För nationell uppskattning av fosforförlusterna från svensk jordbruksmark till omgivande ytvatten används beräkningsverktyget ICECREAMDB och den däri ingående simuleringsmodellen ICECREAM. ICECREAM har sitt ursprung i de amerikanska modellerna CREAMS och EPIC, och har i vissa delar anpassats för finska förhållanden för beräkning av fosfors löslighet. Det vore önskvärt att modellen är bättre anpassad till markförhållanden och tillgänglig markkarteringsdata i Sverige. I detta arbete fokuserar vi på modellens beskrivning av den oorganiska markfosforn, dess lagring i olika pooler och dess löslighet. Vi har identifierat problem med att modellen i sin nuvarande utformning är lite för rigid och okänslig för svängningar i mer mobila fraktioner av P. Modellen återger inte dynamiken i en mer lättrörlig växttillgänglig pool, varken inomårsdynamiken eller den mer långsiktiga dynamiken, eftersom den poolen och de flödena är för små i förhållande till den stora totala P-poolen. Eftersom parameteriseringen av pooler och flöden av den oorganiska fosforn inte är anpassad till de markanalysmetoder som används i Sverige är tillgången av lämplig indata begränsad.

Den aktuella fosforforskningen i Sverige har visat på samband mellan fosfor i marken mätt som P-AL och löst fosfor i matjorden extraherat med CaCl2 elle

Resultaten är inte lika entydiga mellan fosforstatus i marken och löst P i dräneringsvatten eller i omgivande vattendrag. Det beror på att även andra, både kemiska och fysikaliska egenskaper och hur de fördelas genom hela markprofilen måste beaktas. Forskningen har visat att om även hänsyn tas till jordens sorptionskapacitet av fosfor och fosformättnadsgrad förbättras korrelationen mellan markens Pstatus och löst P för vissa jordar. Om dessa samband kan verifieras för ett större antal jordar kan det vara av intresse att inkludera dem i simuleringsmodellen för att förbättra beräkningarna av fosforförlusterna. Modeller behöver utvecklas, både för att spegla den senaste forskningen och för att användningsområdet för modellen förändras från det ursprungliga syftet och därför behöver omfatta ytterligare eller modifierade beskrivningar av olika processer. Det vore önskvärt att basera beskrivningen av markens oorganiska P-pooler i ICECREAM utifrån de analysmetoder som rutinmässigt används i Sverige. Det vore även önskvärt att beakta ytterligare kemiska egenskaper i marken för beräkning av jämvikten och därmed flödena mellan de olika P-poolerna i modellen. Om detta är möjligt måste fortsatt forskning visa. Föreliggande rapport är en genomgång av det aktuella kunskapsläget och skall ses som ett underlag för det fortsatta planeringsarbetet för en sådan eventuell utveckling. De här presenterade forskningsresultaten måste verifieras för att större antal jordar och modellutveckling måste även ställas mot tillgången på indata till modellen. Grunden för en utveckling måste också vara ett behov av att kunna beskriva effekter av åtgärder i odlingen som påverkar fosforns dynamik och som vi idag inte klarar av att beskriva.

National estimates of phosphorus (P) losses from Swedish agricultural land to surrounding

waters are currently produced using the calculation tool ICECREAMDB

and its constituent simulation model ICECREAM. The ICECREAM model has its

origins in the American models CREAMS and EPIC, and parts of it have been

adapted for calculating the solubility of P under Finnish conditions. It would be

preferable if the model were better adapted for the soil conditions and soil mapping

data available in Sweden. In the present work we focused on the model’s description

of inorganic soil P, its storage in different pools and its solubility. We identified

the problem that the model in its current form is slightly too rigid and insensitive

to changes in fluctuations in more mobile P fractions. The model is unable to

reproduce either the within-year dynamics or the long-term dynamics of a more

easily soluble, plant-available pool, since that pool and its associated flows are too

small in relation to the large total-P pool. Since the parameterisation of pools and

flows of inorganic P is not adapted to the soil analysis methods used in Sweden, the

availability of suitable indata is limited.

Recent research in Sweden has revealed a correlation between the P content of the

soil extracted with ammonium lactate and expressed as P-AL and soluble P in the

topsoil extracted with CaCl2 or H2O. The results are not as clear regarding the P

status of the soil and soluble P in drainage water or in neighbouring water courses.

This is because other characteristics, both chemical and physical, and how these are

distributed throughout the entire soil profile must be taken into account. The research

has also shown that taking into account the P sorption capacity of the soil

and the degree of P saturation can improve the correlation between soil P status and

dissolved P for certain soils. If these correlations can be verified for a larger number

of soils, it may be worthwhile including them in the simulation model in order

to improve calculations of P losses.

There is a need for improved models that reflect the latest research and that modify

the area of application of the models from the original intention. Such models will

need to include additional or modified descriptions of various processes. It would

be desirable to base the description of the soil’s inorganic P pools in ICECREAM

on the analytical methods used routinely in Sweden. It would also be desirable to

take into account additional chemical characteristics of the soil in calculating the

balance and thereby the flows between the different P pools in the model. Future

research will show whether this is possible. This report presents a review of existing

knowledge and should be regarded as decision support for future planning for

such developments. The research results contained in the report must be verified

for a greater number of soils and model development must be tailored to match the

available indata. The underlying motive for the development must be a need to

describe the effects of cultivation measures that affect P dynamics, which we are

unable to do at present.