Phosphorus in Finnish soils in the 1900s with particular reference to the acid ammonium acetate soil test

Abstract

Maaperän ja lannoitteiden fosforin (P)perusteelliset tutkimukset alkoivat Suomessa 1900-luvun alussa. Fosforin kokonaismäärä oli kivennäismaiden kyntökerroksessa lähes kaksi tonnia hehtaaria kohti jo 1930-luvulla ennen lannoitteiden runsasta käyttöä. Samassa tilavuudessa kevyttä turvetta oli fosforia paljon vähemmän, ja siitä noin neljä viidennestä oli pysyvinä orgaanisina yhdisteinä. Orgaanisen fraktion osuus fosforin kokonäismäärästä oli n. 30 prosenttia myös kivennäismaissa. Epäorgaanisen fosforin pääfraktioita olivat vaikealiukoinen primaarinen apatiitti sekä sekundaariset raudan ja alumiinin oksihydroksidikompleksit, joista jälkimmäiset lisääntyivät fosforilannoituksella eniten. Lannoituskokeet osoittivat, että maaperämme luontaiset fosforivarat ovat vaikeasti kasvien saatavilla, ja lannoituksen hyväksikäyttö jäi huonoksi maahan lisätyn fosforin lujan pidättymisen takia. Ennen 1950-luvun loppua julkaistuissa tutkimuksissa kaikki yksinkertaiset maan fosforitestit osoittautuivat melko epäluotettaviksi fosforin saannin osoittajiksi, mutta myöhempien tutkimusten valossa tuloksia heikensivät tutkimusaineistoista johtuneet virheet. Maanäytteiden pitkä säilyttäminen ennen analysointia näytti aiheuttaneen liian suuria helppoliukoisen P:n pitoisuuksia erityisesti eloperäisillä mailla. Useat tutkituista pelloista olivat vahvasti happamia ja siksi vähemmän viljavia kuin maan P-analyysi osoitti. Suomalaista hapan ammoniumasetaattimenetelmää, joka kehitettiin 1950-luvun alussa, on sen jälkeen käytetty maassamme ainoana viljavuustutkimuksen rutiinimenetelmänä, ja fosforin lisäksi samasta maauuttesta määritetään muutkin makroravinteet paitsi typpi. Fosforilannoitustarpeen ennustamiseen käytettyjen menetelmien vertailuissa vain fosforia varten tehtävä vesiuutto ja eräät työläämmät desorptio- ja diffuusiotestit ovat olleet tarkempia, mutta Suomen oloissa asetaattimenetelmä on ollut yhtä hyvä tai parempi kuin mikään muu yksinkertainen kemiallinen menetelmä.

Comprehensive research into phosphorus (P) in soils and crops began in Finland in the early 1900s. The average amount of total P in the ploughed topsoil layer of mineral soils was about two tonnes per hectare in the 1930s, before the abundant use of fertilisers. The main chemical fractions of P in mineral soils were organic matter, primary apatite and secondary complexes of the hydrous oxides of Al and Fe. Of the smaller amounts of P in light peat soils, as much as 80% was present in stable organic compounds. Field experiments showed that the native P reserves of Finnish soils are poorly available to plants, and that P fertilisers are inefficiently utilised because of the strong fixation of applied phosphate in soils. In evaluations before the late 1950s, all simple chemical tests appeared to be rather unreliable indicators of the supply of P from soils to plants, but later research has shown that the results were impaired by errors implicit in the research materials. Some soil test P values (STP)obtained from old samples stored for more than ten years evidently were too high, particularly for organic soils, and many of the soils studied were strongly acidic and therefore biologically less fertile than the chemical P tests indicated. The acid ammonium acetate method (pH 4.65) was introduced in the early 1950s and has since been used in routine soil testing in Finland, not only for P but for all macronutrients except N. In later evaluations of different methods used for estimating the requirement of P fertilisation, the acid ammonium acetate method has proven equal or superior to any other simple chemical method.