Kipsin vaikutukset pintamaahan ja kasvustoon lyhytaikaisia

 

Petri Ekholm
Erikoistutkija
SYKE
+358 2952 51102
petri.ekholm (a) syke.fi

Kipsin levitys savipelloille vaikuttaa pintamaan ja kasvuston ravinne- ja hivenainepitoisuuksiin melko vähän. Jos maassa on kaliumin tai magnesiumin puutetta, on näiden ravinnekationien riittävyyteen kuitenkin hyvä kiinnittää huomiota kipsiä käytettäessä.

Vaikutukset maahan

Kipsi liukenee maassa kalsium- ja sulfaatti-ioneiksi. Tämä näkyy viljavuusanalyysin johtoluvussa. Ennen syksyllä 2016 toteutettua kipsinlevitystä, tutkittujen kipsilohkojen johtoluku oli keskimäärin 0,9, mutta seuraavana keväänä 3,4. Johtoluvun nousu oli kuitenkin lyhytaikainen: vaikka se oli vielä toukokuussa 2018 keskimäärin korkeampi kuin ennen kipsiä, ero ennen kipsiä -tilanteeseen ei enää ollut tilastollisesti merkitsevä.

Johtoluku kuvaa maanesteen sähkönjohtavuutta, jota kalsium ja sulfaatti kahdenarvoisina ioneina voimakkaasti nostavat. Johtoluvun nousu kipsikäsittelyn jälkeen oli siis odotettavissa – ja kipsivaikutuksen puolesta toivottavaa. Sen sijaan odotettavissa ei ollut, että johtoluku vaihteli lohkojen ja rinnakkaisnäytteiden välillä, myös kipsittömillä vertailulohkoilla. Eräällä kipsikäsitellyllä hiuesavilohkolla johtoluku ei noussut lainkaan, kun taas toisella vastaavanlaisella lohkolla johtoluku oli peräti 7 ensimmäisen kipsikäsittelyn jälkeisen talven jälkeen. Vaihtelu kertoo siitä, että kipsi ei ole levinnyt tasaisesti ja sekoittunut maahan. Ihan kaikki kipsi ei tosin liukene heti. Kipsiä on ollut jonkin verran havaittavissa pelloilla vielä levityksen jälkeisen talven jäljiltäkin, kuten suurin osa SAVEn pilottiviljelijöistä havaitsi.

Kipsissä peltohehtaarille tuli yli 600 kiloa rikkiä, kun lannoitteena rikkiä annetaan suurimmillaan muutamia kymmeniä kiloja. Maan rikkipitoisuus nousikin tilastollisesti merkitsevästi ensimmäisenä ja toisena kipsin jälkeisenä vuotena. Samoin kuin johtoluvussa myös rikissä oli kuitenkin suurta vaihtelua lohkojen ja rinnakkaisnäytteiden välillä. Kalsiumissa, jota kipsin mukana tuli maahan 800 kiloa hehtaarille, ei havaittu merkitseviä muutoksia, ehkä siksi, että kalsiumia on maassa luonnostaan runsaasti. Myös aiemmissa tutkimuksissa on havaittu johtoluvun ja rikin kasvu vuoden–kahden ajaksi, ja suuri vaihtelu näytteiden välillä.

Kalsium voi parantaa hienojakoisen maan, kuten saven rakennetta muodostamalla maahiukkasten välisiä mikromuruja. Kalsium voi parantaa maan rakennetta myös silloin, kun maassa on liikaa magnesiumia. Vaikutus perustuu kationinvaihtoreaktioihin, joissa kalsium “huuhtoo” hiukkasten pinnalta muita kationeja. Samalla tavoin karkeilla mailla kipsi voi lisätä magnesiumin ja kaliumin puutetta. Magnesiumissa ja kaliumissa ei kuitenkaan havaittu Savijoen peltojen pintamaassa muutoksia, lukuun ottamatta kaliumpitoisuuden nousua kipsilohkoilla ensimmäisenä ja toisena vuonna kipsin levityksen jälkeen. Savimailla, joihin kipsiä ensisijaisesti suositellaan, on yleensä runsaasti niin kaliumia kuin magnesiumia.

Kipsissä maahan levitettiin noin 8 kg/ha fosforia, mikä kannattaa ottaa huomioon lannoitettaessa. Viljavuusfosforissa ei havaittu tilastollisesti merkitsevää muutosta. Maan pH-arvo laski kipsilohkoilla yhden-kaksi kymmenystä kahtena ensimmäisenä kipsin jälkeisenä vuotena. Maan rakenteen muutoksia ei tutkittu.

Kolmelta kipsilohkolta ja kahdelta käsittelemättömältä lohkolta otettiin maanäytteitä pintakerroksen lisäksi (0–20 cm) myös kerroksista 20–40 cm ja 40–60 cm. Tulokset osoittivat, että rikki kulkeutuu maassa nopeasti alaspäin, sillä se sitoutuu heikosta maahiukkasiin, mutta kalsiumin, magnesiumin ja kaliumin kulkeutumista maassa alaspäin ei selvästi havaittu.

 

Vaikutukset kasvustoon

Kipsiä voidaan pitää rikki- ja kalsiumlannoitteena, tosin lannoitekäytössä levitysmäärät ovat pienempiä kuin vesiensuojelukäytössä. Kipsin ei ole aiempien tutkimusten – eikä myöskään Savijoen viljelijöiden mukaan – havaittu vaikuttavan epäedullisesti sadon määrään tai laatuun. SAVE-hanke ei suoraan arvioinut sadon määrää, mutta kasvustonäytteitä otettiin kemialliseen analyysiin samoilta paikoilta kuin maanäytteitäkin. Kasvien rikkipitoisuus kasvoi kaksinkertaiseksi kahtena ensimmäisenä kipsin jälkeisenä vuonna, mutta neljäntenä vuonna eroa ei enää havaittu. Muut muutokset olivat vähäisiä. Kasvien keskimääräiset rautapitoisuudet olivat kipsilohkoilla vuosina 2017 ja 2020 alentuneita samoin kuin fosforipitoisuudet vuonna 2020. Yleisesti huomionarvoista on se, että monella lohkolla – kipsikäsitellyllä tai -käsittelemättömällä – seleenin pitoisuus oli alle analyysin alarajan. Seleenilannoitukseen kannattaakin alueella kiinnittää erityistä huomiota.

Tietolaatikko: SAVE-hanke otti vuosina 2016, 2017, 2018 ja 2020 maa- ja kasvinäytteitä 29 havaintopaikalta, joista 11 oli kipsikäsiteltyjä ja 18 vertailulohkoja. Kultakin GPS-määritellyltä paikalta otettiin kaksi kokoomanäytettä. Maanäytteistä (0–20 cm) määritettiin viljavuusanalyysi hehkutushäviöllä täydennettynä. Kesä-heinäkuussa otetuista kasvinäytteistä määritettiin rikki, fosfori, typpi, kalsium, magnesium, kalium, natrium, boori, kupari, mangaani, rauta, sinkki ja seleeni. Näytteet otti ProAgrian asiantuntijat ja ne määritettiin Eurofins Viljavuuspalvelussa ja Lukessa.

Kipsi lisää kaliumin ja magnesiumin huuhtoutumista

Kipsin vaikutus peltomaan magnesium- ja kaliumpitoisuuteen on ollut esillä mm. OSMO-hankkeen tutkimuksissa, joiden mukaan kipsi vähensi maaperän kalium- ja magnesiumpitoisuuksia osalla lohkoista. SAVE-hankkeessa samanlaista vaikutusta ei ollut havaittavissa pilottialueen savimaiden maaperänäytteistä. Nyt käynnissä oleva ruukkukoetutkimus  mahdollistaa useiden maatyyppien tutkimisen ja kokeet myös samantyyppisillä mailla kuin mihin OSMO-hankkeen tulokset viittaavat. Varsinais-Suomessa käynnissä olevassa KIPSI-hankkeessa viljelijöitä on ohjeistettu huomioimaan, että kipsitettävien peltojen Mg- ja K-tasot eivät saa olla huonoja tai huononlaisia.

Erikoistutkija Helena Soinne Luonnonvarakeskuksesta kertoo ruukkukoetutkimuksen tähänastisista tuloksista.

Luonnonvarakeskuksen kasvihuoneessa Jokioisilla on käynnissä kasvatuskoe, jossa tutkitaan vesiensuojelutarkoituksessa käytettävien maanparannusaineiden (kipsi, rakennekalkki ja kuitulietteet) vaikutuksia maan sadontuottokykyyn. Ennen kasvatuskokeen aloittamista maanparannusaineiden vaikutuksia valumaveden laatuun ja erityisesti kationien huuhtoutumiseen on selvitetty sadetuskokeissa laboratoriossa.

Luonnonvarakeskuksen ja Suomen ympäristökeskuksen yhteisessä kokeessa tutkitaan kipsin, rakennekalkin ja maanparannuskuitujen vaikutuksia valumaveden laatuun ja kasvien ravinteidenottoon (kuvat: Helena Soinne).

Maanparannusaineet ovat koostumukseltaan erilaisia ja sisältävät eri määriä kasveille tärkeitä ravinteita. Tietyn ravinteen pitoisuuden kasvu maavedessä vaikuttaa ravinnetasapainoon maahiukkasten pinnalla ja voi johtaa tärkeiden ravinnekationien huuhtoutumiseen.

Kipsin mukana maahan tulee runsaasti mm. kalsiumia. Kalsiumilla on positiivisia vaikutuksia maan rakenteelle ja siten esimerkiksi aitosavimaissa kalsiumin runsastuminen on pääasiassa hyvä asia. Kalsium voi kuitenkin syrjäyttää maahiukkasten pinnoilta magnesiumia ja kaliumia, jolloin nämä kalsiumin syrjäyttämät ravinteet ovat alttiina huuhtoutumiselle.

Ruukkukoetutkimuksen sadetuskokeen huuhtoutumistuloksista näkyikin selvästikin, että kipsillä käsiteltyjen maiden läpi valuneen veden magnesium- ja kaliumpitoisuudet olivat korkeampia kuin muissa käsittelyissä. Alustavien tulosten perusteella näyttää siltä, että kipsikäsitellyistä maista huuhtoutui kolmen sadetuskerran aikana yli kaksinkertainen määrä kaliumia ja jopa 5–8 kertainen määrä magnesiumia käsittelemättömiin maihin verrattuna. Noin yhden kuukauden syyssateita (70 mm) vastaava vesimäärä huuhtoi noin 5 % savimaan koko helppoliukoisesta magnesiumista (viljavuusuuton magnesium), mutta karkeimmasta maasta huuhtoutuva magnesium oli jopa 15 % helppoliukoisen magnesiumin kokonaismäärästä. Huuhtoutunut kalium puolestaan oli pääsääntöisesti alle 5 % maan helppoliukoisen kaliumin (viljavuusuuton kalium) kokonaismäärästä sekä karkealla maalla että savimailla. Muut maanparannusaineet vaikuttivat vain vähän ravinnekationien huuhtoutumiseen.

Sadetuskokeen perusteella ei voida kuitenkaan vielä sanoa näkyykö kationien huuhtoutuminen maanäytteiden helppoliukoisten ravinteiden määrässä. Kipsilisäyksen aiheuttaman kationien huuhtoutumisen vaikutus viljavuusuuton tuloksiin riippuu todennäköisesti maalajista ja orgaanisen aineksen määrästä maassa. Lopputulos nähdään, kun ruukkukokeen maille tehdään viljavuusuutto kokeen lopussa.

Astiakokeessa kasvatettavasta raiheinästä voidaan korjata useampi sato (kuva: Johanna Nikama).

Sadetuskokeiden jälkeen maat lannoitettiin typellä ja fosforilla ja ruukkuihin kylvettiin raiheinää. Maanparannusaineilla käsiteltyjen maiden kolmen ensimmäisen sadon yhteenlasketut biomassat olivat samaa suuruusluokkaa. Kolmen ensimmäisen sadon perusteella kipsi ei siis alentanut sadontuottoa myöskään karkeimmassa maassa, josta kipsikäsittelyn seurauksena oli huuhtoutunut eniten ravinnekationeja suhteessa maan ravinnevarastoon.

SAVE-hankkeen pilottialueella otettujen kasvinäytteiden analysointi ei antanut viitteitä siitä, että kipsi olisi haitannut kasvien magnesiumin- ja kaliuminottoa. Tulos saattaa johtua pilottialueen maiden korkeista magnesiumin ja kaliumin lähtöpitoisuuksista, jolloin kipsin aiheuttama huuhtoutuminen ei ole näkynyt seurannassa. Ruukkukokeet tulevat tuottamaan lisätietoa myös mahdollisista kipsin aiheuttamista ravinnepuutoksista, sillä asiaa selvitetään vielä kasvianalyysien avulla. Myös kipsin vaikutusta ravinteiden huuhtoutumiseen sekä maan mikrobiologiaan selvitetään. Tuloksista kerromme lisää ensi vuonna.

Helena Soinne, erikoistutkija, Luonnonvarakeskus (Luke)