Happamat sulfaattimaat -potentiaalinen kasvihuonekaasujen lähde?

Authors

• Seija Virtanen Elintarvike- ja ympäristötieteden laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto
• Miloslav Šimek Biology Centre AS CR, Institute of Soil Biology, Na Sádkách 7, 370 05 České Budějovice, Tsekin tasavalta
• Asko Simojoki Elintarvike- ja ympäristötieteden laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto
• Václav Krištůfek University of South Bohemia, Faculty of Science, Branišovská 31, 370 05 České Budějovice, Tsekin tasavalta
• Markku Yli-Halla Elintarvike- ja ympäristötieteden laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.75668

Keywords:

happamat sulfaattimaat, hiili, typpi, mikrobiaktiivisuus, kasvihuonekaasuemissiot

Abstract

Euroopan suurimmat happamien sulfaattimaiden esiintymät sijaitsevat Suomessa. Pääsääntöisesti entisen Litorina-meren rantaviivan alapuolella olevien sulfaattimaiden alasta on arviolta 67 000-130 000 ha maatalouskäytössä; eniten niitä on Pohjanlahden rannikkoseuduilla. Maan kohoamisen ja viljelyn vaatiman tehokkaan kuivatuksen vuoksi niiltä purkautuvat valumavedet ovat happamia ja metallipitoisia, mikä heikentää vastaanottavien vesistöjen ekologista tilaa. Samalla, kun veden kyllästämät hapettomat maakerrokset muuttuvat maan kuivuessa hapellisiksi, myös mikrobien kasvuolosuhteet muuttuvat. Ilmaston lämpeneminen voi tehostaa mikrobitoimintaa, minkä vuoksi happamilla sulfaattimailla orgaanisen hiilen ja ravinnevarojen mobilisoitumisen tehostuessa maan kasvihuonekaasupäästöt voivat kasvaa.
Tämän pilottitutkimuksen tavoitteena oli vertailla happaman sulfaattimaan (Sulfic Cryaquept) ja ei-happaman vertailumaan (Aquic Haplocryoll) mikrobiaktiivisuutta sekä maakerrosten hiili- ja typpivarantoja. Maan eri horisonteista otettiin näytteitä 180 cm:n syvyyteen asti, ja niiden orgaaninen hiili ja kokonaistyppi määritettiin kuivapoltolla ja mineraalityppi uutettiin 2 M KCl-liuoksella. Maakerrosten hiili- ja typpivarannot laskettiin kertomalla mitatut ainepitoisuudet (g kg^-1) kerrosten irtotiheyksillä (kg dm^-3). Samoista maakerroksista määritettiin maahengitys (BR), substraattilisäyksellä indusoitu maahengitys (SIR) ja dehydrogenaasientsyymin aktiivisuus (DHA).
Tulokset osoittivat, että happaman sulfaattimaan pohjamaassa (C-horisontti, syvyys 128 -180 cm) on hehtaaria kohti lasketut orgaanisen hiilen (C_org), kokonaistypen (N_tot) ja mineraalitypen (N_min) varannot (110 Mg C_org, 15 Mg N_tot ja N_min 330 kg) ovat huomattavasti suuremmat kuin tavanomaisen peltomaan pohjakerroksessa (30 Mg C_org, 5 Mg N_tot ja N_min 110 kg). Tutkitut maaprofiilit erosivat toisistaan myös mikrobiaktiivisuuden osalta. Happamassa sulfaattimaassa mikrobiaktiivisuus väheni pinnasta alaspäin vaihtumiskerrokseen asti (BC-horisontti), josta alaspäin CO₂-C tuottona laskettu aktiivisuus kasvoi voimakkaasti (BR 2,1 μg g^-1h^-1, SIR 33 µg g^-1h^-1 ja DHA 5.7 µg TPF g^-1h^-1 C-horisontissa). Tavanomaisen maan C-horisontissa mikrobiaktiivisuus oli huomattavasti pienempi (BR 0,5 μg g^-1h^-1, SIR 7,5 µg g^-1h^-1 ja DHA 1,8 µg TPF g^-1h^-1 C-horisontissa). Jos maan olosuhteet muuttuvat mikrobeille suotuisiksi, runsaat ravinnevarannot ja vilkastunut mikrobitoiminta voivat johtaa maan hiili- ja typpivarantojen mobilisoitumiseen ja kasvihuonekaasupäästöjen lisääntymiseen. Kasvihuonekaasujen tuottoa viljellyissä happamissa sulfaattimaissa on tutkittu vasta vähän. Alustavat tulokset osoittavat, että lisätutkimuksille on tarvetta.