Tillväxtökningar av biokol hos urbana träd på Herrhagsvägen

 Grågröna systemlösningar för hållbara städer Tillväxtökningar av biokol hos urbana träd på Herrhagsvägen Program: Vinnova – Utmaningsdriven innovation – Hållbara attraktiva städer Diarienummer: 2012–01271 Datum: 2014-­‐01-­‐18 Rapportansvariga: Ann-­‐Mari Fransson, Frida Andreasson, Landskapsarkitektur planering och förvaltning, SLU, Björn Embrén Trafikkontoret Stockholm, Örjan Stål VIÖS AB 1 Förord Föreliggande rapport är en del av projektet Grågröna systemlösningar för hållbara städer, ett tvärvetenskapligt samarbetsprojekt mellan; Betonginstitutet (CBI – Projektkoordinator), Institutet för jordbruks-­‐ och miljöteknik (JTI), Statens Väg-­‐ och transportforskningsinstitut (VTI), Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), Sveriges Tekniska Forskningsinstitut (SP), STEN – Sveriges Stenindustriförbund, MinBaS, Benders, Cementa, Hasselfors Garden, NCC, Pipelife, Starka, Malmö Stad, Stockholm Stad Trafikkontoret, Växjö Kommun, Movium (SLU), CEC Design, StormTac, Sweco, Thorbjörn Andersson – Landskapsarkitekt och VIÖS. Projektet bedrivs inom ramen för Vinnovas program ”Gränsöverskridande samverkan och inriktningen Utmaningsdriven innovation” och delfinansieras av Vinnova. Resultaten från projektet publiceras på projektets webbplats www.greenurbansystems.eu 2
2 Sammanfattning Många stadsträd mår dåligt idag. Orsakerna är troligen många och många olika konstruktioner har testats för att förbättra förhållandena för träden. Denna rapport beskriver en studie där vi har undersökt om biokol kan öka tillväxten och vitaliteten hos körsbär (Prunus avium ’Plena’) längs en väg i Enskede, Stockholm. Vi har också testat om träden kunde växa med endast sten i växtbädden. De träd som vuxit i AMA B–jord som haft en inblandning av 50% biokol fick 35% större stamomkrets, ca 20% bredare krona och längre skottillväxt. Detta beror troligen på att biokol har en stor förmåga att fördröja uppehållelsetiden av näringsämnen i växtbädden och att hålla vättillgängligt vatten och biokol gör att jorden får en bättre struktur. Inga skillnader i vitalitet eller vattenupptagsförmågan under en solig dag kunde upptäckas vilket visar att den här tillväxtökningen troligen beror på näringstillgången eller på den förbättrade strukturen i jorden. De träd som växte i endast sten hade lika bra tillväxt som de i AMA B-­‐växtjord. En annan slutsats man kan dra är att man inte behöver vara så noga med att få ner jord i en skelettjord eller någon annan växtbäddskonstruktion eftersom trädensrötter klarar att växa i endast sten. 2.1 Summary Urban trees have a low growth rate and low vitality today, as they have had for a century. The reasons behind this lower than expected growth may be numerous and many constructions have been tested to better support urban tree growth. In this study we want to evaluate biochar as a soil amendment for urban trees and the effects on growth and vitality in cherry (Prunus avium ’Plena’). The trees are situated along a suburban street in Enskede, Stockholm. We also tested to grow trees in stone only as growth medium. The trees that grew in a combination of AMA-­‐B soil and 50% biochar had 35% larger circumference and appr. 20% wider crown than the trees growing in only soil. This is probably due to the ability of biochar to retain nutrients and water and to improve the soil structure. No differences in vitality or water uptake on a sunny warm day in September could be found. This show that water uptake was most probably not the cause of this growth increase but rather an effect from higher nutrient availability or better soil structure. The trees growing in the stone planting-­‐bed showed the same growth as the trees growing in AMA B construction soil. We may also say that filling a structural soil with a soil medium is not vital for its function. Structural soils probably function just as good if there is air voids in the structure. 3
3 Innehållsförteckning Grågröna systemlösningar för hållbara städer .............................................. 1 ................................................................................................................. 1 Biokol i på Herrhagsvägen .......................................................................... 1 1 2 Förord ................................................................................................. 2 Sammanfattning .................................................................................. 3 2.1 Summary......................................................................................................... 3 3 Innehållsförteckning............................................................................. 4 4 Bakgrund ............................................................................................. 5 4.1 4.2 4.3 Tillväxt och dålig överlevnad hos stadsträd......................................................... 5 Vikande vitalitet ger risk för angrepp av skadegörare .......................................... 6 ................................................................ Fel! Bokmärket är inte definierat. 4.3.2 Systemets uppbyggnad ...................................... Fel! Bokmärket är inte definierat. 4.3.3 Olika typer av ar ................................................ Fel! Bokmärket är inte definierat. 4.4 Biokol ............................................................................................................. 7 5 Herrhagsvägen -­‐ en gata tre jordar ........................................................ 8 5.1 Området ......................................................................................................... 8 Enskede ................................................................................................................. 8 Ståndorten ............................................................................................................. 9 5.2 Behandlingarna ............................................................................................... 9 5.2.1 Växtbädden ............................................................................................................ 9 5.2.2 Plantering ............................................................................................................. 10 5.2.3 Skötsel ................................................................................................................. 10 5.3 Mätningar ..................................................................................................... 10 5.4 Resultat ........................................................................................................ 12 5.4.1 Tillväxt ................................................................................................................. 12 5.4.2 Vitalitet ................................................................................................................ 14 5.4.3 Bladyteindex (LAI) ................................................................................................. 14 5.4.4 Konduktans .......................................................................................................... 15 5.4.5 Jordförhållanden ................................................................................................... 16 5.5 Diskussion ..................................................................................................... 17 5.1.1 5.1.2 6 Slutsatser .......................................................................................... 17 4
4 Bakgrund Många urbana träd utsätts för ganska extrema miljöer; jorden packas, temperaturen kan bli mycket hög, näringstillgängligheten och vattenförsörjningen är begränsad. Många av dessa faktorer samverkar även, till exempel reduceras näringstillgängligheten av en minskad vattenhalt i marken och vattentillförseln blir sämre om jorden är kompakterad. Träd på olika platser i en stad kan ha väldigt annorlunda förutsättningar. Jorden i den urbana miljön varierar från att bestå mest av byggskräp till konstruerad mark och gammal jordbruksmark. Detta gör att utrymmet under jordytan kan vara väldigt olika, näringstillgången kan vara olika och jordens förmåga att hålla vatten är också olika. 4.1 Tillväxt och dålig överlevnad hos stadsträd Problemen med att stadsträd dör i stor omfattning är gamla. Historiska dokument har visat att endast 23% av de lindar som planterades som gatuträd 1910 i Boston överlevde till 65 års ålder((Foster and Blaine 1978). Även år 1979 kunde man se att endast 38% av de träd som planterades 1966 hade överlevt (Foster and Blane 1978). De faktorer som ansågs vara mest skadliga var mekaniska skador vid konstruktioner av teknisk infrastruktur och vattenbrist. Överlevnaden av träd i städer anses fortfarande vara ett problem. En studie i Liverpool visade att nära 23% av träden hade dött efter tre år från planteringen och att ytterligare 16% dog de följande två åren (Gilbertson and Bradshaw 1990). Författarna anser att det är dålig etablering och efterföljande torka som är orsaken till dessa höga dödssiffror. Dock har man nyligen gjort beräkningar som visar att 94,9-­‐96,5% av träden överlever varje år i Philadelphia, USA (Nowak et al. 2004, Roman and Scatena 2011). I den senare studien var halveringstiden för trädpopulationen i Amerikanska städer mellan 13 och 20 år vilket, även om det är längre än vad man iakttagit tidigare, är en mycket kort tid om man ställer det mot trädens livslängd i rural miljö. Detta kom man fram till genom att undersöka överlevandsandelen i 16 tidigare studier av urbana träd. I Liverpool har man uppmätt en halveringstid av trädpopulationen till 10-­‐15 år (Gilbertsson and Bradshaw 1990). I flera städer har tillväxten hos stadsträden uppfattats som dålig (Gilbertsson and Bradshaw 1985, Embrén muntligt) med lägre skottillväxt än vad man kan förvänta. Orsaker som föreslås är vatten och näringsbrist (Gilbertsson and Bradshaw 1985), kompaktering (Koslowski 1998), gasutbyte och anaeroba miljöer. Man har sett att kolinlagringen i urbana träd är hälften så stor som i skogsträd (Nowak and Crane 2002) vilket innebär att träden i städer generellt växer mindre än träd i skogen. Potentialen för tillväxt är förvånande nog högre i urban än i rural miljö. Man har sett att Cottonwood (Populus deltoides) blir dubbelt så hög om den växer i New York än i en rural miljö (Gregg et al. 2003). Genom att ta jord från den urbana platsen och plantera popplarna i på den rurala platsen såg man att skillnaderna inte berodde på att den urbana jorden var 5
bättre på något sätt. Man kunde då slå fast att skillnaderna berodde på atmosfären som träden växte i. En kombination av högre temperaturer, hög kvävedeposition och hög CO2-­‐
koncentration är de faktorer som man tror är viktigast. Det blir en positiv kombination av ozon och kväveoxider där båda föroreningarna neutraliseras och nitrat, som är ett näringsämne, blir slutprodukt. Växer ett träd snabbare så behöver det också mer av alla andra näringsämnen för att kunna vara vitalt och motståndskraftigt. Man har sett att träd som gödslas ensidigt med kväve kan få bristsymptom med avseende på t.ex. fosfor, bor etc. En mikronäringsbrist eller fosforbrist kan leda till att trädet får ett sämre försvar mot skadegörare. 4.2 Vikande vitalitet ger risk för angrepp av skadegörare Patogener (sjukdomsalstrande organismer) hos träd i urban miljö är ett stort problem. Almsjukan är ett exempel på en patogen som har varit väldigt problematisk. Kostnaden för att ta bort döda och sjuka almar har varit mellan 20 och 45 miljoner kronor per år och förlusten har beräknats till mer än 63 miljoner (Gren et al. 2009). Eftersom urbana träd ofta lever under stressade förhållanden har de mindre motstånd mot sjukdomar och patogener (Tubby and Webber 2010)därför finns det möjligheter för främmande patogener att invadera och etablera sig bland stadsträden (Heger and Trepl 2003). Antalet introducerade exotiska arter, inklusive patogena arter, ökar med befolkningen, dvs i tätbebyggda områden sker sannolikt introduktionen av främmande arter (MacIsaac et al. 2004). Eftersom klimatet i städer generellt är mildare, och temperaturerna på sommaren högre kan städerna I Norden fungera som en grogrund för patogener så att de får fäste och kan anpassa sig till det tuffare nordiska klimatet. Det finns flera exempel på en snabb evolution hos patogener så att de kan klara nya förhållanden och reproducera sig på platser där de inte har förväntats kunna detta. När de blivit etablerade kan de sprida sig utanför städerna och bli problem även för skogsbruket. (Whitney och Gabler 2008). 4.3 Växtbäddar Växtbäddar kan variera mycket i storlek och innehåll. Den vanligaste typen är en planteringsgrop med växtjord som följer AMAs standard (Allmän-­‐, Material-­‐ och Arbetsbeskrivning). AMA 10 som används för tillfället har två standardjordar en för normala växtförhållanden (AMA A) och en för torra växtförhållanden (AMA B). De krav som finns på dessa jordar är endast relaterade till texturen, eller som också kan säga kornstorleksfördelningen. AMA B är en grövre jord än AMA A som innehåller mer finmaterial. 6
Tabell 1. Kornstorleksfördelning i de två vanligaste jordarna enligt AMA (Allmänna råd och
anvisningar), AMA-A jord, överst och AMA-B jord under.
4.4 Biokol 4.4.1.1 Tillverkning Biokol är en av produkterna när organiskt material förbränns under syrefattiga förhållanden, så kallad pyrolys eller torrdestillering (Lehmann och Joseph 2009). Processen liknar tillverkningsprocessen som används vid framställning av kol, t.ex. grillkol. Under processen kan ca 70% utvinnas ur bränslet, olika antändbara gaser bildas genom förgasning, en flytande fas, tjära, bildas och kvar blir en stabil produkt som består av lite aska och kolföreningar. Fördelningen av de olika produkterna beror på pyrolystemperaturen och ursprungsmaterialet. Mest biokol produceras vid lägre temperaturer. Olika typer av organiskt material kan användas i pyrolys från ved, trädgårdsavfall och rötrester från rötning av slam och ursprungsmaterialet har betydelse för slutproduktens egenskaper. 4.4.1.2 Egenskaper viktiga för växter Biokol används främst som jordförbättrande medel, men även för att skapa en kolsänka. Den struktur som blir kvar från pyrolysen består till stor del av lignin och har en struktur som liknar ligninets i stor utsträckning. Det innebär att det är långa kolkedjor som ligger ordnade längsmed varandra med porer mellan. Detta ger biokol en mycket stor specifik yta och en bra struktur för odling av växter. Biokolen är dock mycket sprödare än t.ex. ved och kan relativt lätt brytas sönder mekaniskt. Den stora mängden porer gör att biokol har en relativt bra vattenhållande förmåga och en bra katjonutbyteskapacitet. Den vattenhållande förmågan går att jämföra med den vattenhållande förmågan hos lera. Skillnaden är att biokol kan föreskomma i större fraktioner och att den inte är motståndskraftig mot mekanisk vittring, d.v.s. en rot kan bryta ner biokol mekaniskt. Katjonutbyteskapaciteten varierar i olika former av biokol, den påverkas av pyrolystemperaturen och ursprungsmaterialet. En hög katjonutbyteskapacitet innebär att många näringsämnen som ammoniumkväve, kalium och andra positiva joner inklusive många tungmetaller hålls kvar i marken och läcker 7
inte ut. Detta gör att gödslingen blir mer effektiv och långsiktig. Dessutom tillförs en del näringsämnen, som fosfor, kalium och kalcium med askan. Den stora yta som finns i biokol gynnar tillväxten av mikroorganismer och ger jorden en bra struktur. En mycket stor tillväxt av mikroorganismer kan göra så att en del näringsämnen binds in i mikroorganismerna och blir tillfälligt otillgängligt för växterna. Detta gäller främst kväve men även andra näringsämnen. Därför kan en tillförsel av biokol initialt göra att växterna får näringsbrist vilket man kan behöva kompensera för. Denna effekt är dock tillfällig eftersom mikroorganismerna kommer in en jämvikt där lika många dör som nybildas. I denna cykel kan växterna få tillgång till kvävet som är i omlopp. Strukturen gör att jorden innehåller mer luft och detta gynnar både rötter och mikroorganismer som lever i jorden. Förutom de positiva effekterna för växter ger biokol en kolsänka i marken. Biokol kan ha en halveringstid på 1000 år eller mer och ligger alltså kemiskt stabilt kvar i marken. Men som påpekats tidigare är det inte mekaniskt stabilt. 5 Herrhagsvägen -­‐ en gata tre jordar 5.1 Området 5.1.1 Enskede Herrhagsvägen ligger i södra Stockholm, ca 1 mil söderut och har funnits som postort i Stockholm sedan 1901. Tidigare var det en gård med anor från 1400-­‐talet. Numera är Enskede i huvudsak ett bostadsområde med flerbostadshus och stora villaområde. Enskede Fig Herrhagsvägen i Enskede, Stockholm och exempel på de träd som utvärderats för att studera inverkan av biokol i växtbädden. 8
består också till stor del av grönområden och naturmark 5.1.2 Ståndorten Herrhagsvägen går i nästan rakt norr-­‐sydlig riktning och platsen träden är planterade på ligger i mitten av Herrhagens sträckning (figur 1). Träden står i 2 m breda gräsremsor på båda sidor av den måttligt trafikerad vägen omgiven av ett villaområde. De flesta hus är i byggda i ett plan så platsen är mycket solig utan skuggning från omgivande byggnader. Den skyddas också från västliga vindar av en höjd. 5.2 Behandlingarna 5.2.1 Växtbädden Tre behandlingar testades; vanlig växtbädd, växtbädd + biokol och endast sten av en mindre fraktion är basen (tabell 1). Anläggningen av växtbäddaran och planteringen av träden utfördes av en entreprenör enligt anvisningarna i ”Växtbäddar i Stockholms stads-­‐ en handbok” på uppdrag av Trafikkontoret Stockholm och Björn Embrén med hjälp av Örjan Stål, Viös AB. Växtbäddarna är konstruerade under nov-­‐dec 2009 och 2010 som trädgropar 2x2x1 m stora. Växtbäddarna består av en AMA B jord från Hasselfors (Fig 2). I behandling B har 50% (VV) pulveriserad biokol tillsatts jorden. I behandling C har sten av en mindre sortering (32-­‐63 mm) lagts runt trädens rötter istället för växtbäddsjord för att testa en budgetvariant av skelettjord. Ytmaterialet består av växtjord och gräs för jordarna (A och B) och växtjord med en tillsats av 50% biokol för stenbädden (C). 5.2.2 Plantering Prunus avium ’Plena’ planterades 2009 och 2010 (tabell 1). Kvalitén var 25-­‐30 cm DBH och träden levererades från två olika plantskolor. Planteringen gjordes av verksamma yrkesmän enligt den praxis som tillämpas hos denna entreprenör. Tabell 1. De behandlingar som testats på Herrhagsvägen i Enskede, Stockholm och utvärderats 2013 och 2014. Behandling Adress Planteringstid Substrat n A Vanlig växtbädd Herrhagsvägen 82-­‐96 Nov-­‐Dec 2009 AMA B jord 10 B Herrhagsvägen 97-­‐
Växtbädd+biokol 109 10 C Endast sten Herrhagsvägen130-­‐
132 Nov-­‐Dec 2010 AMA B jord + 50% pulveriserad biokol Nov-­‐Dec 2009 -­‐ 6 9
Figur 2. Skisser av de olika växtbäddar som använts på Herrhagsvägen, Enskede Stockholm för att testa inverkan av biokol på trädens tillväxt och vitalitet. 5.2.3 Skötsel De nyplanterade träden bevattnades med tregaters, 150 l vatten per vecka under de två första växtsäsongerna. Vid den första bevattningen fick träden 4 ‰ Wallco gödning (NPK 51-­‐
10-­‐43) och därefter 2 ‰ vid de återstående bevattningstillfällena. Detta innebär att varje träd sammanlagt fick 6000 l vatten och 12.3 l koncentrerad näringslösning under de två första åren. Därefter fick träden klara sig utan bevattning eller näringstillförsel. En korrekt utförd uppstamning av städen och övervallning har påbörjats av grensåren, ingen skillnad går att se mellan de olika behandlingarna. 5.3 Mätningar I den vanliga växtbädden med AMA B jord mättes vid alla tillfällen 10 träd, även 10 träd som stod i växtbäddar där växtjord AMA B har blandats med 50% biokol mättes vid alla tillfällen. Endast 6 träd stod planterade i endast sten och dessa mättes 2013 och i juni 2014. En mängd olika tillväxtmätningar har gjorts; stamomfång, skottlängd, trädhöjd, kronans bredd, och kronans höjd. Längden på tre skott har mätts på varje träd och bladprover togs från dessa skott. Skottlängden mättes för tre år tillbaka, 2014, 2013 och 2012, eftersom det är mycket tydliga skarvar mellan de olika årens skott hos körsbär. Tillväxten är kopplad till en mängd olika parametrar som vattentillgång, näringstillgång, temperatur, gasutbytet i marken, pH, mm. 10
En vanligt mått som använd när produktionskapaciteten, avdunstningen och transpirationen m.m. ska räknas ut är bladarea index (LAI). Man kan beskriva LAI som hur många lager blad som finns i kronan om man ser det rakt underifrån. LAI definieras som den bladarea trädet har per projicerad kronarea. Trädets fotosyntes är starkt kopplat till detta mått och även avdunstningen från bladen. När LAI bestäms används en speciell kamera som är kopplad till en dator. Mätaren tar en bild genom en ”fish eye” lins vilket ger bilden en tredimensionell karaktär (figur 3). Från denna bild går det sedan att beräkna hur mycket blad som finns genom att beräkna mängden ljus som kommer genom kronan i olika vinklar. LAI har mätts i fyra riktningar under varje träd ca 30 cm från stammen en meter under kronan i juni och september 2014 (CID 110, CID Bioscience). Vitaliteten hos träden är även den viktig att studera. En visuell vitalitetsbedömning av träden gjordes vilket kan ses som en grov uppskattning av vitaliteten. En visuell bedömning tar dock hänsyn till många parametrar, att mäta alla dessa parametrar är mycket tidskrävande och ger troligen inte en större säkerhet än en visuell bedömning. Vitalitetsbedömningen kompletterades med en mätning av bladens flourescens (Fv/Fm). I fotosyntesen används vissa delar av ljuset och andra delar reflekteras, bladen får en grön färg, men även en del av det ljus som använts emitterar från bladen, en nära infraröd strålning. Om fotosyntesen fungerar dåligt emitteras en annan våglängd. Skillnaderna i denna strålning (Fv/Fm) har mätts vi ett tillfälle i september 2014 (Handy PEA, Hansatech Figur 3: Skillnad mellan ett tätt träd och ett glest träd som växer på Hyllie stationstorg. Foto från sidan, underifrån med fish-­‐eye lins och den yta som använts vid beräkning av de LAI värden som anges. (foton Frida Andreasson) 11
instruments Norfolk, UK). Värdet ska ligga runt 0.8 när fotosyntesen fungerar bra och avvikelser uppåt eller neråt indikerar att trädet är stressat och inte har en fungerande fotosyntes. Ett snabbt mått på ett träds vattenstatus är att mäta stomatas öppningsgrad, konduktansen (mätare). Detta gjordes i september 2014 för träden som stod i biokol och de i vanlig växtjord. Stomata reagerar på många olika signaler i växten. Den främsta uppgiften är att regelera trädens vattenupptag och stomata öppnar när vattentillgången är god och vatten-­‐
behovet i trädet stort. När vattentillgången är låg stängs stomata, men de stänger även om det blir för ljust, om någon del av rotsystemet har syrefattiga förhållanden och de följer dagsljuset. En mätning vid ett tillfälle ger endast information som går att jämföra mellan träden som mättes vid detta tillfälle. 5.4 Resultat 5.4.1 Tillväxt 5.4.1.1 Stamomkrets Stamomkretsen hos träden som vuxit i växtbädden med biokol var 35% större än träden i vanlig växtbäddsjord och i växtbädden med sten (fig 4). Träden har vuxit på platsen i 4 -­‐5 år och stamomkretsen var 2013 på hösten 36 cm i den vanliga växtbädden, 35 cm i stenen och 49 cm i jorden med biokol. Stamomkrets (cm) 60 b 50 40 a a 30 20 10 0 Växtbäddsjord (AMA B) Växtbäddsjord + Biokol Sten (32-­‐54 mm) Figur 4; Stamomkrets hos träd som vuxit under samma miljöförhållanden men med olika växtbäddar; vanlig växtjord, växtjord med b iokol och sten. Skillnaden mellan växtbädden med biokol och de andra jordarna är 99% säker (p<0.01, n=10, 10, 6) 12
70 p-värden för skillnaden mellan växtjorden
med och utan biokol de olika åren
2014 2013 2012 0,276 0,004 0,006 SkoPlängd (cm) 60 50 Växtjord AMA B Växtjord + biokol 40 30 20 10 0 2014 2013 2012 Figur 5. Skottlängder för körsbär (Prunus avium) mellan 2012-­‐2014 som vuxit i AMA-­‐B växtjord och samma jord med inblandning av 50% biokol. Träden har stått i en gräsremsa på Herrhagsvägen i Enskede, Stockholm. 5.4.1.2 Skottlängd År 2012 hade träden som stod i växtbädden med biokol en genomsnittlig skottlängd på 49 cm medan träden i vanlig växtbäddsjord hade 36 cm långa skott (fig 5). Även år 2013 var skotten på träden i biokol längre än de i den vanliga växtbädden, 24 cm resp 17 cm i genomsnitt. Detta går att säga med 98% säkerhet. Skottlängden har sjunkit under de senaste tre åren. 2014 var ett väldigt torrt och varmt år i Enskede, därför har trädens tillväxt påverkats väldigt negativt och det går inte att se någon skillnad i skottlängden mellan träden i de olika växtbäddarna detta år. 5.4.1.3 Biomassa De träd som har fått växa i en växtjord med biokol har större kronor än de som stått i vanlig växtjord eller sten (tabell 3, figur 6). De har blivit nästan 20% bredare, däremot har de inte blivit högre. Tabell 3. Medelstorlek och standardavvikelse för körsbär (Prunus avium) som stått i en gräsremsa i Enskede med olika växtbäddar. Krondiameter Kronhöjd Trädhöjd Växtjord AMA B 4,31±0,57 3,79±0,36 6,43±0,42 Växtjord+Biokol 5,17±0,48 3,66±0,33 6,08±0,62 Sten 4,31±0,46 3,48±0,30 6,26±0,18 13
Figur 6. Siluetter av träd som vuxit längs Herrhagsvägen i Enskede, Stockholm i vanlig växtjord,
växtjord + 50% biokol och i sten.
5.4.2 Vitalitet 5.4.2.1 Vitalitetsbedömning Alla träd bedömdes ha vitalitetsklass 1 på hösten 2013, d.v.s. de hade den högsta vitalitet enligt bedömningsskalan. På våren 2014 var träden inte i samma goda kondition. Vi en inspektion i kronorna kunde intorkade skott noteras. Detta berodde troligen på den mycket varma och framför allt torra sommar som varit 2014. Man kan notera att träden som stod i växtjord med biokol tappade sina blad något senare än de övriga träden (fig 6). 5.4.2.2 Flourescens mätning Vid den ögonblicksbild som flourescens mätningarna gav fanns inte heller någon skillnad i vitalitet mellan en vanlig växtjord (Fv/Fm=0.71) och en med biokol (Fv/Fm=0.69) Båda värdena var något låga dock inte alarmerande låga, när fotosyntesen fungerar som bäst är Fv/Fm ca 0.80. 5.4.3 Bladyteindex (LAI) Antalet bladlager i kronan per m2 markyta var i juni lågt jämfört med referensträd som stått i Alnarp (fig 6). I september 2014 hade träden samma LAI som referensträden hade i juni. Det låga värdet i juni kan dels bero på att träden inte vuxit färdigt i juni och behövde mer tid på sig än träden i Alnarp för att få sin maximala LAI. Det kan också bero på att träden i Alnarp mådde bättre än de urbana träden. Troligen hade bladen på träden inte utvecklats klart i juni. 14
4 3,5 3,5 3 3 2,5 2,5 2 2 1,5 1,5 1 1 0,5 0,5 0 0 Bladyteindex 4 Växtbäddsjord Växtbäddsjord Sten (32-­‐54 (AMA B) + Biokol mm) Referens Växtbäddsjord Växtbäddsjord (AMA B) AMA B + Biokol Figur 6. Bladyteindex hos Prunus avium ”Plena” som vuxit i Växtbäddsjord AMA B (n=10), samma jord + 50% pulveriserat biokol (n=10) i Juni 2014 (gröna staplar) och i September 2014 (blå staplar). Bladyteindex hos Prunus avium Plena som vuxit i endast sten (n=6) och referens där träden vuxit i bördig jord i trädgårdslabbet på SLU i Alnarp (n=10). . Vi ser inte några skillnader i LAI mellan träden i vanlig växtjord och träden i växtjord med biokol varken i juni eller i september (t-­‐test, p=0.13). Variationen i LAI mellan träden i de två behandlingarna är så stor att det inte går att skilja behandlingarna åt. Träden i endast sten har dock en något lägre LAI i juni. Tyvärr mättes inte LAI för träden i sten vid mättillfället i september pga tidsbrist. 5.4.4 Konduktans Det fanns ingen skillnad i hur mycket klyvöppningarna (stomata) var öppna mellan träden som stått i vanlig växtjord och de som stått i växtjord och biokol (fig 7, t-­‐test, p=0.44). Detta betyder att träden inte hade problem med vattentillgången i jorden eller vattentransporten i trädet. Mätningen skedde en solig dag när det var relativt varmt och torrt vilket gör att vattentransporten borde vara ganska hög vilket den ju också är. Klyvöppningarna var relativt mycket öppna, ca 400 mmol vatten per m2 blad passerade bladens yta varje sekund. 15
Stomatas öppningsgrad mmol/
(m2s) 600 500 400 300 200 100 0 Växtbäddsjord (AMA B) Växtbäddsjord (AMA B) + Biokol Figur 7: Klyvöppningarnas öppningsgrad hos körsbär som stått i växtbäddsjord AMA B eller växtbäddsjord AMA B med en tillsats av 50% pulveriserat biokol. 5.4.5 Jordförhållanden 5.4.5.1 Markfukt De absoluta markfuktighetsnivåerna är inte så intressanta eftersom det varierar mycket mellan dagar, skillnaderan mellan de olika behandlingarna är däremot intressant. Vid mätningar av jordens vattenhalt kunde vi konstatera att ytjorden där träden stod i endast sten hade högst vattenhalt (fig 8). Den bestod av en blandning av AMA B jord och biokol och har därför en hög vattenhållande förmåga. Dessutom fungerar stenen under som ett kapillärbrytande skikt som hindrar dräneringen av ytjorden. Torrast var den vanliga växtbädden, den hade en markfuktighet på 30% volymprocent vid mättillfället. MarkfukTghet (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Växtbäddsjord (AMA B) Växtbäddsjord + Sten (32-­‐54 mm) Biokol Fig 8: Markfuktigheten i växtbäddar uppbyggda med AMA B-­‐jord, med AMA B jord + 50% pulveriserat biokol och i ytjorden över endast sten på Herrhagsvägen i Enskede, Stockholm. 16
5.4.5.2 Infiltration Infiltrationen är mycket variablel i de olika växtbäddarna. I växtbäddsjorden med biokol är flödet många gånger väldigt högt vilket tyder på att strukturen är god, det finns många porer i jorden. 5.5 Diskussion 5.5.1 Biokol ökar trädens tillväxt Det är tydligt att en tillsats av biokol i en ökar trädens tillväxt. Detta kan ses både på stamomfånget, skottillväxten och kronbredden. Skottlängd och kronbredd är starkt kopplade till varandra. Tillväxten kan bero på främst tre saker; att näringstillgången har ökat, att vattentillgången har ökat eller att strukturen blivit bättre. Biokol har både bättre vattenhållande förmåga och gör att näringen hålls kvar längre tid i marken. Strukturen förbättras också av att en stor mängd mikroporer tillförs. I detta fall tillfördes biokolet i pulveriserad form vilket gör att porvolymen är relativt sett mindre och den aktiva ytan större än om det varit större partiklar och bitar. Vilket som varit den faktor som haft störst betydelse i detta fall är svårt att avgöra. Träden växer i en gräsyta vilket borde göra att rötterna inte har så stora problem med ventilationen av koldioxid eller syrehalten i markluften. Så antagligen är inte biokolets strukturförbättrande förmåga det avgörande just här. 5.5.2 Vitaliteten Det gick inte att se några skillnader i vitalitet hos träden i de olika behandlingarna varken vid den visuella bedömningen eller i mätningarna av fotosyntesens effektivitet (Fv/Fm). Våra resultat tyder på att träden har en god vitalitet om man bortser från den torka som påverkat träden 2014. De beskärningar som gjorts av träden har börjat vallas över på ett sätt som ser tillfredställande ut. Det enda som kunde noteras var att i vissa fall hade träden vuxit så snabbt att det bildats sprickor i stammarna. 5.5.3 Vattenupptaget Den mätning som gjordes av klyvöppningarnas öppningsgrad visade även de att träden var vid god hälsa vid mättillfället i september. Inga av träden såg ut att ha problem med sitt vattenupptag. Inga andra tecken på dåligt vattenupptag kunde ses. 6 Slutsatser •
•
•
Det fria utrymmet i en skelettjord behöver inte vara fullt med jord för att fungera Biokol gynnar tillväxten av träd och gör troligen att man kan gödsla mindre Träd kan växa i en växtbädd med en mindre stenfraktion utan övrigt substrat. 17
•
•
•
Den högre näringsämnestillgängligheten och vattentillgängligheten i jorden med biokol är troligen orsakerna till att de Prunus avium som växer där har större stamomfång än de körsbär som står i vanlig växtjord. Tillväxten av trädets biomassa har alltså ökat markant. Körsbären har större skottlängd och bredare krona när de växer i växtjord med biokol inblandning. Trädens vitalitet och bladyteindex påverkades inte av att de växte i en jord med tillsats av biokol. Referenser Foster, R. S., and J. Blaine. 1978. Urban tree survival: trees in the sidewalk. Journal of Arboriculture
4:14-17.
Gilbertson, P., and A. D. Bradshaw. 1990. The survival of newly planted trees in inner cities.
Arboricultural Journal 14:287-309.
Grabosky, J. and Bassuk, N. 1995). “A New Urban Tree Soil to Safely Increase Rooting Volumes Under Sidewalks”, Journal of Arboriculture 21(4), 197-­‐201. Grabosky, J. and Bassuk, N.1996 “Testing of Structural Urban Tree Soil Materials for Use Under Pavement to Increase Street Tree Rooting Volumes”, Journal of Arboriculture 22(6), 255-­‐263. Gregg, J. W., C. G. Jones, and T. E. Dawson. 2003. Urbanization effects on tree growth in the vicinity
of New York City. Nature 424:183-187.
Gren, I. M., L. Isacs, and M. Carlsson. 2009. Costs of Alien Invasive Species in Sweden. Ambio
38:135-140.
Heger, T., and L. Trepl. 2003. Predicting biological invasions. Biological Invasions 5:313-321.
Lehmann
MacIsaac, H. J., J. V. M. Borbely, J. R. Muirhead, and P. A. Graniero. 2004. Backcasting and
forecasting biological invasions of inland lakes. Ecological Applications 14:773-783.
Nowak, D., and D. Crane. 2002. Carbon storage and sequeatriation by urban trees in the USA.
Envionmental pollution 116:381-389.
Nowak, D. J., M. Kuroda, and D. E. Crane. 2004. Tree mortality rates and tree population projections
in Baltimore, Maryland, USA. Urban Forestry & Urban Greening 2:139-147.
Roman, L. A., and F. N. Scatena. 2011. Street tree survival rates: Meta-analysis of previous studies
and application to a field survey in Philadelphia, PA, USA. Urban Forestry & Urban Greening
10:269-274.
Tubby, K. V., and J. F. Webber. 2010. Pests and diseases threatening urban trees under a changing
climate. Forestry 83:451-459.
18