Nitrogen losses from grass ley after slurry application surface broadcasting vs. injection

Abstract

Kun lypsykarjatilan lehmäluku kasvaa ja pellot ovat pääasiassa nurmiviljelyssä, naudan lietelantaa joudutaan yhä useammin levittämään nurmelle. Yleisin levitysmenetelmä on lietelannan pintalevitys nurmen sänkeen ensimmäisen niiton jälkeen. Lietelannan sijoitus maahan muutaman senttimetrien syvyyteen ei ole yhtä suosittua kuin pintalevitys levitysongelmien ja suurempien levityskustannusten takia. Maahan sijoitetusta lietelannasta saattaisi kuitenkin olla vähemmän haittaa ympäristölle kuin nurmen pintaan levitetystä. Savimaalla tehdyssä kokeessa tutkittiin naudan lietelannan pintalevityksestä ja sijoittamisesta aiheutuvaa typpikuormaa veteen sekä ammoniakin haihtumisesta ilmaan. Lietelanta levitettiin säilörehunurmelle ensimmäisen niiton jälkeen kesällä 1996-1997 (koe I) ja ensimmäisen sekä toisen niiton jälkeen kesällä ja syksyllä 1998-2000 (koe II). Pellolle levitettiin lannoitteen ja lietelannan mukana liukoista typpeä keskimäärin 160 kg ha-1 kokeessa I ja 220 kg ha-1 kokeessa II. Pellon typpitaseet laskettiin vähentämällä nurmelle annetun NPK-lannoitteen ja lietelannan kokonaistyppimääristä korjatun nurmisadon typpi, ilmaan haihtunut typpi sekä pintavalunnan mukana huuhtoutunut typpi. Typen huuhtoutumisriskiä arvioitiin määrittämällä mineraalitypen määrä 60 cm:n syvyisestä maakerroksesta. Pintalevityksessä ammoniumtypestä haihtui syksyllä jopa kolmasosa. Lietelannan sijoittaminen maahan esti ammoniakin haihtumisen lähes kokonaan. Pintavalunnan mukana kulkeutuneet typpimäärät (0.3-4.6 kg ha-1 v-1) olivat pieniä. Poikkeuksena oli syksyllä 1998 märissä olosuhteissa nurmen pintaan tehty lietelannan levitys, jonka jälkeen pintavalunnan kokonaistyppikuorma oli 13 kg ha-1 v-1. Keväällä ja syksyllä ennen lietelannan levitystä mitatut ammoniumtypen (7-44 kg ha-1) ja nitraattitypen (1-9 kg ha-1) määrät maassa olivat yleensä kohtuullisia eivätkä siten ennakoineet erityisen suuria typpihuuhtoumia. Typpitaseet kasvoivat suuriksi, kun lietelantaa levitettiin sekä kesällä että syksyllä. Vuosittain levitetystä liukoisen typen määrästä kaikkiaan 50-140 kg ha-1 ei havaittu korjatuissa kasvisadoissa, ammoniakkihävikkeinä ja typen pintavalumassa. Oletettavasti osa annetusta typestä oli denitrifioitunut ja haihtunut ilmaan, huuhtoutunut, sitoutunut kasvin juuriin tai varastoitunut orgaanisessa muodossa maahan. Vaikka typen kulkeutuminen veteen olikin kohtuullista tässä savimaalla tehdyssä kokeessa, niin karkeammilla mailla vesistökuormitus voi olla suurempi. Lietelannan sijoittaminen pienensi merkittävästi ammoniakin haihtumista ja jonkin verran typen kulkeutumista pintavalunnan mukana. Sen sijaan typen huuhtoutuminen syvemmälle maahan saattoi olla hieman suurempaa, kun lietelanta sijoitettiin maahan. Parhaiten typen päästöjä ilmaan ja veteen heinämaalta voitiin vähentää levittämällä kohtuullisia lietelantamääriä ensimmäisen niiton jälkeen ja sijoittamalla lietelanta pintalevityksen sijaan.

As the livestock numbers on Finnish dairy farms have increased and most fields on dairy farms are under grass, it has become common to spread cattle slurry over grasslands. To estimate environmental effects of recurrent slurry applications, a 5-year field study was performed to compare nitrogen (N) losses to water and ammonia losses to air by volatilization, when cattle slurry was either surface broadcast or injected into clay soil after grass cuttings. Slurry was spread on the grass in summer (1996 1997) or both in summer and autumn (1998 2000). Biomass N uptake before grass harvesting and amount of soil mineral N in spring and autumn were measured and field N balances were calculated. Despite cool weather, up to one third of the ammonium N of broadcast slurries was lost through ammonia volatilization after application in autumn, but injection effectively prevented losses. The mean surface runoff losses of total N were negligible (0.3 4.6 kg ha-1 yr-1) with the highest loss of 13 kg ha-1 yr-1 measured after slurry broadcasting to wet soil in autumn and followed with heavy rains. A substantial part (24 55%) of the applied mineral N was not recovered by the foregoing measurements.