Kierrätyslannoitteiden vaikutus ohran (Hordeum vulgare L.) fosforin ottoon ja maamurujen kestävyyteen
Title: | Kierrätyslannoitteiden vaikutus ohran (Hordeum vulgare L.) fosforin ottoon ja maamurujen kestävyyteen |
Author(s): | Lind, Noora |
Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry |
Degree program: | Master 's Programme in Agricultural Sciences |
Specialisation: | Environmental soil science |
Language: | Finnish |
Acceptance year: | 2021 |
Abstract: |
Lannoituksen käytöllä on voitu kasvattaa maatalouden satotasoja maapallon lisääntyvän väestön ruokkimiseksi, mutta louhittua fosforia käyttämällä on luotu pitkälti yhdensuuntainen fosforivirta kaivoksista maatilojen kautta järviin ja meriin. Tämä on huonontanut selvästi vesialueiden ekosysteemien tilaa aiheuttaen muun muassa rehevöitymistä. Yhdysvallat, Kiina ja Marokko hallitsevat yli 85 % globaaleista fosforivaroista ja Eurooppa on hyvin riippuvainen tuontifosforista. Fosforin kierrättäminen olisi tärkeää Euroopan fosforitasapainon saavuttamiseksi. Kierrätyslannoitteita saadaan maatalouden, elintarviketeollisuuden ja metsäteollisuuden sivuvirroista sekä yhdyskuntien eloperäisistä sivuvirroista. Erilaisten kierrätyslannoitteiden vaikutusta viljakasvien fosforin ottoon on tutkittu vasta vähän.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, kuinka neljä erilaista kierrätyslannoitekäsittelyä (ammoniumsulfaatti, lietemäinen mädätejäännös, lihaluujauho, vinassi) vaikuttavat ohran fosforin ottoon sekä maamurujen kestävyyteen, kun niitä vertailtiin väkilannoitekäsittelyyn ja lannoittamattomaan kontrollikäsittelyyn. Tutkimuksen aineisto saatiin HYKERRYS 2 -hankkeen peltokokeesta kasvukaudelta 2019. Kasvuasteella 65 (BBCH) otetuista ohran kasvinäytteistä mitattiin kuiva-aineen fosforipitoisuus ja laskettiin biomassan määrä, fosforin otto biomassaan, lannoitefosforin oton tehokkuus ja fosforin otto maaperän fosforivaroista. Maan murukestävyys analysoitiin kuiva- ja märkäseulonnan avulla puinnin jälkeen kerätyistä maanäytteistä.
Ohran fosforipitoisuus kuiva-aineessa oli korkein lannoittamattomalla käsittelyllä. Muiden käsittelyjen välillä eroja ei havaittu. Biomassan määrässä tai fosforin otossa biomassaan ei havaittu eroja eri lannoituskäsittelyjen välillä. Lannoitefosforin otto oli tehokkainta ammoniumsulfaatilla ja heikointa mädätejäännöksellä. Fosforin otto maaperän fosforivaroista oli heikointa mädätejäännöksellä ja väkilannoitteella. Maan vedenkestävien murujen osuudessa ei ollut eroja, mutta veden sameus oli pienin ammoniumsulfaatilla.
Tulosten perusteella kierrätyslannoitteet sopivat väkilannoitteen korvaajiksi kasvin fosforin oton näkökulmasta, koska eroja ohran fosforipitoisuudessa, biomassassa, biomassan fosforin otossa tai maan murukestävyydessä eri kierrätyslannoitteiden ja väkilannoituksen välillä ei ollut. Tutkimuksen tuloksiin kuitenkin vaikutti koelohkon maaperän lähtökohtaisesti korkea kasveille käyttökelpoisen fosforin pitoisuus ja korkea multavuus, minkä vuoksi lannoitteiden välisten erojen havaitseminen oli vaikeampaa kuin fosforitasoltaan matalammassa maassa olisi oletettavasti ollut. Tietoa kierrätyslannoitteiden sisältämän fosforin muodoista ei ollut saatavilla, mikä osaltaan vaikeutti tulosten tulkintaa, koska fosforin eri muodot ovat eri tavalla kasveille käyttökelpoisia. Lisätietoa kierrätyslannoitteiden sisältämästä fosforista sekä kierrätyslannoitteiden vaikutuksesta viljakasvien fosforin ottoon vähäravinteisemmalla ja vähämultaisemmalla peltomaalla tarvitaan lisää, jotta kierrätyslannoitteiden käyttöä voidaan kohdistaa oikein viljelykasvi ja maan ominaisuudet huomioiden.
The use of fertilizers has made it possible to increase agricultural yields, enabling the world’s growing population to be fed. The use of mined phosphorus has created mostly linear phosphorus flow from mines through farms to lakes and oceans. This has clearly deteriorated aquatic ecosystems globally. USA, China and Morocco control over 85 % of global phosphorus reserves and Europe is very dependent on imported phosphorus. To gain phosphorus balance in Europe, it would be important to recycle phosphorus. Recycled fertilizers come from derived currents of agriculture, food industry, forest industry and communities. Only a few studies have been made regarding the effects different recycled fertilizers have on plant’s phosphorus uptake.
The aim of this study was to find out how four different recycled fertilizer treatments (ammonium sulphate, liquid digestate, meat bone meal, vinasse) affect barley’s phosphorus uptake and soil aggregate stability, when compared to mineral fertilizer treatment and non-fertilized control treatment. Study material was collected from HYKERRYS 2 -project’s experiment field in growing season 2019. Phosphorus in dry matter was measured and biomass, phosphorus uptake to biomass, fertilizer use efficiency and phosphorus uptake from soil phosphorus reserves were calculated from barley plant samples collected at growth stage 65 (BBCH). Soil aggregate stability analyses, dry sieving and wet sieving, were made to soil samples collected after harvest.
Barley’s phosphorus content in dry matter was highest with non-fertilized treatment but other treatments had no differences between them. In biomass quantity or phosphorus uptake on biomass there were no differences between treatments. Fertilizer use was most efficient with ammonium sulphate and least efficient with digestate. Phosphorus uptake from soil phosphorus reserves was least efficient with digestate and mineral fertilizer. The share of soil water stable aggregates had no differences between treatments, but water turbidity was lowest with ammonium sulphate.
The results show that recycled fertilizers are fit to replace mineral fertilizers when considering plant’s phosphorus uptake, because there were no notable differences in barley’s phosphorus content, biomass, phosphorus uptake on biomass or soil aggregate stability between different recycled fertilizers and mineral fertilizer. When viewing the results, it should be considered that the soil in experimental field had high phosphorus content and high soil organic matter content to begin with, which made it more difficult to detect the differences than it probably would have been if the soil phosphorus content had been lower. There was also no information available about the forms of the phosphorus in the recycled fertilizers, which made the interpretation of the results difficult, because different forms of phosphorus are differently available for plants. In order to target the use of recycled fertilizers effectively based on crop and soil quality, more knowledge is needed on both the phosphorus forms in recycled fertilizers and recycled fertilizer’s effects on plant’s phosphorus uptake on soils with lower nutrient and organic matter contents.
|
Keyword(s): | fosfori kierrätyslannoite fosforin otto maan murukestävyys |
Files in this item
Files | Size | Format | View |
---|---|---|---|
Lind_Noora_maisterintutkielma_2021.pdf | 1.001Mb |