Typen fraktiot maanäytteissä

Maanäytteistä on analysoitu nitraattitypen, ammoniumtypen sekä kokonaistypen määrät.

Tuloksia on käsitelty siten, että nitraatti ilmoitetaan sekä määränä (g) maa-aineksessa että pitoisuutena maavedessä (mg/l) tutkittavassa 20 cm:n paksuisessa maakerroksessa.

Kokonaistyppi ja ammonium ilmoitetaan määränä (g) tutkittavassa maakerroksessa. Näistä tuloksista voidaan teoreettisesti laskea orgaanisen typen määrä vähentämällä kokonaistypen määrästä nitraatin ja ammoniumin määrä. Lisäksi on laskettu hiili-typpi-suhde orgaanisen hiilen kokonaismäärän ja kokonaistypen määrän suhteena.

Kuvassa 4.13 kuvataan nitraatin määrää kaikkien lysimetrien pintakerroksissa - kuvissa 4.14 ja 4.15 on esitetty nitraatin määrä lysimetrien 2 ja 11 tutkituissa kerroksissa.

Yleisesti voidaan sanoa, että muutokset nitraatin määrissä ovat pieniä lysimetriä 11 lukuunottamatta. Verrattaessa hietalysimetrejä huomataan, että lysimetrin 2 pintakerroksen arvot erottuvat hieman korkeampina kasvukauden loppupuolella ja arvot kasvavat talven

aikana. Lysimelrissä 4 lannoitus näkyy selvinä piikkeinä pintakerroksessa kesäkuukausina.

Hietalysimetrien pohjakerrosten välillä ei ole eroja. Lysimetrissä 4 kaikkien kerrosten nitraattimäärät kasvavat talven aikana, mutta palautuvat edellisen vuoden lähtöarvoihin keväällä. Verrattaessa lannoittamattomia lysimetrejä 2 ja 9 huomataan, että' lysimetrin 9 lähtöarvot ovat huomattavasti korkeammat kaikissa kerroksissa (lysimetriä 9 lannoitettiin keväällä 1989 lOOgN/lysimetri, lysimetriä 2 ei lannoitettu). Pintakerroksen ja kerroksen 50- 70 cm arvot laskevat lysimetrin 2 tasolle heinäkuun lopussa, pohjakerroksen arvot vasta marraskuussa. Lysimetrissä 9 eivät nitraatin määrät kasva talven aikana. Verrattaessa lannoitettuja lysimetrejä 4 ja 11 huomataan, että lannoitus näkyy huomattavasti selvemmin lysimetrissä 11, kaikissa kerroksissa. Vaihtelu eri näytteenottopäivien välillä on suurta eikä mitään trendiä ole havaittavissa. Pintakerroksen arvot lysimetrissä 11 laskevat lysimetrin 4 tasolle syyskuun alussa ja arvo laskee kevään aikana edellisen vuoden arvoa vastaavaksi.

Nitraatin maksimimäärät lysimetrissä 11 ovat pinta- ja keskikerroksessa yli nelinkertaiset ja pohjakerroksessakin yli kolminkertaiset muihin lysimetreihin verrattuna. Määrät kasvavat vuoden aikana selvästi keski- ja pohjakerroksissa.

Kuvassa 4.16 on esitetty ammoniumin määrän esiintyminen lysimetrien pintakerroksissa ja taulukossa 4.9 on esitetty sekä nitraatti- että ammoniumtypen määrien keskiarvot ja vaihtelukertoimet tutkimusjaksolla. Verrattaessa hietaruutuja 2 ja 4 huomataan, että pohjakerrokset käyttäytyvät samankaltaisesti eikä ammoniumin määrissä ole huomattavia eroja. Molemmissa lysimetreissä on havaittavissa kohonneita ammoniumin määriä lannoituksen jälkeisenä näytteenottokertana, kaikissa kerroksissa. Määrät ovat selvästi korkeampia pintakerroksissa, mutta lannoitetun lysimetrin lannoituksen jälkeinen huippuarvo (15.3 g) on selvästi suurempi kuin lannoittamattoman (6.4 g). Lysimetrin 4 pintakerroksen arvot pienenevät kasvukauden aikana, kun taas lysimetrin 2 arvot kohoavat syyskuun aikana. Tästä johtuen molempien hietalysimetrien ammoniumin määrät ovat identtiset lokakuun näytteenottopäivästä lähtien. Arvot kasvavat talvikaudella, mutta laskevat kevään aikana, kuitenkin siten, että lopulliset arvot ovat edellisvuotista korkeammat. Molemmissa lannoittamattomissa lysimetreissä 2 ja 9 näkyy selvä ammoniumin määrän kohoaminen lannoituksen jälkeen. Lysimetrissä 9 piikki on samansuuruinen kaikissa kerroksissa.

Savilysimetreissä suurimmat ammoniumin määrät yksittäisellä näytteenottokerralla ovat hietalysimetreistä poiketen keski- ja pohjakerroksessa ja pienimmät arvot pintakerroksessa.

Verrattaessa savilysimetrejä huomataan, että vaikka pohjakerrosten arvot poikkeavat toisistaan kolmen lannoituksen jälkeisen näytteenottokeran osalta, ovat ne vuositasolla hyvin samansuuntaiset. Lysimetrin 11 pintakerroksen korkeat ammonium määrät laskevat lannoittamattoman lysimetrin tasolle kasvukauden päättyessä. Savilysimetreissä ei tapahdu merkittäviä muutoksia talven aikana missään kerroksessa. Lannoitetun hietalysimetrin pohjakerrosten arvot ovat koko kaudella alemmat kuin lannoitetussa savilysimetrissä, ja molemmissa on havaittavissa lievää määrän vähentymistä kasvukauden aikana.

Taulukko 4.9 Nitraatti- ja ammoniumtypen määrien keskiarvot ja vaihtelukertoimet kerroksissa 0-20 cm / 50-70 cm / 90-110 cm koko tutkimusjaksolla Lysimetri Keskiarvo (g)

NO3-N

9 1.3/2.1/3.0 32/57/60 24/3.6/3.3 40/37/39

11 5.8/12/8.3 96/50/56 5.6/3.9Z3.7 110/55/34

Kokonaistypen määrän suhteen hieta- ja savilysimetrit käyttäytyvät hyvin eri tavoin. Kuvassa 4.17 on esitetty lysimetrien pintakerrosten kokonaistyppimäärä ja siitä käy ilmi, että hietalysimetrien kokonaistypen arvot ovat huomattavasti korkeammat kuin savilysi- metreissä. Hietalysimetrien pohjamaiden kokonaistypen määrät ovat samansuuruiset eikä vaihtelu vuoden aikana ole suurta. Pintakerrosten kokonaistypen määrät ovat kaksikymmen­

kertaiset, lysimetrissä 2 hieman korkeammat kuin lysimetrissä 4. Ne pienenevät kasvu­

kauden aikana, ja myös koko tutkittavan ajanjakson aikana. Lysimetrissä 2 muutos on 1.5 kg (5.1 kg 25/5/90 ja 3.6 kg 28/5/91) ja lysimetrissä 4 1.2 kg (4.3 kg 25/5/90 ja 3.1 kg 28/5/91). Savilysimetreissä ei kerrosten välillä ole huomattavia eroja kokonaistypen määrässä. Pintakerroksen määrät ovat suuremmat vasta heinä/elokuun vaihteesta lähtien, saavuttaen korkeimman arvot syys/lokakuun vaihteessa. Kokonaistypen määrät pienenevät kaikissa kerroksissa talven aikana siten, ettei kokonaistypen määrissä tapahdu muutoksia vuoden aikana. Poikkeuksen muodostaa lysimetrin 9 pohjakerros, jonka kokonaistypen määrä pienenee 1.4 kg (2.3 kg 25/5/90 ja 0.8 kg 28/5/91). Lysimetrin 9 kokonaistypen määrä tutkittavissa kerroksissa on esitetty kuvassa 4.18. Taulukossa 4.10 on esitetty kokonaistypen määrien keskiarvot ja vaihtelukertoimet tutkimusjaksolla.

Taulukko 4.10 Kokonaistypen määrien keskiarvot ja vaihtelukertoimet kerroksissa 0-20 cm / 50-70 cm / 90-110 cm tutkimusjaksolla

Lysimetri Keskiarvo (kg) Vaihtelukertoimet (%)

2 4.7/0.26/0.20 17/34/16

4 3.9/0.28/0.20 19/27/19

9 1.5/1.1/1.4 22/14/27

11 1.8/1.4/1.1 21/32/35

Orgaanisen typen määrä voidaan teoreettisesti laskea kokonaistypen ja mineraali- typen määrien erotuksena. Tulosten perusteella kokonaistypen määrä on yli satakertainen mineraalitypen määrään nähden ja näin ollen orgaanisen typen määrä on lähes sama kuin kokonaistypen määrä.

Nitraatin pitoisuudet maavedessä vaihtelevat huomattavasti tutkimusjakson

aikana, mutta lannoitetussa lysimetrissä 11 on selvästi muita lysimetrejä suuremmat pitoisuudet. Lannoitetussa lysimetrissä 4 nitraatin pitoisuudet nousevat lannoitusta seuraavina kahtena näytteenottokertana, minkä jälkeen arvot laskevat siten, että elo/syyskuun vaihteessa pienimmät pitoisuudet ovat pintakerroksessa. Nitraatin pitoisuudet kasvavat talven aikana lysimetrissä 4 kaikissa kerroksissa noin 3 mg/l, mutta vain hieman lysimetrin 2 pintakerroksessa. Lysimetrissä 2 pitoisuudet kasvavat kaikissa kerroksissa kevään aikana siten, että lopulliset pitoisuudet toukokuun lopussa ovat suuremmat kuin lysimetrissä 4, jossa kaikkien kerrosten nitraattipitoisuudet pienenevät kevään aikana. Lannoittamattomassa saviruudussa 9 ei kerrosten välillä ole huomattavia eroja nitraatin pitoisuuksissa. Kaikissa kerroksissa pitoisuus laskee ensimmäisestä näytteenottopäivästä lähtien marraskuuhun asti.

Talven aikana pitoisuudet kasvavat tuntuvasti, mutta keväällä 91 ei edellisen toukokuun arvoja saavuteta. Pintakerroksen pitoisuudet ovat muita korkeampia syyskuusta lähtien.

Savilysimetrissä 11 pitoisuudet ovat selvästi korkeimmat pintakerroksessa elokuun loppuun saakka, ja keväällä pintakerroksen pitoisuudet ovat muiden kerroksien pitoisuuksia matalammat. Nitraattipitoisuudet eivät kasva talven aikana, mutta pohjakerroksissa ne kääntyvät kasvuun toukokuun loppupuolella. Verrattaessa lannoitettuja lysimetrejä 4 ja 11 huomataan, että pitoisuudet kaikissa hietalysimetrin kerroksissa ovat erittäin alhaisia, eikä lannoituksen vaikutus ole niin selvästi havaittavissa kuin savilysimetrissä. Kuvassa 4.19 on esitetty nitraattipitoisuudet lysimetrien pintakerroksissa ja kuvassa 4.20 vastaavasti lysi­

metrin 11 tutkituissa kerroksissa. Taulukossa 4.11 on esitetty maaveden nitraattipitoisuuk- sien keskiarvot ja vaihtelukertoimet tutkimusjaksolla.

Taulukko 4.11 Maaveden nitraattipitoisuuksien keskiarvot ja vaihtelukertoimet kerroksissa 0-20 cm / 50-70 cm / 90-110 cm tutkimusjaksolla Lysimetri Keskiarvo (mg/l) Vaihtelukerroin (%)

2 1.8/3.1/2.3 53/29/23

4 4.3/4.0/3.2 45/28/28

9 2.9/2.5/3.0 37/64/60

11 16/13/8.2 127/45/55

Ammoniumtypen pitoisuuksia ei tässä ole käsitelty lähemmin, sillä KCl-uuton johdosta ei analyysin tuloksena saatu vesiliukoisen ammoniumin pitoisuutta maavedessä vaan vaihtuvan ammoniumin pitoisuus. Kuvassa 4.21 esitetään siis vaihtuvan ammoniumin määrä maavedessä lysimetrien pintakerroksissa ja tarkoituksena on kuvata lannoituksesta johtuvaa konsentraation kasvua kaikissa lysimetreissä lannoituksen jälkeisenä näytteenotto-

kertana 12/6. Liitteessä 7 on esitetty analysoidun ammoniumkonsentraation tunnusluvut.

N03-N , (g)

no3 10 2 E3 no3 10 4 H no3 10 9 -0 no3 10 11

Kuva 4.13 Nitraattitypen määrä lysimetrien 2,4,9 ja 11 pintakerroksessa 0-20 cm

N03-N, (g)

H no3 10 2

@ no3 60 2 H no3 100 2

m oc

— (N

Kuva 4.14 Nitraattitypen määrä hietalysimetrin 2 tutkituissa kerroksissa 0-20 cm, 50-70 cm ja 90-110 cm

N03-N , (g)

no3 10 11 no3 60 11 no3 100 11 0

M

Kuva 4.15 Nitraattitypen määrä savilysimetrin 11 tutkimissa kerroksissa 0-20 cm, 50-70 cm ja 90-110 cm

NH4-N, (g)

Kuva 4.16 Ammoniumtypen määrä lysimetrien 2,4,9 ja 11 pinta­

kerroksessa 0-20 cm 8000 Kuva 4.17 Kokonaistypen määrä lysimetrien 2,4, 9 ja 11 pinta­

kerroksessa 0-20 cm 3000

Kuva 4.18 Kokonaistypen määrä savilysimetrin 9 tutkituissa kerroksissa 0-20 cm, 50-70 cm ja 90-110 cm

0

no3 102 no3 10 4 no3 10 9 no3 10 11

Kuva 4.19 N03-N, (mg/l)

Ni traani typen pitoisuus maavedessä lysimetrien 2,4,9 ja 11 pintakerroksessa 0-20 cm

■ no3 10 11 0 no3 60 11 O no3 100 11

Kuva 4.20 NH4-N , (mg/l)

Nitraattitypen pitoisuus maavedessä savilysimetrin 11 tutkituissa kerroksissa 0-20cm, 50-70 emja90-110cm

nh4 10 2 nh4 10 4 nh4 10 9 nh4 10 11

Kuva 4.21 Vaihtuvan ammoniumtypen pitoisuus maavedessä lysimetrien 2, 4, 9 ja 11 pintakerroksessa 0-20 cm