MAATALOUDEN TUTKIMUSKESKUS MAAN VILJELYSKEMIAN JA -FYSIIKAN LAITOS TIEDOTE N:o 8 YHTEISPOHJOISMAINEN KALKITUSSEMINAARI SAVONLINNA 24. -25. 5. 1978 VANTAA 78 MAATALOUDEN TUTKIMUSKESKUS MAANVILJELYSKEMIAN JA -FYSIIKAN LAITOS TIEDOTE N:o 8 YHTEISPOHJOISMAINEN KALKITUSSEMINAARI SAVONLINNA 24.-25,5.1978 PL 18 01301 VANTAA 30 PUH. 831 941 Sisällysluettelo Sivu Paavo Elonen: Alkusanat 1 Maan pH ja kalkituksen tarve Pohjoismaissa Sven L. Jansson: Kalkitus Ruotsissa; katsaus viime aikaiseen kehitykseen 2- AsbjOrn Oien: Norjan peltomaiden jakaantuminen eri pH-luokkiin 3 Martti Kurki: Peltomaiden happamuus- ja kalkkitilanne Suomessa 5 Jens Jensen: Tanskan peltojen pH ja kalkitustarve 9 Kalkitus ja maan kemialliset ominaisuudet AsbjOrn Sorteberg: Kalkin ja neutraalin kalsiumin vaikutus kasvin- viljelyssä ravinneköyhällä turvemaalla 11 Sven L. Jansson: Kalkituksen teoria ja käytäntö pohjoismaisissa .olosuhteissa 14 Erik Jonsson: Kalkitustarpeen määritysmenetelmät 16 Mikko Sillanpää: Kalkituksen pitkäaikainen vaikutus maaprofiilin kemiallisiin ominaisuuksiin 25 Lars Wikström: Maanviljelyskalkkiteollisuus ja markkinat 27 Kalkitus ja lannoitus Sven Ohlsson: Kalkituksen ja lannoituksen yhdysvaikutus Kalsiumin huuhtoutuminen 29 Antti Jaakkola: Kalkituksen vaikutus fosforilannoituksen tehoon 32 Kaj Skriver: Nitraatti- ja ammoniumlannoituksen pitkän ajan vaikutus satoon ja maan reaktiolukuun (Rt=pH CaC1 2 413'5) 35 Göthe Larpes: Lannoituksen vaikutus sav4maan kalkin tarpeeseen 39 Gyula Simån: Kiinteät kalkituskokeet - muutamia tuloksia 41 Thorvald Jessen: Kalkkia marskimaalle ja liejupitoisille alankomaille 49 Kalkitus ja maan rakenne Arnor NjOs: Suurten kalkkimäärien vaikutus maan rakenteeseen ja maan nitraattipitoisuuteen 53 Gösta Berglund: Kalkki ja maan rakenne 59 Sivu • Jätteet .kalkitusaineena Raili Jokinen: Talkkfteollisuuden sivutuotteet kalkitu- aineena ja magnesiumlannoitteena 64 Kuonat kalkitusaineena 67.b Kaivosjätteiden käyttömahdollisuuksista kalkitusaineena Suomessa 70 Gunnar Norrman: Rauno peltomaa: Kalju Valdmaa: Teollisuuden ja kuntien jätteet kalkitusai- neena maataloudessa ja järvien kunnostuksessa 72 Kalkin hienousaste ja kalkkilajit Magnus Brink Pedersen: Eräiden kalkkiaineiden reaktioprofiili ja raekoostumuksen vaikutus siihen 76 Per Sima: Hienojakoisuuden vaikutus eräiden kalkitusai- neiden kalkitus- ja magnesiumvaikutukseen - muutamia koetuloksia 79 Arnor. NjOs: Rakeistettu kalkki maataloudessa 82 Raili Jokinen: Hienousasteen vaikutus kalsiitti- ja dolomiitti- kalkin tehoon . 85 Kalkin levitystavat AsbjOrn Sorteberg: Kalkinlevityksen tasaisuus 87 Lars-Erik Johnsson: Kalkitusaineiden jakelu ja levitys 90 Jorma Kähäri: Nurmen pintakalkitus 93 Esitelmänpitäjien osoiteluettelo 99 Alkusänat Pohjoismaiden Maataloustutkijain Yhdistyksen I jaoksen hallitus totesi Uppsalassa pidetyssä kokouksessaan syksyllä 1977, että kalkituksen merkitys on lisääntynyt kaikissa Pohjoismaissa. Nopeasti kehittynyt väkilannoitus on aiheuttanut huomatta- vaa ylläpitokalkituksen tarvetta. Ravinteiden huuhtoutuminen ja ilmasta laskeutu- va rikki pyrkivät niinikään lisäämään maan happamuutta. Suomessa, Norjassa ja Ruot- sissa esiintyy tämän ohella laajalti peruskalkituksenkin tarvetta. Peltojen happa- muus rajoittaa vaateliaiden kasvilajien ja -lajikkeiden viljelyä. Happamuus hei- kentää myös fosforilannoituksen hyväksikäyttöä ja vaikuttaa epäedullisesti maan pieneliöstön elinmahdollisuuksiin ja maan fysikaaliseen rakenteeseen. Edelleen to- dettiin, että kalkitusainevalikoima on lisääntynyt teollisuuden tarjotessa erinäi- siä sivutuotteitaan kalkitusaineiksi. Myös kalkituksen levitystekniikassa on tapah- tunut muutoksia. Tämän johdosta jaoksen hallitus piti tarpeellisena koota pohjoismainen kalkitus- tietous seminaarin muodossa. Seminaarin luontevimpana pitopaikkana pidettiin Suo- mea, "Pohjolan happaminta maata", ja tästä syystä seminaarin järjestelyistä vas- taaminen uskottiin allekirjoittaneelle. Såminaari pidettiin 23.-25.5.1978 Savon- linnassa Olavinlinnan kongressisalissa. Osanottajia oli 66, joista 7 Tanskasta, 6 Norjasta, 17 Ruotsista ja 36 Suomesta. Esitelmiä pidettiin 27. Lisäksi seminaa- riin sisältyi bussiretki Ruskealan Marmorin kalkkilouhokselle, Kerimäen kirkolle ja Punkaharjulle sekä laivamatka Savonlinnan ympäri Rauhanlinnaan. Tämä tiedote sisältää esitelmien suomenkieliset lyhennelmät. Kiitän laitoksen tut- kijoita näiden selosteiden laadinnasta samoinkuin seminaarin suunnitteluun ja käy- tännöllisiin järjestelyihin liittyvästä arvokkaasta työstä. Kiitos myös kaikille esitelmänpitäjille. Kalkitusyhdistys ja Ruskealan Marmori antoivat myös runsaasti tukea tilaisuuden onnistumiseksi. Uskon, että pohjoismaiset vieraamme saattoivat olla tyytyväisiä seminaarin pitopaikkaan ja järjestelyihin. Paavo Elonen 2 Sven L. Jansson (Selostuksen laatinut Raili Jokinen) Kalkitus Ruotsissa; katsaus viime aikaiseen kehitykseen Ruotsin maatalouden kalkin käytössä on tapahtunut suuria muutoksia tämän vuosi- sadan vaihteen jälkeen. Kalkin käyttö oli runsainta vuosina 1915-20 ja 1940-45. Vuoden 1960 tienoilla kalkin käyttö oli vähåisintä eli noin 60 000 t CaO vuodessa. Vuodesta 1960 lähtien on kalkin käyttö maataloudessa lisääntynyt nopeasti ja se oli vuosina 1975 ja 1976 yli 300 000 t CaO vuodessa. Kalkin levitykselle epäedul- listen syksyn säiden vuoksi kalkin käyttö oli v. 1977 noin 200 000 t CaO. Kalk'itustarvetta aiheuttavat seikat Lisääntynyt kiinnostus rikkilaskeuman ja sen aiheuttaman happamuuden torjumi- seen niin maataloudessa kuin muuallakin. Suurilla maatalousalueilla 1960- ja 1970-luvuilla suoritettu uusintakartoitus osoitti peltomaiden pH-luvun laskeneen Maan happamuuden ja metsän lisåkasvun välistä yhteyttä sekä metsämaiden kalki- tustarvetta koskevat väitteet. Enenevä kiinnostus järvien ja vesistöjen kalkitukseen. Vuonna 1977 käytettiin näihin tarkoituksiin 5000 t CaO. Kalkin käyttö viemärivesien puhdistukseen ja viemärilietteen käsittelyyn. Kalkin käyttöön liittyvät tapahtumat Nopeasti lisääntynyt murskatun kalkkikiven käyttö kalkitusaineeksi maataloudessa. Tuomaskuonan käyttö uhkaa loppua teråsteollisuudessatoteutettujen muutosten vuoksi Lisääntynyt kiinnostus muunlaistenkin jätekalkkien käyttöön_ Dolomiittipitoisten kalkitusaineiden lisääntynyt saanti_ Tutkimuksen ja koetoiminnan ajankohtaisia tehtäviä Eloperäisten viljelymaiden kalkituksen tarve ja sen määritysmenetelmät Ylläpitokalkituksen suuruus eri viljelyoloissa Murskatun kalkkikiven vaikutus ja sopivin hienojakoisuus Magnesiumin tarve ja dolomiitin käyttö Ruotsin viljelymailla Kaikilla käsitellyn viemärilietteen käyttö lannoitteena ja maanparannusaineena Järvien ja metsien kalkitus; tarpeen toteaminen ja kalkituksen suorittaminen 3 AsbjOrn Oien (Selostuksen laatinut Raili Jokinen) Norjan peltomaiden jakautuminen eri pH-luokkiin Johdanto Norjassa maa-analyysien, niiden mukana pH, tulokset on muutaman vuoden ajan käsi- telty tietokoneella. Analyysitulokset kerätään tilastollisia käsittelyitä varten reikäkorteille. Maatiloilta on viime vuosina tullut noin 30 000 maanäytettä vuo- dessa. Neuvontatyössä tällä tilastolla on suuri merkitys. Eri pH-luokat Norjassa pH-luku mitataan vesilietoksesta. Maanäytteet on jaettu neljaan pH-luok- kaan: alle 5.0,5.1-5.5, 5.6-6.0 ja yli 6.0. Jos pH on alle 5.6, maat on kalkittava. Alle pH 5.0 ohran, vehnän ja lantun sato vähenee, mutta peruna, kaura ja ruis sel- viävät hyvin. Yli pH 6.0 kalkituksella ei ole vaikutusta. Maiden jakautuminen eri pH-luokkiin Kahteen aliffipaan pH-luokkaan, joissa kalkitus on tarpeen, kuului keskimäärin 33 % koko maan näytteistä 5-vuotiskautena 1968-72, samoin myös vuosina 1973, 1974 ja 1975. Vuonna 1976 tähän luokkaan kuului 41 % näytteistä. Akershusin, Ostfoldin ja Vestfoldin alueilla näyttää kahteen alimpaan luokkaan kuu- luvien näytteiden osuus lisääntyneen vuosien 1963-65 jälkeen (taulukko 1). Tähän lienee osaltaan syynä siirtyminen entistä ammontyppipitoisempien lannoitelajien käyttöön. Maalajin ja multavuuden vaikutus Hiekkamailla keskimääräinen pH on alhaisempi kuin enemmän hienoa ainesta sisältä- villä mailla. Tähän ovat syynä hiekan alttius huuhtoutumiselle ja sen hiesua ja savea pienempi pusku.roiva pinta. Lisääntyvä multavuus alentaa pH-lukua, mutta erittäin multavilla maalajeilla pH on alhaisempi kuin kivennäisMailla. 4 Taulukko 1. Maanäytteiden jakautuminen eri pH-luokkiin (%) Vuosi Näytteiden lukumäärä Z5,0 PH 5,1-5,5 5,6-6,0 >6,0 Koko maa 1968-72 71784 7 . 26 41 ' 2 1973 14877 . 7. 26 39 28 .. n 1974 22192 9 24 38 29 1975 31810 8 27 . 37 28 1976 27016 11 30 35 24 . Akershus 1963-65 20755 2 22 52 24 Ostfold 1968-72 39186 4 23 44 29 Vestfold 1976 11989 8 27 39 26 Kirjal 1 i suu tta: VIGERUST., E., 1969. Sammenstilling av jordanalysetall for årene 1963-67. Smrtrykk av Ny Jord Nr. 1, 1969, SEMB, G:, 1974. Oversikt over resultatene av utfOrte jordanalyser. Smr.trykk av Ny Jord, Nr. 4, 1974. 5 Martti Kurki Peltomaiden happamuus- ja kalkkitilanne Suomessa Peltomaiden kalkitus- ja lannoitustarpeen selvittämiseksi tutkitaan Suomessa vuo- sittain n. 100 000 maanäytettä. Näytteistä pääosa tutkitaan Viljavuuspalvelussa, joka myös tilastoi tulokset. Kalkitustarpeen selvittämiseksi määritetään maalaji, pH-arvo ja vaihtuvan kalsiumin pitoisuus. Seuraavat tiedot perustuvat pääasiassa vuonna 1977 otettujen näytteiden tutkimustuloksiin, mutta apuna on käytetty myös aikaisempia tuloksia. Maan pH-arvo Eri maalajien pH Kivennäismaissa pH-luku on selvästi korkeampi kuin eloperäisissä maissa, niin mu6k- kauskerroksessa kuin pohjamaassakin. Kivennäismaiden pH-luku on yleensä muokkaus- kerroksessa alempi kuin pohjamaassa. Korkein pohjamaan pH-luku on aitosavessa. Hap- pamimpia kivennäismaista ovat liejusavet, jotka esiintyvät alavimmilla paikoilla . ja etupäässä merenrannikolla ja ovat usein hyvin rikkipitoisia. Kaikista maalajeis- ta happamimpia ovat rahkaturpeet. Happamuus eri humuspitoisuusluokissa Korkein keskimääräinen pH-luku on humuspitoisuusluokassa 3-6 % (multava). Humuspi- toisuuden siitä kohotessa pH-luku laskee ja on alin humuspitoisuuden ollessa yli 40 % eli turvemailla. ( Happamuus eri alueilla Korkein keskimääräinen pH-luku on Ahvenanmaalla (6.23). Pohjoiseen, päin siirryttä- essä pH'-luku alenee johtuen eloperäisten maiden osuuden lisääntymisestä ja kalkki- pitoisuuden alenemisesta. Lapissa peltojen keskimääräinen pH-luku on 5.34 ja Poh- janmaalla 5.37-5.40. Pohjanlahden rannikkoalueella esiintyyy paikoitellen voimakas- ta happamuutta johtuen korkeasta rikkipitoisuudesta.- Suomen peltojen keskimääräinen pH-luku on 5.60. Näytteistä suurin osa kuuluu pH- luokkaan 5.6-5.8. Sitä alempi luokka (5.3-5.5.) on enemmistönä pohjois-Suomessa ja ylempi luokka (5.9-6.1) on suurin lounais-Suomessa. Ahvenanmaalla suurin osa näyt- teistä on luokissa, joiden pH on yli 6.1. Vaihtuva kalsium Kalsiumpitoisuus eri maalajeissa- Vaihtuvaa kalsiumia on eniten savimaissa ja etenkin aitosavessa (2459 mg/1). Ki- vennäismaiden savipitoisuuden laskiessa ja raekoon suurentuessa kalsiumin määrä vähenee. Niinpä hiekkamaissa kalsiumia on vain 955 mg/l. Turvemaista mersäsaratur- peet sisältävät kalsiumia eniten (1943 mg/l) ja rahkaturpeen vähiten (944 mg/l). Kalsiumpitoisuus eri humuspitoisuusluokissa Kalsiumia on vähiten (749'mg/1) humuspitoisuusluokassa 0-3 % (vähämultainen), mikä johtunee siitä, että tämä luokka käsittää suhteellisesti eniten karkeita maalajeja, joissa luonnostaan on heikon pidättymisen takia niukasti vaihtuvia kationeja. Seu- raavaksi alin Ca-pitoisuus (1350 mg/1) on luokassa 3-6 % (multava). Muissa luokissa se on 1477-1600 mg/1. Kalsiumpitoisuus alueittain Vähiten kalsiumia on Pohjois-Suomessa ja Pohjanlahden rannikkoalueella (1125-1160 mg/l). Eteläänpäin siirryttäessä kalsiumpitoisuus nousee ja on selvästi korkein (3642 mg/1) Ahvenanmaalla. Koko maassa eniten näytteitä on Ca-luokassa 1200-1600 mg/1. Pohjois-Suomessa suurin osa näytteistä on alemmissa luokissa mutta Ahvenan- maalla ylemmissä luokissa: Happamuus- ja kalkkitilanteen kehitys sekä kalkitustarve Happamuuden ja kalkkipitoisuuden kehitys on lähes kaikilla alueilla kulkenut parem- paan suuntaan, eli pH-luku ja kalkkipitoisuus ovat nousseet kun verrataan vuoden 1977 tilannetta eri viisivuotiskausien tilanteisiin aikavälillä 1955-1970. Suomen pelloista suurin osa on kuitenkin kalkituksen tarpeessa. Pohjois-Suomessa ja Pohjanmaalla pelloista 85-95 % kaipaa kalkkia, Keski-Suomessa 80-90 %, Etelä-Suo- messa 75-85 %, Lounais-Suomessa 60-70 % ja Ahvenanmaalla 40-50 %. Kirjallisuutta: KURKI, M., 1972. Suomen peltojen viljavuudesta II. Referat. Uber die Fruchtbarkeit des finnischen Ackerbodens. 182 p. 17° 18' 19° 20' 21° 22' 23- 24 25' 26' 27 29' 30' 31' 32' 33' TILASTON POHJAKARTTA BASKARTAN FÖR SATTISTIK- -69° 68° 69' PELTOMAIDEN HAPPAMUUS JA KALKKIPITOISUUS pH Vaihtuva Ca mg/1 - 5 40 -1200 5.41- 5.55 1201-1400 5.56-5.70 1401-1600 5.71-5.85 1601-1800 5.86-6.00 1801- 2000 6.01- 2001— yiLJAVUUSPALVELUN tutkimusten perusteella v. 1977 65 64° -63° 63' 0 62° 62' -61° 61' 0 50 14 000 000 k„)..k.\_...2:mmdtaushaffitu.lielsinki 60° 401 A N IA IT T A U S H AE L IT U K S E N K A R T O G R A F IN E N O S A S TO 7 C) 660 67° 66° HAPPAMUUS- JA KALKKITILANTEEN KEHITYS ERI ALUEILLA 1955 . pH - 1960 Ca 1961 pH - 1965 Ca 1966 pH - 1970 Ca 1977 pH Ca AHVENANMAA 6.10 3370 6.15 2720 6.17 3192 6.23 3642 UUSIMAA 5.60 1780 5.60 1800 5.66 1831 5.72 1997 PIRKANMAA 5.60 1350 5.62 1360 5.68 1354 5.80 1379 MIKKELIN LÄÄNI 5.50 1350 5.52 1360 5.59 1374 5.64 1456 ETELÄ-POHJANMAA 5.40 1030 5.41 1200 5.46 1249 5.40 1269 ÖSTERBOTTEN 5.30 980 5.33 1000 5.33 1109 5.37 1160 KAINUU 5.40 970 5.50 990 5.55 1005 5.66 1131 LAPPI 5.30 800 5.34 870 5.36 955 5.34 1140 8 9 Jens Jensen (Selostuksen laatinut Raili Jokinen) Tanskan peltojen pH ja kalkitustarve Kalkin huuhtoutuminen maasta on Tanskan ilmastossa tavallinen ilmiö. Maan happa- muuden määrittäminen laboratoriossa on vanhin ja eniten käytetty maa-analyysi Tanskassa. Aluksi käytettiin yksinkertaisia kemiallisia menetelmiä (esim. brus- niinia ja lekmusta) myöhemmin niitä täydennettiin n.s. azotobactermenetelmällä. Viimeksi mainittu perustuu siihen, että Azotobacter-viljelmä ei kasva erittäin happamassa maassa. Suunnilleen vuodesta 1925 lähtien ovat sähkökemialliset menetelmät olleet käytös- sä, aluksi kinhydronielektrodit ja myöhemmin lasielektrodit. Käytetty tekniikka on 50 vuoden kuluessa osittain muuttunut. Maanaäytteiden pH on mitattu vesilie- toksesta varsinkin puutarhamaiden näytteistä, mutta suurimmasta osasta peltojen näytteitä (80-90 %) määritys on tehty suolalietoksesta, vuoteen 1972 asti.] M kaliumkloridista. Suolalietoksesta saatuun pH-arvoon lisättiin vuoteen 1957 asti luku 1.0 ja sen jälkeen luku 0.9, jotta päästiin samalle tasolle vesilietoksen pH-lukujen kanssa. Vuonna 1972 otettiin käyttöön 0.01 M CaCl2 ja lisättäva luku on 0.5 edellä mainitusta syystä. Siirryttäessä tähän menetelmään ja lisäyslukuun 0.5 tapahtui pH-lukujen alenemi- nen 0.1-0.2 yksiköllä, sen vuoksi taulukkoon 1 on otettu maanäytteiden pH-luku- jen jakautuma vuodesta 1973 lähtien. Tulosten mukaan jakautumassa ei ole tapah- tunut oleellisia muutoksia näinä vuosina. Kuitenkin on otettava huomioon, että. suurin osa näytteistä on otettu alueilta, joilla oletetaan olevan kalkituksen tar- vetta tai edellisestä kalkituksesta on kulunut useita vuosia. Todellinen pH-lu- kujen keskiarvo Tanskan maissa lienee 0.4-0.5 yksikköä korkeampi kuin taukukon pe- rusteella saatava luku osoittaa. Kalkin käyttö on viime vuosina lisääntynyt (kuva 1) ja on nykyisin noin 500 kg/ha CaCO 3 vuosittain, kun peltoalaksi lasketaan noin 2.9 miljoonaa hehtaaria. Kalkin käytön nousu on ollut tarpeen lisääntyneen happamien typpilannoitteiden aiheutta- man happamuuden neutraloimiseen. Eräät laskelmat osoittavat, että yli puolet tuos- ta 500 kg kuluu tähän neutralointiin. Maa-analyysien tulokset.ja kalkin käyttölu- vut viime vuosilta osoittavat, että kalkkia on annettu riittävästi. CaCO 3 Kuva 1. 1000 .t laatalouden kalkinkäyttö Tanskassa, laskettu CaCO 3 :ksi • 1 • • 1966 69 70 71 72 73 74 75 76 10 Tanskalaisten tutkimusteyi mukaan kalkin huuhtoutumisriski on pieni, jos kalki- tus *uusitaan muutamien vuosien välein ja käytetään kohtuullisia kalkkimääriä. . Tällä tavoin vältetään maan happamuuden sekä happamuudesta riippuvien kasvien kasvuun vaikuttavien tekijöiden voimakkaat vaihtelut maassa. Kalkin käyttö vaihtelee vuodesta toiseen mm. syksyn säiden ja maatalouden ta- loudellisten syiden vuoksi. Taulukko 1. Maanäytteiden jakautuminen (%) eri pH-luokkiin (pHrarl + 0.5) 2 Vuosi 1973 1974 1975 1976 1977 ---- änäytteiden määrä • luku- 168055 157657 167001 155806 159890 pH alle 5,5 11 11 11 12 11 5,.5 - 25 23 24 24 23 6,0 - 6 ;4 26 26 27 26 27 • 6,5 - 6,9 21 22 21 21 21 7,0 - 7,4 12 13 12 12 13 7, 5 yli 5 5 5 . 5 5 11 AsbjOrn Sorteberg (Selostuksen laatinut Antti Jaakkola) Kalkin ja neutraalin kalsiumin vaikutus kasvinviljelyssä ravinneköyhällä turvemaalla Johdanto Kuten tunnettua, raudan puutteesta johtuva kloroosi on melko yleinen Norjassa tur- vemailla, ennenkaikkea viljoilla ja vaativilla nurmiheinillä sitä esiintyy. Juuri viljelykseen otetulla turvemaalla on raudanpuute tavallisesti voimakkain kohtalai- sen tai heikon kalkituksen jälkeen. Koetul oksia Astiakokeessa, jonka tarkoituksena oli tutkia kadmiumin vaikutusta sadon suuruu- teen ja kemialliseen koostumukseen, saatiin mielenkiintoisia tuloksia kloroosin esiintymisestä kohtuullisen kalkituksen seurauksena. Pääpiirteissään koesuunnitel- maan kuului (määrät 5 litran astiaa kohti): Kadmium: 0(A), 5(B), 50(C) mg Cd CdC12:ssa. Emäsmäärä (kalkki/NaOH): 12,5 g CaCO3(1), 25 g CaCO2(2), 11,3 g Na0H(3). Maan OH näiden määrien, antamisen jälkeen oli noin 5 (1), 6-6,5 (2 ja 3). Koelannoitus: a. kalsiumrikas = Ca(NO3)2 + Ca(H2PO4)2 kalsiumvapaa = NH4NO3 + NH4H2PO4 + K2SO4. kalsiumköyhä = Y-lannos 20-5-9 + K2SO4. Määrät a, b ja c varten = 0,6 g N + 0,15 g P + 0,6 g K. Tämän lisäksi aluslannoitukseksi annettiin hivenravinteita kaikille koejäsenille. Koekasvina oli vuonna 1976 kaura ja 1977 ohra. Tärkeimmät tulokset voidaan tiivis- tää seuraavasti huomioon ottamatta kadmiumin oton vaikutusta (taulukot 1 ja 2): Useat vaikutuksista ovat olleet heikkoja ensimmäisenä vuonna, mutta osittain huomattavasti voimakkaampia toisena vuonna. Kalkkimäärä 1 on aiheuttanut selvän kloroosin kaveihin. Kloroosi on osoittau- tunut olevan yhteydessä koelannoitukseen, lannoitus b on johtanut suhteellisen voimakkaaseen kloroosiin ja lannoitus a on johtanut vähäiseen kloroosiin tai ei ole aiheuttanut sitä lainkaan, kun taas lannoitus c on ollut b:n ja a:n väliltä vaikutukseltaan. Kalkkiannoksen 2 jälkeen ei missään lannoituskoejäsenessä ole ol— lut kloroosia. 12 Kalkkiannoksen 1 jälkeen on sadon suuruus melkoisessa määrin riippunut kloroo- sin esiintymisestä, ts. suurin sato saatiin koejäsenessä a ja pienin koejäsenessä b, Myös kalkkiannoksella 2 on sato osittain pienempi koejäsenessä b- kuin koejäse- nessä a ja c. Emäsannoksella 3 (NaOH) on 011ut täysi kato koejäsenessä b ja c, mutta jonkin verran vähentynyt tai täysi sato koejäsenessä a. Kalsiumpitoisuus on suunnilleen sama koejäsenissä a ja b, mutta vähän pienempi koejäsenessä c. Kasvin astiaa kohti ottama määrä on osittain suurempi koejäsenes- sä a kuin koejäsenissä b ja c. Typen ja kaliumin pitoisuus vaihtelee hyvin vähän lannoituskoejäsenittäin, kun taas kasvin ottama määrä astiaa kohti suurin piirtein vastaa eroja sadon suuruu- dessa, Fosforipitoisuus on osittain merkittävästi korkeampi koejäsenessä b kuin jä- senissä a ja c. Kalsiumia on fosforiin verrattuna kasveissa kalkkiannoksella 1 merkittävästi enemmän koejäsenessä a kuin jäsenissä b ja c. Päätelmä Heikko täi kohtalainen kalkitus on johtanut kloroosiin, joka tås oletettavasti on johtanut sadon vähenemiseen. Kalsiumin saanti eri lannoituskoejäsenissä heijastuu vain vähäisessä määrin kasvien kasiumpitoisuudessa sadon korjuun aikaan. Sadossa on fosforia kalsiumiin verrattuna huomattavasti vähemmän, kun lannoitteessa on paljon kalsiumia kuin silloin kun lannoitteessa on vähän kalsiumia tai sitä ei ole siinä lainkaan. Koejäsen, jolle annettiin kaksinkertainen määrä fosforia (ei ole otettu mukaan esitettyyn koesuunnitelmaan) kehitti voimakkaan kloroosin ja kasvu siinä oli heikkoa. Kysymys eri koejäsenissä annettujen typpi- ja fosforiyhdistei- den merkityksestä on toistaiseksi avoin. Maan pH selittää ilmeisesti satoerot. f 13 Taulukko 1. Suhteelliset kaura- ja ohrasadot (kaura 1976, ohra 1977). a = 100. CaCO 3 g/astia Keskiarvo 0 ja 5 mg/astia Cd .b 1976 1977 1976 1977 12,5 25 88 101 77 83 98 105 89 101 Taulukko 2. Sadon kalsiumpitoisuus ja Ca:P-suhde niukan kalkituksen jälkeen Sarja Koejäsen 1976 1977 1976 1977 1976 1977 Kalsiumpitoisuus mg/g ilmakuivassa sadossa Ilman Cd 0.52 0.46 0.53 0.38 0.53 0.38 5 mg/astia Cd 0.40 0.41 0.51 0.43 0.43 0.30 50 " 0.55 0.35 0.44 0.25 0.49 0.24 Keskiarvo 0.49 0.41 0.49 0.35 0.48 0.31 Suhde Ca:P Ilman Cd 3.06 2.88 2.79 1.90 2.79 1.90 5 mg/astia Cd 2.50 2.93 2.43 1.95 2.15 1.76 II 50 3.06 1.84 2.10 1.04 2.13 1.41 Keskiarvo 2.87 2.55 2.44 1.63- 2.36. 1.69 . 14 Sven L. Jansson (Selostuksen laatinut Antti Jaakkola) Kalkituksen teoria ja käytäntö pohjoismaisissa olosuhteissa Yleisesti kalkitusta pidetään ja käytetään yksinomaan kokemusperäisenä maanparan- nusmenetelmänä, joka perustuu yksinkertaislin ja lyhytaikaisiin kenttäkokeisiin nousevilla kalkkimäärillä. Tämä ei olisi kuitenkaan välttämätöntä, sillä kalkituksella on jo kauan ollut pit- källe kehittynyt teoreettinen perusta. Tämä nojautuu maaperäopin eri haaroihin; maaperä- ja kolloidikemiaan, maaperäfysiikkaan ja maanmikrobiologiaan sekä melkoi- sessa määrin myös pedologiaan. Valitettavasti käytetään teoreettista perustaa aivan liian harvoin ja aivan liian epätäydellisesti hyväksi koulutettaessa maatalousneuvojia ja opettajia ja sen ohes- sa myös käytännöllisessä maanviljelyssä. Seuraavassa esitetään tiivistettynä kalkituksen tieteellinen perusta maanparannus- ja maanhoitotoimenpiteenä pohjoismaisissa oloissa, s.o. lauhkeassa ja humidissa ilmastossa. Pedologian kannalta täytyy kalkituksen korjata maan jatkuvan huuhtoutumisen aiheut- tamat happanemisen ja köyhtymisen haitat, joita esiintyy pohjoisissa oloissa ja joita nyky-yhteiskunnan toiminta tietyssä määrin lisää. Kemiallis-biologisesti maata voidaan pitää dynaamisena reaktiosysteeminä, jossa on erotettavissa kemiallinen ja biologinen puoli. Useimpien välttämättömien kasvinravinteiden, mm. fosforin, kåliumin, kalsiumin, magnesiumin ja useimpien hivenravinteiden saanti riippuu pääasiassa reaktiosystee- min kemiallisesta puolesta, kun taas typen saanti rtippuu pääasiassa biologisesta reaktiosysteemistä. Reaktiosysteemi täytyy pitää kalkituksella ja lannoituksella kunnossa eli sellai- sena, että hyvän sadon juurten ympäristölle ja ravinteiden saannille asettamat vaa- timukset tulevat täytetyiksi. 15 Kalkitus on tärkein keinomme, jolla voimme säädellä maanesteen ja kolloidipintojen kemiallista tilaa. Emäskyllästysasteen pitäisi olla kolloidiaineksessa jatkuvasti .70-80 %:ssa ja kalsiumkyllästysasteen 60-70 %:ssa. Näiden vaatimusten täyttämiseksi tarvitaan usein viljelymaiden peruskalkitusta ja melkein aina jonkinlaista jatku- vaa ylläpitokalkitusta. Mallia maasta dynaåmisena reaktiosysteeminä kalsiumkyllästysaste tärkeänä kuntoa osoittavana tekijänä on testattu pitkäaikaisessa astiakokeissa, joissa fosforilla on ollut pääpaino kemiallisissa reaktioissa ja typellä biologisissa. Samantapaisia periaatteita kuin näissä astiakokeissa on noudatettu'kenttäkokeissa, joista dosent- ti G. Simån on esittänyt tuloksia tässä samassa julkaisussa. 16 Erik Jonsson (Selostuksen laatinut Antti Jaakkola) Kalkitustarpeen määritysmenetelmät Maa toimii periaatteessa samoin kuin pääasiassa negatiivisesti latautunut ionin- vaihdin, sillä on tietty kationinvaihtokapasiteetti, joka tavallisesti ilmoitetaan' milliekvivalentteina.valhtuviakationeita 100 g ilmakuivaa maata kohti. Tämä vaihto- kapasiteetti on käytetty osittain vetyionien osittain metallikationien sitomiseen. Optimaalisena vedyn ja metallikationien suhteena kasvien ravinteidenotolle pidetään kivennäismaissa suhdetta 1:3, emäskyllästysasteen täytyy näinollen olla suunnilleen 75 %. Meidän maaperässämme tapahtuu jatkuvaa metallikationien siirtymistä pois maas- ta sateen ja kasvien ravinteiden oton takia. Mikäli rapautuminen ei korvaa poissiir- tymistä, tapahtuu maan happanemista, emäskyllästysaste ja sen mukana pH-arvo alene- vat. Koska raautuminen harvoin riittää kompensoimaan happanemisen viljellyissä mais- sa, tarvitaan emäksisesti vaikuttavien aineitten lisäämistä, mikä tapahtuu käytän- nössä kalkitsemalla maa. Kalkin valinta neutralointiaineeksi on helposti selitettä- vissä kahdesta syystä, suurin osa (80-85 %) vaihtuvista emäksistä maakolloidien pin- noilla on kalsiumia ja tätä metallia esiintyy runsaasti karbonaattina. Miten arvioidaan kalkkimäärä, joka On annettava maahan optimaalisten viljelyedelly- tysten luomiseksi? . Kenttä kokeet Kenttäkoe on menetelmä, joka antaa varmimman tuloksen. Arvot, jotka saadaan, ovat / suoraan sovellettavissa käytäntöön. Haitat ovat melkoiset, kustannukset ovat korkeat ja tulosten odotusaika pitkä. Kenttäkoetta on kuitenkin pidettävä menetelmänä, joka antaa tarvittavat normit ja johon muita menetelmiä verrataan. Laboratoriomenetelmät Kalkin tarpeen nopeampana ja halvempana määritysmenetelmänä tulevat laboratoriome- netelmät mukaan kuvaan. Menetelmiä on lukuisa määrä, sekä yksinkertaisia että mo- nimutkaisia. Muistissa on aina pidettävä, että tulos on täysin riippuvainen näytteen otosta ja näytteen käsittelystä. Sen pienen maamäärän, josta analyysi tehdään, pitää edustaa jopa tuhansia tonneja maata, Jokin menetelmä voi antaa oikeita ja hyvin toistettavia tuloksia, mutta jos näyte ei vastaa sitä maata, jota halutaan tutkia, on analyysi joka tapauksessa arvoton. Seuraavassa valotetaan joitakin periaatteita. 17 2H-arvo Eniten käytetty menetelmä kalkintarpeen arvioimisessa on pH-mittaus, joka antaa kuvan maanesteen happamuudesta. Näyte lietetään tislattuun veteen tai suolaliuok- seen esimerkiksi 1 M KC1:ään tai 0,01 M CaC12:een ja mittaus tapahtuu suspensios- ta lasielektrOdilla:Saatu pH-arvo antaa kuitenkin vain kvalitatiivisen mitan kal- kin tarpeesta, maa, jossa pH on alhainen ja emäskyllästysaste pieni, vaatii oleel- lisesti vähemmän kalkkia kuin maa, jonka pH on sama,mutta jossa emäskyllästysaste on suuri, jotta pH kohoaisi samaan arvoon. Tämän takia pH-arvon lisäksi on otetta- va huomioon maalaji ja verrattava tulosta kenttäkokeisiin, jotta saataisiin mitta tarvittavasta kalkkiannoksesta. Jos maassa on aineita, jotka voivat.muodostaw:happamia .aineitalimuttuessaan,maasSa, esimerkiksi sulfideja, jotka hapettuvat rikkihapöksi siirtyessään anaerobisesta ympäristöstä aerobiseen, pH-arvo antaa aivan väärän tuloksen. Tämä koskee varsin- kin eloperäisiä maita, jotka korkean vaihtokapasiteettinsa takia sietävät matalam- paa emäskyllästysastetta ja siten matalampaa pH:ta kuin kivennäismaat. Maan pH:n mittaus on siten käyttökelpoisin kivennäismailla ja sitä täytyy tulkita varauksel- lisesti eloperäisillä mailla. Menetelmä on nopea, halpa ja antaa hyvän toistettavuuden, minkä takia se huolimatta haitoistaan luultavasti tulee säilyttämään asemansa tärkeimpänä menetelmänä kalkin tarpeen arvioinnissa. Taulukko 1 esittää Ruotsissa voimassa olevia pH-arvon tulkin- nan normeja. Kationinvaihtokaoasiteetin määritkseen 2erustuvat menetelmät „ . . . Koska kationinvaihtokapasiteetti ja emäskyllästysaste muodostavat kalkitustarpeen perustan, pitäisi näiden suureiden määritysmenetelmien olla hyvin käyttökelpoisia myös kalkintarpeen arvioinnissa. Periaatteessa määritys tapahtuu siten, että maa- kolloidien pinnoille pidättyneet ionit syrjäytetään sopivalla kationilla ja syrjäy- tyneet ionit, vaihtohappamuus ja/tai adsorboituneen, muita ioneja syrjäyttäneen ionin määrä määritetään. Saatu kationinvaihtokapasiteetin ja emäskyllästysasteen arvo riippuu suuressa määrin syrjäyttävästä ionista, valhtoliuoksen pH:sta ja puskurikyvystä, Siitä, kuinka nopeasti tasapaino asettuu (uuttoaja'sta) ja maassa alunperin olevista vaihtuvista ioneista. , 18 Seuraavassa esitetään kolme esimerkkiä tämän tyyppisten määritysten havainnollis- tamiseksi. Kyllästys kalsiumionilla kalsiumasetaattiliuoksessa pH 7.. Maata huuhdotaan 0,5 N neutraalilla kalsiumasetaatilla täyteen kalsiumilla kylläs- tämiseen asti, adsorboitunut icalsium syrjäytetään ammoniumilla (NH4C1) ja määrite- tään oksalaattina tai liekkifotometrilla. Vaihtohappamuus määritetään titraamalla määrätilavuus maan läpi valunutta kalsiumasetaattiliuosta ja vaihtuvien metallikat- ionien määrä eli S-arvo saadaan erotuksena. Menetelmää ei voi käyttää kalsiumkarbo- naåtti- tai kipsipitoisiin maihin, koska kalsium liukenee näistä. Menetelmä antaa hyvin toistettavia tuloksia, mutta on työläs ja siksi kallis. Syrjäytys imidazolammoniumkloridipuskurilla, pH 7.• Maa huuhdotaan puskuriliuoksella ja määrätilavuus titrataan suolahapolla pH 4,0:aan. Sama määrä alkuperäistä puskuriliuosta titrataan samaan pH-arvoon. Erotus ilmaistu- na yksikkönä mval/100 g maata ilmoittaa vaihtohappamuuden. Toisesta määrätilavuu- desta uutetta määritetään EDTA-titrauksella vaihtuvan kalsiumin, magnesiumin ja mangaanin summa, mitä käytetään 5-arvon. likiarvona. S-arvon ja vaihtohappamuuden summa ilmaistuna yksikkönä mval/100 g maata ilmoittaa vaihtokapasiteetin. Menetelmä antaa toistettavia tuloksia ja on suhteellisen nopea. 3, Syrjäytys värillisellä ionilla ja kolometrinen mittaus_ S-arvon määritystä varten huiskutetaan maata kobolttiliuoksessa. Määritettäessä; T-arvoa eli kokonaisvaihtokapasiteettia lisätään uutettaessa kalsiumkarbonaattia liuokseen. Puhtaan uuttoliuoksen ja uutteen kobolttipitoisuus mitataan kolorimet- risesti, sen jälkeen kun orgaaninen aines on hapetettu ja mahdollinen mangaani pel- kistetty. Kolorimetrinen mittaus voidaan luultavasti korvata menestyksellisesti: ' atomiabsorptiomittauksella. Kobolttipitojsuuksien erotus laskettuna yksikkönä mval/ 100 g maata ilmoittaa S- tai T-arvon. Molempien arvojen määrittämiseen tarvitaan siis kaksi uuttoa. Tästä huolimatta menetelmä on nopea ja soveltuu suuriin sarjoi- hin. Se antaa hyviä tuloksia, jotka oikein hyvin pitävät yhtä muiden menetelmien kanssa viljeltyjen kivennäismaiden kysymyksessä ollen, mutta esimerkiksi erittäin happamilla metsämailla on paikkansapitävyys huono. Tietty osa vaikeuksista toistet- tavuudessa johtuu. • kolorimetrisesta mittauksesta, koska pieni ero ekstinktiossa vastaa suuria eroja S- ja T-arvoissa. Viljelymaihin'sovellettavaå menetelmää, jossa käytetään koboltin mittausta RA:11a, pitää vielä kokeilla. 19 Titrauskäyrät ja puskuriliuokset Jonkin maan kalkintarve voidaan arvioida myös määrittämällä vaihtohappamuus suo- ralla titrauksella, laatimalla titrauskäyrä tai puskuriliuoksen pH-muutosten pe- rusteella. Suora titraus, joka teoreettisesti ja laboratorio-olosuhteissa on lu- paava, vaikeutuu sen takia, että jokainen emäslisäys vaatii pitkän ajan, ennenkuin tasapaino saavutetaan. Kokeet osoittavat, että tiettyjen maiden pH-luku on aset- tunut vakiotasolle vasta useiden vuorokausien kuluttua. Nopeampi tapa on silloin lisätä nousevia määriä kälsiumhydroksidia tiettyyn maamää- rään sarjassa koeputkia, huiskuttaa lietosta esimerkiksi yli yön ja mitata pH liet- teestä. Vertaamalla lisättyä emäsmäärää yksikkönä mval/100 g maata pH-arvoon saa- daan titrauskäyrä, josta on mahdollista lukea se määrä kalkkia, joka teoreettisesti tarvitaan pH-arvon nostamiseksi tietylle tasolle. Titrausmenetelmän muunnelma on puskuriliuosten käyttö kalkin tarpeen määrityksessä. Maanäyte uutetaan puskuriliuoksella, jonka alku-pH on tavallisesti noin 7 ja mää- rätilavuus suodoksesta titrataan takaisin alkuperäiseen pH-arvoon. Myös voidaan kalsium,määrittää uutteesta, mikä vaatii kalsiumitonta puskuriliuosta. Ns. emäs- luvun (bastal) määritys, jossa Egnerin laktaattiliuosta käytetään myös kalkintar- peen määritykseen, on esimerkki sellaisesta menetelmästä.•Jotta saataisiin riittä- vä ero pH-arvojen välillä, täytyy liuoksen puskurikyvyn olla hyvin alhainen, mikä on haitta korkean T-arvon omaavissa maissa. Samantapaisiinmenetelmiin kuuluu uutto sellaisella puskurijärjestelmällä, jonka pus- kurivaikutus on lineaarinenleveällä pH-alueella. Täten saadaan korkea puskurikapasi- teetti käyttämällä melko alhaisia puskurikonsentraatioita. Kaikki nämä titrausmenetelmät ovat laboratorio-olosuhteissa nopeita ja melko toiS- tettavia, mutta tulos vaatii tarkan kalibroinnin kenttäkokeiden suhteen. Käytännös- sä kalkkiannos on suunnilleen kaksinkertainen laboratoriossa määritettyyn verrat- tuna lähinnä sen takia, että kaikin sekoittaminen maahan tasaisesti kenttäolosuhteis- sa on vaikeata. Kalkintarpeen arviointi Taulukot 2 ja .3 esittävät eri menetelmien vertailua. Taulukossa .2,.jöka on lainat- tu Hans Nömmikin kirjoituksesta "Ammonium Chloride-Imidazole Extraction Pröcedure...1 nähdään selvästi, millaiset erot eri menetelmien välillä ovat. Taulukossa 3 esite- tään joitakin menetelmien vertailuja, jotka olemme tehneet S4:ssä. 20 Lasketut kalkintarpeen arvot vaihtelevat voimakkaasti, kuten nähdään. Eloperäiset maat Eloperäiset maat, joiden vaihtokapasiteetti on korkea, sietävät selvästi alhaisem-. paa emäskyllästysastetta ja siten alhaisempaa pH-arvoa. Mainitut kalkintarpeen mää- ritysmenetelmät soveltuvat myös eloperäistin maihin, mutta tulokset ovat vaikeasti tulkittavia. Jos maassa on hapettuvia aineita, esimerkiksi.sulfideja, joista syntyy happamia hapetustuotteita, tulee tuloksista aivan harhaanjohtavia. Mahdollisesti vanha "nettokalkkimenetelmän on suositeltavin eloperäisille maille, varsinkin jos niissä on sulfideja. Nettokalkkimenetelmässä maan- kokonaiskalkkipitoisuus ja rik- kipitoisuus määritetään ja lasketaan, kuinka paljon kalkkia tarvitaan rikin neut- raloimiseen. • Taulukossa 4 on ruotsalaiset eloperäisen maan kalkitusnormit. Edellä sanotusta selviää, että on vaikeata tai miltei mahdotonta verrata eri mene- telmillä saatuja tuloksia, joiden perusteella pyritään laskemaan emäskyllästysaste ja kalkin tarve. Sitäpaitsi mikäänlaboratoriomehetelmä ei anna suoraa mittaa tar- vittavasta kalkkiannoksesta. Menetelmä täytyy kalibroida kenttäkokeella. Tämän vuoksi olisi hyvä, jos päästäisiin yksimielisyyteen nopeasta, toistettavasta ja . halvasta rutiinimenetelmästä kalkin tarpeen arvioimiseksi. Menetelmä pitäisi tar- kaSti kokeilla ja kallibroida kalkituskokeiden avulla, niin että mahdollisimman luo- tettavat tulkintanormit saataisiin käyttöön. 21 Taulukko 1. Kivennäismaat kalkitustarve, kalkkia (CaO) t/ha. pH-arvo kalkitustarve noin 5,5 Kalkitustarve on olemassa. Peruskalkitus- suunnilleen seuraavilla määrillä: savet ja savespitoiset'kivennäiSmaat 4-5 t/ha kalkkia (CaO) savesköyhät kivennäismaat: 2-3 t/ha (CaO). Tarvittaessa perusfosforilannoitus voidaan tehdä i thomasfos- faatilla. noin 6,0 Kalkitustarve on olemassa. Kalkitus suunnilleen seuraavilla määrillä: savet ja saVespitoiset kivennäismaat: 2-3 t/ha CaO. savesköyhät kivennäismaat.:. vain ylläpitokalkitus. noin 6,5 Kalkitus toistaiseksi tarpeetonta. ja sen yli Huom. Jos kalkitustarve on olemassa,täyLyy kalkkiannoksen olla sUurempi multavalla kuin vähämultaisella maalla. 22 Taulukko 2. Kolmen menetelmillä 1-5 analysoidun maaryhmän kationinvaihtokapasi- teetin (CEC), titrattavan happamuuden (TA), vaihtuvien emästen koko- naismäärän (TEB). ja emäskyllästysasteen.(BS) keskiarvot. Menetelmä Metsämaat Humus (A0), 23 näytettä 1 2 3 4 5 CEC 99.1 110.1 75.7 26.8 25.6 TA 86.1 96.2 56.7 12.7 -11.6 TEB 13.0 13.9 19.1 14.0 14.0 BS, % 13.1 7.4 25.2 52.2 54.7 Kivennäismaa (A1 -A2), . 14 näytettä CES 16.4 20.2 14.2 5.6 5.4 TA 13.9 17.8 9.6 3.0 2.7 TEB 2.5 2.5 4.6 2.6 2.7 BS, % 15.2 12.4 32.4 46.4 50.0 Viljellyt maat, 23 näytettä CEC 17.5 23.4 17.0 10.6 TA 7.2 12.8 7.4 ' 0.3 TEB 10,3 10.6 9.6 10.3 BS, % 59.3 45.3 56,5 97.2 Menetelmä 1. Ammoniumkloridi - imidazolipuSkuri Bariumkloridi trietanolaminpuskuri Kobolttimenetelmä Uutto 2M KC1 Uutta 1M NH 4 C1 Lähde: Hans Nömmik: Ammonium Chloride Imidazole Extraktion Procedure... 23 Taulukko 3. Eri menetelmien perusteella laskettujen kalkintarpeiden vertailu. Menetelmä 1. Imidazolipuskuri 2. KalsiumkylYcistys 3. Titrauskäyrä Näyte Maalaji Multavuus % PH/H20 mval/100 g maata S T Emäskyl- lästys- aste Laskettu Menetelmä kalkin tarve t/ha CaO 4 a HeS 3.3 6.3 13.2 18.5 71 0.4 1 14.2 17.8 80 - 2 2.8 3 14 a He 1.9 6.0 3.0 10.5 29 3.4 1 2.9 5.8 50 1.1 2 2.8 3 15 a turve 73 4.6 24.6 123.9 20 15.3 1 71.5 102.3 70 1.2 2 8.4 3 16 a ljAS 4.0 5.7 ' 15.7 28.6 55 4.1 1 16.3 22.5 73 2 4.3(pH 6.5) 3 24 Taulukko 4. Multa- ja turvemaat: kalkintarve,* t/ha CaO. Nettokalkkimäärä Kalkitustarve t/ha CaO Liejut ja liejupitoiset Alle 2 Suositellaan harkitsemaan jo- maat, pH alle 6,0 kaista tapausta erikseen. Neu- vojan apu tarpeen. . 2-3 Kalkitus 4 t/ha CaO saakka 4-6 Kalkitus 1-2 t/ha CaO Yli 6 Kalkitus toistaiseksi tarpeeton Muut eloperäiset maat, pH alle 6,0 Kalkitus 2-3 t/ha CaO Kalkitus 1-2 t/ha CaO Kalkitus toistaiseksi tarpeeton Kaikki eloperäiset maat, Kalkitus yleensä tarpeeton joiden pH yli 6,0 25 Mikko Sillanpää Kalkituksen pitkäaikainen vaikutus maaprofiilin kemiallisiin ominaisuuksiin Tiivistelmä Tutkimuksessa verrataan kalkitsemattoman ja kalkitun (21 tn/ha) maaprofiilin ke- miallisia'ominaisuuksia 35 vuotta kalkituksen jälkeen.x) Vaikka koeruutuja oli .muutoin viljelty ja lannoitettu yhdenmukaiSesti, aiheuttivat niiden satoerot ja erot apila-timoteinurmien kasvilajikoostumuksessa huomattavia eroja satojen maas- ta ottamissa ravinnemäärissä. Koekentän lajitekoostumus ja profiilien analyysitulokset on esitetty kuvassa 1. Maan pH oli koejakson lopussa kalkitun profiilin muokkauskerroksessa lähes 1 pH- yksikköä korkeampi kuin kalkitsemattoman. Profiilin alemmissakin (20-70 cm) ker- roksissa ero oli vielä n. 0.2 pH-yksikköä. Humuspitoisuus oli kalkituksen seurauksena alentunut pintamaassa huolimatta kal- kitulla maalla suurempien. satojen maahan jättämästä suuremmasta eloperäisen ai- neksen määrästä. Pintamaan tilavuuspainon nousu ja kationinvaihtokapasiteetin alentuminen ovat il- meisiä seurauksia kalkituksen aiheuttamasta humuspitoisuuden alenemisesta. Vaihtuvan kalkin (CaCO 3 ) pitoisuus oli kalkitun koeruudun muokkauskerroksessa 11.7 tn/ha ja kalkitsemattoman 1.4 tn/ha. Kalkituksen vaikutus näkyi myös syvemmällä (20-70 cm) missä ero oli yht. 1.5 tn/ha. Kalkkitaselaskelman (kalkkitilanne ennen koetta + kalkitus + lannoitteiden sis. kalkki - satojen ottama kalkki - kalkkiti- lanne kokeen lopussa) Mukaan on kalkitun profiilin muokkauskerroksesta huuhtoutu- nut 9.3 ja kalkitsemattomasta 7.5 tn/ha kalkkia. Tämä vastaa 106 ja 86 kg Ca/ha/v. Kalium- ja fosforipitoisuudet olivat korkeammat kalkitsemattomassa kuin kalkitus- sa maassa. Tämä on ilmeinen seuraus kalkitulta maalta saatujen suurempien satojen maasta ottamista suuremmista kalium- ja fosforimääristä. x) Tutkimuksen tulokset on esitetty kokonaisuudessaan Maantutkimuslaitoksen Tie- dotteessa No 1 (1978). Sato ym. koetulokset on julkaistu aikaisemmin (KERÄNEN, T. ja HONKAVAARA, T. 1972. Kehittyvä Maatalous 6:15-39). cm voiht.K mg/1 50 100 I luk . P mg/1 2 4 6 8 liuk. Fe Iluk.A1 mg/1 mg/1 300 600 100 300 . .. L I . Iluk.Co mg/1 0,1 0,2 I liuk.Cu mg/1 0,5 10 liuk.Mn mg/1 10 20 liuk.Ni mg/1 0,5 1,0 liu ml 1 10 - 20•= -...,5/ ....11 5' / '-' _..r.,./. ' ..-/ .4 /.. "-/7 '4 ir/Y r [ ..i./' - .?_1 '-.-.7:•Al .;•"'.-v7• /';m,i'1r r' _ :___.- __ V:',25/ 7 ,,,- -7.”' 4P . 425»: 1 , iir 7 i J . - — - - =3 r - ..... - T , -- 2.7 .','."7.. - ,. 2'7 - /-",;-7, /r /-../.,/7/..-„ -, r1 k.Zn /1 2 26 • S ' % 10 30 50 1 Hils;KHs % 10 30 50 Ht % 10 Hk % 5 pH 4 5 HUffILIS % 5 15 'MW/. paino 0,6 0,0 KOLVOffiLkOp. . mgJ 100 g 10 30 50 vaiht.Ca. 9/I I _ , • , Y 4 f' A ,',.,-;,/, /./,`;',, ,-/ -,•_,-).. , .. .'4 R , , , ,---' ',.',- „., , . - 48 12 I • i • I CaCO3 tri/ho Crn 10 - 20 30- 40 50- GO 70 7771T Kuva 1. Kalkitun (21 to/ha) ja kalkitsemattoman ===naaprofiilin kemialliset ominaisuudet 35 vuotta kalkituksen jälkeen..Koekentän la— jitekoostumus ylhäällä vasemmalla. Kaikkien tutkittujen hivenaineiden (Fe, Al, Co, Cu, Mn, Ni, 7.n) liukoiset määrät olivat vähentyneet kalkituksen johdosta. Tämä oli odotettavissa, koska maan pH:n kohoaminen vaikuttaa negatiivisesti kaikkien näiden hivenaineiden liukoisuuteen. Väheneminen oli selvin pintamaassa, mutta useiden hivenaineiden kohdalla sama trendi on todettavissa myös profiilin alemmissa kerroksissa. 27 Lars Wikström Maanviljelyskalkkiteollisuus ja markkinat Tehtaiden sijainti Löytöjen perusteella kalkkitehtaat voidaan jakaa tavallista maanviljelyskalkkia, magnesiumpitoista kalkkia tai dolomiittikalkkia valmiståviin tehtaisiin. Maanvil- .jelYskalkkitehtaat sijaitsevat pääasiassa Etelä-Suomessa ja dolomiittikalkkiteht- taat maan pohjois-, keski- ja itäosissa. Poikkeuksia on kumpaankin suuntaan. Teh- taitten sijainti ilmenee liitteestä. Uutta tehdasta rakennetaan Siikaisiin Länsi- Suomeen. Voidaan sanoa, että Siikaisten tehtaan valmistumisen jälkeen tehtaiden sijainti jakautuu melko tasaisesti kautta koko maan. Tämä on suuri etu, koska kal- kin kuljetuskustannukset lopullisesta hinnasta - kalkki pellolle levitettynä - ovat suhteellisen korkeat. On myös tärkeää, että tehtaat sijaitsevat niillä seu- duilla, joissa kalkintarve on suuri, kuten nyt suurin piirtein asian laita onkin, Toimitukset ja ennusteet Liitteestä ilmenee erikoisesti dolomiittikalkin suuri merkitys, samoin kuin toi- mitukset. Selvästi näkyy myös huonojen sääolosuhteiden vaikutus kalkintoimituk- siin vuosina 1962, 1974 ja 1977. Näinä vuosina oli rittäin vaikeaa levittää ras- kailla koneilla kalkkia pelloille. Maanviljelyskalkin laatu Maanparannuskalkin laatua valvoo Valtion maatalouskemian laitos. Laatuvaatimukset on määritelty rehu- ja lannoiteasetuksessa (742/68). Siinä mää- rätään, että maanparannukseen myytävän kalkin tulee olla sellaista hienousluok- kaa, että 98 % jauheesta läpäisee 2 mm:n seulan ja .sen lisäksi 50 % läpäisee 0,15 mm:n seulan. Katso liitettä. Maassamme myytävä maanparannuskalkki täyttää siis liitteessä mainitut laatuvaati- mukset. Koska tässä ovat kyseessä minimivaatimukset, on selvää että tuotteen laatu käytännössä on parempi, kuin mitä asetus edellyttää. Happamuuden alentajina maanparannustuotteet ovat ,käytännöllisesti katsoen saman- arvoisia. Jos maa samanaikaisesti on kalkki- ja magnesiumlannoitteen tarpeessa, on usein edullisinta käyttää dolomiittikalkkia tai magnesiumpitoista kalkkikivijauhetta. 1 1303 50 50 40 61 66 t 1 63 64 65 64 67 63 45 70 71 72 7; 74 76 KOKO MAAN MAANPARANNUSKALKKITOIMITUKSET 1970- yh teensa mnanparannuskolkkla D dolorniitti kalkkia M tave,llis ta rncianparonnuskolkkia tonn;a 800 000 700 000 • i t t 600 000 : : SGO 000 t ts • 400 000 I 1 I / ii 300 000 -r-i i , 1 200 000 / 1 J / 100 000 --- --'------- 1 / . 1970 19/1 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1973 0678-05-16 LW/N5 KALKKIMAA 5 VW PELI 500 400 LOUKOLAMPI LOUHI 300 3 SIIKAIN Eti 3 DOLOMITTIKALKKI 200 - LAPPEE MITÄ 0. KALKKIKIVI X. RAKENTEELLA TYTYRI 100 PAPEN 0 D SIPOO 40 1000 900 800 --- 700 600 — .- — — KALIKKITEFITAÄT PARAISTEN KALKKI OY PAIzAINEN LAITEENRANTA LOUNOLAMP1 Ytt.11,E1.1 LOI IJAN KALKKITEMOAS OY TYTY1:1 • KARL FORSSTRÖM OY FORLIY RAUMA-REPOLA OY KALKWIAA RUSKEALAN MARNIORI OY LOUHI MAANPARANNUSKALKIN MYYNTI SUOMESSA KAL EN TERIVUOS IITA I N .— KOKO MAA PARAICTCP,1 KAI vbm nv muu r TEHTAAT - - ENNUSTE Yuo1W1 191p -28 FÖRBY 1573 -05-1s LW7TI5 IVIAAMPARANMSKALMN LAATIAIAA I ;',,J Neutraroiva 'kyky • kaIrckikivijauhe 1 dolorniittilcalkid 1 kall(lcikivijauhe 2 dolorriiittikalkki 2 IS-lionous } • CaO 49% 43.4% Ca" 35% 31% seula 2 rnm:n seulan läpi 2 mm vähintään 98 % seula 0.15 mm:n Seulan lä- 0.15 mm pi vähintään 50 % Magnesiumpitoisuus vähintään PilgO Mg dolomiittikalIcki 1 16.7% 10% clolomiittikalMci 2 11.7% 7% magnesiumpitoinen Mg-määrän vai- kalkkilcivijauhe mistaja iftnoittaa val:uustodistuk- sessa I! 0, yM. .300•001 ry Ch94), c v, (1, n:s >• ,-) 03 ci, • +200 1 1 Alkusato, kg/ha .;.-_..- 0 C 4-0 tn -0 3660 = .1.-, •.-- .y., 43 ..-- ,-- C -1[ CU 0 .-- _C -C) ,., :" ,e1 4 .., ,— • -Y C .-- C m m 0.---- f____, +6001 . 1 Kevätvehnä ja ohra +4001 11 22 koesatoa +200- Alkusato, kg/ha 2930 • , , " . +600- Kaura . 60 koesatoa +400- +200- -- ' •1 Alkusato, kg/ha 2960 f Rehuherne ja - seosvilja +400- 18 koesatoa 1 r +20 . Alkusato, kr/ha . . 2000 F-1 ___ I- LI 1. L [ Nurmi ja vihantarehu . t. r---1 +200- 28 koesatoa [----1 I [lir -1_] 1 [- Alkusato, ry/ha 2430 i_r_-_:---------.1-- kg/ha P 6 vuodessa 0 6x17,5 105 6x17,5 105 0 6x17,5 105 6x17,5 105 superfosf. thomasfosf. superfosf. thomasfosf. Ilman kalkkia . 6000 Wha CaO perustettaessa' Kuva 1. Kalkki - fosforikokeet Lannassa. Satojen keskiarvot 1937-77. 32 Antti Jaakkola Kalkituksen vaikutus fosforilannoituksen tehoon Fosforilannoituksen Vaikutusta heinä- ja viljasatoihin sekä maahan eri kalkitus- tasoilla tutkittiin neljässä 7-10 vuotta kestäneessä kenttäkokeessa. Kolme koetta sijaitsi kivennäismaalla Lounais- ja Keski-Suomessa, yksi koe saraturpeella Poh- jois-Pohjanmaalla. Fosforilannoitus annettiin superfosfaattina, jonka määriä, 200 ja 800 kg/ha, verrattiin koejäseneen, joka ei ollut saanut fosforia. Kalkituskoe- jäsenet, joihin kaikkiin sisältyivät nämä kolme fosforikoejäsentä, olivat: 0, 2, 8, 32 ja yhdessä kokeessa 48 t/ha kalkkikivijauhetta. Kalkitus suoritettiin kokeiden alussa, fosforilannoitus vuosittain. Fosforilannoituksen keskimääräinen vaikutus oli selvä kaikissa neljässä kokeessa. Kalkitus lisäsi satoja kahdessa kolmesta kivennäismaan kokeesta, mutta kolmannessa kivennäismaan sekä turvemaan kokeessa ei kalkitus vaikuttanut. Toisessa niistä kah- desta kokeesta, joissa kalkitus kohotti satatasoa, näytti kalkitus vähentäneen fos- forilannoituksen vaikutusta. Toisessa kokeessa näytti kohtalainen kalkkiannos vai- kuttaneen samoin, mutta suurimmalla kalkkimäärällä, 48 t/ha, lisäsi fosforilannoi- tus taas satoa yhtä paljon kuin ilman kalkitusta. Erot fosforilannoituksen vaiku- tuksessa eri kalkitustasoilla eivät olleet tilastollisesti, merkitseviä 95 % luotet- tavuudella. Kalkitus lisäsi erittäin merkittävästi koemaiden pH-arvoa kaikissa kokeissa. Suu- rimman kalkkiannoksen aiheuttama lisäys oli 1-1,5 pH-yksikköä vielä kokeen lopussa,. Kivennäismailla, joilla pH nousi suunnilleen 7:ään, lisääntyi lannoitteesta mahan kertyneen fosforin liukoisuus hyvin selvästi. Ilmeisesti kalkitus lisäsi myös fos- forin liukoisuutta fosforilla lannoittamattomilla ruuduilla, mutta erot eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. Viimeisen koevuoden sadoista tehtyjen analyysien perusteella oli kalkituksella jos- sain määrin vaihteleva vaikutus jyvien ja olkien fosforipitoisuuteen. Kivennäismai- den kokeissa fosforin otto lienee lisääntynyt kalkituksen vaikutuksesta. Näiden kokeiden perusteella ei ollut mahdollista päätellä varmasti, seurasiko maan fosforin liukoisuuden paranemista, joka saatiin aikaan kalkituksellä, myös fosfo- rilannoitustarpeen väheneminen. 33 Taulukko 1. Keskimääräiset sadot ja kalkituksen aiheuttamat sadonlisäykset ilman fosforilannoitusta,.ry/ha/v. Kalkkikivijauhetta t/ha kokeen alussa 0 2 8 32 48 Liejusavi pH 5,5 3180 + 100 + 350 + 540 Hiesu pH 6,0 1900 -160 + 170 - 130 Hiesu pH 6,0 2670 + 260 + 240 + 560 + 490 . Saraturve pH 5,2 2370 - 70 + 60 .- 140 Taulukko 2. Keskimääräiset sadot.ja fosforilannoituksen aiheuttamat sadonlisäykset ilman kalkitusta, ry/ha/v. Superfosfaattia kg/ha/v. 0 200 800 Liejusavi pH 5,5 3180 + 200 + 250 Hiesu pH 6,0 ' 1900 + 300 + 380 Hiesu pH 6,0 2670 + 290 + 530 Saraturve pH 5,2 2370 + 260 + 360 Taulukko 3. FosforilannoitukSen aiheuttama sadonlisäys eri kalkitustasoilla, ry/ha/v. Kalkkikivijauhetta tjha kokeen alussa 0 . 2 8 32 48 Liejusavi, sf 200 kg/ha/v. " 800 + 200 + 250 + 210 + 290 + 50 + 10 - 20, + 50 Hiesu, sf 200 kg/ha/v. + 290 0 + 130 + 240 + 380 " 800 " + 530 + 170 + 190 + 180 + 430 34 Taulukko 4. Fosforipitoisuus eri kalkitustasoilla vuoden 1973 sadossa, g/kg kuiva-aineessa. Kalkkikivijauhetta t/ha (annettu 1963-67) 0 2 8 32 48 Liejusavi, kevätvehnä, jyväsato noin 2900 kg/ha Jyvät 4,3 4.,3 4,2 4,3 Oljet 0.7 0,9 0,8 0,9 • Hiesu, ohra, jyväsato noin 600 kg/ha Jyvät 4,3 . 4,5 4,8 ' 4,7 Oljet 1,6. 1,9 2,3 2,3 Hiesu, ohra, jyväsato noin 2600 kg/ha Jyvät 3,6 3,8 3,8 4,0 4,3 Oljet 0,8 1,1 0,7 • 0,8 0,8 Saraturve, kaura Jyvät + oljet 3,0 2,7 2,7 2,4 35 K. Skriver (Selostuksen laatinut Antti Jaakkola) Nitraatti- ja ammoniumlannoituksen pitkän ajan vaikutus satoon ja maan reaktiolilkuun (Rt = P HCaC1 2 +2PZ.r:L Johdanto Vuosina 1968 ja 1969 aloitettiin kaksi 10-vuotista koesarjaa, joissa NPK-lannoi- tusta verrattiin vastaavat ravinnemäärät sisältävään PK-lannoitukseen, jota oli täydennetty nestemäisellä ammoniakilla, urealla, kalkkiammonsalpietarilla (kas) tai kalkkisalpietarilla (ks). Kokeissa erilaiset lannoitukset olivat osaruutuina. Kuhunkin kolmeen lohkoon kuu- luvista kahdesta pääruudusta.toinen sai 5 koevuoden jälkeen, siis vuosina 1972 ja 1973 5 tonnin kalkkiannoksen hehtaarille. Ravinnemäärät olivat 80 kg N, 25 kg P ja 60 kg K hehtaarille viljalle, silloin kun esikasvina olivat juurikkaat, ja kak- sinkeftaiset määrät juurikasveille. Viljan jälkeen viljellylle Viljalle ovat lan- noitemäärät vuodesta 1970 lähtien olleet 120 kg N, 38 kg P ja 90 kg K hehtaarille. Kokeet sijaitsevat savimailla ja savipitoisilla.hietamailla, jotka ovat hyvässä viljelykunnossa, ja kokeiden päättyessä, 1977 ja 1978, suoritetaan maiden kalkki- ja lannoitustilanteen laaja analysointi koejäsenittäin. Tulokset Eri typpilannoitteiden aiheuttamat erot maan reaktioluvussa (Rt) on esitetty erS.- sinnä, eli vuonna 1968 alkaneen koesarjan osalta taulukossa 1. Kalkitsemattomilla alueilla on 10 vuodessa reaktioluku laskenut 0,2-0,3 yksikköä, silloin kun on käytetty ammoniumpitoisia lanneitteita.Kalkkisalpietaria käytettä- essä'on keskimääräinen reaktioluku noussut 0,1 yksikköä vuodesta 1968 vuoteen. 1977. Niillä alueilla, joilla on käytetty 5 tonnia kalkkia vuonna 1972, on pH-taso vuon- na 1977 0,5-0,6 yksikköä korkeampi kuin kalkitsemattomalla Yksittäisten koejäsenten ravinnetilan analyysit osoittavat, että fosfori- ja ka- liumpitoisuus yleisesti on korkeammalla tasolla vuonna 1972 ja yuonna 1977 kuin kokeiden alussa vuonna 1968, kun taas magnesiumpitoisuus ei ole koeaikana juuri muuttunut. Mutta yhdessäkään tapauksessa ei vuonna 1977 ole todettu eroa ravinne- tilassa kalkittujen ja kalkitsemattomien alueitten välillä. 36 Satotulokset esitetään taulukkona 2. Viimeisten 5 vuoden keskimääräiSet tulokset osoittavat kalkituksen aiheuttaneen sadonlisäyksen kaikissa koejäsenissä. Sadonlisäys vaihteli 70-130 kg jyviä hehtaa- ria kohti, mutta sadonlisäykset eivät ole tilastollisesti merkitseviä, kuten ei myöskään ole todettu merkitseviä eroja kalkitussa ja kalkitsemattomassa maassa saadUn eri typpilannoitteiden vaikutuksen välillä. Ammoniumpitoiset lannoitteet ovat antaneet 40-250 kg jyviä hehtaaria kohti enem- män kun kalkkisalpietari, joka kokeissa käytettyinä määrinä on pitänyt pH-tason ennallaan kalkitsemattomassa maassa.. Käytettäessä happamia lannoitteita kalkitsemattomalla maalla on satotason todettu olleen samalla tasolla kuin käytettäessä kalkkisalpietaria kalkitulla maalla, jolla reaktioluku tai pH oli 0,8-0,9 yksikköä korkeampi. Kokeet päättyvät vuonna 1978. Kirjallisuutta: Beretning om planteavlsarbejdet i Landbo- og Husmandsforeningerne 1977. Taulukko 1. Muutokset reaktio- ja ravinnetilassa (9 kokeen keskiarvot). lannoitta- maton 1/2 NPK 1/1 NPK NH 3 + PK urea + PK kas + PK ks + PK Rt 1) Kokeen alussa: 6,5 Syksyllä 1972 6,4 6,4 6,3 6,3 6,4 6,3 6,5 Syksyllä 1977: kalkitsematon 6,4 6,3 6,2 6,3 6,2 6,3 6,6 kalkittu 7,0 6,9 6,8 6,8 6,8 6,9 7,1 Ft2) Kokeen alussa: 7,1 Syksyllä 1972 7,1 7,6 8,2 8,4 8,5 8,3 8,4 Syksyllä 1977: kalkitsematon 8,4 9,4 10,1 10,7 9,9 10,2 10,6 kalkittu 8,5 9,0 10,0 10,6 10,2 10,2 10,3 Kt3) Kokeen alussa: 12,4 Syksyllä 1972 9,4 10,8 12,9 13,1 13,4 12,7 13,0 Syksyllä 1977: kalkitsematon 10,2 12,3 15,0 1.5,9 15,0 14,9 15,2 kalkittu 10,4 11,6 15,0 15,3 15,6 15,0 15,3 Mgt 4) Kokeen alussa: 8,4 f Syksyllä 1972 6,4 6,7 7,3 7,5 7,1 7,0 7,0 Syksyllä 1977: kalkitsematon 6,5 6,5 6,9 8,1 7,4 7,5 7,6 kalkittu 6,1 6,5 6,7 7,6 7,6 7,4 7,1 Rt = pH(CaC1 2)+ 0,5 Ft = 3 mg P/100 g maata Kt = 1 mg K/100 g maata Mgt = 1 mg Mg/100 g maata 37 38 Taulukko 2. Sadot, kg/ha jyviä Vuosi Kokeiden Lannoitta- 1/2 1/1 NH3 urea kas ks PME lukumäärä maton NPK NPK + PK + PK + PK + PK 95 % 1968-72: keskiarvo 67 2300 3760 4400 4600 4440 4430 4350 120 kalkitse- maton: 1973 13 2120 3820 4120 4370 4180 4170 4070 1974 10 2290 4210 5480 5530 5330 5440 5350 1975 12 1710 3560 4370 4400 4480 4530 4400 1976 11 1650 3630 4140 4100 4250 4220 4100 1977 11 1770 3710 4620 4790 4700 4700 4460 keskiarvo 57 1900 3770 4510 4610 4550 4580 4440 160 kalkittu: 1973 13 2210 3980 4370 4540 4340 4350 4230 1974 10 2460 4340 5510 5520 5420 5560 5480 1975 12 1680 3520 4410 4530 4410 4440 4490 1976 11 1690 3760 4150 4150 4260 4190 4030 1977 11 1990 3920 4750 5070 4810 4960 4780 keskiarvo 57 2000 3890 4610 4740 4620 4670 4570 160 Erotus kalkittu - kalkitsematon keskiarv( 1973 13 90 160 250x) 170 160 180 160 17d 1974 10 170x) 130 30 - 10 90 120 130 90 1975 12 - 30 - 40 40 130 - 70 - 90 90 0 1976 11 40 130 10 50 10 - 30 - 70 20 1977 11 220x) 210 130 280x) 110 260 320 220 keskiarvo 100 120 100 130 60 90 130 100 1968-77: (1973-77 kalkitsemattoman ja kalkitun keskiarvo) PME 95 % keskiarvo 124 2140 3800 4480 4630 4510 4520 4420 100 x) merkitsevä Göthe Larpes Lannoituksen vaikutus savimaan kalkin tarpeeseen Väkilannoituksen katsotaan tuottavan puolet kevätviljojen sadosta. Etelä-Suomessa ovat lannoitemäärät suuruusluokaltaan 400-800 kg/ha ja ne annetaan tavallisesti . ns. normaalina Y-lannoksena (15-9-12). Todennäköisesti tämä vuosittain toistuva suola-annos vaikuttaa myös viljelymaan pH-lukuun ja kalkkitilaan. Kevätviljan lannoitusta on selvitetty taloudelliselta kannalta kahdessa koesarjassa, jotka perustettiin vuonna 1969 savimaille Tikkurilaan. Toisessa kokeessa verrattiin erilaisia lannoitteita (15-9-12, 20-4-8 ja 28-0-0) 100 kg/ha typpilannoitustasol- la ja toisessa kokeessa nousevia NPK-annoksia 0-200 kg/ha typpilannoitustasolla. Viimeksi mainituissa kokeissa lannoite oli typpirikas Y-lannos (20-4-8). Molem- piin koesarjoihin kuului kaksi koetta vehnällä ja ohralla. Syksyllä 1975 tehtiin yhteenveto 6 vuoden satotuloksista ja maa-analyyseistä. Lannoitteiden vertailu osoittaa, että lannoitus on vastannut 40-60 prosentista vehnän ja ohran satoja nostaen satotason 2000:sta 4200:aan kg/ha. Normaali Y-lan- nos (15-9-12) alensi maan pH-lukua 0,1 yksikköä ja kalsiumlukua 150 mg/1. Typpi- rikas Y-lannos (20-4-8) alensi maan pH-lukua 0,15 yksikköä ja kalsiumlukua 200 mg/l, Oulunsalpietari (28-0-0) vaikutti erittäin vähän ja kalsiumlukuun. Nousevien lannoitemäärien kokeet näyttävät puolestaan, että lannoituksen aiheut- tamat sadonlisäykset ja optimilannoiteannos riippuvat kiinteästi kasvin vesitå- loudesta. Lannoitustaso 120 kg/ha N on tuottanut satoa kuivalla hiesusavella 3500 kg/ha ja kostealla hietasavella 4500 kg/ha. Samanaikaisesti typpiannoksen nosta- minen 50:stä 150:een kg/ha on alentanut pH-lukua 0,15 yksikköä ja kalsiumlukua 50-150 mg/1 keskimäärin. Lannoituksen maata hapattava vaikutus näyttää jonkin verran suuremmalta hiesusavella kuin hietasavella eli suuremmalta kuivilla sa- villa, silloin kun satotaso on alhainen. Lannoituksen vaikutus savimaan reaktioon ja kalkkitilaan on ollut selvä. Maata hapattava vaikutus näyttää riippuvan sekä lannoitelajista että määrästä. Vaiku- tus pH-lukuihin on suurempi kuin kalsiumarvoihin, jotka huononivat vain vähän. Kevätviljan viljelyssä savimailla voidaan kalkintarpeen arvioida olevan 100-300 kg/ha kalkkikivijauhetta vuosittain lannoitustason ollessa 50-150 kg/ha typpeä. 39 3000 - H ts. Ht5 „ 9 pll 6,40 . 6,00 - 5,60 - 5,20 . Ca m9/1 2800 2500 • 2300 1800 - 1600 o Keskiarvo 40 Taulukko 1. Eri lannoitteiden vaikutus jyväsatoon ja savimaan pH- ja Ca-lukuihin. Lannoitemäärät , vastaavat 100 kg/ha typpilannoitusta.. Lannoite (N-P-K) Lannoitemäärä Sato Maa-analyysi 1975 kg/ha kg/ha pH Ca mg/1 Ilman lannoitusta 1980 6,30 2200 Normaali Y-lannos .15-9-12) 670 4200 6,20 2050 Typpirikas Y-lannos (20-4-8) 500 4160 6,15 2000 'Oulunsalpietari (28-0-0) 365 3830 6,35 2150 Ilman lann. 50 100 150 200 Lannoitus kg N/ha (18-5-5, 20-4-8) Kuva 1. Nousevien lannoitemäärien vaikutus savimaiden pH-lukuun ja kalkkitilaan (Ca) syksyllä 1975.- 41 Gyula Simån (Selostuksen laatinut Antti Jaakkola) Kiinteät kalkituskokeet - muutamia tuloksia Johdanto Skandinaviassa vallitsevalle humidille ilmastolle on luonteenomaista, että maan pH ja emäskyllästysaste pyrkivät laskemaan. Tähän hapantumistapahtumaan kuuluu, että H -ionit syrjäyttävät emäskationeita Ca2+, Mg2+, K+ ja Na+ maakolloidien pinnoilta ja nämä huuhtoutuvat sen jälkeen ylimääräisen veden mukana. Raudan ja alumiinin liukoisuus paranee ja sen mukana taipumus reagoida fosforin kanssa ja sitoa sitä kasveille käyttökelvottomaan muotoon. Edelleen maan biologinen toiminta vähenee ja sienten osuus kasvaa bakteerien kustannuksella. Tämä johtaa humuksen kemiallis- ten ominaisuuksien huononemiseen. Kaikki tämä johtaa maan tuottokyvyn alenemiseen. Happamien maiden tuottavuuden parantamiseksi on säännönmukaisesti tarpeen kohottaa maan emäskyllästysastetta kalkituksella ja parantaa ravinnetilaa lannoituksella. Mahdollisuus 'syvällisesti tutkia kalkin satoja kohottavaa vaikutusta ja vaikutus- ta maahan maan ravinnetilan ja humuksen raaka-aineen saannin ollessa erilaisia on • tähän saakka ollut rajallinen. 1960-luvulla perustettiin kuitenkin 7 kenttäkoet- ta, ns. kiinteät kalkituskokeet, sen valaisemiseksi, miten kalkki ja lannoitus si- nänsä ja erilaisina yhdistelminä toistensa kanssa vaikuttavat maan viljavuuteen källä aikavälillä. Nämä kokeet, joista osa on ollut käynnissä 16 vuotta, eivät ole vielä niin pitkäikäisiä., että pitkän ajan vaikutuksia voitaisiin arvioida. Kokeet antavat kuitenkin jatkuvasti tuloksia, jotka ovat omiaan parantamaan tietojamme kalkituksen vaikutuksesta maahan ja kasveihin. Seuraavassa lyhyt selostus muutamista koetuloksista jaksolta 1962-1977. Kokeita on aikaisemmin selostettu GKS:n kirjoitussarjassa no. 10, Rapporter från Avd. för växtnäringslära nr 5 .ja. 72, Växt-Närings-Nytt 1970:4 ja Skogs-o. Lantbruksakademiens Tidskr, 113, 1974. Koesuunnitelma. Yhteenveto koesuunnitelmasta on taulukossa 1. Kuten näkyy, kokeillaan kahta mullan- raaka-ainetasoa, kolmea kalkitustasoa ja kolmea ravinnetasoa näissä kokeissa. Kalk- kiannokset on laskettu kationinvaihtokapasiteetin (pH 7) ja kalsiumkyllästysasteen analyysien avulla. Ravinnetasot säädetään sadon mukana poistuneiden ravinnemäärien 42 mukaaan. Jokaisen nelivuotisjakson lopussa tehdään yhteenveto maan kalkkitilasta ja kasvien ottamista ravinteista. Tällaisen nelivuotiskauden tuloksia käytetään hyväksi suunniteltaessa täydennyskålkitusta ja lannoitusta seuraavaksi nelivuotis- kaudeksi. Taulukossa 2 on esitetty tietoja koepaikoilta. Kokeet sijaitsevat maan eri puolil- la ja edustavat erilaisia kalkkitiloja ja maalajeja. Tämän johdosta kalkkiannos. vaihtelee koepaikoittain, jotta saavutettaisiin koesuunnitelman edellyttämä kal- siumkyllästysaste. Tulokset Kalkituksen vaikutus maan pH:hon, T-arvoon, kalsiumkyllästysasteeseen ja AL-liukoi- seen fosferiin , kaliumiin ja magnesiumiin käy ilmi taulukosta 3. Maanäytteet otet- 'tiin syksyllä 1976. Taulukosta ilmenee, että pH-arVo ja kalsiumkyllästysaste ovat laskeneet koesuun- nitelman edellyttämien arvojen alapuolelle, minkä takia jatkuva ylläpitokalkitus on tarpeen. Kalkitus vaikutti maan fosforitilaan kaikilla koepaikoilla, kun taas kalium- ja magnesiumtila pysyivät suurin piirtein muuttumatta. Kationinvaihtokapa- siteetti eli 1-arvo parani kalkituksen johdosta kaikilla koepaikoilla. Se lisään- tyi. keskimäärin 16,6 mval/100 g kalkitsemattomassa 18,6 mval/100 g eli 12 % suurim- malla kalkkimäärällä. Tämä kalkitusvaikutus' johtuu todennäköisesti humuksen katio- ninvaihtokapasiteetin nousemisesta ja kivennäiskolloidien koostumuksen muuttumisesta - Kuluneiden 16 vuoden lannoitus ei vaikuttanut selvästi pH-arvoon tai katieninvaih- tokapasiteettiin, kun taas fosfori ja kaliumtila paranivat merkittävästi (ks. tau- lukko 4). Maan fosforiluku on keskimäärin lisääntynyt 4,1:stä koejäsenessä, jossa puolet fosforin poistumasta korvattiin, 7,1:een eli 70 % koejäsenessä, jossa kor- vattiin kaksi kertaa poistunut määrä. Vastaava kaliumluvun lisäys oli noin 80 %. . Vuosina 1962-77 viljaa on korjattu 53 ja nurmea 27 koesatoa yhteensä 95 koesadosta. Nämä kaksi ovat suurimmat yhtenäiset kasviryhmät koesarjoissa. Niiden osuus oli 84 %. Muita kasveja olivat öljykasvit, peruna, sokerijuurikas ja vihantarehu. Näis- tä korjattiin em. järjestyksessä lueteltuna 7, 5, 1 ja 2 koesatoa. Taulukko 5 esittää keskimääräisiä kasvinjätteiden, kalkin ja raVinteiden vaikutuk- sia satoon. Satotulokset sisältävät muunnetut sadot 95 koevuodelta 7 kokeesta eri ajanjaksoina. Muuntamisessa on viljan jyväsadon kertoimena käytetty 1. 43 ,Maahan palautettujen kasvinjätteiden vaikutus satoon oli merkityksetön. Heikko sa- toa alentava vaikutus haivaittiin, mutte se ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Ko- keet ovat vielä toistaiseksi liian nuoria, jotta kasvinjätteiden vaikutukset voisi- vat olla selviä. Kalkitus 70 prosentin kalsiumkyllästysasteeseen on nostanut satoa keskimäärin 12 % koko ajanjaksona 1962-1977 ja kalkitus 100 prosenttiin 14 %. Nämä kalkin vaikutuk- set ovat hyvin merkitseviä tilastollisesti. Tarkasteltaessa kalkin vaikutuksia eri ajanjaksoina havaitaan, että ne eivät ole muuttuneet kalsiumkyllästysasteella 70 %, .mutta ovat vähän vähentyneet, silloin kun kalsiumkyllästysaste on ollut 100 %. Lannoituksen nostaminen tasolta, jolla puolet PK:n poistumasta korvattiin, tasolle, jolta koko poistuma korvattiin, lisäsi .satoa 13 % koko koeaikana. Lannoituksen nos- taminen tästä vielä kaksinkertaiseksi lisäsi satoa 28 % alhaisimpaan lannoitukseen verrattuna. Lannoituksen vaikutus ei osoittanut vähenemisen merkkejä vielä kaudel- la 1962-77. Taulukko 6 esittää keskimääräisiä kasvinjätteiden, kalkin ja ravinteiden vaikutuk- sia yksittäisillä koepaikoilla. On jossakin määrin merkillistä, että tilastollises- ti merkitseviä negatiivisia kasvinjätteiden vaikutuksiä on saatu kolmella koepai- kalla ja yhdellä koepaikalla. Eckerudissa, on sitä vastoin saatu varma positiivi- nen vaikutus. Suurin kalkin vaikutus on saatu Eckerudissa, jossa sato nousi 55 % kalkittaessa 70 % kalsiumkyllästysasteeseen ja. vähän vähemmän, 49 %, kalkittaessa 100 % kalsium- kyllästysasteeseen. Nämä kalkin vaikutukset ovat tilastollisesti hyvin merkitseviä. . Lannoituksen vaikutus' Eckerudissa oli keskimäärin vain 15 %, mikä osoittaa kalkituk- sen merkitsevän erittäin paljon sikäläisessä maassa. Säbyssä ei kalkitus eikä lannoitus ole antaneet tilastollisesti luotettavia sadon- lisäyksiä ja vaikutukset ovat olleet erittäin vähäiSiä (noin 3 % kalkituksella ja yhtä paljon lannoituksella). Kalkin vaikutuksen suhteen muut koepaikat asettuvat näiden ääritapausten välille. Suurin lannoitusvaikutbs on .saatu Tönnersassa, jossa vuotuinen keskimääräinen vaikutus oli 59 %. Tuloksista näkyy, että hyvä kalkki- ja ravinnetila on varman ja menestyksellisen kasvinviljelyn edellytys. Kalkitus 70 % kalsiumkyllästysasteeseen, joka vastaa pH 6,5, on vaikuttanut suunnilleen samalla tavalla kaikkina kuluneina 16 vuotena aihe- uttaen keskimääräisen 12 % sadonlisäyksen. Tätä kalkitustasoa suositellaan neuvonnas- sa Ruotsissa. Korkein kalkitustaso - kalkitus 100 % kalsiumkyllästysasteeseen - on aluksi vaikuttanut voimakkaimmin. Hyvä Vaikutus on ollut kuitenkin ohimenevä ja sa- 'donlisäys on viimeisenä koevuotena 1973-76 jaanyt alhaisemmakSi kalkitustasolla III kuin kalkitustasolla II: 44 Taulukko 1. Koejärjestely Mullan raaka-aineen tasot: Satojätteet palautetaan maahan Satojätteet korjataan Kalkitustasot: 1. Ilman kalkkia II. Kalkitus tilaan, joka vastaa 70 % Ca-kyllästystä, ja tämän tilan ylläpito Kalkitus tilaan., joka. vastaa 100 % Ca-kyllästystä, ja tämän tilan ylläpito Ravinnetasot: 30 kg/ha N, P- ja K-annos puolet satojen ottamista määristä 60 kg/ha N, P- ja K-annos yhtä kuin satojen ottamat määrät 120 kg/ha N, P- ja K-annos kaksi kertaa satojen ottamat' .- määrä.t Taulukko 2. Koemaiden ominaisuukSia kokeiden alussa Koepaikka Maalaji pH-H20 Cakyl- lästys, % T-arvo mval/100 g maata P-AL K-AL 5,4 55 17 6,2 9,0 5,5 50 6 7,2 9,0 5,7 60 20 3,9 10,5 4,7 10 24 1,8 10,0 5,2 50 20 3,0 22,0 5,8 65 23 2,4 14,0 5,0 40 11 4,8 4,3 Amalietorp m KHt Tönnersa vm KHt Ulfstorp erm HtS Eckerud m LjS V:a Eknö erm HsS Säby m HtS . Röbäcksdalen erm HHt 45 1 ▪ t cri ••••• ••••• amme c> res r• es C> ,•.0 lbh 01. C.NI 0 Ok C..4 C4 01 en 13 00 Oh crs Gh b - 01 01 Lts c» r-. co co 03 01 ('4 04 N. 03 -1- 111 Ob (•1 ••••• 01 Cr% -• CO 01 ..D .0 -• rel fel Ka lk k it a so t co Ta ul u kk o 3 . c4 •••• 0 co orl •• Oh 0» • CO 0.... NO Orl •0 CNI -• ▪ C•I • fv't •-• .••••• en t" r, c•I •.0 03 •.0 .I. r. .. .. OL 0% • 0h CO ••. en es> ul h• ..... ....• . r,.. C‘i erL 0.... 0 '. C> O C•t GO 04 05. ob 04 0. Oh 13 11"-• 01 '.0 •0 •••••• 03 01 c./1 res C> -I" CD 04. Ob U1 •.0 res -1- res LIN -I" 115 C•J CO 01 CO c> C.. 1.11▪ •C> c.f1 r‘J C•1 C-4 res ON. 0,k c> c> c=• LIS 03 I.C1 1.11 .01100 GO r-. c•I C.4 c•1 C•I c•I CO 00 00 C-4 CD 05 •• c.1 . C-4 0.• t/1 c> LIN co 01 •• 0. Ob r••••• LA CO CO CO Cr1 .0 C•I r•I •-•• 05 N. c> 00 CO CO c> c> res 05 - 03 01 res 01 res •.0 c0 c> • .0 r, Ln •.0 •D D 11-1 01 •-• V> CO res Ift (-4 LIS 1.11 1.5 ..0 •-• C> 03 01 CO CO 11.• Ob Ob Oh Ohm ..0 •D •C> •0 05 03 re1 C> C> c> LeN t.t1 •D • •.0 •.e> • •Cr •.0 43 teN 00 • N. Oh Ob Les Lel Its▪ Lt1 1./1 Les Lel 111 ccS 0. 0 or5o. :o 4-1 vl S- -0 C ••-• (1) S- 0 -•G Ii> 4-> 5- 114 v> (I) >> »5 e (I5 :0 -• U • :rt5 al•C •••00 *how ••••• Rö bä ck sd al e n 0 S.. r- 1.1-1 CC> -• Let ret %.0 CO Cr% teN -a- kro r N9a ••••• e.1 CO LiN 1./N LP& LIN C> r r •••;,N reN CO . • Cr, ei CX3 ON LIN -.1" Cr% . e4 '‘..0 C4 r cc rc4 r cC r c> •••• • e4 r•t Cir:> ON ON r,•1 9b •••• , ir% c> 03 -I- C71 -• LIN CO rel oo 01 Lrl LIN ret r•-• ret ON e4 CO r V29 CO c.."P r.'"‘ er.9 1." '43 0-t L/N •D e,1 N Cyl • CO CO cv oo r r ‘0 94. CP CD r..1 C.4 CV ei CO r•N c:›I.tOCO r r 1/40 ret C> rol CD ei (V CV C> CO LIN ret rs. ret C> CO %.0 crN c> 1.11 •• r .119 c> Lr, LIN IN'N CO Lr4 tr, LIN rs, r-.'0 co CD co c:, 9.• 119 ra r N. CV O CV (-V CV D LIN -• *991. * D •13 1/40 •D C> ON -I ret •-• • Lr% c> co Lrt CV e4 C3 r • r C> cu r-• (0 0 0 ref CL :0 -0 4-> UI 5.- -0 C V) 5. 0.1 5-0 ..5C 03 .r- CU 4-> LLI 0 •-• C VI CU >t :(c1 n3 C 4- -.NG .0 (c.4.>) :o 1—• :o cc CII Tr• 1 - a r v o o n j a r a v i n n e p i t o i s u u t e e n . m u l l a n r a a k a- a i n e - j a T a u l u k k o 4 . L a n n o i t u k s e n rel -J 11,•••• te% e4 R a v i n n e t a s o t 0 C a - k y l l ä s t y s , % rel • ert rel (et . yr. LA 111 ret r•ft 1- ON 999 Lrk r•-• -•• LIN CD fs•• CO 1999 46 47 Taulukko 5. Keskimääräiset satojätteiden, kalkin ja ravinteiden vaikutukset. Tulokset 95 satovuodelta 7 kokeesta 1962-77. Kaikki kasvit. Sadot, kg/ha, muunnettuja. Viljan jyväsadon kerroin = 1,00. Merkitsevyys: x x x= P <0,001, x •x = P 0,001-0,01, x = P 0,01-0,05, 0 = P > 0,05 Keskimääräinen satojätteiden vaikutus. Muunnettu alkusato ja satojättåiden vaikutus 1962-1968 1969-1972 1973-1976 1962-1977 Satojätteet poistettu 3170 3660 3320 3326 Satojätteet palautettu _ i,o + 67° - 46° - 39 0 Satovuosien lukumäärä 33 28 27 95 Keskimääräinen kalkin vaikutus. Kalkitustasot Muunnettu alkusato ja kalkin vaikutus 1962-1968 1969-1972 1973-1976- 1962-1977 I: 2890 3040 3080 3040 II': 4.335xxx +439xx +364xxx 4.372xxx III +496xxx +435xx +308x3 +416xxx Satovuosien lukumäärä 33 28 27 95 r Keskimääräinen lannoituksen vaikutus. Lannoitustasot Muunnettu alkusato ja lanhoituksen vaikutus (NPK) 1962-1968 1969-1972 1973-1976 1962-1977 1 2790 3010 2880 2910 2 +350xxx +296xxx +395xxx +375xxx 3 +785xx +656xxx +857xxx +812xxx Satovuosien lukumäärä 33 28 27 95 48 Taulukko 6. Keskimääräiset satotulokset yksittäisissä kokeissa. Seitsemän koetta 1962-77. Kaikki kasvit. .Sadot, kg/ha, muunnettuja, viljan jyväsadon kerroin = 1,00. Merkitsevyys: x x x = P <0,001, x x = P 0,001-0,01 x P 0,01 -0,05 0 = P> 0,05 a) Keskimääräinen satojätteiden vaikutus.' Muunnettu alkusato ja satojätteiden vaikutus Amalie- Ulfs- Ecke- V:a Röbäcks- torp Tönnersa torp rud Eknö Säby dalen Satojätteet poistettu 3520 3120 4210 3310 3030 3190 3010 Satojätteet palautettu. -145x -128x .+14 +150x -108xx --66° +14° Satovuosien lukumäärä 14 14 13 13 15 10 16 b) Keskimääräinen kalkin vaikutus. Muunnettu alkusato ja satojätteiden vaikutus Amalie- Ulfs- Ecke- V:a Röbäcks- torp Tönnersa torp rud Eknö Säby dalen 3310 2880 4040 2510 2860 3100 2720. II +179x +211"x +105° +1386xxx+129x 1-79° 4.4.85xxx III +242x 4.318xxx +423xx +1220xxx+211 x +77° +397xx Satovuosien lukumäärä 14 14 13 13 15 10 16 ) Keskimääräinen lannoituksen vaikutus. Amalie- Ulfs- Ecke- V:a Röbäcks- torp Tönnersa torp rud Eknö Säby dalen 3140 2390 3660 3080 2650 . 3090 2550 +268xx 580xxx 548xxx +304xxx+327xxx+80 +440xxx +543( +1418xxx+1110x xx x x +594x x+642 x x+105o +966xxx Satovuosien lukumäärä 14 14 13 13 15 10 16 Lannoitustasot Muunnettu alkusato ja satojätteiden vaikutus (NPK) 1/2 1 2 Th. Jessen (Selostuksen laatinut Antti Jaakkola) Kalkkia marskimaalle ja liejupitoisille alankomaille Kerrostuneina maalajeina, joiden pintakårros koostuu pääasiassa saveksesta ja hie- nosta hiedasta sekä osittain orgaanisesta aineksesta, marski ja liejupitoinen alan- komaa poikkeavat merkitsevästi kalkitustarpeen suhteen muista tanskalaisista savi- maista. Marskimaa on muodostunut merellisessä ympäristössä rannikolla, kun taas lie- jupitoinen alankomaa on pääasiassa muodostunut murto- ja makeanveden olosuhteissa lahdissa ja jokilaaksoissa rannikon läheisyydessä. Pohjaveden pinta on korkealla. Kemiallisessa ja fysikaalisessa suhteessa ne ovat samankaltaisia, eikä niiden vä- lillä ole jyrkkää rajaa. Nämä maat ovat hyvin vaativia rakenteen ja kuivatuksen suhteen, mikäli halutaan saa- da hyvä tulos tavallisessa peltoviljelyssä. Marskimaan rakenne ja sen ongelmat joh- tuvat geologisesta syntyperästä ja vallitsevista ilmastollisista oloista. Juuri pengerretty marskimaa sisältää 10 prosenttiin saakka kalsiumkarbonaattia koko kuiva-ainemäärästä ja maan pH on kahdeksan lähellä. Niin kauan kuin kalsiumkarbo- naattia on riittävä määrä maassa, on savi kalsiumsavea, jolle luonteenomaista ovat avoimet huokoset. Näissä oloissa maan vedenläpäisevyys on hyvä ja kuivatus helppoa. Vastapengerretty marskimaa sisältää myös natriumia, joka päinvastoin kuin kalsium aiheuttaa huonon rakenteen. Natriumionit hydratoituvat helposti ja johtavat maan pahaan liettymiseen, Missä yhteydessä maan vedenläpäisykyky vähenee voimakkaasti. Vaihtumalla kalsiumioneihin syrjäytyvät natriumionit savikolloidien pinnoilta, mi- käli kalsiumia on jäljellä riittävä määrä maassa ja mikäli kuivatuksella on luotu olosuhteet veden tunkeutumiselle maakerrosten läpi. On siksi tärkeätä, että saman- aikaisesti marskimaan pengerryk'sen kanssa luodaan sopiva kuivatusjärjestelmä, niin että huuhtoutumista voi tapahtua toivotulla tavalla. Maan rakenteen säilymisen ta- kia natriumin osuus ei saa nousta yli 10 prosentin kationien yhteismäärästä ja kal- siuMin suhde magnesiumiin täytyy olla suurempi kuin Sade, jonka määrä Tanskan olosuhteissa marskialueella ylittää haihdunnan 300-400 mm vuosittain, huuhtoo vuosittain 1000-1500 kg kalsiumkarbonaattia hehtaarilta. Täl- laisen maan koko kalkkimäärä huuhtoutuisi 200-300 vuoden kuluessa. Koko sen ajan, jona huuhtoutumista tapahtuu, maan pH pysyy korkealla tasolla. Sen jälkeen kun kaik- ki kalsiumkarbonaatti on huuhtoutunut, jatkuvasti 'syvemmälle tunkeutuva vesi syrjä- yttää kalsiumionit savikolloidien.vaihtOpinnoilta ja korvaa ne vetyioneilla. Maan 49 50 pH laskee ja saavuttaa 20r30 vuodessa pH 5,0 tason. Tällöin marskissa on tullut esiin kalkin puute ja sen arvo useimpien viljelykasvien kasvupaikkana on ratkai- sevasti vähentynyt ei ainoastaan alhaisen p}-1:n takia vaan myös huonontuneen maan rakenteen vuoksi. Kalkitus on tämän takia tärkeä keino vanhojen marskimaiden viljavuuden ja viljely- arvon säilyttämisessä. Maan pH täytyy pitää korkeana ja tietty kalkkivarasto on säilytettävä huuhtoutumistappioiden korvaamiseksi. Liejupitoinen alankomaa on siinä suhteessa suuresti vanhojen marskimaiden kaltai- nen, että se tuskin sisältää kalsiumkarbonaattia. Tällainen maa on ennen kuivatus- ta ja viljelyynottoa ollut vuosisatoja veden vaivaamassa tilassa ja voimakkaalle huuhtoutumiselle alttiina. Statens MarskforsOg HOjer on viime vuosikymmeninä rinnan lisääntyneen marskialuei- den hyväksikäytön kanssa suorittanut sarjan kokeita, joissa on tutkittu kalkin ja kalkkipitoisten aineiden käyttöä maanparannuksessa. Vanhalla marskimaalla, jonka pH oli 5,5, on saatu 30-35 % sadönlisäyksiä verrattuna kalkitsemattomaan. Sadonli- säyksiä on saatu aina korkeimpiin pH-arvoihin saakka. Maan suuren vaihtokapasitee- tin takia tarvitaan usein suuria kalkkimääriä toivotun tuloksen aikaansaamiseen. Kokeet kalsiumpitoisilla aineilla superfosfaatilla ja kipsillä, joilla on sama vai- kutus maan rakenteeseen kuin kaikilla, ilman että maan pH muuttuu, ovat osoittaneet, että kalkin kokonaisvaikutus johtuu sekä paremmasta maan rakenteesta että korkeam- masta pH:sta. Vastaavia kokeita liejupitoisilla alankomailla on suoritettu valtion koeasemålla (Ståtens forsOgsstation) Borrissa, jossa kaikissa kokeissa on saatu sadonlisäyksiä, vaikka pH on ollut hyvin korkealla tasolla, jopa 8,0. Kokeissa käytetyt määrät ovat olleet 10, 20, 40 ja 80 t/ha kalkkia (CaCO3). Kirjallisuutta: ASLYNG, H.C. 1955. Marskjordens kemiske og fysiske tilstand Tidskr.f. Planteavl 59, 328-344. HANSEN, L. 1969. StrukturforsOg på marskjord. Tidskr.f. Planteavl 73, 25-37. JESSEN, TH. 1977. Kalk, superfosfat og kvaelstof på svmr klEegjord . Statens Planteavlsfors0g, 1353 meddelelse. JESSEN, TH. 1978. Kalkning og dybplOjning af klEegjord i Skjernenge. Statens P1anteavlsfors0g, 1405 meddelelse. NIELSEN, V. og K. DORPH-PETERSEN 1958. ForsOg med ka-lk og mergel på marskjord. Tidskr.f. Planteavl 62, 420-452. Sadon Sadon suhdeluku suhdeluku 110- P 110 100_ pH n. 100 v. H 7,8 90_ 80- 5,5 n. .300 v. 70- 60 - HOjer, 1949 - 55 100 - 6,8 90 _ 80 - 5,2 70 - Skrbfflk, 1964 - 69 60 - 51 Holmbokr, 1969-76 Stauning, 1963-77 pH saves hiesu hieta hiekka muu 6,6 40 46 8 1 5- 5,2 26 38 23 2 11 10 20 40 80 1 1 kalkitsematon kalkittu Kuva 1. Kalkki uudella ja vanhalla marskimaalla. kalkitsematon 63 t/ha CaCO3 Kuva 2. Kalkki ja pH vanhalla marski- maalla. Viljasato Viljasato t/ha t/ha 6- pH 6 . 5 _ marskimaa, 1927-54 7,7 -- pH __--,-- — 4-6,6 4 • 5,8 tav. tanskal. savimaa 7,4 - 3 - 1959-66 0 10 20 40 I 1 -r 0 2 4 8 22 38. 62 t/ha CaCO3 t/ha CaCO3 Kuva 3. Kalkkimäärät marskilla ja Kuva 4. Kalkkimäärät kahdella lieju- tavallisella tanskalaisella pitöisella alankomaalla. , savimaalla. 5 5 - 12 cm kyntösyvyys go• ••••• ••••• 4 4 1 1 • ••••-•-• ei hiekkaa 3 cm hiekkaa 6 • 3- II ---20 " Viljasato Viljasato t/ha t/ha 0 20 40 0 20 40. t/ha kalkkia t/ha kalkkia Kuva 5. Kyntösyvyys ja kalkkimäärä Kuva 6. Hiekkakåte ja kalkkimäärät jäykäl- .jäykällä marskimaalla. lä marskimaalla. Ribe 1941 - 47 Ribe 1941 - 47 Taulukko 1. Maan kemiallisten ominaisuuksien ja satojen välinen riippuvuus Ca:n Kationikoostumus % Sato Suhde- lisäys 0 - 20 cm syvyys kg/ha luku. t/ha Rt x Na K Mg Ca Ca/Mg Käsittelemätön 0 7,0 5 2 21 72 3,5 4150 100 10 t kipsiä 2,3 7,1 J 2 19 74 3,9 4370 105 20 t superfosfaattia 4,3 7,1 3 2 16 79 4,8 5250 126 20 t kipsiä 4,6 6,9 3 2 1.6 79 4,9 5450 131 30 t kalkkia, 10 t kipsiä 14,3 7,7 3 2 16 79 4,9 5030 121 30 t ," 20 t " 16,6 7,7 3 2 15 80 5,4 5600 135 48 t kalkkia 19,2 7,8 3 2 14 81 5,7 5390 130 X)Rt = P :HCaC12+ 52 53 Arnor NjOs (Selostuksen laatinut Antti Jaakkola) Suurten kalkkimäärien vaikutus maan rakenteeseen ja maan nitraattipitoisuuteen Johdanto Norjassa on suoritettu laboratorio- ja kenttäkokeita suurilla kalkkimäärillä vuo- desta 1963 alkaen (NjOs 1963, 1969, 1972). Nämä kokeet ovat osoittaneet, että kes- kinkertaisen multavilla savimailla on leikkuulujuus vähentynyt, maat ovat kutistu- neet kuivattaessa vähemmän, ja murujen kestävyys on lisääntynyt suurten sammutetun ja poltetun kalkin määrien käytön jälkeen. Nämä kokeet on suoritettu mailla, jotka ovat olleet peräisin vanhan viljelymaan kyntökerroksesta. Sen humuspitoisuus on ol- lut 3-6 %, savespitoiSuus 20-50 % ja hiesupitoisuus suunnilleen 50 %. Viime aikoina . on myös tutkittu suuria kalkkimääriä tiivistämiskokeissa savimailla ja kokeisSa ta- soitetuilla savimailla, joiden humuspitoisuus on pieni. Uudet kalkituskokeet vanhoilla viljelymailla Tulokset kehikkokokeesta, joka perustettiin vuonna 1968 saviselle hietamaalle ASiin, on esitetty taulukossa 1. Perustamisvuonna sato lisääntyi erittäin voimakkaasti kalkkimäärän lisääntyessä, sensijaan kahtena seuraavana vuonna ei ollut juuri sa- donlisäystä. Vuonna 1971 mitattiin maan leikkuulujuus ja murujen kestävyys. Taulukko 1. Sadot, leikkuulujuus ja murujen kestävyys kehikkokokeessa poltetulla • kaikilla savisella hietamaalla. Orgaanista hiiltä 3 %. Käsittely 1968 Viljaa kg/ha , Leikkuulujuus kp/cm2 1971 Kestäviä muruja, 1971 1968 1969-70 0 t/ha CaO 3200 4600 0,44 43 2,5 ' .. 4800 4600 0,43 43 5,0 o 5800 4600 0,41 47 10,0 ii 7100 4800 0,42 49 20,0 ii 6700 4900 0,38 53 PME 5 % 800 54 Suuri sadonlisäys vuonna 1968 selittyy erityisistä olosuhteista. Kylvöalusta oli kuohkea jyrsimisen jälkeen, kylvösyVyys oli suuri, sitäpaitsi heti kylvön jälkeen satoi runsaasti, niin että maa kuörettui. Vaikutus maan rakenteeseen olikin selvä kolmen vuoden kuluttua. Kehikkokokeessa kalkkikivijauheella samalla maalla, jolle annettiin 0, 2,5, 5, 10 ja 20 tonnia kalkkikivijauhetta hehtaaria kohti, olivat jyväsadot keskimäärin 8 vuo- delta em. järjestyksessä 4600, 4600, 4700, 4900 ja 4800 kg/ha. Sadot eivät siis nous- seet enää 10 tonnin hehtaariannoksen jälkeen. Vuonna 1975 kentällä kasvoi sokeri- Juurikasta, ja suurimmalla kalkkimäärällä saatiin suurin sato. Kenttäkokeessa.nousevilla poltetun kalkin määrillä hietasavella, jonka orgaanisen hiilen pitoisuus oli 3,1-3,4 % ja. joka oli perustettu Asiin vuonna 1971, oli sadon- lisäys 4 viljavuotena keskimäärin sama 5, 10 ja 20 tonnilla poltettua kalkkia heh- taaria kohti, nimittäin 300 kg/ha jyvviä.- Vaikutus perustamisvuonna maan nitraatti- 'pitoisuuteen, joka määritettiin kuivatuksen jälkeen 35°C:ssa käy ilmi kuvasta 1. Nitraattipitoisuuden kehitys ajan kuluessa perustamisvuonna osoitti, että heti kal- kituksen jälkeen nitraattia oli maassa vähemmän kuin kalkitsemattomassa maassa. Vas- ta niin myöhään kuin yhden kuukauden kuluttua kalkin lisäyksestä oli eniten nitraat- tia suurimman kalkkimäärän saaneilla ruuduilla. Maan 0:n (vesilietos) mittaus osoit- ti pH:n lisääntyneen 11,1 kaksi viikkoa sekoituksen jälkeen, sen jälkeen se laski pH 8,6 kolmen viikon jälkeen (Nj;6s 1972),.Vasta 5. lokakuuta oli merkittäviä nit- raattimääriä suurimman kalkkimäärän saaneilla ruuduilla (3,5 ja 2,4 mg NO3-N kal- kitussa maassa, kun kalkitsemattomassa oli 0,5 mg NO3-N/100 g maata). Syksyllä 1975 suoritetun uuden kalkituksen jälkeen maan nitraattipitoisuus muuttui myös selvästi (kuva 2). Kalkituskoe tasoitetulla savimaalla Romeriken rotkomaastossa on vuodesta 1955 lähtien tasoitettu suuret alat savimäkiä aja nötkoja. Taulukossa 2 esitetään muutamia tuloksia kalkituskokeesta tällaisessa maastossa. Taulukko 2. Keskimääräiset jyväsadot jaksolta 1972-76 sekä fysikaaliset ja kemialli- set analyysit vuonna 1977 tasoituskokeessa, joka perustettiin vuonna 1972 hiesusavelle, omistaja R. Naess, Nittedal. Käsittely t/ha kg/ha pH(H20) Ca-AL C Muruja"? 6 mm Kestäviä poltettua kalkkia jyviä mg/100 g % % muruja % 0 1120 8,0 490 ' 0,7 31 17 5 1180 8,0 570 0,6 27 16 10 1250 8,1 603 0,7 ' 28 . 20 55 Tulokset osoittavat kalsiumluvun lisääntyneen, sadon lisääntyneen merkityksettömän vähän ja muruisuuden vähän muuttuneen. Tässä kokeessa sadon lisäystä ovat aiheuttaneet lisäksi viemäriliete, jota annet- tiin 50 ja 100 t/ha kuiva-aineena koetta perustettaessa, ja nousevat typpilannoi- temäärät. Tässä kokeessa saatuja tuloksia voidaan pitää luonteenomaisina monille kokeille tasoitetulla savimaalla. Silloin tällöin on murujen kestävyys lisääntynyt, mutta useimmiten ei. Tästä voidaan päätellä; että humusköyhällä savimaalla suuret määrät poltettua kalkkia Ovat vaikuttaneet vain vähän rakenteeseen ja satoon. Tiivistämisen ja kalkituksen yhdysvaikutusta selvittävä koe Taulukossa 3 on esitetty tulos fysikaalisista analyyseistä kokeessa, jossa tutkit- tiin maan tiivistämistä ja kalkitusta hiesusavella. Sen orgaanisen hiilen pitoisuus oli 3 %. Koe sijaitsi Asissa (NjOs 1978). Taulukko 3. Fysikaalisia suureita kalkitus-tiivistämiskokeessa hiesusavella Asissa. 6 vuoden keskiarvo murujen ja tilavuuden mittauksesta, yhden vuoden leikkuulujuuden mi.ttauksesta. CaO määrä. Muruja Kestäviä muruja Leikkulujuus Ilmatila- HuokoS- t/ha 6 mm 6-2 mm 0-10 cm 10-20 cm vuus tilavuus 1971 1975x) prosenttia prosenttia kp/cm2 kp/cm2 prosenttia prosenttia 0 0 62 51 0,8 1,0 5 60 5 5 62 52 0,8 1,0 - - 15 5 63 52 0,6 1,0 7 52 PME 5 % 3 0,1 0,3 2 2 x) Sadonkorjuun jälkeen Ilma- ja huokostilavuus määitettiin maaveden jännityksen ollessa 0,1 ilmakehää. Kalkitus ei vaikuttanut merkitsevästi muruisuuteen, mutta suurin kalkkimäärä aihe- utti tuskin merkitsevän ilma- ja huokostilavuuden lisäyksen. Suurin kalkkimäärä vä- hensi pintakerroksen leikkuulujuutta. Silloin kun maa oli rankasti tiivistetty (6 ajoa traktorilla märässä maassa joka kevät) kalkituksella oli taipumus lisätä leik- kuulujuutta 20-30 cm:n syvyydessä, kun taas tiiVistämättömällä Maalla kalkitus vä- hensi leikkuulujuutta. Tässä kokeessa ei ollut kuitenkaan merkitsevää yhdysvaikutus- ta fysikaalisissa suuråissa. 56 Maan nitraattipitoisuudessa todettiin tietty yhdysvaikutus tiivistämisen ja kalki- tuksen välillä viimeisen kalkituksen jälkeen, kuten havaitaan taulukosta 4. Taulukko 4. Nitraatti-N, mg/100 g maata 0-5 cm syvyydessä, 8.6.1976 tiivistämis kalkituskokeessa. Kalkkia t/ha Traktorilla ajojen lukumäärä 0 6 kosteana 6 märkänä 0 8,0 6,5 3,0 5 -1- 5 9,0 6,0 4,0 15 + 5 11,0 7,5 3,5 Nitraattipitoisuus lisääntyi selvästi, silloin. kun ei ollut ylimääräistä liikennet- tä, kun taas lisäys oli epävarma tiivistämisen jälkeen. Tässä kokeessa pienin kalk- kimäärä lisäsi satoja, sen sijaan suurin kalkkimäärä ei enää nostanut niitä lisää. Kalkituksen ja tiivistämisån välillä. ei ollut yhdysvaikutusta. Tästä voidaan pää- tellä, että tiivistämisen haittavaikutuksia ei voida poistaa suurten kalkkimäärien käytöllä. Yhteenveto Suuret kalkkimäärät vanhalla viljelymaalla ovat johtaneet sadonlisäykseen ja mer- kitsevään nitraatin muodostukseen levitysvuonna, sekä leikkuulujuuden pienenemiseen ja murujen kestävyyden paranemiseen myös muutama vuosi levityksen jälkeen. Suuret kalkkimäärät tasoitetulle humusköyhälle savelle ovat aiheuttaneet kovin pie- nen sadonlisäyksen, pienen vaikutuksen pH-arvoon (joka joka tapauksessa on korkea näiden savien syvemmissä kerroksissa), helppoliukoisen kalsiumin (Ca-AL) lisäänty- misen ja hyvin pienen vaikutukseh muruisuuteen ja murujen kestävyyteen. Kokeissa, joissa on tutkittu maan tiivistämistä ja kalkitusta savimaalla, ei ole saatu tuloksia, jotka osoittaisivat, että traktorilla ajon haittavaikutuksia voi- taisiin poistaa kalkituksella. Sensijaan on osoittautunut, että kun nitraatin muo- dostus on lisääntynyt kalkkiannoksen myötä silloin kUn ei ole ollut ylimääräistä .. liikennettä, on nitraatin muodostuminen ollut suunnilleen riippumatonta kalkitukses- ta, silloin kun liikenne on ollut raskasta. Kirjallisuutta: NJOS, A. 1963. Om smuldring og vanninnhold i jorda ved arbeiding. Ny Jord 5/1963, 156-164. NJOS, A. 1969. Kalknina og jordstruktur. Saertr. 104, Inst.f.jordk:, 1-14. NJOS, A. 1972., Kalkning med brent kalk. Virkning på pH, spiring av korn og jord- struktur. PlantedyrkingsmOte, 8-9, februar 1972, i As. Stensil, NJOS, A. 1978. Effects of tractor traffic and liming on yields and soil'physical parameters of a silty clay loam soil. Meld. Norges Landbr.HOgsk. In press. 0 0 '::/!..-,: c. „ r" U'`i I t:,. 51 . , ti -- £::$ 57 tt , G: o ' pvm Kuva 1. Maan NO 3 -N-pitoisuus eri pituisten aikojen kuluttua kalkituksesta. Kalkitus suoritettiin 14.5.1971. ... !O J.!_itAuGi - \It 58 Ne; At) C'T A.t i413 11 3 2. 1 0 1 15. r‘js /c3 -t- t0 1 Sammutus. >"Ilmassa sammuminen" Kalkkikivi CaCO 3 Kalsiumkarbonaatti Kalkkikivijauhe Sammuttamaton kalkki CaO KalSiumoksidi Poltettu kalkki Sammutettu kalkki *CaCO 3 Ca(OH)2 Kalsiumkarbonaatti Kalsiumhydroksidi Kalkkihydraatti Rakennushienokalkki 59 • 60' Laboratoriokokeessa ovat sammuttamaton kalkki ja sammutettu kalkki parantaneet sel- västi savimaiden rakennetta. Sen sijaan kalkkikivijauheella ei ole ollut juuri mi- tään vaikutusta maan rakenteeseen, siitä huolimatta että sen on annettu vaikuttaa jopa vuoden ajan. Kalkitusaineen vaikutus maan rakenteeseen riippuu oleellisesti siitä, kuinka paljon se sisältää vapaata kalkkia eli CaO tai Ca(OH)2. Seuraavat lu- vut osoittavat miten paljon kaupassa olevat kalkkilajit sisältävät vapaata kalkkia: Kalkitusaine % kokonais-CaO % vapaata kalkkia Kalkkikivijauhe 50 0 Sammuttamaton kalkki 50.:.95 40-95 Sammutettu kalkki 55-70 55-70 Saveksen ominaisuuksia Savimaiden primäärihiukkaset ovat suureksi osaksi hyvin pieniä levyjä - suuruusluok- ka pienempi kuin tuhannesosa millimetriä. Ne ovat pääasiassa negatiivisesti Varautu- neita ja niitä ympäröi ioniverho, jonka ioneista pääosa on positiivisesti varautu- neita. Jokaisella hiukkasella on ympärillään .vesikerros. Tämä vesi on sitä tiukem- min pidättynyttä mitä lähempänä hiukkasen pintaa se on. Kun kalsiumionit vallitse- vat, on vesikerros hiukkasten pinnalla ohut, ja hiukkasen eri osien erilaiset säh- kövaraukset pitävät hiukkasia keSkenään tietyssä vakaassa järjestyksessä. Sen sijaan eräiden muiden kationien vallitessa vesikerros hiukkasten pinnalla on paksu ja hiuk- kaset liikkuvat toisiinsa nähden helposti. Tällöin hiukkaset eivät voi muödostaa kes- täviä muruja. Kalkin savimaan rakennetta parantava vaikutus perustuu lisäksi ns. se- menttireaktioihin ja laastin muodostukseen. Sementtireaktioon osallistuvat hienossa saveksessa olevat kollOidinen piihappo ja kolloidiset alumiinioksidit. Yhdessä kal- siumoksidin kanssa ja veden läsnäollessa nämä muodostavat hyvin vahvoja sidosainei- ta, kalsiumsilikaattihydraatteja ja kaisiumaluminaattihydraatteja: Si-yhdisteet + Ca(OH)2+H20--> Ca-Si02-hydraatit (3CaO, 2Si02, 3H20) Al-yhdisteet + Ca(OH)2+H20 Ca-A1 20-hydraatit (3CaO, A1 903, 6H20) Laastinmuodostus tarkoittaa sitä, 'että maassa olevan ilman hiilihappo ja vapaa kalk- ki reagoivat keskenään, muodostaen kalsiumkarbonaattia, joka stabilisoi mururaken- teen: Ca(OH) 2 +CO 2 --> CaCO 3 +H 2 0 Sementtireaktiot ja laastin muodostus kestävät hyvin kauan aikaa. Valtaosa reakti- oista on tapahtunut parin kuukauden kuluttua, mutta reaktioiden loppuun menemiseen vaadittaneen pari vuotta. Näihin reaktioihin osallistuu ainoastaan vapaa kalkki. Kalsiumkarbonaatti ei ole käyttökelpoinen. Kalkin käyttö peltoviljelyssä Kalkituksella pyritään vaikuttamaan seuraavaan kolmeen tekijaan: pH-arvoon, emäs- kyllästysasteeseen ja maan rakenteeseen. Silloin kun kalkituksella pyritään aino- astaan kohottamaan pH-arvoa ja emäskyllästysastetta, voidaan käyttää mitä kalkitus- ainetta tahansa. Levitysajalla ei silloin myöskään ole suurta vaikutusta tulokseen. Sensijaan silloin kun Maan rakennetta halutaan parantaa, on ainoastaan sellainen kalkki, joka sisältää vapaata kalkkia, käyttökelpoinen. Tällaista kalkitusta ei voida suorittaa milloin tahansa, ei ainakaan talvella. Kalkki on levitettävä hy- vin muokattavaan maahan ja sekoitettava heti levityksen jälkeen. Kalkkimäärien ei , tarvitse olla välttämättä valtavan suuria. Jäykille saville voidaan suositella 5-10 t/ha CaO. Muutamia kenttäkoetuloksia Kuva 3 esittää kalkin vaikutusta vetovastukseen Brunnassa suo