Tuhkalannoitus nykytiedon valossa Suometsätalous - kutsuseminaari Vantaa 12.04.2011 Mikko Moilanen / Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Puusta ja turpeesta energiaa tuhkaa 600 000 tonnia/vuosi - määrä kasvaa lähivuosina Tuhkat takaisin metsään? - koostumus ja ravinnesisältö - sopivat kasvupaikat soille vai kankaille - haitta-aineet ja ympäristövaikutukset
Tuhkaa tutkittu Metlassa 80 vuotta Varhaisia klassikkokokeet : Vilppula Jaakkoinsuo 1937 Muhos Itkusuo ja Leppiniemi 1946-1947 Kalkitusvaikutus, avosuon metsittymisen turvaaminen 1937 1959 perustettiin 30 koetta ojitusaluemetsiin Laajoja koesarjoja 1970-luvulla: Noin 200 koemetsikköä etupäässä turvemaille Erilaiset tuhkalaadut, maaperä- ja puustovaikutukset Intensiivikokeita 1990-luvulla: Tuhkien liukoisuus, ravinnehuuhtoumat, maan hajotustoiminta Vaikutukset marjoihin, sieniin, vesistöihin, kh-kaasuihin Rakeistuksen vaikutus tuhkan ominaisuuksiin
Sitä saa mitä polttaa Tuhka sisältää kasvinravinteita: Ca 10 30 %, K 2 4 %, P 1 2 %, Zn, B, Cu (ei N!) mutta myös raskas-metalleja As, Ni, Cr, Cd, Pb, Ti, V Tuhka on emäksistä, ph 10-13 Alkuainekoostumus riippuu mm. poltettavasta materiaalista - puun ja turpeen sekapoltto yleistä Rakeistettu metsätuhka kuuluu lannoitevalmistelain piiriin
Tuhka maaperässä Pintamaan happamuus vähenee 1 3 ph-yksikköä Alkuainemäärät kasvavat moninkertaisiksi Mikrobiaktiivisuus kasvaa, hajotustoiminta vilkastuu Muutoksia typen ja hiilen kierrossa CO2- päästöt kasvavat N2O- ei merkittäviä muutoksia? NH4-päästöt vähenevät Vaikutus näkyy sekä kankailla että ojitusaluemetsissä vuosikymmeniä
Pintakasvillisuusmuutoksia Välitön vaikutus (1 v) ph- ja suolashokki: sammalet ja jäkälät kärsivät Pitkä aikaväli (3-5 vuotta ) kasvillisuus elpyy, syntyy uutta ruoho- ja heinälajistoa viljavilla turvekankailla muutokset selviä - pysyvä boniteetin nousu?
Puiden ravinnetilan muutokset Muutokset näkyvät jo levitysvuonna Neulasmassa kasvaa K- ja B-pitoisuudet nousevat Puiden P-tila korjaantuu turvemailla 2 3 vuoden kuluessa Vaikutus näkyy puiden K-tilassa 20 25 vuotta P-tilassa 30 40 vuotta Tuhkan heikoin lenkki : kaliumin nopealiukoisuus ja huuhtoutumisalttius puuston hyvä ravinnetila edellyttää kahta lannoitusta per kiertoaika
Puuston kasvumuutokset (toinen puusukupolvi) PUUTUHKA: Runsastyppiset suot (MtkgII, PtkgII): Vaikutus yleensä voimakas, puusto reagoi jo toisena kasvukautena levityksestä. Kasvunlisäys puuston ravinnetilasta riippuen 2 6 m3/ha/v kiertoajan loppuun. Niukkatyppiset turvemaat (Vatkg, PtkgI): vaikutus alkuvuosina hidas, myöhemmin (5 10 v) voimistuu (N-mineralisaatio?) tasolle 1 3 m3/ha/v. Kangasmaat: ei puustoreaktiota tai reaktio vähäinen (kun typpi minimitekijä). TURVETUHKA: Sopii fosforin puutosalueille, vaikutusta heikentää kaliumin vähäisyys. Kaliumilla terästettynä PK-lannoksen veroinen.
Esimerkki: Muhos Pelso Tuhkalannoitus vuonna 1997-9 käsittelyä, 4 toistoa - erilaisia pöly- ja raetuhkia Kasvupaikka MtkgII-PtkgII Puusto kärsinyt pitkään ankarasta fosforin ja kaliumin puutoksesta
Muhos Pelso, männyn kasvu tuhkalannoituksen jälkeen
Muhos Leppiniemi Suomen tunnetuin puutuhkakoe Lannoitus koivupuun tuhkalla vuonna 1947 Puuston kokonaistuotos (m3/ha) vuonna 2007 eli 60 vuoden jälkeen Vertailu (0) 50 Tuhkaa 8 t/ha Tuhkaa 16 t/ha 450 eli 9-kertainen 600 eli 12-kertainen Vertailu Tuhkaa 16 t/ha
Turvetuhkan vaikutus männyn kasvuun ojitetulla rämeellä
Tuhkien ympäristövaikutuksista / Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Marjat ja sienet Marjojen ja sienten ravinnepitoisuudet (P, K, Ca, B) kohoavat Raskasmetallipitoisuuksissa ei selvää vaikutusta, marjojen metallipitoisuudet (Cd, Cu, Ni) usein laskevat pitkällä aikavälillä Tuhkan levitysvuonna marjojen ja sienten keruuta vältettävä
Tuhkan liukoisuus ja huuhtoutuminen boori ja kalium liukenevat tuhkasta helposti - ja osa niistä myös huuhtoutuu ravinnemenetys fosforia ei juuri huuhtoudu turvemaiden tuhkaaloilta - P sitoutuu tuhkan Fe- ja Al-yhdisteiden kanssa raskasmetallit liukenevat erittäin hitaasti
Yhteenveto Puu- ja turvetuhka Vähentää pintamaan happamuutta Lisää alkuainemääriä Vilkastuttaa mikrobitoimintaa Tuhka soveltuu metsänlannoitteeksi ravinnepuutoksista kärsiviin suometsiin. Tuhkalannoitus on runsastyppisillä turvemailla myös taloudellisesti perusteltavissa Kalkitusvaikutuksen ansiosta puuperäinen tuhka voi olla PKlannoitetta pitkävaikutteisempi ravinnelähde. Puu- ja turvetuhkan sekoitus on hyvä cocktail. Sekä puu- että turvetuhkan laatua voidaan parantaa lisäämällä niihin kaliumia (kalisuola, biotiitti) Tuhkalla ei ole todettu haitallisia sivu- tai ympäristövaikutuksia
Aiheesta enemmän - kirjallisuustutkimuksia K. Andreas Aronsson and Nils G. A. Ekelund. 2004. Biological Effects of Wood Ash Application to Forest and Aquatic Ecosystems. Journal of Environmental Quality, Vol. 33 No. 5, p. 1595-1605. L. Augusto, M. R. Bakker and C. Meredieu. 2008. Wood ash applications to temperate forest ecosystems potential benefits and drawbacks. Plant and Soil Volume 306, Numbers 1-2, 181-198. Rona M. Pitman. 2006. Wood ash use in forestry- a review of the environmental impacts. Forestry 79, 563-588.
Kiitokset!