Pohjaveden korkeuden vaikutus happaman sulfaattimaan dityppioksidiemissioihin lysimetrikokeessa

Authors

• Asko Simojoki
• Seija Virtanen
• Markku Yli-Halla Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.75632

Keywords:

happamat sulfaattimaat, denitrifikaatio, dityppioksidi, kasvihuonekaasuemissiot, korkea pohjavesi, liukoinen typpi, mikrobiaktiivisuus, ruokohelpi

Abstract

Viljelyksessä olevien happamien sulfaattimaiden (HS-maat) valumavedet heikentävät alapuolisten vesistöjen laatua Itämeren rannikolla, koska näiden maiden sisältämät sulfidit muodostavat hapettuessaan rikkihappoa. Sulfidit sijaitsevat pääosin HS-maiden syvemmissä kerroksissa, salaojitetulla maalla tyypillisesti syvemmällä kuin 1 m (C-horisontti). Nämä kerrokset sisältävät suuria määriä hiiltä ja typpeä, ja niiden mikrobiologinen aktiivisuus on potentiaalisesti suuri. HS-maiden C-horisonttien hapettuminen ei näin ollen ainoastaan tuota rikkihappoa, vaan voi myös lisätä maan mikrobiologista aktiivisuutta ja johtaa hiili- ja typpivarastojen osittaiseen mobilisoitumiseen. Säätöojitus ja pohjaveden nosto ovat mahdollisia keinoja, joilla voidaan vähentää HS-maiden hapettumista ja hapon muodostusta. Korkea pohjavesi voi kuitenkin samalla lisätä denitrifikaatiota ja dityppioksidin (N₂O) emissioita maaperästä ilmakehään.
Tämän CATERMASS LIFE+ -hankkeeseen kuuluvan seurannan tavoitteena oli selvittää, lisääkö pohjaveden nostaminen N₂O -emissiota HS-maasta (Sulfic Cryaquept). Emissiomittauksia tehtiin suljetun kammion menetelmällä kasvukaudella 2010 lysimetrikokeessa, jossa pohjavesi pidettiin joko korkealla (20 cm syvyydessä) tai matalalla (65 cm). Kokeessa oli mukana sekä ruokohelpeä kasvavia että kasvittomia lysimetrejä. Emissioita mitattiin kahden viikon välein, tai päivittäin kahden kolme päivää kestäneen simuloidun rankkasadejakson aikana. Samanaikaisesti pintamaan huokosvedestä otettiin näytteitä, joista analysoitiin liuennut typpi ja hiili.
Liuenneen typen pitoisuus ja N₂O-emissiot olivat suurimmillaan välittömästi typpilannoituksen jälkeen keväällä, minkä jälkeen kasvien ravinteenotto nopeasti vähensi sekä liuennutta typpeä että emissioita. Dityppioksidin emissiot olivat yleensä samaa suuruusluokkaa riippumatta siitä, oliko pohjavesi säädetty korkealle vai matalalle. Tämän tutkimuksen tulokset eivät tue käsitystä, että HS-maiden pohjaveden nosto lisäisi merkittävästi maaperän N₂O-emissioita.