Potential bioavailability of particulate phosphorus in runoff from arable clayey soils

Osa peltovalumavesien maa-ainekseen sitoutuneesta fosforista (P) voi vapautua leville käyttökelpoiseen muotoon maa-aineksen päädyttyä vesistöön. Tässä työssä tutkittiin valumavesien pelloilta kuljettaman maaaineksen fosforin (PP; partikkelimuotoinen P) vapautumista kahden uuttomenetelmän avulla: uutto anioninvaihtohartsin avulla (AER) ja uutto bikarbonaatilla puskuroidun ditioniitti-pelkistimen avulla (BD). Uuton AER:n avulla oletetaan kuvaavan hapellisissa oloissa vapautuvan PP:n määrää vedessä, kun taas BD-uutto kuvaa hapettomissa oloissa tapahtuvaa P:n vapautumista sedimentoituneesta maa-aineksesta. Menetelmien luotettavuutta tarkasteltiin laboratoriokokein, määritettiin eri olosuhteissa vapautuvan PP:n pitoisuuksia pinta- ja salaojavalunnassa ja arvioitiin P:n eri muotojen kulkeutumista neljältä savimaan koekentältä. Savisameista valumavesistä saatiin 20 tunnin AER-uuton aikana uutettua noin 50 % kolmen viikon aikana levätestissä käyttökelpoiseksi tulevasta PP:sta. Levätestin ja AER-uuton tulokset korreloivat hyvin keskenään (R2 = 0.94) ja AER uutti Selenastrum capricornutum-levän kanssa samaa maa-aineksen fosforijaetta. Hapettomia oloja jäljittelevässä BD-uutossa vapautuvan maaainesfosforin määrä oli noin 5 6 kertainen verrattuna AER-uuton tulokseen nähden. Laboratoriossa valmistetuilla oksideilla tehtyjen kokeiden mukaan BD-uutossa vapautuu lähinnä rautaoksidien sitomaa P:a (72 %:n P-saanto), kun P:n saanto oli selväsi pienempi (7 %) alumiinioksidien sitoman ja apatiitin sisältämän P:n (0,1 %:n saanto) osalta. Sekä AER- että BD-uutoissa vapautuvan P:n pitoisuutta valumavesinäytteissä säätelivät näytteen PPpitoisuus ja maan P-tila (R2 = 0,77 0,96). Eri koepaikoilla tehtyjen valumamittausten ja pitempiaikaisten valumavesien P-pitoisuuksien seurantojen perusteella laskettiin koemailta tulevan rehevöittävän Pkuormituksen määrät. Vuotuisen liuenneen P:n kuormituksen määrät (29 510 g ha-1) olivat suurempia kuin AER:lla uuttuvan PP.n määrät (13 270 g ha-1), mutta selvästi pienempiä kuin pelkistyneissä oloissa vapautuvan PP:n kuormat (94 1340 g ha-1). Näin ollen tehokas eroosiontorjunta pienentäisi kaikilla koepaikoilla rehevöittävän P:n kuormaa. Koska salaojavalunta saattaa olla hyvin merkittävä pintamaasta peräisin olevan maa-aineksen ja P:n kulkureitti pellolta vesistöön, pintamaan eroosioherkkyyttä tulisi vähentää koko pellon alalla, ei ainoastaan pellon reunamilla.