Metla Hanke 3262

Turpeen typen vapautumiseen vaikuttavat tekijät ja typen merkitys puuston kehitykselle

[  English  |  Tavoitteet  |  Tulokset  |  Hankkeen vetäjä  |  Tutkijat  |  Julkaisut  |  Metla Tutkimus  ]

Kesto: 1999-2003   Asiasanat: mikrobit, mykorritsat, puiden kasvu, ravinteet, turpeen typpi
Tutkimusohjelma: Suometsien ekologisesti ja taloudellisesti kestävä kasvatus ja käyttö

Tavoitteet

  1. Mitkä turpeen typpiyhdisteistä ovat puille käyttökelpoisia ja miten ne vaihtelevat a) kokonaistyppipitoisuudeltaan erilaisissa turpeissa, b) kasvukauden aikana c) eri lämpötiloissa?
  2. Selvittää, mitkä maaperää kuvaavista muuttujista (orgaanisen aineksen ja mikrobiston karakterisointi) parhaiten soveltuisivat puiden kasvua ennustaviksi indikaattoreiksi.
  3. Mikä on turpeen eri typpiyhdisteiden merkitys eri lämpötiloissa turpeen mikrobitoiminnan kannalta?
  4. Miten turpeen kokonaistyppi vaikuttaa mykorritsainfektion määrään? Mahdollistavatko mykorritsat liukoisten orgaanisten typpiyhdisteiden käytön puiden typen lähteenä?
  5. Miten turpeen fysikaaliset ja biologiset ominaisuudet vaikuttavat typen vapautumiseen sekä puiden epäorgaanisen ja orgaanisen typen käyttömahdollisuuksiin eri lämpösummavyöhykkeissä.
  6. Mitkä ovat ne turpeen typpipitoisuuden raja-arvot ja muut ominaisuudet, joilla eri lämpösummavyöhykkeissä puut saavat riittävästi typpeä tyydyttävään kasvuun?
  7. Lisäksi tavoitteemme on luoda kasvupaikkaluokitus metsäparannustoimenpiteiden kohdentamista varten.

Tulokset

Turpeen ominaisuuksia ja pintakasvillisuutta ja lannoituksen vaikutusta tutkittiin metsitetyn avosuon eri trofiatasoilla. Turpeen typpi-, fosfori- ja rautapitoisuus korreloivat positiivisesti keskenään sekä saraturvetekijän kanssa. Tämä viittaa siihen, että potentiaalisesti parhaat, eli runsastyppiset kasvupaikat ovat vähemmän alttiita fosforin huuhtoutumiselle kuin niukkatyppiset. Metsäsammalien osuus lisääntyi turpeen typpipitoisuuden kohoamisen myötä, joten suon ojituksen jälkeinen kehitys turvekankaaksi näyttää olevan sitä nopeampaa, mitä enemmän turpeessa on typpeä.

Lannoituksen ja turpeen kokonais- ja mineraalityppipitoisuuden vaikutusta männyn ravinnetilaan ja kasvuun tutkittiin metsitetyllä avosuolla. Tutkimuksessa todettiin, että typpi mineralisoituu turpeessa pääasiassa ammoniumtyppenä ja lähinnä aivan turpeen pintaosassa, 0-5 cm:n kerroksessa. Pintaturpeen ammoniumtyppipitoisuus samoin kuin kokonaistyppipitoisuus ja C/N (hiili ja typpi) -suhdekin selittävät hyvin puiden typpiravitsemuksen tilaa. Puuston kasvua selittävät parhaiten turpeen kokonaistyppipitoisuus, C/N -suhde ja turpeen rautapitoisuus ja lähes yhtä hyvin kaikissa kolmessa tutkitussa (0-5, 5-10, 10-20) turvekerroksessa. Tulokset tukevat jo aikaisemmissakin tutkimuksissa esitettyä mahdollisuutta käyttää turpeen kokonaistyppipitoisuutta apuna arvioitaessa kasvupaikan potentiaalista puuntuotoskykyä.

Lämpösumma, turpeen kokonaistyppi ja kasvupaikkatyyppi ilmentävät ojitetun suon puuntuotoskykyä. Turpeen kokonaistyppipitoisuuden vaikutusta männyn neulasten typpiravinteisuuteen tutkittiin ojitetuilla soilla 850, 950 ja 1080 d.d. (5 Co) lämpösummavyöhykkeissä. Koekenttien turpeen kokonaistyppipitoisuus vaihteli 0.70-2.98 prosenttia ja suotyyppi rahkamättäisestä ruohoiseen rämeeseen. Neulasten keskimääräiset fosfori- ja kaliumpitoisuudet olivat kylmimmällä alueella merkitsevästi pienemmät kuin lämpimimmällä alueella. Kylmimmällä alueella, 26 vuotta jatkolannoituksen jälkeen, metsiköissä oli ankara typen puute (N = 1.12 %) ja vastaavasti lämpimimmällä alueella, 15 vuotta jatkolannoituksen jälkeen, neulasten keskimääräinen typpipitoisuus oli 1.54 prosenttia. Riippumatta turpeen pintakerroksen 10 cm kokonaistyppipitoisuudesta männiköissä oli 850 d.d. lämpösummavyöhykkeellä typen puute, eikä PK-lannoitus ole lisännyt puuston kasvua vieläkään typen puutteen vuoksi, 26 vuotta jatkolannoituksen jälkeen. 959 d.d.:n vyöhykkeellä turpeen pintakerroksen keskimääräisen kokonaistyppipitoisuuden ollessa N = 1.45 prosenttia neulasten keskimääräinen typpipitoisuus ylittää typen (N = 1.30 %) lievän puutoksen rajan, vastaavasti 1080 d.d. alueella turpeen kokonaistyppipitoisuuden ollessa 1.31 % neulasten typpipitoisuus ylitti puutosrajan. Niinpä 950 ja 1080 d.d. alueilla näiden edellä mainittujen turpeen typen raja-arvojen yläpuolella männiköiden typpiravitsemus oli niin hyvä, että PK-lannoitus voi lisätä puuston kasvua.

Turpeen liukoisten typpiyhdisteiden (NO3-, NH4+, DON) kasvukauden aikaista vaihtelua seurattiin kahtena kasvukautena 1999 ja 2000 ojitetulla turvemaalla männikössä alkukesästä loppusyksyyn. Turpeen kokonaistyppipitoisuuden havaittiin korreloivan negatiivisesti DON-yhdisteiden, mutta positiivisesti ammoniumin kanssa alkukesällä. Liukoisesta typestä ammoniumia oli 20-60%. Mikrobibiomassan ja sienten biomassaa kuvaavan ergosterolin todettiin riippuvan turpeen typpipitoisuudesta. Kontrolloiduissa olosuhteissa tutkittiin kokonaistyppipitoisuudeltaan erilaisten turpeiden orgaanisten yhdisteiden ja lämpötilojen välisiä riippuvuuksia. Kasvatuskammioihin ohjelmoitiin 4 erilaista lämpötilaohjelmaa kuvastamaan eri lämpösummavyöhykkeitä (> 0 °C) (749d.d. - 1309d.d. kokeen lopettamisvaiheessa). Orgaanisten typpiyhdisteiden osuus liukoisesta typestä todettiin olevan huomattava erityisesti vähätyppisessä turpeessa alhaisessa lämpösummassa. Korkea orgaanisen typen osuus liukoisesta typestä korostaa mykorritsojen merkitystä männyn typenottomekanismissa. Turvenäytteistä analysoitiin 15 vapaan aminohapon, 8 fenolihapon, 9 rasvahapon, 3 hartsihapon, ja 4 sterolin pitoisuudet. Tulokset osoittivat, että analysoitujen hartsihappojen pitoisuuksiin vaikutti lämpötilasumma enemmän kuin turpeen kokonaistyppipitoisuus. Sitä vastoin aminohappojen pitoisuuksiin vaikutti eniten turpeen kokonaistypen määrä. Muiden yhdisteryhmien (fenolihapot, rasvahapot, sterolit) osalta sekä lämpötilalla että turpeen typen määrällä oli vaikutusta ko. yhdisteiden pitoisuuksiin. Mykorritsasienten kykyä infektoida männyntaimia eri typpipitoisuuden omaavilla turpeilla tutkitaan kontrolloiduissa kasvatuskokeissa. Alustavien tulosten mukaan mykorritsasienet, erityisesti Suillus variegatus (kangastatti), edistivät taimien kasvua ja typen ottoa. Alustavissa kokeissa taimen kasvu ja N-pitoisuus paranivat turpeen N-pitoisuuden kasvaessa n. 2 %:iin. Korkeammissa turpeen N-pitoisuuksissa taimien kasvu ja N-pitoisuus eivät parantuneet tai jopa heikkenivät.

Hankkeen vetäjä: Sarjala, Tytti
Metsäntutkimuslaitos, Parkanon toimipaikka, Kaironiementie 15, 39700 PARKANO
Puhelin: 029 532 4064
Sähköpostiosoite: tytti.sarjala@metla.fi

Muut tutkijat: Hartman, Markus, VA (2000-03), Jokela, Anne, PA (2003-04), Karsisto, Marjut, VA (1999-2003), Kaunisto, Seppo (1999,2001-2002), Koskela, Merja-Leena, ES (2000), Niemi, Karoliina (2002-03), Pietiläinen, Pekka, MU (1999-2003), Potila, Hannamaria, PA (1999-2003), Silfverberg, Klaus, VA (1999-2001), Vuosku, Jaana, PA (2002-04)


Sivun alkuun

Tämä sivu on tuotettu Metlan tietokannasta 12.06.2012
Palaute