Maatalousmaasta huuhtoutuva liukoinen orgaaninen hiili

Transkriptio

1 Maatalousmaasta huuhtoutuva liukoinen orgaaninen hiili Helena Soinne, Riitta Lemola, Laura Hoikkala ja Eila Turtola

2 Orgaanisen aineksen merkitys maatalousmaassa Ylläpitää kasvukuntoa Parantaa maan rakennetta, vähentää tiivistymis- ja eroosioriskiä sekä parantaa maan kykyä pidättää vettä ja ravinteita. Hajotustoiminta ylläpitää ravinteiden kiertoa Orgaanisen aineksen vähentyminen on yksi EU:n tasolla todetuista maaperän tilaan liittyvistä uhkista Myös Suomessa (Heikkinen et al. 2013: Declining trend of carbon in Finnish cropland soils in ): Kivennäismailla maan C vähenee n. 0.4% vuodessa (n. 220 kg ha -1 ) Orgaanisilla mailla (C > 30%) C:n määrä vähenee % Viljelytoimenpiteillä pyrittävä ehkäisemään C:n vähentymistä edistämään orgaanisen aineksen kertymistä maahan

3 Viljelytoimenpiteet ja orgaanisen aineksen huuhtoutuminen Erilaisten viljelytoimenpiteiden vaikutus maan orgaanisen aineksen kertymiseen Intensiivinen muokkaus kiihdyttää orgaanisen aineksen hajoamista Kevennetty muokkaus ja suorakylvö edistää orgaanisen aineksen kertymistä maan pintaan Luomuviljelyssä maahan tulee lisää orgaanista ainesta lannan mukana Kuinka paljon pelloilta huuhtoutuu orgaanista hiiltä (DOC)? Lisääkö maan pintaan kertyvä orgaaninen aines tai lannankäyttö lannoitteena orgaanisen aineksen huuhtoutumista pelloilta?

4 Liukoisen orgaanisen hiilen huuhtoutuminen MTT:n koekentät Toholampi Luomutuotanto Hietamaa lohkoa: Luomu-kotieläintila, tuottaa rehut ja lanta levitetään pellolle Tavanomainen kasvinviljelytila, väkilannoitteet ja torjunta-aineet Yöni (Jokioisilla) Luomutuotanto Savimaa lohkoa: Luomu ja tavanomainen viljely sekä luonnonnurmi (niitty) Kotkanoja (Jokioisilla) - Kyntö ja suorakylvö Savimaa lohkoa

5 Toholammin huuhtoutumiskenttä - Luomuviljely Toholammilla, Keski-Pohjanmaalla DOC:n huuhtoutumista seurattiin 4:llä lohkolla 2 x tavanomainen viljanviljely 2 x luomukierto Virtaamapainotteinen näytteenotto, pinta- ja salaojavaluntavedet erikseen

6 Toholammin huuhtoutumiskenttä - Luomuviljely mm Luomu 6 Tavanomainen 8 Luomu 10 Tavanomainen Valunta tulee pääasiassa salaojavaluntana Valumaveden DOC-pitoisuuksissa ei seurantajakson aikana näy viljelymenetelmästä riippuvia eroja Pintavalunta Salaojavalunta DOC mg l -1 Luomu Luomu Tavanomainen Tavanomainen

7 Toholammin huuhtoutumiskenttä - Luomuviljely DOC kg/ha 70 Luomu 6 Tavanomainen 8 Luomu 10 Tavanomainen Lohkoilta vuoden aikana tuleva kokonaiskuormitus ei tällä seuranta-jaksolla poikkea eri viljelymenetelmien välillä

8 Yöni Luonnonnurmi (niitty), luomu ja tavanomainen Yönin huuhtoutumiskenttä Jokioisilla (savimaa) Virtaamapainotteinen vesinäytteenotto Pinta- ja salaojavalunta samassa

9 Yöni Luonnonnurmi (niitty), luomu ja tavanomainen DOC kg ha Tavanomainen 1 Niitty 2 Niitty 3 Luomu 4 Tavanomainen 5 Luomu Mittausjakson aikana niittylohkoilta tuli suurimmat kuormat Niityiltä tulevassa valumavedessä korkeammat DOC-pitoisuudet kuin tavanomaisesti viljellyillä mg l -1 Tavanomainen Tavanomainen Luomu Luomu Niitty Niitty

10 Kotkanojan huuhtoutumiskenttä - Kyntö ja suorakylvö Jokioisilla, Lounais-Hämeessä Neljä lohkoa, joista pintavalunta- ja salaojavesinäytteet virtaamapainotteisesti 2 x kyntö, 2 x suorakylvö

11 Kotkanojan huuhtoutumiskenttä - Kyntö ja suorakylvö mm Kyntö A, PV Kyntö C, PV Kyntö A, SO Kyntö C, SO SK B, PV SK D, PV SK B, SO SK D, SO DOC kg ha Suorakylvetyiltä lohkoilta enemmän pintavaluntaa ja vähemmän salaojavaluntaa Verrattuna kyntöön, suorakylvetyillä suurempi osuus DOC-kuormasta tulee pintavalunnan mukana

12 Kotkanojan huuhtoutumiskenttä - Kyntö ja suorakylvö DOC-kuorma määräytyi valunnan mukaan Muokkausmenetelmä ei seuranta-aikana vaikuttanut DOCkuorman määrään Pintavalunta Salaojavalunta mg l -1 Kyntö A Kyntö C Suorakylvö B Suorakylvö D DOC kg/ha Kyntö A SK B Kyntö C SK D

13 Inkubointikoe - Kotkanoja Pelloilta huuhtoutuvan DOC:n käyttökelpoisuus Itämeren bakteereille Mukana neljän lohkon pinta- ja salaojavaluntavedet, näytteet otettiin Alustavat tulokset: Ilman ravinnelisäyksiä DOC-pitoisuus väheni keskimäärin 10 % (3.7% %) 2 kk:n aikana Fosforilisä: DOC:n pitoisuus aleni keskimäärin 14% (6.2% %) 2 kk:n aikana

14 Yhteenveto huuhtoutumiskentistä DOC kg ha Yöni, niitty (savimaa) Toholampi (hietamaa) Kotkanoja ja Yöni (savimaa)

15 Yhteenveto huuhtoutumiskentistä Valunnan kasvaessa DOC-kuorma kasvaa DOC kg/ha Valunta mm Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta / Jarkko Hovi

16 Yhteenveto huuhtoutumiskentistä Valunnan kasvaessa DOC-kuorma kasvaa Sulan maan aikaan sama valunta tuottaa suuremman kuorman DOC kg/ha 8 Talvi 7 Kesä Valunta mm Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta / Jarkko Hovi

17 Yhteenveto huuhtoutumiskentistä Pintamaan hiili% ja DOC-kuorman välillä on positiivinen korrelaatio Muita vaikuttavia tekijöitä ovat maalaji ja maanrakenne DOC kg ha y = x R² = Maan C%

18 Johtopäätökset Maatalousmaan liukoisen orgaanisen hiilen kuorma on samaa suuruusluokkaa kuin kivennäismaalla kasvavan metsän Pelloilta vesistöön huuhtoutuvan hiilen määrä oli seurantavuonna 17% (12-23 %) Heikkinen et al. (2013) esittämästä 0.4% vuosittaisesta (keskimäärin 220 kg ha -1 ) hiilihäviöstä. Maatalousmaasta lähtevään liukoisen hiilen kuormaan vaikuttavaa ensisijaisesti valunta (vuodenaika), mutta myös maan hiili% Yhden vuoden seurantajakson aikana ei havaittu eroja eri viljelymenetelmien vaikutuksesta DOC-kuormaan Orgaanisista peltomaista huuhtoutuvan DOC:n määrä?

19 KIITOS