Soil nitrate N as influenced by annually undersown cover crops in spring cereals

Abstract

Viljan aluskasveja käytetään sekä typen huuhtoutumisen estämiseen että typen tuottamiseen. Ensin mainittuun tarkoitukseen sopivia ovat heinät ja jälkimmäiseen ilmakehästä typpeä sitovat apilat. Tutkimuksessa selvitettiin, miten toistuva aluskasvien käyttö vaikuttaa herkästi huuhtoutuvan nitraattitypen määrään maassa kahdella huuhtoutumisherkkyydeltään erilaisella maalajilla. Aluskasvien merkitystä typen huuhtoutumisriskin kannalta arvioitiin myöhäissyksyllä otettujen maanäytteiden avulla. Lisäksi tutkimuksen loppuvuosina maan nitraattitypen muutoksia seurattiin ottamalla näytteitä typen huuhtoutumisen ja käytön kannalta kriittisinä ajankohtina. MTT:n Laukaan ja Pälkäneen tutkimusasemilla viljeltiin puna-apilaa, valkoapilaa, puna-apilan ja nurminadan seosta sekä westerwoldin raiheinää kuusi vuotta toistuvasti kevätviljan aluskasvina. Nitraattitypen määrä maassa loppusyksyllä ei yleensä ollut suuri, eikä myöskään aluskasvien vaikutus siihen. Vaikka valkoapila usein lisäsi ja westerwoldin raiheinä vähensi nitraattitypen määrää, niiden merkitys typen huuhtoutumisriskin kannalta oli normaalisti vähäinen. Raiheinä kuitenkin vähensi nitraattitypen määrää selvästi silloin, kun olot sekä heinän kasvun että huuhtoutumisen kannalta olivat edulliset. Aluskasvimenetelmään liittyvä myöhäinen syyskyntö oli ilmeisesti osasyy siihen, että apiloiden typpi ei ehtinyt vapautua huuhtoutumiselle alttiiseen muotoon ennen talven tuloa. Yleensäkin nitraattitypen määrä oli suurimmillaan kevätkylvön aikaan, eli typpi mineralisoitui lähellä optimaalista ajankohtaa viljan käytön kannalta. Toisaalta nitraattitypen määrän voimakas kasvu roudan sulamisen ja kylvön välillä voi merkitä myös huuhtoutumisriskiä. Typen keräämisen kannalta voisikin herkästi huuhtoutuvilla mailla olla enemmän hyötyä talvehtivasta heinäkasvista kuin yksivuotisesta raiheinästä. Pitkäaikaisvaikutuksia ei kuusi vuotta kestäneestä aluskasvien käytöstä havaittu. Vaikka typen huuhtoutuminen Suomen oloissa on usein pientä verrattuna eteläisempiin viljelyalueisiin, on täälläkin tilanteita, jolloin huuhtoutuminen on merkittävää. Huuhtoutumisen riskiä voidaan pienentää viljelemällä heinää viljan aluskavina. Apiloita voidaan toistuvastikin viljellä aluskasveina sitomaan viljojen käyttöön typpeä ilman että typen huuhtoutumisen riski oleellisesti kasvaa aluskasvittomaan viljelyyn nähden. Syyskyntö on silloin tehtävä niin myöhään kuin maan rakennetta vaarantamatta on mahdollista.

Cover crops can reduce leaching and erosion, introduce variability into crop rotations and fix nitrogen (N) for use by the main crops. In Finland, undersowing is a suitable method for establishing cover crops in cereals. The effect of annual undersowing on soil nitrate N was studied at two sites. Red clover (Trifolium pratense L.), white clover (Trifolium repens L.), a mixture of red clover and meadow fescue (Festuca pratensis Huds.), and westerwold ryegrass (Lolium multiflorum Lam. var. westerwoldicum) were undersown in spring cereals during six successive seasons, and a pure stand of cereal was grown in two years after that. In all years, the soil nitrate N was measured in late autumn, and in addition in different times of the season in last four years. The effect of undersowing on soil NO3-N content was generally low, but in one season when conditions favoured high N leaching, westerwold ryegrass decreased soil NO3-N. The negligible increase of N leaching risk in connection with undersowing clovers, associated with late autumn ploughing, supports the use of clovers to increase the cereal grain yield. The highest levels of soil NO3-N were recorded at sowing in spring irrespective of whether a crop was undersown or not. NO3-N contents were higher in sandy soil than in silt. Undersowing can be done annually in cereal cultivation either to fix or catch N. No cumulative effects on soil nitrate N were associated with undersowing after six years.