Maanparannusaineiden ravinteiden käyttökelpoisuus Tapio Salo MTT/Kasvintuotannon tutkimus
Aiheet Ravinteiden käyttökelpoisuus Kokemuksia analyysimenetelmistä Kokemuksia kenttäkokeista
Ravinteiden käyttökelpoisuus Typpi Liukoinen typpi Epäorgaaninen (ammonium- ja nitraattityppi) käyttökelpoista Pienet orgaaniset yhdisteet (aminohapot jne.) hajoavat myös nopeasti Orgaaninen typpi Hajoamisnopeus riippuu materiaalin hiilen ja typen suhteesta Maassa olevan orgaanisen aineksen (korkea C/N) hajotus voi sitoa myös epäorgaanista typpeä Ammoniakin haihtuminen voi olla huomattava Fosfori Epäorgaaninen fosfori Liukoista, voi sitoutua anioninvaihtopinnoille Orgaaninen fosfori Vapautuu hajotuksen myötä Muut ravinteet
Analyysimenetelmät Kokonaistyppi Kjeldahl-poltto tai LECO Yleensä kokonaistyppi yksiselitteisesti mitattavissa Liukoinen (käyttökelpoinen) typpi Käytettävä uuttoliuos (suolaliuokset, vesi (1:5) ) Vaihtaako riittävän hyvin myös ammoniumin? Määritetäänkö suodoksesta? ammoniumtyppi + nitraattityppi + pienet (liukoiset) orgaaniset yhdisteet (huokoskoko suodatuksessa, sentrifugoinnin kierrosluku tms.?) Kokonaisfosfori Poltto, happouutto, kuvaa melko hyvin käyttökelpoisuutta orgaanisilla materiaaleilla (puhdistamolietteet saostuskemikaaleineen hankalia) Liukoinen fosfori Vesiuuttoja: 1:5 CEN-standardi, 1:60 (Hedleyn fraktioinnin aloitus), 1:500
Kokonais- ja liukoisen typen analyysit Kokonaistyppi ja liukoiset typet 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Biojätekomposti Hevosen turvelanta Separoitu mädätyksen kuivaosa S. lietelanta kuivaosa +saostus S. neste + saostus KuivaosaRae Kalkkistab. puhdistamoliete SianLietelanta N kg/tn Lanta_KokN 1:5 vesiuutto 1:60 vesiuutto Lanta_LiukN
Kokonais- ja liukoinen fosfori, korkea kuiva-ainepitoisuus Kokonais- ja liukoinen P 10 9 22 kg/tn 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Biojätekomposti Hevosen turvelanta Separoitu mädätyksen kuiva-osa S. lietelanta kuivaosa +saostus S. neste + saostus P kg/tn KuivaosaRae Puhdistamoliete SianLietelanta LantaP 1:5 kokp 1:5 PO4P 1:60 kokp 1:60 PO4P Mikäli levitetään korkeita kokonaisfosforimääriä, maan P-luku nousee.
Kokonais- ja liukoinen fosfori, matala kuiva-ainepitoisuus Kokonais- ja liukoinen P 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 MädätettyLietelanta MädätettyLietelanta Nesteosa Nesteosa Nestepix Nestepix P kg/tn LantaP 1:5 kokp 1:5 PO4P 1:60 kokp 1:60 PO4P
Esimerkki sianlannan fosforin Hedleyn fraktioinnista. Dieetin fosforipitoisuutta on kasvatettu lisäämällä dieettiin fosforikivennäistä. Selvin muutos lannan fosforiliukoisuudessa oli happoliukoisen fosforipitoisuuden kasvu(hcl). Kuvassa on vain epäorgaaninen fosforipitoisuus. koe 310 30.0 27.5 25.0 22.5 Pi HCl Pi NaOH Pi NaHCO 3 Pi H 2 O g kg -1 ilmakuivaa näytettä 20.0 17.5 15.0 12.5 10.0 7.5 5.0 2.5 0.0 tot-p 17,2 tot-p 18,1 tot-p 19,9 tot-p 24,1 tot-p 28,1 tot-p 30,8
Lisätyn orgaanisen aineksen hajoaminen 2500 m g CO2-C / 1 kg soil CO2-C production / 1 kg soil 1 g plant No Ref_Ryegrass PigSlurry CattleSlurry Biowastecompost 2000 DigestedSewageSludge DigestedPigSlurry DriedSewSludge 1500 SewSludgeCompH SewSludgeCompF 1000 500 0 21.6.2009 1.7.2009 11.7.2009 21.7.2009 31.7.2009 10.8.2009 20.8.2009 30.8.2009 9.9.2009
Percentage of added C decomposed 50 45 40 CO2-C % of added 35 30 25 20 15 Ref_Ryegrass PigSlurry CattleSlurry Biowastecompost DigestedSewageSludge DigestedPigSlurry DriedSewSludge SewSludgeCompH SewSludgeCompF 10 5 0 26.6.2009 6.7.2009 16.7.2009 26.7.2009 5.8.2009 15.8.2009 25.8.2009 4.9.2009 14.9.2009
Kenttäkokeet - levitysmäärät Käsittelyiden levitysmäärät pyrittiin valitseman ensimmäisen rajoittavan tekijän perusteella: Kokonaistyppi (170 kg/ha karjanlannasta vuodessa) Liukoinen typpi (lanta-analyysin mukainen 90 kg/ha) Fosfori (75 kg/ha kasveille käyttökelpoista, viiden vuoden annos) Haitalliset metallit (Cd 6 g/ha, neljän vuoden annos) Liukoisen typen tavoitetaso oli 90 kg/ha. Tarvittaessa typpitäydennys väkilannoitteella tavoitetason saavuttamiseksi ennakkonäytteiden mukaisesti. NPK-väkilannoitetasot 0,30,60,90,120,150 verranteina
Kokeet 2008-2009 Lantaa ja lannoitevalmisteita 2008, jälkivaikutus 2009 Sian lietelanta, raaka ja separoitu+(kemikaali) Hevosenlanta, biojätekomposti, kalkkistabiloitu ( tilamenetelmä ) Biokaasulaitoksen kuivaosa ja kuivarae Syyslevitys 2008 Naudan lietelanta, hevosenlanta Biokaasulaitoksen kuivaosa ja kuivarae, biojätekomposti, kalkkistabiloitu ( tilamenetelmä ) Orgaaninen lannoite (S) Liukoisen typpilannoituksen tavoitetaso 60-90 kg/ha
AINEISTO JA MENETELMÄT koejäsenet 2008 Typpitasot (kg/ha) (Pellon Y 6 (17-4-13); myös täydennyksissä: A1 0 A2 30 A3 60 A4 90 A5 120 A6 150 Käsittelyt B1 Mädättämätön sian lietelanta B2 Separoidun mädättämättömän sian lietelannan nesteosa + P saostus C1 Separoitu kuivaosa mädätteestä, kuivarakeen raaka-aine (C2-C4) C2 Kuivarae MULLATTUNA TYPPITÄYDENNYKSELLÄ C3 Kuivarae SIJOITETTUNA TYPPITÄYDENNYKSELLÄ C4 Kuivarae MULLATTUNA ILMAN TYPPITÄYDENNYSTÄ D1 Hevosen turvelanta MULLATTUNA ILMAN TYPPITÄYDENNYSTÄ D2 Hevosen turvelanta MULLATTUNA TYPPITÄYDENNYKSELLÄ E Biojätekomposti F Kalkkistabiloitu puhdistamoliete (64 kg Ca(OH) 2 /t, Jokioisten puhdistamo, MTT:n stabiloima)
TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU NORMISATO 6000 5500 5000 kg/ha 4500 4000 3500 3000 A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 C1 C2 C3 C4 D1 D2 E F Käsittely Sato ei merkittävästi kasvanut yli 60 kg/ha typpitasoilla. Ilman lannoitustakin saatiin varsin hyvä sato Eräillä käsittelyillä, kuivarae ja hevosen turvelanta, saatiin typpitäydennyksellä parempi sato kuin mitä väkilannoitteella voitiin saavuttaa millään typpitasolla
Jälkivaikutus 2009 Vuoden 2008 käsittelyillä (suluissa) ei merkittävää vaikutusta seuraavan vuoden satoon, kalkkistabiloidulla lietteellä pientä vaikutusta 25000 20000 g/ satoruutu 15000 10000 5000 0 (Kalkkistabiloitu) (Biojätekomposti) (Hevosenlanta+N) (Hevosenlanta) (Kuivarae) (Kuivarae(sij)+N) (Kuivarae+N) (Kuivaosa) (Nesteosa) (Sian liete) (N150) (N120) N90 N60 N30 N0
Syyslevitys 2008 Tuote tn/ha Tot N NH4-N (kevät N=75%) Tot-P Biojätekomposti 80 580 53 40 192 BK kuiva-aine 30 171 32 24 230 BK rae 4,7 62 30 23 100 Hevosenlanta 30 110 12 12 21 Ks. puhdistamoliete 44,8 199 28 20 102
Satofunktio typen suhteen Sato kg/ha 6000 y = -0.1048x 2 + 38.188x + 1770.7 R 2 = 0.9996 5000 4000 3000 Sarja1 Polyn. (Sarja1) 2000 1000 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Typpilannoitus kg/ha
Jyväsadot, syyslevityskenttä 6000 5000 Kuiva-ainesato kg/h 4000 3000 2000 1000 Ka_sato kg/ha SD 0 Biokaasulaitoksen kuivarae+n Biokaasulaitoksen kuivarae Biokaasulaitoksen kuivaosa Biojätekomposti Ks. Puhdistamoliete Hevosen turvelanta + N75 Hevosen turvelanta Naudanliete+N75 Naudanliete N150 N120 N90 N60 N30 N0
Poikkeama kevään väkilannoitustason odotussadosta 60 50 40 % odotussadosta 30 20 10 Poikkeama 0-10 -20 N0 N30 N60 N90 N120 N150 Naudanliete Naudanliete+N75 Hevosen turvelanta Hevosen turvelanta + N75 Ks. Puhdistamoliete Biojätekomposti Biokaasulaitoksen kuivaosa Biokaasulaitoksen kuivarae Biokaasulaitoksen kuivarae+n6
Syyslevitys 2008 Tuote tn/ha Tot N kg/ha (kevät N=75%) Lannoitusvaikutus kg/ha Biojätekomposti 80 580 40 5 BK kuiva-aine 30 171 24 15 BK rae 4,7 62 23 0 Hevosenlanta 30 110 12 0 Ks. puhdistamoliete 44,8 199 20 28
Kokeet 2009 Kevätlevitys 2009 Biojätekomposti, lietekomposti (2 kpl), Kemicond-liete Biokaasulaitoksen nesteosa, kuivaosa (2 kpl) ja kuivarae (2 kpl) Liukoisen typpilannoituksen tavoitetaso 60-90 kg/ha Muhituskoe laboratoriossa (kesä 2009-kevät 2010) Hiilidioksidin tuotto ja typen mineralisaatio Biojätekomposti, lietekomposti (2kpl), biokaasulaitoksen kuivaosa (2 kpl) ja rae, sian ja naudan lietelanta
Levitysmäärät ja NP-tasot kevät 2009 Tuote Levitys tn/ha Tot-N NH4-N Tot-P B1, rejektivesi 16 106 90 13 C, (NH4) 2 SO4 2,6 90 90 - D1, kuivaosa1 15 140 90 110 x0,4 D2, kuivaosa2 (pl) 35 259 90 176 x0,4 D3, biojätekomposti 48 480 90 64 D4, lietekomposti 1 58 329 51 188 x0,4 D5, Kemicond 51 416 11 108 x0,4 D6, Kemicond+N75 11+75 D7, lietekomposti 2 48 299 62 202 x0,4 E1, kuivarae 1 6 85 14 132 x0,4 E2, kuivarae 1 +N75 14+75 E3, kuivarae 2 6 247 17 393 x0,4 E4, kuivarae 2 + N75 17+75
TYPPITASON VAIKUTUS OHRA- SATOON TUORLA KAARINA 2009 Varsin korkea sato ilman typpilannoitusta Lähes lineaarinen satovaste tavoitetasolle (90 kg N/ha asti. Satomaksimi saavutettiin käytettyjen typpitasojen puitteissa. Typpikilo tuotti tavoitetasolle saakka noin 39,5 kg ohraa. 60 senttiä tuotti 3,16. Petri Kapuinen
SATOPOIKKEAMA ODOTUSARVOSTA Ennuste on laskettu lantaanalyysilla määritetyn liukoisen typen määrän mukaisesti. Typpitasot A1 A6, 0 150 kg N/ha B rejektivesi kylvön yhteydessä (1) ja kasvustoon pyöränjälki mukaan lukien (B2_1) ja ilman sitä (B2_2). Ammoniumsulfaatti kylvön yhteydessä (C1) ja pieni osuus kasvustoon (C2) D1 D7 kiinteitä orgaanisia lannoitevalmisteita. E1 ja E3 kuivarakeita N-täydennyksettä, E2 ja E4 täydennyksellä. Petri Kapuinen
POHDINTAA Kenttäkokeet on nyt tehty vaativimman käytön mukaan. Kaikki typpi otetaan orgaanisesta lannoitevalmisteesta, jolloin sen typen oikealla määrällä on radikaalit vaikutukset satoon. Koekasvi on ollut ohra, jolloin liukoisen typen nopea liukoisuus on edellytys hyvälle ja laadukkaalle sadolle. Vaihtoehtoisesti otetaan vain pieni osa liukoisesta typestä orgaanisesta lannoitevalmisteesta ja täydennetään kemiallisten lannoitteiden typellä. Tämä strategia antaa paljon anteeksi. On mielekäs lannoitevalmisteilla, joista tuleva fosfori tai haitallisten metallien kuormitus on yli vuoden keskimääräisen sallitun määrän, jos levitettään typen mukaan. => Levitetään useammin mutta vähemmän. Petri Kapuinen