Strukturkalkning

– metoder som kan rädda Östersjön från övergödning

Bränd och släckt kalk har länge använts för att förbättra strukturen och att underlätta bearbetningen av jorden särskilt i områden med höga lerhalter. Kunskapen är över 100 år och är dokumenterad i många skrifter (höger).

Praktiska råd om strukturkalkning >>

 


         Från texten ”Åkerjorden och villkoren för dess fruktbarhet” (A. G. Kjellgren, 1904).


Kalkens goda effekter är välkända sedan länge!

Detta visste man om strukturkalkning för mer än 100 år sedan

  • Jorden blir lucker av kalk
  • Kalken motverkar lerans seghet och benägenhet att sammanflyta och bilda skorpa
  • Släckt kalk lämpar sig bäst då dess verkan är intensivare
  • Inblandningen är viktig

Vad hände sedan?

Det blev svårare att hantera bränd och släckt kalk i det storskaliga jordbruket, samtidigt började industrierna använda bränd kalk vilket gjorde att efterfrågan och kraven på kalken blev högre och priset gick upp. Kravet på arbetsmiljö infördes och man kunde inte längre köpa bränd kalk för att släcka den själv på gården. Till följd av detta försvann strukturkalkningen i stort sett helt under 50 år och man gick över till krossad och mald kalksten inom jordbruket.


Mycket jord som blandas runt = bra inblandning.

Strukturkalkning under 2000-talet

På senare år har man upptäckt att strukturkalkning även är en effektiv åtgärd för att minska fosforläckaget. Detta gör strukturkalkningen till en av de viktigaste åtgärderna inom jordbruket för att minska övergödningen i Östersjön. Under de senaste åren har fler och fler förstått hur viktig markstrukturen är i dagens intensiva jordbruk, efter att den under många år har varit näst intill bortglömd. 


Strukturkalken sprids på lerjorden.

Så minskar strukturkalkning fosforläckaget

Försöksstudier visar på en skördeökning på 15 procent och 50 procent minskat fosforläckage. Men vad är det som gör att fosforläckaget minskar?

Strukturkalkningen medför en porös markstruktur vilket ger en bättre infiltration. Vid kraftiga regn bidrar detta till att större del av vattnet filtreras genom marken istället för att rinna av på ytan. Dessutom reagerar strukturkalken med fosforn så att det stannar kvar i matjorden. Resultatet blir att fosforn, istället för att sköljas bort, finns tillgänglig att tas upp av växterna.


Lerjord från Söderköping (50% lerhalt), med strukturkalk t.h. och utan strukturkalk t v. Givan motsvarar den för kalkfilterdike (15% kalk). Foto: Jens Blomquist

Reaktionerna bakom strukturförbättringen

När man tillsätter och bearbetar ner strukturkalken i jorden förändras jonbesättningen på lerpartiklarnas ytor kraftigt, så att kalciumjonerna dominerar. Vattenhöljet kring partiklarna blir betydligt tunnare och partiklarna ordnar sig i ett kant-mot-yta-system (se bild nedan).

Leran verkar torrare trots att vattenhalten är densamma som före kalktillsatsen. Smörjningen mellan partiklarna upphör, smetigheten försvinner och leran blir grynig. Denna förändring från smetig till grynig sker på bara några minuter efter tillförsel av kalken, förutsatt en bra inblandning. Ju högre kalciumkoncentration i marken desto snabbare och effektivare blir förloppen.

Andra reaktioner som sker är cementreaktion och murbruksbildning. Dessa reaktioner stabiliserar de nybildade lergrynen och verkar under lång tid.


Schematisk bild av lerpartiklar med vattenhöljen

 

Ej Ca-mättat
Ca-mättat

Vänstra figuren: Lerpartiklarnas lägen i förhållanden till varandra i ej kalciummättat tillstånd.

Högra figuren; Partikellägen vid kalciummättat tillstånd.

Illustration: Typoform, efter Berglund, G., SLU, Uppsala.


Vad skiljer strukturkalk från vanlig jordbrukskalk?

Kalksten eller dolomitsten är naturligt förekommande bergarter som finns i riktig mängd över hela jordklotet. Stenen bryts och förädlas vidare till olika kalkprodukter. Vid pH-kalkning av jordbruksmark använder man krossad eller mald kalksten eller dolomit som siktas i olika fraktioner.

För att en kalksten eller dolomit ska kunna fungera som strukturkalk måste den innehålla fri kalk = aktiv CaO. Detta finns inte naturligt i stenen utan bildas när man utsätter den för kraftig värme. Den kalk som innehåller aktiv CaO är bränd kalk (CaO) och släckt kalk Ca(OH)2.     

  • En strukturkalk måste innehålla CaO eller Ca(OH)2 och den kan se ut enligt följande:
  • Bränd kalk = CaO
  • Släckt kalk = Ca(OH)2
  • Blandat bränd och släckt kalk = CaO+Ca(OH)2
  • Blandad bränd och släckt kalk+kalciumkarbonat = CaO + Ca(OH)2 + CaCO3
  • Blandad släckt kalk och kalciumkarbonat = Ca(OH)2+CaCO3

Vilken är den bästa strukturkalken?

Alla dessa varianter ovan skulle kunna fungera som strukturkalk. Forskning och praktisk tillämpning har visat att den mest optimala strukturkalken är en blandning av Ca(OH)2 och CaCO3. Det är den produkt som är enklast att hantera, och ger bäst effekt med minsta möjliga risker.

Produkterna som är vanligast på marknaden har värden på aktiv CaO som är 10-30%, och i tester har dessa visat att funktionen av aktiv CaO är fördubblad gentemot en ren bränd eller släckt kalk. Varför det är på detta vis kan vi inte förklara. När man har 10-25% aktiv CaO och resterande del finmald ”vanlig” jordbrukskalk får man en produkt som i praktiken fungerar betydligt bättre som strukturkalk. Enkelt utryckt kan man se det som att en ren bränd eller släckt kalk har faktor 1, och en blandad produkt enligt ovan har faktor 2.


Släckt kalk innehåller 70% aktiv CaO
Marknadsprodukt (Nordkalk Aktiv Struktur) innehåller 19,8% aktiv CaO