1.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
Salla Venäläinen
Helsingin yliopisto
Maaperä- ja ympäristötiede
TURVEPELLOT JA RAVINTEET
24/03/2021
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen 1
Mitä maaperässä tapahtuu?

2.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
2
ALUSSA OLI SUO, KUOKKA - JA JUSSI
 Suomessa on pitkät suoviljelyn perinteet
• turvepellot ovat syntyneet, kun soitamme on raivattu viljelykäyttöön
− soiden viljelystä mainintoja jo 1300-luvulta lähtien
− suoviljely yleistyi voimakkaasti 1800-1900-luvuilla
Kuva: Auvo Hirsjärvi, 1935. Lähde: Museovirasto.
Kuva: Eino Jokinen, 1929. Lähde: Museovirasto.
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

3.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
3
ELOPERÄISTEN MAALAJIEN LUOKITTELU
 Orgaanisten eli eloperäisten maalajien luokittelu perustuu
1) orgaanisen aineksen määrään
• turpeissa > 40 %
• multamaissa 20 – 40 %
 Huom! Orgaanisen aineksen pitoisuus ≠ orgaanisen hiilen pitoisuus
2) maalajin syntytapaan
• lieju ja järvimuta
−vesistöjen pohjaan kerääntynyt orgaaninen aines + sedimentin hieno kivennäisaines
 Turvetta muodostuu suokasvien jätteistä, kun orgaanista ainesta kerääntyy
maahan nopeammin kuin sitä hajoaa
• soilla märkyys, happamuus ja ravinteiden niukkuus hidastavat hajoamista
Turvemaaprofiili Leivonmäen kansallispuistossa.
Kuva: Antti Venäläinen
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

4.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
4
TURPEEN OMINAISUUDET (1)
 Turpeen viljavuus ja kuivatustekniset ominaisuudet määräytyvät
1) turvelajin mukaan
• lähtöaineksena erityyppisten suokasvit jäänteet
− rahkaturpeiden (St) lähtöaineksena rahkasammalien, tupasvillan ja varpujen jäänteet
 happamia ja niukkaravinteisia
− saraturpeiden (Ct) lähtöaineksena sarakasvien, lehtisammalten, heinien ja ruohojen jäänteet
 sis. enemmän ravinteita, vähemmän happamia kuin rahkaturpeet
Kuva:
Sanna
Kanerva
Saraturvetta mikroskooppikuvassa
Rahkaturvetta mikroskooppikuvassa
Kuva:
Sanna
Kanerva
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

5.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
5
TURPEEN OMINAISUUDET (2)
2) turpeen maatuneisuuden mukaan
• aistinvarainen luokittelu Hampus von Postin (1922) asteikon mukaan: H1 – H10
•puristusnesteen määrä, väri ja sameus; kiintoaineksen rakenne, kasvinosien tunnistettavuus, amorfisen massan
osuus, väri jne.
− H1: maatumaton turve
 puristeneste kirkasta ja lähes väritöntä, kasvinosat kimmoisia ja sitkeitä
− H5-7: keskinkertaisesti maatunut turve
− H10: kokonaan maatunut turve
 puristettaessa turve pursuaa sormien lomitse kokonaisuudessaan, vapaata vettä ei erkane
H7
H1 H2 H3 H5-H6 H9-H10
http://runeberg.org/img/hvar8dag/1
2/0021.1.jpg
Kuvat:
Sanna
Kanerva
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

6.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
6
TURPEEN OMINAISUUDET (3)
 Turvemaiden ojitus viljelykäyttöön lisää biologista aktiivisuutta ja kiihdyttää turpeen hajoamista
• kuivumisen seurauksena rakenne romahtaa  turve tiivistyy
 Kuivatus ja maatuminen muuttavat turpeen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia
• Orgaanisen aineksen pilkkoutuessa ja prosessoituessa reaktioaktiivisten hiukkaspintojen määrä kasvaa
 negatiivinen nettovaraus eli kationinvaihtokapasiteetti (KVK) kasvaa  ravinteiden pidätyskyky kasvaa
• Turpeen tiivistyessä irtotiheys kasvaa
 huokoskoko pienenee  vedenpidätyskyky kasvaa
 poudanarkuus vähenee
 suurten huokosten osuus vähenee  vedenjohtavuus pienenee
 kantavuus ja kaasujenvaihto heikkenee
 kuivatusongelmat pitkään käytössä olleilla turvepelloilla
• Turpeen kuivuessa sen lämmönjohtokyky alenee
 hidas lämpeneminen keväällä  kasvukauden lyheneminen, hallanarkuus
 Viljelyyn sopivat parhaiten keskinkertaisesti maatuneet turpeet Kuva: Petro Pesonen, 2014. Lähde: Museovirasto
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

7.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
 Turvemailla orgaanisella aineksella merkittävä rooli, mutta mukana myös vaihtelevia määriä kivennäisainesta
 turvemaat eivät ole koostumukseltaan identtisiä
 Maaperässä ravinteet pidättyvät
1) orgaanisen aineksen funktionaalisiin ryhmiin
• varaus riippuu pH:sta (negatiivinen/neutraali)
• positiivisesti varautuneiden ravinnekationien pidätyspaikkoja
2) savimineraalien pinnoille ja kerrosväleihin
• varaus pysyvästi negatiivinen
• positiivisesti varautuneiden ravinnekationien pidätyspaikkoja
3) rauta- ja alumiini(hydr)oksidien pinnoille
• tärkeitä negatiivisesti varautuneiden ravinneanionien pidätyspaikkoja
− esim. fosfaatti, seleniitti, molybdaatti
 Maaperän koostumus ja ominaisuudet säätelevät ravinteiden käyttäytymistä
24/03/2021
7
RAVINTEIDEN PIDÄTTYMINEN MAAPERÄSSÄ (1)
McBride,
1994
Paasonen-Kivekäs ym. 2009
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

8.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
8
RAVINTEIDEN PIDÄTTYMINEN MAAPERÄSSÄ (2)
 Orgaanisen aineksen funktionaaliset ryhmät turvemailla keskeisiä ravinteiden pidätyspaikkoja
• erityisesti karboksyyliryhmät (–COOH)
− kemialliselta luonteeltaan heikkoja happoja
 varaus riippuu pH:sta
 sähkövaraukseltaan negatiivisia tai neutraaleja
• voivat pidättää positiivisesti varautuneita ravinneioneja eli kationeja
− sähköisin vetovoimin  ravinteet kasveille käyttökelpoisia mutta suojassa huuhtoutumiselta
− kompleksinmuodostuksella  ravinteet heikommin kasvien saatavilla
 kompleksoituminen vähentää esim. liukoisen alumiinin (Al3+) toksisuutta kasveille
-
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

9.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
 Turvemaat ovat tavallisesti liian happamia viljelykasveille  happamuutta voidaan vähentää kalkituksella
• happamissa oloissa orgaanisen aineksen karboksyyliryyhmät protonien (H+) miehittämiä  varaus neutraali  KVK pieni
• happamuuden vähentyessä protoni irtoaa  muodostuu negatiivinen varauspaikka  KVK kasvaa
ravinnekationien pidättyminen mahdollista
• +2-arvoiset kationit (esim. Ca2+) pidättyvät tehokkaammin kuin +1-arvoiset kationit (esim. K+)
pidättyneet kationit ovat kasvien käytettävissä mutta suojassa huuhtoutumiselta
• happamuuden lisääntyessä protoni palaa “kotipesään”  ravinteiden huuhtoutumisherkkyys kasvaa
24/03/2021
9
ORGAANINEN AINES JA HAPPAMUUS

+ CaCO3
 Kalkitus kasvattaa turvemaiden ravinteidenpidätyskykyä
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

10.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
10
TURVEMAASTA MULTAMAAKSI
 Viljelykäytössä orgaaninen turvekerros vähitellen kuluu ja ohenee
• turvekerroksen sekoittuessa kivennäismaa-aineksen kanssa muodostuu multamaita
 kivennäisaineksen merkitys kasvaa, orgaanisen aineksen ja kivennäisaineksen keskinänen vuorovaikutus lisääntyy
 maan mururakenteen muodostuminen
 hiilen stabiloituminen maaperään
saveshiukkanen Fe- tai Al-hydroksidi
orgaaninen aines
Muokattu: Strawn et al. 2015. Soil Chemistry. 4th Ed. Wiley. s. 187.
Muokattu: http://www.fao.org/3/r4082e/r4082e03.htm
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

11.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
11
TURVEMAAT JA TYPPI
 Turvemailla hajoava orgaaninen aines sisältää runsaasti typpeä (N), joka mobilisoituu kasvien käyttöön:
1) Org-N  NH4
+ (ammoniumtypen vapautuminen org. aineksesta)
2) NH4
+  NO3
- (ammoniumin nitrifikaatio nitraatiksi, hapellisissa oloissa)
turvemailla typpilannoitustarve tyypillisesti vähäinen
 Maahiukkaset yl. negatiivisesti varautuneita
• NH4
+ voi positiivisen varauksensa ansiosta pidättyä elektrostaattisesti eli sähköisin vetovoimin kationinvaihtopaikoille
• NO3
- negatiivisesti varautunut  kohtaa maaperän hiukkaspinnoilla repulsiota
 nitraattityppi huuhtoutuu herkästi erityisesti paksuturpeisilla mailla
 vesistökuormitusriski
 Liika märkyys voi kiihdyttää liukoisen typen denitrifikaatiota
 NO3
- typpi pelkistyy dityppioksidiksi (N2O) ja typpikaasuksi (N2)  karkaavat ilmaan
 N2O on kasvihuonekaasu
NH4
+ ja NO3
- kasveille käyttökelpoisia muotoja
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen

12.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta
24/03/2021
12
TURVEMAAT JA FOSFORI
 Turpeessa fosfori (P) esiintyy pääasiassa hitaasti hajoavina orgaanisina yhdisteinä
• kiintoaineksen fosfori + liukoinen orgaaninen fosfori
 kasveille käyttökelpoisen epäorgaanisen fosforin määrä luonnostaan vähäinen
 P-lannoitustarve turvemailla
 Turvemailla Al- ja Fe-(hydr)oksidien määrä verrattain vähäinen
•epäorgaaniselle lannoitefosforille niukasti pidätyspaikkoja
 lisätty fosfori altis huuhtoutumaan erityisesti paksuturpeisilla mailla
• orgaaninen aines kilpailee fosforin kanssa samoista pidätyspaikoista
 kilpailu lisää fosforin biosaatavuutta ja toisaalta myös huuhtoutumisherkkyyttä
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen
+

13.
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta 24/03/2021 13
KIITOS!
Turvepellot ja ravinteet/ Salla Venäläinen