Nitrogen and phosphorus losses in surface runoff and drainage water after application of slurry and mineral fertilizer to perennial grass ley

Abstract

Typen ja fosforin kulkeutumista heinänurmelta tulleissa valumavesissä tutkittiin Toholammilla hietamaalla kokeessa, jossa oli viisi lannoituskäsittelyä: ei lannoitusta (1), naudan lietelannan levitys syksyllä (2), talvella (3) tai keväällä (4) ja NPK-lannoitus keväällä (5). Koejäsenille 1-5 levitettiin kokeen aikana (1992-96) typpeä yhteensä 0, 772, 807, 805 ja 510 kg ha-1 ja fosforia 0, 141, 119, 143 ja 107 kg ha-1. Nurmen perustamisvuonna 1992-93, kun maa oli kynnetty syksyllä 1992, salaojavalunnan osuus kokonaisvalunnasta oli 48-60 %. Syksyllä multaamalla tehty lietteen levitys (käsittely 2) aiheutti hieman suuremman typen kulkeutumisen ( 21 kg ha-1) kuin käsittelyt 1, 4 ja 5 (17 kg ha-1), mutta fosforin kulkeutuminen (0,7-0,9 kg ha-1) ei lisääntynyt. Nurmen viljelyn aikana (1993-96) salaojavalunta väheni ja pintavalunnan osuus kokonaisvalunnasta oli 83-100 %. Nurmelle pintaan levitetty ja käyttämättä jäänyt lannoitefosfori lisäsi ortofosfaattikuormitusta pintavalunnassa, minkä lisäksi syksyllä ja talvella levitetystä lietelannasta aiheutui myös erittäin korkeita suoria ortofosfaattifosfori- ja ammoniumtyppipäästöjä. Nurmelle syksyllä ja talvella pintaan levitetyn lietteen typpihuuhtoutuma oli 11 % ja 33 % levitetystä typpimäärästä ja fosforihuuhtoutuma 17 % ja 59 % levitetystä fosforimäärästä. Typpeä huuhtoutui käsittelyistä 1-5 kolmen nurmivuoden aikana yhteensä 13, 62, 191, 23 ja 24 kg ha-1, josta ammoniumtypen osuus oli 21, 49, 56, 33 ja 39 %. Fosforia kulkeutui 0,73, 16, 54, 4,2 ja 4,0 kg ha-1, josta ortofosfaatin osuus oli 52, 85, 77, 68 ja 64 %.

Losses of nitrogen (N) and phosphorus (P) from perennial grass ley on a fine sand soil were studied with five treatments: no fertilizer (1), cow slurry applied in autumn (2), winter (3) or spring (4), and mineral fertilizer applied in spring (5). For N, the total amounts applied (1992-96) were 0, 772, 807, 805 and 510 kg ha-1 and for P 0, 141, 119, 143 and 107 kg ha-1, respectively. In the first year (establishment of the ley, 1992-93), N losses (drainage + surface runoff) were slightly higher after application of slurry in autumn (with immediate ploughing, treatment 2) than in treatments 1, 4 and 5 (21 kg ha-1 vs. 17 kg ha-1), but the respective P losses (0.7-0.9 kg ha-1) were not affected. During the ley years (1993-96) the N and P losses were increased by surface application of fertilizers and by abundance of surface runoff (83-100% of the total runoff). Nutrient losses were extremely high after slurry application in autumn and winter, accounting for 11% and 33% of the applied N and 17% and 59% of the applied P, respectively. The N losses during the ley years from treatments 1-5 were 13, 62, 191, 23 and 24 kg ha-1, where the proportion of NH4-N was 21, 49, 56, 33 and 39%. The respective P losses were 0.73, 16, 54, 4.2 and 4.0 kg ha-1, where the proportion of PO4-P was 52, 85, 77, 68 and 64%.