Turvemaan ravinnevarat ja niiden riittävyys metsäojitusalueilla Metsämaan ravinneolot muuttuvassa ympäristössä Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen toimintayksikkö, 26.3.29 Raija Laiho Helsingin yliopisto, metsäekologian laitos
Ravinteet tulevat turvemaahan: vedestä! biologinen ja kemiallinen pidättyminen/ huuhtoutuminen kasveista! ekohydrologia määrää kasvillisuuden ravinteidenotto maasta/ maavedestä karikkeenmuodostus hajotus hajotuksessa vapautuvien ravinteiden pidättyminen/ huuhtoutuminen hajoamaton kerrostuu turpeeksi
Miten suon ravinteisuus määräytyy? Valuma-alueen ominaisuudet: valuma-alueen koko ja muoto pohjamaan laatu Ilmasto (sadanta, haihdunta, lämpöolot) Laskeuma (ilman laatu) Turpeen paksuuskasvu (yhteys pohjamaahan) Jokainen suo on erilainen.
Mitä eroa kivennäis- ja turvemailla? Ravinnemäärät (kg m -2 ) -3 cm:n maakerroksessa ("kokonaismäärät").6.5.4.3.2 Ptkg (I&II) VT.1 N P K Ca Mg Lähde: Westman & Laiho 23
Pääravinteiden määräsuhteet Westman & Laiho 23
Riittävätkö turvemaan ravinteet puuston kasvuun?
Puuston sitomien ravinnemäärien arviointi 12 1 K, kg ha -1 12 1 8 6 4 2 Mg, g 5 1 15 2 25 3 35 DBH, cm 8 6 4 2 25 2 15 1 VSR, E-S TR-IR RhSR VSR, P-S 5 1 15 2 25 3 5 P, kg ha -1 VSR, E-S TR-IR RhSR VSR, P-S 5 1 15 2 25 3 Runkotilavuus, m 3 ha -1
Ravinnetilan muutosten arviointi kronosekvenssi-lähestymistavalla Kasvupaikkatyyppien sisäisen vaihtelun vuoksi aineiston on oltava suuri! VSR, N, kg ha -1-5 cm turvekerros 15 1 5 2 4 6 VUOSIA OJITUKSESTA
4 3 Ravinteikkaammat (saraturve) Puusto Typpi Karummat (rahkaturve) Puusto 2 1 N, kg ha -1 15 Turve 5 cm Turve 5 cm 1 5 RhSR VSR TSR LkR Vuosia ojituksesta
Fosfori 3 25 Puusto Ravinteikkaammat Puusto Karummat 2 15 1 5 P, kg ha -1 1 8 Turve 5 cm Turve 5 cm 6 4 2 Vuosia ojituksesta
Kalium 1 8 Puusto Ravinteikkaammat Puusto Karummat 6 4 2 K, kg ha -1 2 Turve 5 cm Turve 5 cm 15 1 5 Vuosia ojituksesta
Kalsium 2 Puusto Ravinteikkaammat Puusto Karummat 15 1 5 Ca, kg ha -1 4 Turve 5 cm Turve 5 cm 3 2 1 Vuosia ojituksesta
Magnesium 4 Puusto Ravinteikkaammat Puusto Karummat 3 2 1 Mg, kg ha -1 8 Turve 5 cm Turve 5 cm 6 4 2 Vuosia ojituksesta
Sinkki 5 4 Puusto Ravinteikkaammat Puusto Karummat 3 2 1 Zn, kg ha -1 2 15 1 5 Turve 5 cm Turve 5 cm Vuosia ojituksesta
Kuinka tämä voi olla mahdollista?
1. Suon pinta painuu ja turve tiivistyy Syvyys, cm Saraturve -1-2 -3-4 -5-6..5.1.15 Rahkaturve -1-2 -3-4 -5-6..5.1.15 Turpeen tiheys, g cm -3
...eli pintaturpeessa on ojitusalueella tilavuusyksikköä kohti enemmän kiintoainesta ja ravinteita, jollei pitoisuus oleellisesti pienene kuin vastaavalla luonnontilaisella suolla.
No katsotaanpa pitoisuuksia: 1.4 Ravinteikkaammat 1.4 Karummat 1.2 1.2 1. 1. P, mg g -1.8.6.4.8.6.4.2. RhSR VSR.2. TSR LkR Vuosia ojituksesta
Ravinteikkaammat Karummat.5 Ravinteikkaammat.5 Karummat.4.4 K, mg g -1.3.2.3.2.1.1.. Vuosia ojituksesta Vuosia ojituksesta
Syvyys turpeen pinnasta alaspäin, cm K, mg g -1..2.4.6.8-1 -2-3 -4-5 -6 Ravinteikkaammat K, mg cm -3 Ojittamaton Ojitettu 41-6 v...2.4.6-1 -2-3 -4-5 -6 Karummat K, mg g -1..2.4.6.8-1 -2-3 -4-5 -6 K, mg cm -3..2.4.6-1 -2-3 -4-5 -6
Ravinteikkaammat Karummat Syvyys turpeen pinnasta alaspäin, cm -1-2 -3-4 -5-6 Ca, mg g -1 1 2 3 4 5 6 Ca, mg cm -3..2.4.6-1 -2-3 -4-5 -6 Ca, mg g -1 1 2 3 4 5 6 Ca, mg cm -3..2.4.6-1 -2-3 -4-5 -6-1 -2-3 -4-5 -6
2. Kaliumvarat ovat suhteellisen niukat: systeemiin veden tai kuivalaskeuman mukana tuleva kaliumlisäys pidättyy kasvillisuuden kiertoon (joka onkin lähes ainoa kaliumia turvemaaekosysteemissä pidättävä mekanismi!)
Näin silloin, kun kaikki menee hyvin Yleensä maan ravinnevarat riittävät puuston tarpeisiin ("metsänkasvatuskelpoisilla" soilla)
Harvennuksen vaikutus puiden ravinnetilaan
Mikä sitten (voi) aiheuttaa ongelmia? Missä? Miksi? Luontaiset syyt Metsätalouden aiheuttamat
Alueellinen vaihtelu: Lounais- ja Länsi-Suomen nuorilla tasaisilla mailla kaliumia ja (joitakin) hivenravinteita niukasti??
K-pitoisuus Westman & Laiho 23 aineiston koealoilla 74 73 72 71 Mtkg II Ptkg I Ptkg II -3 cm turvekerros Vaihteluväli,18 4,65 mg/g (Ptkg II) North 7 69 68 67 66 1 2 3 4 5 6 7 8 East
74 Kaliumin määrä 3 cm turvekerroksessa (turpeen paksuus > 3 cm) North 73 72 71 7 Mtkg II Vaihteluväli 5 25 kg/ha; kuvan maksimi 16 kg/ha 69 68 67 66 1 2 3 4 5 6 7 East
74 Mtkg II Kaliumin määrä 3 cm turvekerroksessa (turpeen paksuus 1 m tai yli) Vaihteluväli 5 44 kg/ha North 72 7 68 66 1 2 3 4 5 6 7 8 East
Kaliumin määrä 3 cm turvekerroksessa (turpeen paksuus > 3 cm) North 74 73 72 71 7 Ptkg II Vaihteluväli 5 347 kg/ha; kuvassa maksimi 31 kg/ha 69 68 67 66 1 2 3 4 5 6 7 8 East
74 73 Ptkg II Kaliumin määrä 3 cm turvekerroksessa (turpeen paksuus 1 m tai yli) Vaihteluväli 5 31 kg/ha North 72 71 7 69 68 67 66 1 2 3 4 5 6 7 8 East
(Vanhat) inventointiaineistot eivät näytä tukevan selkeää (laajempien) riskialueiden tunnistamista.
Epätasapainotilanteet: Missä typpeä runsaasti mutta mineraaliravinteita niukasti, mineraaliravinteet voivat loppua suhteessa typpeen --> kasvuhäiriöt, kuolema Yleisin tilanne: alunperin märät runsastyppiset suot (avosuot, sekatyyppien märimmät variantit, erityisesti korvet): kaliumin määrä maassa liian pieni
Valtapuumäntyjen K-puutoksen esiintymistodennäköisyys (p) ohut- ja paksuturpeisilla nevoilla ja nevarämeillä (Saarinen 1997, 42 koealaa Honkajoella)
"Riskikasvupaikkatyyppien" (Ptkg II, Mtkg II) analyysissä ei onnistuttu selittämään niiden pintaturpeen kaliumpitoisuuden sisäistä vaihtelua ulkoisten tunnusten avulla (Laiho ym. 28, Silva Fennica). Kasvupaikkatyyppi ja ulkoiset oireet toistaiseksi ainoat apukeinot
Ratkaisumahdollisuudet: Lannoitus Hylkääminen
Metsäojituksen seurauksena: Emäskationit (Ca, Mg) vähenevät maassa paitsi puuston oton, myös huuhtoutumisen seurauksena. Pitkäaikaiset seuraukset? Hakkuut häiritsevät K:n biologista kiertoa: huuhtoutuuko pois? Hivenravinteet? Kertyykö lämpötaloutta heikentävä ja ravinteiden vapautumista hidastava kunttakerros? (hidastaa, muttei tapa)
Uudistamisen yhteydessä Vedenpinnan väliaikainen nousu todennäköisesti edesauttaa K:n huuhtoutumista, sekä turpeesta että hakkuutähteistä Missä vähän Fe ja Al, myös P voi lähteä liikkeelle (Nieminen 23) Vesiensuojelu! Kasvupaikan ravinnetilan suojelu!
Ratkaisumahdollisuudet: Hakkuu- ja uudistusmenetelmät? -> ravinteita pidättävä kasvillisuus! Ei kokopuukorjuuta/hakkuutähteen korjuuta paksuturpeisilla räme- ja nevasyntyisillä kohteilla? huuhtoutuu kumminkin?? Lannoitus? milloin, montako kertaa?