Copper in cultivated soils of Finland

Abstract

Viljelysmaiden muokkauskerroksen kuparivaroja tutkittiin määrittämällä kuparin (Cu) kokonaismäärä sekä eri tavoin maahan sitoutuneita kuparin fraktioita. Kuparin kokonaismäärä (6,9 - 97,4 mg kg-1) oli suurin savimaissa (keskiarvo 59,0 mg kg-1) ja pienin karkeassa hiedassa ja moreenimaissa (18,3 mg kg-1). Kivennäismaissa kuparin kokonaismäärä oli vuorosuhteessa savespitoisuuden kanssa. Vesiliukoisen ja vaihtuvan kuparin sekä orgaanisen aineksen ja rauta- alumiini- ja mangaanioksidien sitoman kuparin summa oli kivennäismaissa 30 % ja eloperäisissä maissa 53 % kokonaismäärästä. Näitä osuuksia voidaan pitää potentiaalisesti kasveille käyttökelpoisilla. Kummassakin maalajiryhmässä mineraalirakenteisiin sitoutuneen, kasveille käyttökelvottoman kuparin osuus oli suuri (kivennäismaissa 70 %, eloperäisissä maissa 47 %). Viljavuusanalyysissä kupari uutetaan happamalla ammoniumasetaattietikkahappo-EDTA-liuoksella, pH 4,65 (CUEDTA) . Tämä liuos uutti vaihtuvasta, orgaanisen aineksen ja oksidien sitomasta kuparista kivennäismailla 56 % ja eloperäisillä mailla 71 %. Muokkauskerroksen CuEDTA- varat olivat lähes poikkeuksetta suuremmat kuin jankon, mutta varsinkin savimailla juuristovyöhykkeen alapuolisissa maakerroksissa oli runsaasti CuEDTA. Perinteisesti turvemaiden on sanottu tarvitsevan kuparilannoitusta. Vaikka tässäkin aineistossa monessa turvemaassa kuparin kokonaismäärä oli pieni, oli useimmissa turvemaissa melko runsaasti CuEDTA. Tästä syystä kuparilannoitus ei saa millään maalajilla olla automaattinen viljelytoimi vaan sen on perustuttava maa-analyysiin.

Soil samples from the plough layers of 105 fields in different parts of Finland were analyzed for Cu fractions. Vertical distribution of Cu was also studied in a smaller material. Total Cu (Cu tot, HNO3-HCIO 4-HF-H2SO4 digestion) in the surface soil ranged 6.9-97.4 mg kg-1 (mean 37.1 mg kg -1) and was highest in clay soils (mean 59.0 mg kg-1) and lowest in fine sand and moraine soils (mean 18.3 mg kg-1). Copper in the water-soluble, exchangeable and mainly organically bound fraction was extracted with 0.1 M K4P207 (CU py), and Cu bound by poorly crystalline Fe, AI and Mn oxides (Cu ox,) was dissolved subsequently with 0.05 M oxalate (pH 2.9). The average percentages of Cupy and Cuox, were 18% and 12% of Cutot, in mineral soils and 34% and 19% of Cutot, in organogenic soils, respectively. Residual Cu (Cures,) incorporated in mineral lattices was calculated to constitute 70% and 47% of Cutot, in mineral and organogenic soils, respectively. In two thirds of soils the potentially plant-available reserves of Cu (Cu py + Cu ox,) were more plentiful than those of Zn (Zn py+ Zn ox,). An acetic acid - ammonium acetate - Na 2 EDTA solution used in routine soil testing extracted 56% and 71% of the sum of Cupy + Cuox in mineral and organogenic soils, respectively. In soil profiles, Cu EDTA was higher in the plough layer than in the subsoil but a few soils rich in Cutot, had abundant reserves of Cu EDTA below the rooting depth of annual field crops.