Maanparannusaineiden ravinteiden käyttökelpoisuus

(1)

Tapio Salo

MTT/Kasvintuotannon tutkimus

Maanparannusaineiden ravinteiden

käyttökelpoisuus

(2)

Aiheet

• Ravinteiden käyttökelpoisuus

• Kokemuksia analyysimenetelmistä

• Kokemuksia kenttäkokeista

(3)

Ravinteiden käyttökelpoisuus

• Typpi

• Liukoinen typpi

• Epäorgaaninen (ammonium- ja nitraattityppi) käyttökelpoista

• Pienet orgaaniset yhdisteet (aminohapot jne.) hajoavat myös nopeasti

• Orgaaninen typpi

• Hajoamisnopeus riippuu materiaalin hiilen ja typen suhteesta

• Maassa olevan orgaanisen aineksen (korkea C/N) hajotus voi sitoa myös epäorgaanista typpeä

• Ammoniakin haihtuminen voi olla huomattava

• Fosfori

• Epäorgaaninen fosfori

• Liukoista, voi sitoutua anioninvaihtopinnoille

• Orgaaninen fosfori

• Vapautuu hajotuksen myötä

• Muut ravinteet

(4)

Analyysimenetelmät

• Kokonaistyppi Kjeldahl-poltto tai LECO

• Yleensä kokonaistyppi yksiselitteisesti mitattavissa

• Liukoinen (käyttökelpoinen) typpi

• Käytettävä uuttoliuos (suolaliuokset, vesi (1:5)…)

• Vaihtaako riittävän hyvin myös ammoniumin?

• Määritetäänkö suodoksesta ?

• ammoniumtyppi

• + nitraattityppi

• + pienet (liukoiset) orgaaniset yhdisteet (huokoskoko suodatuksessa, sentrifugoinnin kierrosluku tms.?)

• Kokonaisfosfori

• Poltto, happouutto, kuvaa melko hyvin käyttökelpoisuutta orgaanisilla materiaaleilla (puhdistamolietteet saostuskemikaaleineen hankalia)

• Liukoinen fosfori

• Vesiuuttoja:

• 1:5 CEN-standardi, 1:60 (Hedleyn fraktioinnin aloitus), 1:500

(5)

Kokonais- ja liukoisen typen analyysit

Kokonaistyppi ja liukoiset typet

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Biojätekomposti Hevosen turvelanta Separoitu mädätyksen kuivaosa S. lietelanta kuivaosa +saostus S. neste + saostus KuivaosaRae Kalkkistab. puhdistamoliete SianLietelanta

N kg/tn Lanta_KokN

1:5 vesiuutto 1:60 vesiuutto Lanta_LiukN

(6)

Kokonais- ja liukoinen fosfori,

korkea kuiva-ainepitoisuus

Kokonais- ja liukoinen P

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Biojätekomposti Hevosen turvelanta Separoitu mädätyksen kuiva-osa S. lietelanta kuivaosa +saostus S. neste + saostus KuivaosaRae Puhdistamoliete SianLietelanta

P kg/tn

LantaP 1:5 kokP 1:5 PO4P 1:60 kokP 1:60 PO4P

22 kg/tn

Mikäli levitetään korkeita kokonaisfosforimääriä, maan P-luku nousee.

(7)

Kokonais- ja liukoinen fosfori,

matala kuiva-ainepitoisuus

Kokonais- ja liukoinen P

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

MädätettyLietelanta MädätettyLietelanta Nesteosa Nesteosa Nestepix Nestepix

P kg/tn

LantaP 1:5 kokP 1:5 PO4P 1:60 kokP 1:60 PO4P

(8)

Esimerkki sianlannan fosforin Hedleyn fraktioinnista.

Dieetin fosforipitoisuutta on kasvatettu lisäämällä dieettiin fosfori- kivennäistä. Selvin muutos lannan fosforiliukoisuudessa oli happo-

liukoisen fosforipitoisuuden kasvu(HCl). Kuvassa on vain epäorgaaninen fosforipitoisuus.

koe 310

tot-P 17,2 tot-P 18,1 tot-P 19,9 tot-P 24,1 tot-P 28,1 tot-P 30,8 0.0

2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0

Pi H₂O Pi NaHCO₃ Pi NaOH Pi HCl

g kg-1 ilmakuivaa näytettä

(9)

Lisätyn orgaanisen aineksen hajoaminen

CO2-C production / 1 kg soil 1 g plant

0 500 1000 1500 2000 2500

21.6.2009 1.7.2009 11.7.2009 21.7.2009 31.7.2009 10.8.2009 20.8.2009 30.8.2009 9.9.2009 m g CO2-C / 1 kg soil

No

Ref_Ryegrass PigSlurry CattleSlurry Biowastecompost DigestedSewageSludge DigestedPigSlurry DriedSewSludge SewSludgeCompH SewSludgeCompF

(10)

Percentage of added C decomposed

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

26.6.2009 6.7.2009 16.7.2009 26.7.2009 5.8.2009 15.8.2009 25.8.2009 4.9.2009 14.9.2009

CO2-C % of added

Ref_Ryegrass PigSlurry CattleSlurry Biowastecompost DigestedSewageSludge DigestedPigSlurry DriedSewSludge SewSludgeCompH SewSludgeCompF

(11)

(12)

Kenttäkokeet - levitysmäärät

• Käsittelyiden levitysmäärät pyrittiin valitseman ensimmäisen rajoittavan tekijän perusteella:

• Kokonaistyppi (170 kg/ha karjanlannasta vuodessa)

• Liukoinen typpi (lanta-analyysin mukainen 90 kg/ha)

• Fosfori (75 kg/ha kasveille käyttökelpoista, viiden vuoden annos)

• Haitalliset metallit (Cd 6 g/ha, neljän vuoden annos)

• Liukoisen typen tavoitetaso oli 90 kg/ha.

• Tarvittaessa typpitäydennys väkilannoitteella tavoitetason saavuttamiseksi ennakkonäytteiden mukaisesti.

• NPK-väkilannoitetasot 0,30,60,90,120,150 verranteina

(13)

Kokeet 2008-2009

• Lantaa ja lannoitevalmisteita 2008 , jälkivaikutus 2009

• Sian lietelanta,

• raaka ja separoitu+(kemikaali)

• Hevosenlanta, biojätekomposti, kalkkistabiloitu (”tilamenetelmä”)

• Biokaasulaitoksen kuivaosa ja kuivarae

• Syyslevitys 2008

• Naudan lietelanta, hevosenlanta

• Biokaasulaitoksen kuivaosa ja kuivarae, biojätekomposti, kalkkistabiloitu (”tilamenetelmä”)

• Orgaaninen lannoite (S)

• Liukoisen typpilannoituksen tavoitetaso 60-90 kg/ha

(14)

AINEISTO JA MENETELMÄT koejäsenet 2008

• Typpitasot (kg/ha) (Pellon Y 6 (17-4-13); myös täydennyksissä:

• A1 0

• A2 30

• A3 60

• A4 90

• A5 120

• A6 150

• Käsittelyt

• B1 Mädättämätön sian lietelanta

• B2 Separoidun mädättämättömän sian lietelannan nesteosa + P saostus

• C1 Separoitu kuivaosa mädätteestä, kuivarakeen raaka-aine (C2-C4)

• C2 Kuivarae MULLATTUNA TYPPITÄYDENNYKSELLÄ

• C3 Kuivarae SIJOITETTUNA TYPPITÄYDENNYKSELLÄ

• C4 Kuivarae MULLATTUNA ILMAN TYPPITÄYDENNYSTÄ

• D1 Hevosen turvelanta MULLATTUNA ILMAN TYPPITÄYDENNYSTÄ

• D2 Hevosen turvelanta MULLATTUNA TYPPITÄYDENNYKSELLÄ

• E Biojätekomposti

• F Kalkkistabiloitu puhdistamoliete (64 kg Ca(OH)₂/t, Jokioisten puhdistamo, MTT:n stabiloima)

(15)

TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU

NORMISATO

3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000

A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 C1 C2 C3 C4 D1 D2 E F Käsittely

kg/ha

•

Sato ei merkittävästi kasvanut yli 60 kg/ha typpitasoilla.

• Ilman lannoitustakin saatiin varsin hyvä sato

• Eräillä käsittelyillä, kuivarae ja hevosen turvelanta, saatiin typpitäydennyksellä

parempi sato kuin mitä väkilannoitteella voitiin saavuttaa millään typpitasolla

(16)

Jälkivaikutus 2009

Vuoden 2008 käsittelyillä (suluissa) ei merkittävää vaikutusta seuraavan vuoden satoon, kalkkistabiloidulla lietteellä pientä vaikutusta

0 5000 10000 15000 20000 25000

N0 N30 N60 N90 (N120) (N150) (Sian liete) (Nesteosa) (Kuivaosa) (Kuivarae+N) (Kuivarae(sij)+N) (Kuivarae) (Hevosenlanta) (Hevosenlanta+N) (Biojätekomposti) (Kalkkistabiloitu)

g/ satoruutu

(17)

Syyslevitys 2008

Tuote tn/ha Tot N NH4-N (kevät

N=75%)

Tot-P

Biojätekomposti 80 580 53 40 192

BK kuiva-aine 30 171 32 24 230

BK rae 4,7 62 30 23 100

Hevosenlanta 30 110 12 12 21

Ks. puhdistamoliete 44,8 199 28 20 102

(18)

Satofunktio typen suhteen

y = -0.1048x² + 38.188x + 1770.7 R² = 0.9996

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Sarja1 Polyn. (Sarja1)

Typpilannoitus kg/ha

Sato kg/ha

(19)

Jyväsadot, syyslevityskenttä

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

N0 N30 N60 N90 N120 N150 Naudanliete Naudanliete+N75 Hevosen turvelanta Hevosen turvelanta + N75 Ks. Puhdistamoliete Biojätekomposti Biokaasulaitoksen kuivaosa Biokaasulaitoksen kuivarae Biokaasulaitoksen kuivarae+N60

Kuiva-ainesato kg/ha

Ka_sato kg/ha SD

(20)

Poikkeama kevään väkilannoitustason odotussadosta

-20 -10 0 10 20 30 40 50 60

N0 N30 N60 N90 N120 N150 Naudanliete Naudanliete+N75 Hevosen turvelanta Hevosen turvelanta + N75 Ks. Puhdistamoliete Biojätekomposti Biokaasulaitoksen kuivaosa Biokaasulaitoksen kuivarae Biokaasulaitoksen kuivarae+N60

% odotussadosta

Poikkeama

(21)

Syyslevitys 2008

Tuote tn/ha Tot N

kg/ha

(kevät N=75%)

Lannoitus-

vaikutus kg/ha

Biojätekomposti 80 580 40 5

BK kuiva-aine 30 171 24 15

BK rae 4,7 62 23 0

Hevosenlanta 30 110 12 0

Ks. puhdistamoliete 44,8 199 20 28

(22)

Kokeet 2009

• Kevätlevitys 2009

• Biojätekomposti, lietekomposti (2 kpl), Kemicond-liete

• Biokaasulaitoksen nesteosa, kuivaosa (2 kpl) ja kuivarae (2 kpl)

• Liukoisen typpilannoituksen tavoitetaso 60-90 kg/ha

• Muhituskoe laboratoriossa (kesä 2009-kevät 2010)

• Hiilidioksidin tuotto ja typen mineralisaatio

• Biojätekomposti, lietekomposti (2kpl), biokaasulaitoksen kuivaosa (2 kpl) ja rae, sian ja naudan lietelanta

(23)

Tuote Levitys tn/ha Tot-N NH4-N Tot-P

B1, rejektivesi 16 106 90 13

C, (NH4)₂SO4 2,6 90 90 -

D1, kuivaosa1 15 140 90 110 x0,4

D2, kuivaosa2 (pl) 35 259 90 176 x0,4

D3, biojätekomposti 48 480 90 64

D4, lietekomposti 1 58 329 51 188 x0,4

D5, Kemicond 51 416 11 108 x0,4

D6, Kemicond+N75 ” 11+75

D7, lietekomposti 2 48 299 62 202 x0,4

E1, kuivarae 1 6 85 14 132 x0,4

E2, kuivarae 1 +N75 ” 14+75

E3, kuivarae 2 6 247 17 393 x0,4

E4, kuivarae 2 + N75 ” 17+75

Levitysmäärät ja NP-tasot kevät 2009

(24)

TYPPITASON VAIKUTUS OHRA- SATOON

TUORLA KAARINA 2009 • Varsin korkea sato ilman

typpilannoitusta

• Lähes

lineaarinen sato- vaste tavoite-

tasolle (90 kg N/ha asti.

• Satomaksimi saavutettiin käytettyjen typpitasojen puitteissa.

• Typpikilo tuotti tavoitetasolle saakka noin 39,5 kg ohraa.

• 60 senttiä tuotti 3,16 €.

Petri Kapuinen

(25)

SATOPOIKKEAMA ODOTUSARVOSTA

• Ennuste on laskettu lanta- analyysilla määritetyn

liukoisen typen määrän

mukaisesti.

• Typpitasot A1 – A6, 0 – 150 kg N/ha

• B rejektivesi kylvön yhteydessä (1) ja kasvustoon pyöränjälki mukaan lukien (B2_1) ja ilman sitä (B2_2).

• Ammoniumsulfaatti kylvön yhteydessä (C1) ja pieni osuus kasvustoon (C2)

• D1 – D7 kiinteitä orgaanisia lannoitevalmisteita.

• E1 ja E3 kuivarakeita N-täydennyksettä, E2 ja E4 täydennyksellä.

Petri Kapuinen

(26)

POHDINTAA

• Kenttäkokeet on nyt tehty vaativimman käytön mukaan.

• Kaikki typpi otetaan orgaanisesta lannoitevalmisteesta, jolloin sen typen oikealla määrällä on radikaalit vaikutukset satoon.

• Koekasvi on ollut ohra, jolloin liukoisen typen nopea liukoisuus on edellytys hyvälle ja laadukkaalle sadolle.

• Vaihtoehtoisesti otetaan vain pieni osa liukoisesta typestä orgaanisesta lannoitevalmisteesta ja

täydennetään kemiallisten lannoitteiden typellä.

• Tämä strategia antaa paljon anteeksi.

• On mielekäs lannoitevalmisteilla, joista tuleva fosfori tai haitallisten metallien kuormitus on yli vuoden keskimääräisen sallitun määrän, jos levitettään typen mukaan.