Puiden ravinnepuutokset ja niiden hoitaminen ojitetuilla turvemailla Mikko Moilanen, Metla Muhos Metsäntutkimuspäivä 26.3.2009
Esityksen sisältö 1. Puiden ravinnetalous metsäojitusalueilla - kasvupaikkojen välinen vaihtelu - ongelmaravinteet ja ravinnepuutosten yleisyys 2. Lannoituksen puustovaikutukset - hyviä ja huonoja lannoituskohteita - käytännön lannoitussuositukset
Suometsän ravinnetilan vaihtelu suurta kangasmetsään verrattuna Hyviä kasvupaikkoja viljavat ohutturpeiset korvet aidoista (puustoisista) räme- ja korpityypeistä kehittyneet I-tyypin turvekankaat tasapainoinen ravinnetalous vallitseva Huonoja kasvupaikkoja nevaiset suotyypit ja niistä kehittyneet II-tyypin turvekankaat epätasapainoinen ravinnetalous vallitseva kaliumin riittävyys seuraavalle puusukupolvelle? Fosforin (P) ja kaliumin (K) saatavuuden ongelmat ovat yleisiä erityisesti Lounais- ja Länsi-Suomessa sekä Pohjanmaalla.
Ravinnepuutosten ulkoisia symptomeja KALIUMIN PUUTOS MÄNNYLLÄ neulaset etenkin vanhemmat - kellastuvat tai ruskettuvat syyskesällä kärkiosistaan äärioloissa kasvupisteet tuhoutuvat, mikä johtaa päärangan vaihdoksiin ja monilatvaisuuteen
KALIUMIN PUUTOS KUUSELLA havaitaan parhaiten syyskesällä, jolloin neulaset edellisvuoden kasvaimissa ovat kauttaaltaan kellertävät tai keltaiset uusimmat neulaset ja toisaalta myös vuotta vanhemmat neulaset sen sijaan ovat selvästi vihreämmät tai vihreät
Hivenpuutos Normaali -PK -K - -K
Kasvupaikka määrää puiden ravinnetilan Ravinnepuutokset ja ravinnesuhteiden epätasapainotila korostuu, kun kyseessä entinen neva tai nevainen, märkä suo (MtkgII, PtkgII) kohde on runsastyppinen ja pintaturve pitkälle maatunutta saraturvetta turpeen paksuus yli 50 cm Puiden ravinnetila tyydyttävä/tasapainoinen, kun lähtökohtana on aito räme- tai korpityyppi turpeen paksuus on alle 30 cm Paksuturpeinen PtkgII Ohutturpeinen PtkgI
Miten puiden ravinnepitoisuudet vaihtelevat - kohteen alkuperäisen hydrologian mukaan - ojitushetken puustoisuuden mukaan - kasvupaikkatyypeittäin - turpeen paksuuden mukaan - alueittain?
Suometsien ravinnetilan vaihtelu pitkällä aikavälillä Tutkimusaineisto: neulasnäytteiden ravinnemäärityksiä ja puustomittauksia * 1960-1990-luvuilla perustetuilta männiköiden lannoituskokeilta * männyn ravinnetilan pysyvistä seurantametsiköistä (standardikokeet) * turvemaiden harvennus-, kunnostusojituskohteilta * turvemaiden uudistamiskohteilta Tutkimusmetsiköitä 494 kpl, joista neulasnäytteitä yli 2500 kpl. Puustomittauksia tehty 150 metsikössä n. 2000 koealalta.
Ravinnepuutosten yleisyys suon eri päämuodoilla (n = 33 metsikköä, 971 männyn neulasnäytettä) Päämuoto Turpeessa typpeä Pitoisuus alle puutosrajan, % hav. N P K Aito räme Niukasti 47 36 7 Sekatyypin räme Keskimääräisesti 26 52 28 Entinen avosuo Runsaasti 14 72 44 Puutosrajat : N 12 mg/g P 1.3 mg/g K 3.5 mg/g P- ja K-puutostila esiintyy usein samanaikaisesti
Männyn neulasten N- P ja K- pitoisuudet eri kasvupaikoilla Mitäparempi/yltäkylläisempi N-tila, sitä heikompi P- ja K-tila N, % 1,45 1,4 1,35 1,3 1,25 1,2 1,15 TYPPI 1,1 Ruoho- Suursara Piensara- Tupasvilla Aito Seka Avo 1,45 FOSFORI 4,4 KALIUM 1,4 4,3 4,2 1,35 4,1 P, m g /g 1,3 1,25 K, m g/g 4 3,9 3,8 1,2 3,7 1,15 3,6 3,5 1,1 Ruoho- Suursara Piensara- Tupasvilla Aito Seka Avo 3,4 3,3 Ruoho- Suursara Piensara- Tupasvilla Aito Seka Avo
Turvekerroksen paksuus ja puiden K-tila Genuine = puustoinen lähtötila Composite = vähäpuustoinen lähtötilanne Treeless = entinen neva
Männyn neulasten K-pitoisuus vs. turpeen N-pitoisuus vs. korkeusasema 5,0 Korkeus alle 100m mpy Korkeus yli 100m mpy 4,5 Neulasten K, mg/g 4,0 3,5 3,0 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 Turpeen N, %
Lannoituksen puustovaikutukset Mikä on puiden lannoitusvaste, kun - ravinneongelmia (P, K) ei ole - ravinne-epätasapaino on lievä - ravinne-epätasapaino on voimakas?
Suometsien lannoitushistoria Suometsiä on lannoitettu kaikkiaan 1,7 milj. hehtaaria = 1/3-osa ojitettujen soiden kokonaisalasta. 140000 120000 100000 Hehtaaria Turvemaiden lannoitusalat vuosina 1965-2003 Lannoituksilla on tuotettu lisäpuuta arviolta 45-50 milj. m 3. Olisiko terveyslannoituksia lisättävä? 80000 60000 40000 Kohdevalinnan ongelmat? 20000 0 KMO-tavoite: 30 000 ha/vuosi AMO tavoite (Pohjois-Pohjanmaa): 10 000 ha/v
Lannoituskokeissa käytettyjä lannoitteita Fosfori- ja kalilannoitteet, urea- ja nitraattityppi, hivenlannoitteet, puu- ja turvetuhkat PKB-käsittely - fosforia 30 70 kg/ha ( = 10 20 % turpeen P-varoihin verrattuna) - kaliumia 60 300 kg/ha ( = 100 500 % turpeen K-varoihin verrattuna) - booria 1 2 kg/a (= 100 300 % turpeen N-käsittely - typpeä 90 100 kg/ha ( = 2 4 % turpeen N-varoihin verrattuna) Huom! Lannoitteet sisältävät vaihtelevasti muitakin kuin em. ravinteita, mm. Ca, Mg, S, Cu, Zn
Lannoitusvaste nk. standardimetsiköissä - 7 puolukkaturvekangasta, puusto 6 10 m:n mittaista männikköä - seurattu puiden ravinnetilan vuotuista vaihtelua vuodesta 2000 alkaen - tutkimus jatkuu vuoteen 2030 Neulasten P-pitoisuus eri vuosina Neulasten K-pitoisuus eri vuosina.joensuu Ravinnetila Neulasten P- ja K-sisältö Vertailu PK-lannoitettu Ei puutosta 100 110 120 Lievä P- ja K-puutos 100 135 150 Ankara P- ja K-puutos 100 175 200
Lannoitusvaste vanhoilla lannoituskokeilla Neulasten ravinnesisällössä tapahtunut muutos 15 vuoden kuluttua lannoituksesta (35 metsikköä). Vertailupuiden N-pitoisuus, % < 1.20 (ankara puutos) 116 1.20-1.30 (lievä puutos) 112 > 1.30 (ei puutosta) 115 Vertailupuiden P-pitoisuus, mg/g < 1.30 (ankara puutos) 179 1.30-1.60 (lievä puutos) 135 > 1.60 (ei puutosta) 103 Vertailupuiden K-pitoisuus, mg/g < 3.50 (ankara puutos) 172 3.50-4.50 (lievä puutos) 135 > 4.50 (ei puutosta) 103 Lannoitettu (vertailu = 100)
Neulasten ravinnesisällön ja kasvun muutos lannoituksen jälkeen Lannoituksen aiheuttama tilavuuskasvun muutos (ei muutosta = 100) 'Kaslis_suht_10_20 400 400 300 300 200 200 100 100 'Kaslis_suht_10_20 = -44,97 + 1,43 * Pcont_lis_suht R-Square = 0,89 A A A A A A A A A A A A A A A Linear Regression with 95,00% Mean Prediction Interval 100,000000000000 200,000000000000 150,000000000000 250,000000000000 100 150 200 250 Pcont_lis_suht Lannoituksen aiheuttama neulasten P-sisällön muutos (ei muutosta = 100)
Lannoitusreaktio ja puun ravinnetila Ravinnetila ennen lannoitusta Puuston kasvu lannoituksen jälkeen Ei ravinnepuutoksia 1.2 1.3 -kertainen ( = 0,25 1,0 m 3 /ha/v) Lievä P- ja K-puutos 1.4 1.6 kertainen ( = 0,75 2,5 m 3 /ha/v) Ankara P- ja K-puutos 2 3 -kertainen ( =1,0 5,0 m 3 /ha/v 6 5 m 3/ha/v 4 3 2 1 0 Nolla PK Tuhka 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996
Esimerkkejä lannoituksen puustovaikutuksista Puiden P- ja K-tila tyydyttävä, N-tila hyvä 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Nolla PK-lannos Kasvu, m3/ha/v 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 Vuosi
Esimerkkejä lannoituksen puustovaikutuksista Männyn tilavuuden kehitys 250 Ei lannoitusta PK-lannos PK-lannos+Urea Paksuturpeinen nevaräme, PtkgII ru n k o tila v u u s, m 3 /h a 200 150 100 50 Ankara P- ja K-puutos, N-tila hyvä Runkotilavuuden muutos 28 vuoden aikana: Ei lannoitusta: 57 m 3 ha -1 0 1982 1988 1994 2000 2006 PK-lannos: 217 m 3 ha -1 PK-lannos+Urea: 215 m 3 ha -1 Harvennushakkuu: - Lannoittamaton 35 m 3 /ha - Lannoitettu 80 m 3 /ha
Onko turvemaiden typpilannoitus perusteltavissa? P- ja K-tila heikko, N-tila hyvä m 3/ha 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 4 3,5 3 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 PtkgII Vatkg Nolla PK+N PK 2,5 Nolla P- ja K-tila tyydyttävä, m3/ha 2 1,5 PK400 PK400U200 N-tila heikko 1 0,5 0 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999
Lannoitusvaikutuksen suuruus ja kestoaika PUULAJI - Mänty reagoi voimakkaammin kuin kuusi - Kuusi reagoi voimakkaammin kuin hieskoivu TURVEKANGASTYYPPI - Vatkg (NPK) 1 2 m3/ha/v; noin 15 vuotta - PtkgI, MtkgI (PKB) 0,5 1,5 m3/ha/v; 20 vuotta kiertoajan loppu - PtkgII-MtkgII (PKB) 2 4 m3/ha/v; 30 vuotta kiertoajan loppu LANNOITELAJI - N-lannoite, vaikutus noin 10 vuotta - PKB-lannoite, vaikutus 15 25 vuotta (K, B), 25 35 vuotta (P) - Hidasliukoinen biotiitti vaikuttaa K-tilaan kauemmin kuin kalisuola - Puutuhka vaikuttaa kuten PK-lannos
Riittääkö yksi lannoituskerta metsikön kiertoajalle? Ei riitä nykyisillä käytettävissä olevilla lannoitteilla, mikäli halutaan turvata puuston täysi kasvukunto II-tyypin turvekankailla 1 2 jatkolannoitusta kiertoajan kuluessa Jatkolannoitusajankohta 20 30 vuotta peruslannoituksesta PK:lla tai K:lla Sitoutuminen toistuviin lannoituksiin myös seuraavassa puusukupolvessa? - kustannukset vs. lisäkasvu - tutkimustietoa ei ole riittävästi
Yhteenveto Suopuiden ravinnetila vaihtelee suon alkuperästä ja kasvupaikkatyypistä riippuen turpeen paksuus ja alueellinen sijainti määrääviä tekijöitä Lannoitus suometsissä on perusteltua, kun puiden luontainen typpitalous on turvattu (turpeen N-pitoisuus > 2 % k.a. ja maatuneisuusluokka (von Post) > 4 turpeen paksuus on yli 30-40 cm puusto on mänty(kuusi)valtaista ulkoisia ravinnepuutosoireita on havaittavissa neulasten P- ja K-pitoisuudet ovat alla puutosrajojen