Browsing by Subject "typpioksiduuli"

Peatlands are significant pools of carbon and nitrogen. Forestry-drained peatlands have lower methane emissions than undisturbed peatlands, but emissions of carbon dioxide and nitrous oxide increase after ditching. The effect of ditching on the emissions of peat is stronger on nutrient-rich peatlands than on nutrient-poor peatlands. However, the growing vegetation and wood production form a large carbon sink. So far, forestry-drained peatlands have mainly been carbon sinks in Finland. There are 4.6 million hectares of forestry-drained peatlands in Finland. Ditching peatlands for forestry started in the beginning of the 20th century, and was on its height from 1960s to 1980s. Forestry-drained peatlands are reaching maturity now, but there is little knowledge about the effect of forest management practices on greenhouse gas emissions from forestry-drained peatlands. The purpose of this study is to investigate the effect of logging residues on emissions of carbon dioxide, methane and nitrous oxide from forestry-drained peatlands. Greenhouse gas emissions were measured from the nutrient-rich peatland Lettosuo in Tammela that was drained for forestry in 1969. In early spring of 2016, dominant pine trees were harvested to make room for spruce undergrowth. During the harvest, the harvester formed piles of logging residues on its tracks to avoid erosion of the soil. Five plots were established and measurements taken with the closed-chamber method during 2016-2017. On each of the five plots, two chamber collars were installed on the machine’s tracks, full of logging residues, and other two collars were installed outside of the tracks with little to no logging residues. In addition to greenhouse gas emissions, the dry mass of the logging residues, temperature and groundwater level were measured. Carbon dioxide emissions from residue-covered collars was measured at 0.81–0.88 g m-2 h-1. The fluxes were 1.5-2 times larger than on the control collars (0.40–0.54 g m-2 h-1). A kilogram of logging residues raised the emissions by 0.10 ± 0.01 g m-2 h-1. Compared to the dry mass of branches, the dry mass of needles increased the emissions fourfold. On plots 1-4, the collars installed in the groove of the harvester’s tracks were the only sources of methane by 0.0055 mg m-2 h-1. The methane flux of the other collars varied between -0.0035 and 0.0136 mg m-2 h-1. A kilogram of logging residues raised methane fluxes by 0.003 ± 0.001 mg m-2 h-1. Again, the effect of needles was quadruple as compared to branches. Plot #5 was investigated separately due to the Eriophorum vaginatum that had grown inside the collars. On all plots, nitrous oxide emissions didn’t significantly differ from collar to collar, even though emissions measured from logging-residue covered collars (0.20–0.30 mg m-2 h 1) were two to three times larger than on the other collars (0,10 mg m-2 h-1). Logging residues and the mechanical impact of the harvester on the peat soil increase emissions of carbon dioxide and methane. Emissions of nitrous oxide also increase, but the variance of measured emissions and the small sample size rendered the results statistically insignificant.

Orgaanisia eli eloperäisiä lannoitteita käyttämällä voidaan vähentää lannoitteiden valmistuksessa tarvittavan energian määrää sekä neitseellisten raaka-aineiden käyttöä. Niitä voidaan valmistaa esimerkiksi erilaisista jätemateriaaleista, teollisuuden sivujakeista ja eläinten lannasta, joten niiden käyttö tukee kiertotaloutta ja kestävää kehitystä. Orgaanisissa lannoitteissa ravinteet eivät kuitenkaan ole sellaisenaan kasveille käyttökelpoisia, vaan lannoitteiden pitää ensin mineralisoitua, jotta ravinteet vapautuvat. Mineralisaatioon kuluvaan aikaan ja prosessin voimakkuuteen vaikuttavat maaperän olosuhteet, minkä vuoksi lannoitusvaikutuksen ennustaminen voi olla vaikeampaa kuin epäorgaanisia mineraalilannoitteita käytettäessä. Orgaanisten lannoitteiden käytön yleistymiseksi on tärkeää tuntea erilaisista materiaaleista valmistettujen lannoitteiden ominaisuudet sekä niiden väliset erot. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, eroavatko broilerinlantaan ja verijauhoon pohjautuvat orgaaniset lannoitteet toisistaan kasveille käyttökelpoisen typen ja fosforin vapautumisen suhteen. Lisäksi selvitettiin lannoitteiden vaikutusta maan hiilidioksidin (CO2) ja typpioksiduulin (N2O) tuottoon. Tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää apuna valittaessa sopivaa lannoitetta vastaamaan kasvin kulloistakin ravinnetarvetta kasvukauden eri ajankohtina sekä pyrittäessä minimoimaan maan ravinnetappiot. Tutkimus toteutettiin kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa neljän viikon muhitus- eli inkubointikokeen avulla kuudella eri orgaanisella lannoitteella, joiden määrä vakioitiin typen suhteen (200 mg N kg-1 maata). Lannoitteet käytettiin niiden myyntimuodossa eli rakeena, ja lisäksi testattiin rakeen jauhamisen vaikutusta yhdellä lannoitteella. Liukoisen typen pitoisuus oli broilerinlantapohjaisilla lannoitteilla kokeen alussa selvästi korkeampi kuin verijauhollisilla lannoitteilla. Ammoniumtypen pitoisuudet olivat kaikilla lannoitteilla korkeimmillaan kokeen kahden ensimmäisen viikon aikana, jonka jälkeen ne laskivat hyvin matalalle tasolle mitä ilmeisimmin tehokkaan nitrifikaation vuoksi, koska nitraattipitoisuudet nousivat selvästi kokeen edetessä. Lannoitteiden sisältämä kaliumsulfaatti vaikutti hieman estävän nitrifikaatiota verijauhottomilla lannoitteilla. Fosforin vapautumisessa lannoitteiden välillä ei juurikaan havaittu eroa. Mineralisaation tehokkuudesta kertova hiilidioksidin tuotto oli kokeen alussa voimakkainta lannoitteilla, jotka eivät sisältäneet verijauhoa, kun taas verijauhollisilla lannoitteilla korkeimmat tuotot havaittiin noin viikko kokeen aloituksesta; erot lannoitteiden välillä kuitenkin tasaantuivat varsin nopeasti kokeen jatkuessa. Typpioksiduulin tuotto oli matalaa koko kokeen ajan muilla paitsi verijauhollisilla lannoitteilla, joiden sisältämästä typestä poistui kokeen aikana N2O:na ~ 5-10 %. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että broilerinlantaan ja verijauhoon pohjautuvien orgaanisten lannoitteiden välillä on jonkin verran eroja ja eri raaka-aineet vapauttavat kasveille käyttökelpoista typpeä eri tahdissa ja erilaisia määriä. Lannoitteiden oikealla yhdistelmällä ja lannoitusajankohtien suunnittelulla voidaan pyrkiä optimoimaan kasveille käyttökelpoisten ravinteiden määrää maassa kasvin tietyn hetken tarpeeseen nähden. Jatkotutkimus peltomittakaavassa olisi hyödyllistä tavanomaisilla lannoitusmäärillä, koska nyt tehdyn laboratoriokokeen lannoitustaso oli huomattavasti tavanomaista peltokasveille annettavaa lannoitustasoa korkeampi. Lisäksi saataisiin tietoa kasvin mukanaolon sekä kentällä vallitsevien olosuhteiden vaikutuksesta ravinteiden vapautumiseen lannoitteista.

Kaakkois-Aasiassa sijaitsee yli puolet maailman trooppisista soista, joiden kokonaispinta-ala on 0,44 milj. km-2. Viime vuosikymmeninä luonnontilaisten trooppisten suosademetsien muuttaminen muuhun käyttöön on kasvanut huomattavasti: Kaakkois-Aasian trooppisten soiden alkuperäisestä pinta-alasta noin 60 % on kuivatettu ja vain noin 10 % on enää luonnontilassa. Maankäyttömuutos Kaakkois-Aasian trooppisilla soilla on merkittävä kasvihuonekaasupäästöjen lähde ja on arvioitu että vuosittain kuivatetuilta soilta vapautuu 600 – 700 Mt hiilidioksidia turpeen hajoamisesta. Huolimatta maankäyttömuutosten laajuudesta trooppisia soita ja niillä tapahtuvia prosesseja on tutkittu varsin vähän verrattuna muiden ilmastovyöhykkeiden soihin. Kasvihuonekaasupäästöjen tutkimus on tähän asti pääasiallisesti ollut selvittää pistemäisillä mittauksilla maankäyttömuodon ja päästöjen välistä yhteyttä. Lukuun ottamatta vedenpinnan syvyyden ja kasvihuonekaasujen yhteyden tarkastelua, tutkimuksissa ei ole juuri paneuduttu muiden ympäristötekijöiden tai turpeen ominaisuuksien vaikutuksiin turpeen hajotusnopeuteen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää maankäyttömuutoksen aiheuttaman turpeen lämpötilan nousun vaikutusta turpeen hajotuksesta johtuviin hiilidioksidi-, metaani- ja typpioksiduulivoihin kuivatetuilla turvemailla. Maankäyttömuutosta simuloitiin kahdella eri maankäyttöhistorian omaavalla turvemaalla, maatalousmaalla sekä useasti palaneella avoturvemaalla, keinotekoisella varjostuksella, jonka avulla turpeeseen muodostui lämpötilaeroja. Lisäksi tutkittiin onko lannoituksella vaikutusta turpeen hajotuksen ja hajotuksen lämpötilavasteeseen, sillä ravinnelöyhät turvemaat vaativat lannoitusta satojen tuottamiseksi. Hiilidioksidivuo määritettiin kahdella menetelmällä: infrapunaspektrometrisellä sekä kaasukromatografisella menetelmällä. Metaani ja typpioksiduulivuot määritettiin kaasukromatografisesti. Turpeen lämpötilaa mitattiin useilta syvyyksiltä automaattisilla lämpötila-antureilla tunnin välein ja käsikäyttöisillä lämpömittareilla kaasumittausten yhteydestä. Lisäksi kaasumittausten yhteydessä mitattiin vedenpinnan taso sekä otettiin turvenäytteet josta määritettiin turpeen vesipitoisuus, pH ja tiheys. Lämpötilalla havaittiin olevan merkittävä vaikutus hiilidioksidivoihin maatalousmaalla, jossa turpeen pintalämpötilan 10 °C nousun havaittiin pitkän aikavälin hiilidioksidivoiden keskiarvoilla kaksinkertaistavan hajotuksen. Lannoitus lisäsi keskimääräisiä hiilidioksidipäästöjä maatalousmaalla noin 40 %:lla, mutta vähensi niitä palaneella avoturvemaalla. Lannoituksen havaittiin lisäävän lämpötilan vaikutusta hajotukseen huomattavasti maatalousmaalla; hiilidioksidivuot hajotuksesta kymmenkertaistuivat koealan lannoitetussa lohkossa turpeen lämpötilan kasvaessa 10 °C:lla. Palaneella turvemaalla hiilidioksidivuon lämpötilavastetta ei havaittu. Metaanilla ja typpioksiduulilla lämpötilavastetta ei havaittu, vaan vedenpinnan taso vaikutti olevan lämpötilaa huomattavasti merkittävämpi kaasuvoiden suuruutta säätelevä tekijä. Lannoitus lisäsi typpioksiduulipäästöjä merkittävästi maatalousmaalla, mutta ei palaneella avoturvemaalla. Lannoituksella ei ollut vaikutusta metaanipäästöjen suuruuteen. Erojen hajotuksesta johtuvien hiilidioksidipäästöjen lämpötilavasteessa koealojen välillä oletetaan johtuvan erilaisesta maankäyttöhistoriasta. Maatalousmaalla turvetta on lannoitettu pitkä aika kun palanutta avoturvemaata ei ole lannoitettu koskaan. Lannoitus on saattanut muuttaa maatalousmaan maaperän mikrobistoa niin, että se pystyy hajottamaan pitkälle hajonnutta, hyvin ligniinipitoista, turvetta tehokkaammin sekä hyödyntämään lisätyt mineraaliravinteet hajotustoiminnassa. Turpeesta mitatut ympäristötekijät (pH, tiheys, vesi- ja ravinnepitoisuus) eikä turpeen aiemmin mitattu kemiallinen koostumus selittänyt eroa lämpötilavasteessa koealojen välillä. Jos hiilidioksidin lämpötilavaste pitkällä aikavälillä on havaittua suuruusluokkaa, lämpötila saattaa olla merkittävä turpeen hajotukseen vaikuttava tekijä ainakin pitkään lannoitetuilla turvemailla. Lisätutkimusta hajottajaeliöstön mahdollisista eroista ja pidempi aikaisia mittauksia lämpötilan vaikutuksesta hajotukseen kuitenkin tarvitaan erilaisilta maankäyttömuodoilta ja kuivatussyvyyksiltä lämpötilavasteen selvittämiseksi tarkemmin.