Release of soil phosphorus during runoff as affected by ionic strength and temperature

Abstract

Pellolla kulkevaan pintavaluntaveteen liukenee fosforia (P) sekä paikalleen jäävästä maasta että veden mukana kulkevasta eroosioaineksesta. Aurajoen ja Jokioisten huuhtoutumiskentiltä otettujen savimaa-näytteiden P-luovutuskykyä tutkittiin laboratoriokokein. Kokeissa pyrittiin simuloimaan pintavalunnassa vallitsevia olosuhteita uuttamalla maasta P:a eri lämpötiloissa (5, 15 ja 25 °C, eri suolakonsentraatioissa (deionisoitu vesi tai 0,00005-0,005 M CaCl2 ) ja käyttäen erilaisia vesi-maasuhteita (50 - 2000 l kg-1 ). Maa-aineksen kykyä sitoa ja luovuttaa P:a tutkittiin myös sorptio-desorptioisotermien avulla. Isotermit määritettiin ravistelemalla maata erivahvuisissa P-liuoksissa eri lämpötiloissa ja suolakonsentraatioissa. Kun uuttolämpötila nousi 5°C:sta 25°C:cen, vesi-maasuhteella 50 l kg-1 Aurajoen maasta veteen uuttumeen P:n määrä kasvoi arvosta 12,6 mg kg-1 arvoon 20,7 mg kg-1 ja Jokioisten maassa arvosta 1,8 mg kg-1 arvoon 3,4 mg kg-1 . Kun maata uutettiin deionisoidun veden asemesta maaveden suolapitoisuutta jäljittelevällä 0,005 M CaCl2:lla, uuttuneet P-määrät Aurajoen maasta pienenivät 6,8 mg kg-1 :aan ja Jokioisten maasta 0,7 mg kg-1 :aan. Vesi-maasuhteen väljentäminen 2000 l kg-1 :aan puolestaan lisäsi P:n uuttumista veteen Aurajoen maassa kuusinkertaiseksi (119 mg kg-1 :aan) ja Jokioisten maassa 14-kertaiseksi (46 mg kg-1 :aan). Lämpötilan ja suolapitoisuuden kohotessa pidättyi maahan lisätystä P:sta yhä suurempi osuus. Saatujen tulosten perusteella voidaan päätellä, että pellolta tulevan pintavalunnan liukoisen P:n pitoisuuteen ja vesistökuormituksen suuruuteen vaikuttavat oleellisesti maan helppoliukoisen P:n pitoisuuden ohella myös valumaveden määrä, sen lämpötila ja suolapitoisuus.