluminium stör rötternas tillväxt och funk-

tion genom att både ha en direkt och indirekt hämmande inverkan på näringsupptaget. Rotsyste-

met blir mindre och det ökar känsligheten för torka hos växten.

En hög mängd av salter i markvätskan stör växternas upptagning av vatten och näring. Om

halten salter är hög runt rötterna dras vatten och näring ur roten och växten torkar och svälter.

L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N | S u r a s u l f a t j o r d a r 9

Förebyggande åtgärder

Som det framgår, är markkemin en väldigt invecklad process och ett fl ertal metoder har prövats för

att minska belastningen från sura sulfatjordar, men ingen metod har idag 100 % eff ektivitet.

Genom forskning och försök har metoden reglerad dränering utvecklats. Den är idag den bästa

metoden vi har och kan i stor utsträckning motverka bildandet av nya sura sulfatjordar. Försök med

reglerad dränering påbörjades i början av 1990-talet och kom till en bredare allmän användning

under senare hälften av 1990-talet. Jordbrukarkåren är idag medveten om sitt miljöansvar och

reglering byggs på nästan alla nydikningar och på många äldre dräneringssystem i t.ex. det fl acka

kustlandskapet Österbotten.

Ett bra exempel på odlarnas aktivitet är regleringsprojekten runt Södra Stadsfj ärden i Vasa och

Korsholm. Under dessa projekt reglerade 270 aktiva odlare totalt 4200 ha åkermark med avrinning

via Solf och Toby åar till Södra Stadsfj ärden.

Vänstra bilden:Installation av en reglerbrunn på en typisk sur sulfatjord.

Ovan: Fördämning i öppet dike.

S u r a s u l f a t j o r d a r | L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N1 0

Med reglerad dränering kan man, som namnet säger, reglera mängden avrinningsvatten från en

åker och på så vis förhindra att marken torkar ut för mycket och syre tränger ner i marken till djupare

belägna skikt. Åtgärden balanserar också avrinningen efter en torr sommar och minimerar risken för

större surchocker i vattendragen.

Där det fi nns tillgång till vatten, kan regleringen användas för underbevattning, dvs. man

pumpar in vatten i dräneringssystemets rör från t.ex. en å eller bäck, när marken riskerar att torka ut

för mycket. Denna åtgärd ger ett ytterligare verktyg för att minska miljöbelastningen och en ännu

bättre balans mellan miljö och odling.

Regleringen kan ske endera i ett öppet dike eller i en reglerbrunn. Reglering i öppet dike sker

i form av en enkel fördämning vars höjd kan varieras. Reglering med reglerbrunn sker med ett sk.

”reglerrör” i brunnen, som man kan höja och sänka efter behov. Alternativet med brunnar är det

mest förekommande. För att regleringen skall ha eff ekt förutsätts att odlaren aktivt sköter reglering-

en genom att följa med nederbördsmängderna och vattnets rörelse i marken.

Ovan: Reglerbrunn med magasinerat vatten.

Högra bilden: Ett grundvattenrör som används för att enkelt kunna följa med hur högt den magasinerade vattenytan når i marken. Mätaren består av ett rör med slitsar, fl öte och antenn som lever med vattenståndet i marken.

L A N D S B Y G D S N Ä T V E R K E T S P U B L I K A T I O N | S u r a s u l f a t j o r d a r 1 1

För utveckling av befi ntliga och nya åtgärdsmetoder samt skötselanvisningar behövs ytterligare

åtgärder.

Det är av stor vikt att kartlägga var i Finland de verkligt sura områdena ligger och vilka speciella

åtgärder dessa kräver för att förhindra svåra surchocker.

Forskning pågår på fl era delområden och man försöker klarlägga omständigheterna kring oxida-

tionsförloppet, få fram metoder för balansering av fl ödestoppar från större områden, samt att sträva

efter ett kontrollerat avrinningsfl öde från våra jordbruks- och skogsmarker.

Också andra olika utredningar och projekt pågår eller eventuellt kommer att startas av olika

aktörer som arbetar med sura sulfatjordsproblematiken. Jord- och skogsbruksministeriet, Västra Fin-

lands Miljöcentral, Finlands miljöcentral (SYKE), Geologiska forskningscentralen (GTK), Åbo Akademi,

Täckdikningsföreningen samt ProAgria Österbottens Svenska Lantbrukssällskap är några av dessa

aktörer.

Rainer Rosendahl, dräneringstekniker

Ulrika Wikman, agronom

Österbottens Svenska Lantbrukssällskap

Framtidsvisioner

Foto

: Rai

ner R

osen

dahl

| Ku

stm

edia

Ab

| Mul

tiprin

t Oy

| 200

0 SW

E |

Juni

200

9

BP 167, 60101 Seinäjoki www.landsbygd.fi

Landsbygdsnätverket utgörs av aktörerna inom landsbygdsutvecklingspro-grammen, programmet för Fastlandsfi nland och programmet för landskapet Åland. Aktörerna kan vara enskilda personer, företagare, föreningar, lokala aktionsgrupper, rådgivnings- och intresseorganisationer.

Europeiska jordbruksfonden förlandsbygdsutveckling: Europainvesterar i landsbygdsområden

Österbottens Svenska Lantbrukssällskap

Se även

Landsbygdsnätverket – www.landsbygd.fi

Jord- och skogsbruksministeriet – www.mmm.fi

Landsbygdsverket – www.mavi.fi

Statens miljöförvaltnings webbtjänst – www.miljo.fi

Geologiska forskningscentralen – www.gtk.fi

Åbo Akademi – www.abo.fi