Orgaaniline väetis ja biosöe potentsiaal põllumajanduses

Eesmärk on vähendada orgaaniliste väetiste keskkonnamõjusid

Kasutades orgaanilisi väetisi toimub kasvuhoonegaaside emissioon, liikuvad toiteelemendid satuvad põhjavette ja kaasneb ebameeldiv lõhn. Toiteelementide kadu läbi lendumise ja leostumise vähendab taimekasvatusliku tootmise tulusust, sest mullaviljakuse säilitamiseks tuleb teha täiendavaid kulutusi mineraalväetistele. Uurime, kuidas biosöe lisamine vedelsõnnikule aitab vähendada toitainete kadu orgaaniliste väetiste kasutamisel. Viime läbi katsed, mille käigus hinnatakse biosöe mõju lämmastiku (N) ja süsiniku (C) emissioonile, lämmastikühendite leostumisele, mulla süsinikuvarule ja teraviljasaagile.

  • Biosöe lisamine vedelsõnnikule on tehnoloogiliselt lihtne ja biosöe lisandiga vedelsõnniku laotamine ei nõua tavapärasest erinevat tehnikat.
  • Biosütt lisatakse vedelsõnnikule, mis adsorbeerib seal N ja C ning vähendab nende liikuvust ja kadu.
  • Biosüsi seob vedelsõnniku kääritusjäägist NH4-N-i ja süsihappegaasi ja vähendab seeläbi N-i ja C- emissiooni. Mullas aeglustab süsi vee liikumist ja seob NO3-N iooni.
  • Söega rikastatud mullas püsivad toitained kauem taimede juurte piirkonnas. Tänu sellele rohkem aega toitained omastada ja leostumine väheneb. Ühtlasi rikastab süsi mulda stabiilse süsinikuga. 

Biosöe efektiivsust N leostumise vähendamisel võrreldakse teiste samal eesmärgil rakendatavate agrotehniliste võtetega: vahekultuuride kasvatamine, vedelsõnniku segamine põhuga ja erinevate mullaharimise viiside kasutamine vedelsõnniku laotamise järel. See annab põllumajandustootjatele võimaluse rakendada enda jaoks kõige sobivamat varianti. Katsed on planeeritud viia läbi perioodil 2017 (mai) kuni  2020 (august) Eesti Maaülikooli Rõhu Katsejaamas olevatel lüsimeetritel, kus võrreldakse N leostumist ja klastri liikmete tootmispõldudel, kus võrreldakse agrotehniliste võtete mõju toitainete liikumisele mullas ning seal toimub ka osa emissiooniuuringutest. 

2017.aastal rajati lüsimeeterkatse, kus toimuvad sügis-talvisel perioodil mõõtmised. Eesmärk on võrrelda N leostumist ja N ja C ühendite lendumist sõltuvalt vedelsõnniku mulda andmise ajast (august, september, oktoober, november) ja lisandist (2 erinevat biosütt, põhk ja vahekultuur).

2018.aastal rajati katsed tootmispõldudele, millelt määrati NO3-N ühendite vertikaalset liikumist 1m mullaprofiilis biosöe, vahekultuuri ning biosöe ja vahekultuuriga lappidel. 

2019.aastal jätkusid katsed tootmispõllul ja lüsimeetrites. Rajasime uue põldkatse Meerile, kus jätkasime NO3-N liikumise monitoorimist 1m kihis biosöe, vahekultuuri ning biosöe ja vahekultuuriga katselappidel.

Vedelsõnnikut anti kõigil kolmel aastal ühele lüsimeetrile 215 g, mis vastab normile ca 30 t hektari kohta. Vedelsõnnik segati kohe pärast laotamist kühvliga umbes 10 cm sügavuselt mulda. Kontrollvariant vedelsõnnikut ei saanud, kuid kevadel väetati seda mineraalväetisega sarnaselt teiste variantidega. Põhku segati mulda kõigil kolmel katseaastal.  Biosüsi  segati vedelsõnniku sisse vahetult enne mulda viimist vastavalt septembris, oktoobris ning novembris. Katsetes kasutati erineval temperatuuril (500° C, 1000° C) toodetud biosöe lisandit. Väetiskomponendina testiti ka põhku ja püüdekultuuri – esimesel aastal talivikk (Vicia villosa) s. ’Villosa’, teisel keerispea (Phacelia tanacetifolia) s. ’Stala’ ja kolmandal karjamaa raihein (Lolium perenne) s. ’Raite’.

Ilmastiku poolest on olnud kolm katseaastat väga erinevad, mis on võimaldanud saada hea ülevaate sellest, kuidas sõltub lämmastiku ühendite leostumine sademete hulgas.

      Tulemused

  1. Erinevatest biosütest vähendab lämmastiku (N) leostumist ainult 1000° C juures toodetud süsi. 
  2. Biosüsi vähendab N leostumist ainult siis, kui see on segatud mulda. Biosöe võimekus N leostumist vähendada on vahekultuuriga võrreldes oluliselt väiksem.
  3. Lämmastiku leostumine ei sõltu ajast, millal sügisel vedelsõnnik mulda viiakse. Katsetulemused näitavad, et ka novembri keskel põllule laotatud orgaanilise väetise (vedelsõnnik) korral ei ole lämmastiku leostumine suurem kui see on augustis, septembris ja oktoobris.
  4. Vihmasel sügisel leostub väga palju N ka orgaanilises vormis (orgaaniliste ühendite koosseisus). Sõnnikus on ligi 50% N-st seotud orgaaniliste ühendite koosseisu. Leostumine orgaanilise vormis tähendab seda, et leostub orgaaniline ühend, mille koosseisus N on (näiteks aminohape). NO3-N, NH4-N on lämmastiku mineraalsed  vormid.
  5. Vedelsõnniku laotamise järel rajatud püüdurkultuuri taimik NO3-N vertikaalset liikumist mullas oluliselt ei vähenda. Seda ei tee ka biosüsi, ega ka püüdekultuur ja biosüsi koos.
  6. Fosfori (P) leostumist ainuüksi vedelsõnnikuga väetamine ei suurendanud. Vedelsõnniku andmine koos põhu või biosöega suurendas aga mullas liikuva P kontsentratsiooni. 
  7. Vedelsõnnikuga väetamine suurendab mullast metaani (CH4) ja süsinikdioksiidi (CO2) emissiooni. Kõige rohkem eraldus neid gaase, kui vedelsõnnikut anti koos põhuga.
  8. Biosöel usutavat mõju CH4 ja CO2 emissioonile ei olnud. NH3-N ja N2O emissiooni vedelsõnnikuga väetamine  ei suurendanud.

Uurimistöö eesmärgiks oli hinnata sügisel vedelsõnniku andmisaja ja süsinikurikaste materjalide (biosüsi ja põhk) mõju lämmastiku leostumisele ja N-ühendite, metaani ja CO2-emissioonile ning võrrelda seda püüdurkultuuri kasvatamisega.
Innovatsioonitegevuse lõpparuandega saab tutvuda siin.

Fotodel on kuvatud EMÜ Rõhu katsejaamas lüsimeetritel läbiviidud katseid (mai 2017 – august 2020.a.)

 

Partner:
Eesti Maaülikool – Henn Raave, Alar Astover
Helsingi Ülikool – Priit Tammeorg, Jure Zrim

Kasulikud lingid