Laskeutusallas-kosteikosta poistettavan sedimentin peltolevitys – Onko maatalouden kosteikkosedimentin fosforista kasvinravinteeksi?

Authors

• Johanna Laakso Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos, PL 27, Latokartanonkaari 11, 00014 Helsingin Yliopisto
• Risto Uusitalo MTT, Kasvintuotannon tutkimus, Planta, 31600 Jokioinen
• Markku Yli-Halla Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos, PL 27, Latokartanonkaari 11, 00014 Helsingin Yliopisto

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.75282

Keywords:

fosfori, kasveille käyttökelpoinen fosfori, sedimentti, kosteikko, laskeutusallas, kasvinravinne, astiakoe, raiheinä

Abstract

Maatalouden vesiensuojelussa käytettäviin laskeutusaltaisiin kertyy sedimenttiä, johon on sitoutunut runsaasti partikkelimuotoista fosforia. Fosfori on peräisin viljelysmaista, joista valunnan mukana kulkeutuu eroosioainesta kohti vesistöjä. Maatalouskosteikosta sedimentti on poistettava aika ajoin, ja se suositellaan levitettäväksi takaisin peltoon, mikä tukee pyrkimystä suljetumpaan ravinnekiertoon. Epäilykset sedimentin soveltuvuudesta kasvualustaksi ja yleinen keskustelu fosforivarojen riittävyydestä ovat synnyttäneet tarpeen tämän tutkimuksen tekemiseksi. Tässä MMM:n rahoittamassa hankkeessa selvitetään maatalouskosteikoiden sedimentissä tapahtuvaa fosforin pidättymistä ja vapautumista sekä sedimentin hyötykäyttömahdollisuuksia. Tutkimuskohteina oli kaksi savimaan maatalouskosteikkoa: Liedonperä (Tarvasjoki) ja Ojainen (Jokioinen). Sedimentin käyttökelpoisuutta kasvualustana tutkittiin astiakokeessa, jossa kosteikkosedimentin ja valuma-alueen peltomaan seoksia (sedimenttiä 0; 12,5; 25 ja 50 %) käytettiin raiheinän kasvatukseen kasvihuoneessa. Raiheinästä korjattiin kolme satoa, joista määritettiin kasvin kuiva-ainesato ja fosforinotto. Astiakokeen tueksi sedimenttinäytteistä ja lähivaluma-alueen peltomaanäytteistä analysoitiin perusominaisuudet ja fosforin fraktiot. Analyysit tehtiin sekä tuoreista että kuivatuista sedimenteistä, jotta saataisiin käsitys peltolevityksessä kuivuvan sedimentin ominaisuuksista. Astiakoe osoitti sedimentin pidättävän kasveille käyttökelpoista fosforia kasvien ulottumattomiin. Mitä enemmän sedimenttiä oli kasvualustassa, sitä pienempi kasvin fosforinotto oli runsaasta fosforilannoituksesta huolimatta. Kun kasvualusta sisälsi 12,5 % sedimenttiä, kasvin fosforinotto väheni 6 – 50 % verrattuna pelkässä peltomaassa kasvaneen kasvin fosforinottoon. Fosforinoton väheneminen havaittiin myös lannoittamattomilla kasveilla. Lannoittamaton raiheinä kärsi ankarasta fosforinpuutoksesta (P < 1 mg g^-1 kasvin kuiva-ainetta), kun kasvualustassa oli 50 % sedimenttiä. Sedimentin suuri fosforinpidätyskyky johtui todennäköisesti siitä, että sedimentissä oli fosforia pidättäviä raudan- ja alumiininoksideja kaksinkertaisesti verrattuna valuma-alueen peltomaahan. Astiakoetta tukevat analyysit viittasivat kosteikkosedimentin suureen fosforireserviin, jonka saatavuus riippuu pitkälti raudan hapetus-pelkistystilasta. Kosteikkosedimentistä vapautui hapellisissa olosuhteissa tuoreena jopa kuusinkertaisesti helppoliukoista fosforia (Liedonperä 41 ja Ojainen 240 mg kg^-1 maata) verrattuna kuivaan sedimenttiin (30 ja 61 mg kg^-1) tai peltomaahan (26 ja 67 mg kg^-1). Sedimentissä on myös suuri hapettomissa olosuhteissa mahdollisesti vapautuva fosforireservi (226 ja 698 mg kg^-1). Sedimentti ei sellaisenaan sovellu kasvualustaksi, eikä sen peltolevityksestä ole kasvinravitsemuksellista hyötyä. Seuraavaksi tässä tutkimuksessa selvitetään sedimentin soveltuvuutta fosforinsidontaan runsaasti helppoliukoista fosforia sisältävillä mailla.