Extractability of slurry and fertilizer phosphorus in soil after repeated freezing

Abstract

Pohjoismaissa maat jäätyvät lähes säännöllisesti, mutta jäätymisen vaikutuksia maan kemiallisiin ominaisuuksiin on tutkittu melko vähän. Tässä työssä selvitettiin toistuvien jäätymis-sulamissyklien vaikutuksia fosforin (P) käyttäytymiseen multamaalla ja multavalla hiuemaalla. Maiden viljelyhistoria oli käytännössä identtinen ja P-tila hyvä. Tulosten perusteella pyrittiin arvioimaan mm. maanäytteen ottoajankohdan vaikutusta viljavuusanalyysin P-lukuun ja maan jäätymisen vaikutusta syysviljojen fosforilannoituksen tehoon. Maihin lisättiin sian lietelantaa tai NPK-lannoitetta (20 3 9), ja niitä muhitettiin tasaisessa + 5 °C lämpötilassa tai kahden viikon jaksoissa +5 °C ja 20 °C lämpötiloissa yhteensä 24 viikkoa. Molemmissa käsittelyissä oli mukana myös kontrollikoejäsenet, joihin ei lisätty fosforia. Käsittelyjen jälkeen maista analysoitiin vesiliukoisen reaktiivisen ja ei-reaktiivisen fosforin pitoisuus sekä viljavuusfosfori. Muhituksen jälkeen NPK-lannoitetta saaneiden maiden vesiuuttoisen reaktiivisen P:n pitoisuudet eivät poikenneet merkittävästi lannoittamattomista kontrollikoejäsenistä. Sian lietelantaa saaneissa maissa pitoisuudet olivat sen sijaan selvästi suurempia kuin kontrollissa, vaikka niissäkin suurin osa lisätystä P:sta oli pidättynyt maahan. Tuloksen perusteella lannan P on muhitusolosuhteissa pitempivaikutteista kuin NPK-lannoitteen P ja siksi sopivaa esim. syysviljojen lannoitukseen. Tulokseen vaikuttaa osaltaan myös se, että ohjeen mukaan lannan fosforista lasketaan kasveille käyttökelpoiseksi vain 75 %, ja siksi lannassa saa levittää enemmän fosforia kuin NPK-lannoitteessa. Jäätymisellä ei ollut juurikaan vaikutusta maista muhituksen jälkeen tehtyjen fosforianalyysien tuloksiin, vaikka toistuva jäätyminen ja sulaminen hieman näyttikin kasvattavan vesiliukoisen reaktiivisen P:n pitoisuutta. Näytteenottoajankohdalla ei siten näyttäisi olevan vaikutusta maasta tehtävien P-analyysien tuloksiin. Muualla tehdyissä tutkimuksissa talvella tapahtuvan jäätymisen on usein todettu kasvattavan tuloksia loppukesällä otettuihin näytteisiin verrattuna. Tässä kokeessa saatuihin tuloksiin vaikutti todennäköisesti pitkä muhitusaika, jonka kuluessa jäätymisen mahdollisesti vapauttama fosfori ehti pidättyä maahan, sekä koemaiden hyvä P-tila. Tällaisilla mailla jäätymisen vaikutukset ovat aiemmissakin tutkimuksissa olleet pieniä.

The potential effects of freezing on phosphorus (P) chemistry in Finnish soils are not well known. We studied the effects of multiple freeze-thaw cycles on soil P chemistry in a laboratory incubation experiment with one organic and one mineral surface soil. The soils were incubated at +5°C or at alternating +5/ 20°C temperatures for 24 weeks, either without amendment or amended with pig slurry or with commercial compound fertilizer (NPK 20 3 9). After incubation, the soils were analyzed for water-soluble reactive and unreactive P, and acid ammonium acetate soluble P (PAAA). Freezing and thawing of soils during the incubation had no significant effect on any of the water-soluble P fractions or PAAA. The outcome was most likely a consequence of the good P status of the soils, which masked the gentle effects of freezing. According to these results, the time of soil sampling (fall vs. spring) has no effect on P test results on soils with a good P status. Concentrations of soluble P after incubation were roughly twice as high in the slurry treatments than in the fertilizer treatments, demonstrating potentially better long-term availability of slurry P.