Potential bioavailability of particulate phosphorus in runoff from arable clayey soils
dc.contributor.ac | MTT | - |
dc.contributor.author | Uusitalo, Risto | - |
dc.contributor.cs | Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus | - |
dc.contributor.department | Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) / YTL Ympäristöntutkimus / Maaperä ja ympäristö MPY | - |
dc.date.accepted | 2012-04-30 | - |
dc.date.accessioned | 2013-03-19T10:08:41Z | |
dc.date.accessioned | 2025-05-31T01:58:37Z | |
dc.date.available | 2013-03-19T10:08:41Z | |
dc.date.created | 2004-09-07 | - |
dc.date.issued | 2004 | - |
dc.date.modified | Verkkojulkaisu päivitetty 8.9.2004 | - |
dc.description.abstract | 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. | fi |
dc.description.abstract | Runoff phosphorus (P) associated with eroded soil contributes to eutrophication to some extent. The present work examines two methods for estimating the potential bioavailability of particulate P (PP) in runoff, and studies the concentrations and losses of different P forms in surface and subsurface runoff from arable soils. The potential bioavailability of PP was approximated by extraction with (i) anion exchange resin (AER-PP), giving a measure of desorbable PP under aerobic conditions, and with (ii) bicarbonate-dithionite (BD-PP), which dissolves redox-labile PP. Both methods were applied in runoff analysis without sediment preconcentration. In turbid runoff, AER extracted about 50% of the PP pool utilized by Selenastrum capricornutum in 3-week biotests. The AER-PP yields correlated well (R2 = 0.94) with the algal uptake of PP. The BD extraction solubilized 5 6 times the amount of PP extracted by AER. Of the total P of rock phosphates (Ca-P) and P-amended synthetic Al and Fe(III) oxides, BD extracted 0.1% (Ca-P), 7% (Al-P), and 72% (Fe-P), respectively. Concentrations of AER-PP and BD-PP in runoff were closely related to the concentration of sediment-associated P (R2 = 0.77 0.96), and the estimates of annual surface runoff losses of BD-PP and AER-PP were derived from the relationships between PP and these P forms. The annual AER-PP losses in surface runoff from three field sites during 4 years ranged from 13 to 270 g ha-1 and the annual BD-PP losses from 94 to 1340 g ha-1. Since DRP losses at the same time equaled 29 510 g ha-1, runoff PP was considered to make at least as marked a contribution to bioavailable P losses as DRP. Soil P status affected the losses of all bioavailable P forms, but major fluctuations in the transport of AER-PP and BD-PP were due to the annual variation in soil losses. Therefore, erosion control was regarded as a necessary part of P loss abatement at all sites of this study. At one of the sites, drainflow P losses were 3 4 times those via the surface pathway, drainflow being the major runoff pathway. The particles carried by surface and subsurface runoff were enriched in clay-sized particles and 137Cs by a factor of about 2 as compared to topsoil, and contained about as much total P as did the bulk Ap horizon soil. The great drainflow losses of potentially bioavailable (topsoil-derived) PP show that soil dispersion and subsurface transport may be the major factors contributing to eutrophying P losses from subdrained clayey soils. | en |
dc.description.ati | Peltovalumavesien maa-ainekseen sitoutuneen fosforin biologinen käyttökelpoisuus | - |
dc.description.dac | ok | - |
dc.description.obd | Diss. : Helsingin yliopisto, 2004 | - |
dc.description.sta | v | - |
dc.description.ubb | tekijältä | - |
dc.description.vuosik | 2004 | - |
dc.format | Verkkojulkaisu | - |
dc.format.bitstream | true | |
dc.format.extent | 99 s | - |
dc.format.size | 686 | - |
dc.identifier.elsb | 951-729-884-6 | - |
dc.identifier.elss | 1458-5081 | - |
dc.identifier.isbn | 951-729-883-8 | - |
dc.identifier.olddbid | 382183 | |
dc.identifier.oldhandle | 10024/441202 | |
dc.identifier.uri | https://jukuri.luke.fi/handle/11111/89171 | |
dc.identifier.urn | URN:ISBN:951-729-884-6 | - |
dc.language | eng | - |
dc.language.ls | eng | - |
dc.language.ls | fin | - |
dc.publisher | MTT | - |
dc.publisher.place | fi | - |
dc.publisher.place | Jokioinen | - |
dc.relation.ispartofseries | Agrifood Research Reports | - |
dc.relation.ispartofseries | Maa- ja elintarviketalous | - |
dc.relation.issn | 1458-5073 | - |
dc.relation.numberinseries | 53 | - |
dc.source.identifier | https://jukuri.luke.fi/handle/10024/441202 | |
dc.subject.agrifors | fosfori | - |
dc.subject.agrifors | valumavesi | - |
dc.subject.agrifors | rehevöityminen | - |
dc.subject.agrifors | pelkistyneet olot | - |
dc.subject.agrifors | anioninvaihtajat | - |
dc.subject.agrifors | ympäristöriskien arviointi | - |
dc.subject.agrifors | salaojitus | - |
dc.subject.agrifors | 137Cs | - |
dc.subject.finagri | Ys | - |
dc.subject.fte | phosphorus | - |
dc.subject.fte | eutrophication | - |
dc.subject.fte | field runoff | - |
dc.subject.fte | bioavailability | - |
dc.subject.fte | redox | - |
dc.subject.fte | anion exchangers | - |
dc.subject.fte | drainage | - |
dc.subject.fte | environmental risk assessment | - |
dc.subject.fte | 137Cs | - |
dc.subject.keyword | maatalouden valumavedet | - |
dc.teh | 12990006 | - |
dc.title | Potential bioavailability of particulate phosphorus in runoff from arable clayey soils | - |
dc.type | m | - |
dc.type | Doctoral Dissertation | - |
dc.type.bib | 1. Asiantuntijatarkastetut tieteelliset artikkelit | - |
dc.type.okm | fi=G5 Artikkeliväitöskirja|sv=G5 Artikelavhandling|en=G5 Doctoral dissertation (article)| | - |
Tiedostot
1 - 1 / 1