Tämän kaksiosaisen blogisarjan ensimmäisessä osassa perehdyttiin rikastushiekan kenttäpilotoinnin taustaan ja koeasetelmaan, kun taas tässä osassa pureudutaan kokeen tuloksiin.
Rikastushiekan kenttäpilotoinnin tulokset
Kesän 2024 aikana kerättyjen satojen tuorepainoista (kuva 1 ja 2) nähdään, että ensimmäinen sato molemmissa rikastushiekkasarjoissa oli hieman pienempi, kuin toinen sato. Kontrolliruuduista kerätty sato tuorepainon osalta jäi selkeästi pienemmäksi kuin RKH-10 ja RKH-15 ruuduista kerätyt sadot, molempien satojen osalta. Suurin 1. ja 2. sato saatiin RKH-10 ruuduista ja näin ollen myös suurin kokonaissato saatiin RKH-10 ruuduista. Tuloksista on myös huomattavissa se, että satojen keskihajonta sarjan rinnakkaisten ruutujen välillä kasvoi rikastushiekkapitoisuuden kasvaessa.
Kuvat 1 ja 2. Kerättyjen satojen tuorepainot.
Kokeen päätteeksi otettujen maanäytteiden perusteella taulukosta 1 huomataan, että maalaji koeruutujen kontrolli sekä RKH-10 sarjassa oli hietaista multamaata, multavuudeltaan multamaata. RKH-15 sarjassa maalaji muuttui karkeaksi hiedaksi, multavuudeltaan multavaksi. Tuloksista nähdään, että pH kasvoi ilman erillistä kalkitsemista rikastushiekkalisäyksen myötä multamaille arveluttavan korkeaksi. Johtoluku kasvoi myös hieman rikastushiekkalisäyksen myötä, kuitenkaan 10 massa-%:n ja 15 massa-%:n välillä ei havaittu eroavaisuutta johtolukua tarkasteltaessa. Myös kationinvaihtokapasiteetti (KVK) kasvoi rikastushiekkapitoisuuden kasvaessa yli kolminkertaiseksi 15 massa-%:n lisäyksellä verrattuna kontrolliin.
Kasvien pää- ja sivuravinteiden osalta kalsiumin, kaliumin ja magnesiumin pitoisuus kasvoi maaperässä rikastushiekkalisäyksen myötä. Kalsiumpitoisuus kasvoi viljavuudeltaan kontrollin välttävästä RKH-10 ja RKH-15 sarjoissa arveluttavan korkeaksi. Kaliumin osalta pitoisuus viljavuudeltaan taas kasvoi kontrollin huononlaisesta RKH-15 sarjassa tyydyttäväksi ja magnesiumpitoisuus kontrollin hyvästä RKH-15 sarjassa korkeaksi. Fosforin pitoisuuteen rikastushiekkalisäys ei taas juurikaan vaikuttanut, viljavuudeltaan pitoisuudet säilyivät kontrollissa ja RKH-10 sekä RKH-15 sarjoissa tyydyttävällä tasolla. Rikin kohdalla taas huomataan, että rikkipitoisuus laski rikastuhiekkalisäyksen vaikutuksesta, pitoisuudet säilyivät kuitenkin viljavuudeltaan kaikissa sarjoissa hyvällä tasolla. Orgaanisen hiilen (TOC) pitoisuus laski ja epäorgaanisen hiilen (TIC) pitoisuus taas kasvoi hieman rikastushiekkalisäyksen myötä. Typpipitoisuus, niin kokonaistyppi (TN) ja liukoinen typpi laski rikastushiekkalisäysten myötä.
Kasvien hivenravinteiden kohdalla huomataan, että kuparin, mangaanin, sinkin, boorin, raudan pitoisuudet laskivat rikastushiekkalisäyksen vaikutuksesta. Kun taas natriumpitoisuus kasvoi hieman rikastushiekkälisäyksen myötä. Kuparin osalta pitoisuus viljavuudeltaan muuttui kontrollin hyvästä RKH-10 ja RKH-15 sarjoissa välttäväksi, mangaanin kohdalla viljavuudeltaan pitoisuudet säilyivät kaikissa sarjoissa tyydyttävällä tasolla ja sinkin kohdalla pitoisuudet viljavuudeltaan tippuivat kontrollin hyvästä RKH-15 sarjassa tyydyttäväksi. Boorin pitoisuus viljavuudeltaan taas laski kontrollin välttävästä RKH-15 sarjassa huonoksi. Raudanpitoisuus viljavuudeltaan säilyi kaikissa sarjoissa korkeana ja natriumin kohdalla pitoisuudet viljavuudeltaan jäivät kaikissa sarjoissa huonoksi.
Taulukko 1. Maanäytteiden tulokset.
Peltokokeen tarkoituksena oli selvittää, pystyivätkö kasvit hyödyntämään rikastushiekan sisältämiä ravinteita. Kasvinäytetuloksista taulukosta 2 huomataan, että raakavalkuaisen pitoisuus kasvoi rikastushiekkalisäyksen myötä molemmissa sarjoissa ja sadoissa verrattuna kontrolliin, myös seleenin osalta pitoisuus kasvoi hieman rikastushiekkalisäyksen vaikutuksesta.
Pää- ja sivuravinteiden osalta kokonaistypen sekä kaliumin pitoisuus kasvinäytteissä verrattuna kontrolliin kasvoi molempien sarjojen ja satojen kohdalla. Rikin osalta pitoisuudet kasvoivat myös hieman rikastushiekkalisäyksen myötä molemmissa sarjoissa ja sadoissa verrattuna kontrolliin. Fosforin sekä kalsiumin kohdalla taas pitoisuudet laskivat molemmissa sarjoissa hieman 1. sadon kohdalla, mutta 2. sadon kohdalla pitoisuudet kasvoivat rikastushiekkalisäyksen myötä verrattuna kontrolliin. Magnesiumin kohdalla pitoisuudet taas laskivat molemmissa sarjoissa ja sadoissa verrattuna kontrolliin.
Hivenravinteiden kohdalla sinkin pitoisuus kasvoi hieman rikastushiekkalisäyksen myötä molemmissa sarjoissa ja sadoissa verrattuna kontrolliin. Mangaanin ja raudan kohdalla taas pitoisuudet laskivat hieman 1. sadon kohdalla, mutta 2. sadon kohdalla pitoisuudet kasvoivat rikastushiekkalisäyksen myötä molemmissa sarjoissa ja sadoissa verrattuna kontrolliin. Natriumin kohdalla pitoisuudet taas laskivat molempien sarjojen ja satojen kohdalla verrattuna kontrolliin. Kuparin kohdalla pitoisuus laski hieman 1. sadossa sarjassa RKH-10, kun taas sarjassa RKH-15 pitoisuus nousi, 2. sadon kohdalla kuparin pitoisuus nousi molemmissa sarjoissa verrattuna kontrolliin. Boorin pitoisuutta kasvinäytteissä tarkasteltaessa huomataan, että booripitoisuus laski 1. sadon kohdalla molemmissa rikastushiekka sarjoissa sekä 2. sadon kohdalla RKH-10 sarjassa, kun taas RKH-15 sarjassa boorin pitoisuus kasvoi hieman verrattuna kontrolliin.
Kokonaisuudessaan kasvinäytteiden pää- sivu- ja hivenravinne pitoisuudet kasvoivat viimeistään 2. sadon kohdalla kaikkien muiden alkuaineiden osalta paitsi magnesiumin ja natriumin sekä boorin kohdalla sarjassa RKH-10 verrattaessa pitoisuuksia kontrolliin.
Taulukko 2. Kasvinäytteiden tulokset, sato 1. ja sato 2.
Peltokokeen yhteenveto ja johtopäätökset
Rikastushiekkalisäys paransi westerwoldinraiheinän kasvua verrattaessa tuloksia kontrolliin. Tuloksista huomattiin, että ensimmäinen sato rikastushiekkasarjoissa oli hieman pienempi, kuin toinen sato. Tämä saattoi johtua kuivasta alkukesästä sekä maan tiivistymisestä rikastushiekan lisäyksen myötä, jonka vuoksi siementen itäminen ja kasvien kasvu oli melko hidasta kokeen alussa. Tuloksista on myös huomattavissa se, että satojen keskihajonta sarjan rinnakkaisten ruutujen välillä kasvoi rikastushiekkapitoisuuden kasvaessa, joka saattoi viitata siihen, ettei rikastushiekkaa saatu levitettyä täysin tasaisesti koeruutuihin. Suurin 1. ja 2. sato saatiin RKH-10 sarjasta, jolloin myös suurin kokonaissato saatiin RKH-10 ruuduista. Kokonaissadon tuorepainoa tarkasteltaessa RKH-10 sarjan sato oli noin 40 % suurempi, kuin kontrollin ja RKH-15 sarjan sato oli noin 34 % suurempi, kuin kontrollin. Tässä kokeessa 10 massa-%:n rikastushiekkalisäys oli siis optimaalisin westerwoldinraiheinän kasvulle.
Rikastushiekan maaperävaikutuksia tarkasteltaessa nähdään, että maalaji muuttui rikastushiekan lisäyksen myötä kontrollin hietaisesta multamaasta, sarjassa RKH-15 karkeaksi hiedaksi. Samalla myös multavuus muuttui multamaasta (orgaanisen aineksen pitoisuus 20–39,9 %) multavaksi (3–5,9 %). Rikastushiekka sisältääkin hyvin vähän orgaanista ainesta, jonka vuoksi sen lisäys maaperään lisää maan epäorgaanisen aineksen määrää. Maaperän pH kasvoi rikastushiekkalisäyksen myötä kontrollin välttävästä (pH 5,4) multamaille korkeaksi (pH 6,3) 10 massa-%:n lisäyksellä ja arveluttavan korkeaksi (pH 6,9) 15 massa-%:n lisäyksellä. Toisaalta maan pH:n osalta kasvien viljelyyn pH 6,0–6,5 on todettu soveltuvan parhaiten, johon 10 massa-% rikastushiekkalisäyksellä päästiin. Tämä osoittaa, että rikastushiekalla on maaperän pH:ta nostava vaikutus, jonka vuoksi maaparannusaine tarkoituksessa pellon kalkitsemisen tarve pienenisi tai jopa poistuisi. Rikastushiekan pH 9,2 selittääkin sen maaperän pH:ta nostavaa vaikutusta. Johtoluku kasvoi myös hieman rikastushiekkalisäyksen myötä. Johtoluku kuvaa maan vesiliukoisten suolojen pitoisuutta, johtoluvun ollessa yli 10 voidaan sitä pitää arveluttavan korkeana, rikastushiekkalisäysten myötä johtoluku jäi alle 10. Myös kationinvaihtokapasiteetti kasvoi rikastushiekkalisäyksen myötä. KVK kuvaa maan ravinteikkuutta, voidaankin sanoa, mitä korkeampi KVK arvo on, sitä ravinteikkaampaa maa on. Eloperäisillä mailla KVK arvo voi usein olla 20–100 cmol/kg välillä, 10 massa-%:n rikastushiekkalisäyksellä KVK nousi 51,7 cmol/kg ja 15 massa-%:n lisäyksellä 100,8 cmol/kg.
Peltokokeen tulosten perusteella pää- ja sivuravinteista hiilen kohdalla maanäytteissä orgaanisen hiilen pitoisuus laski ja epäorgaanisen hiilen pitoisuus nousi rikastushiekkalisäyksen myötä verrattuna kontrolliin. Kokonaishiili pitoisuus rikastushiekassa on 400 mg/kg ka ja orgaanisen aineksen pitoisuus hyvin pieni 0,15 %/ka. Näin ollen epäorgaanisen aineksen pitoisuus rikastushiekassa on suuri, joten rikastushiekkalisäys laskee orgaanisen hiilen pitoisuutta ja kasvattaa epäorgaanisen hiilen pitoisuutta maassa.
Rikastushiekkalisäyksen myötä maanäytteissä kokonaistyppi- sekä liukoinen typpipitoisuus laski, kun taas kasvinäytteissä kokonaistyppipitoisuus nousi molempien satojen kohdalla verrattaessa kontrolliin. Rikastushiekassa typpipitoisuus hyvin pieni, joka selittää maaperässä olevan typen pitoisuuden laskua rikastushiekkalisäyksen myötä. Toisaalta maan pH:n nousu todennäköisesti paransi kasvien typen ottoa maaperästä ja näin ollen kasveissa typen pitoisuus kasvoi verrattuna kontrolliin.
Maaperään rikastushiekkalisäyksellä ei fosforin kohdalla tässä kokeessa havaittu olevan juurikaan vaikutusta verrattaessa tuloksia kontrolliin, viljavuudeltaan fosforinpitoisuus säilyi tyydyttävänä. Maan pH:n nousu rikastushiekkalisäyksen myötä todennäköisesti paransi kasvien fosforin ottoa, rikastushiekka sisältää myös fosforia 0,34 %, joka saattoi osittain nostaa fosforin pitoisuutta kasveissa verrattuna kontrolliin 2. sadon kohdalla.
Kaliumin kohdalla pitoisuus kasvoi rikastushiekkalisäyksen myötä maaperässä sekä kasveissa molempien satojen kohdalla verrattuna kontrolliin, viljavuudeltaan kaliumpitoisuus kasvoi huononlaisesta tyydyttäväksi. Tämä selittyy sillä, että rikastushiekka sisältää runsaasti kaliumia 4,9 %. Peltokokeen tulokset osoittavat, että rikastushiekalla on lannoittava vaikutus kaliumin kohdalla, lisäksi todennäköisesti myös sen pH:ta nostava ominaisuus paransi kasvien kaliumin ottoa.
Magnesiumin osalta pitoisuus kasvoi maaperässä rikastushiekkalisäyksen myötä verrattaessa tuloksia kontrolliin. Kasvinäytteissä magnesiumpitoisuus taas laski rikastushiekkalisäyksen myötä verrattuna kontrolliin. Rikastushiekka sisältää runsaasti magnesiumia 9,6 %, joka selittää magnesiumpitoisuuden kasvua rikastushiekkalisäyksen myötä maaperässä. Kasvinäytteissä magnesiumpitoisuuden lasku voi selittyä rikastushiekan runsaalla kalsiumpitoisuudella, sillä on tutkittu, että liiallinen kalsiumpitoisuus maaperässä voi ehkäistä kasvien magnesiumin saatavuutta (Grow Abundant Gardens, 2025a). Rikastushiekkalisäyksen seurauksena maaperän kalsiumpitoisuus nousikin arveluttavan korkeaksi. Lisäksi on mahdollista, että liiallinen magnesiumin määrä itsessään, viljavuudeltaan korkea pitoisuus, ehkäisi magnesiumin saatavuutta kasveille (Grow Abundant Gardens, 2025a). Magnesiumin saatavuudesta ei siten voida vetää johtopäätöksiä.
Kalsiumin kohdalla pitoisuus kasvoi maaperässä rikastushiekkalisäyksen myötä verrattuna kontrolliin, viljavuudeltaan hyvästä arveluttavan korkeaksi. Kalsiumpitoisuus kasvoi myös kasvinäytteissä rikastushiekkalisäyksen myötä toisen sadon kohdalla. Rikastushiekka sisältää kalsiumia runsaasti 5,6 %, joka selittää pitoisuuden kasvua maaperässä sekä myös kasvinäytteiden kohdalla. Peltokokeen tulokset osoittavat, että rikastushiekalla on lannoittava vaikutus kalsiumin kohdalla, lisäksi todennäköisesti myös sen pH:ta nostava ominaisuus paransi kasvien kalsiumin ottoa. Ensimmäisen sadon kohdalla kalsiumpitoisuus laski verrattuna kontrolliin, tämä saattoi olla seurausta siitä, että rikastushiekka sisältää runsaasti magnesiumia, jonka on todettu liiallisissa määrin ehkäisevän kalsiumin saatavuutta (Xu, ym. 2020). Sarjan RKH-15 maaperänäytteissä magnesium pitoisuus olikin korkealla.
Rikin kohdalla rikastushiekkalisäyksen myötä pitoisuus maaperässä laski, viljavuudeltaan pitoisuus kuitenkin säilyi hyvänä ja kasvinäytteissä pitoisuus taas nousi verrattaessa tuloksia kontrolliin. Rikastushiekassa rikkiä on melko vähän, joten kasvinäytteissä pitoisuuden kasvu selittyy todennäköisesti sillä, että rikastushiekka nosti maan pH:ta, jonka seurauksena rikki oli helpommin kasvien hyödynnettävissä ja näin ollen pitoisuus kasveissa nousi. Tätä havaintoa puoltaa myös se, että rikkipitoisuus maaperässä laski rikastushiekkalisäyksen myötä.
Hivenravinteista boorin kohdalla maa-analyysien mukaan boorin pitoisuus laski rikastushiekkalisäyksen myötä verrattuna kontrolliin, viljavuudeltaan välttävästä huonoksi. Rikastushiekka sisältää booria hyvin vähän, joten boorin pitoisuuden nousu kasvinäytteissä 2. sadon kohdalla sarjassa RKH-15 selittynee rikastushiekan pH:ta nostavan vaikutuksen myötä, jolloin kasvit pystyivät hyödyntämään booria paremmin. Boori voi myös herkästi huuhtoutua maaperästä, joka voisi lisäksi selittää pitoisuuden laskua maaperässä (Grow Abundant Gardens, 2025b).
Kuparipitoisuutta tarkasteltaessa, kokeessa käytetyn maaperän kohdalla rikastushiekkalisäys todennäköisesti laimensi maan kuparipitoisuutta, viljavuudeltaan hyvästä välttäväksi. Lisäksi maan pH:n nousu saattoi vaikuttaa kasvien kuparin ottoon positiivisesti, sillä maa-analyysien mukaan kuparin pitoisuus laski rikastushiekkalisäyksen myötä verrattuna kontrolliin. Kasveissa kuparipitoisuus taas nousi 2. sadon kohdalla verrattuna kontrolliin, joka puoltaisi tätä havaintoa.
Raudan kohdalla, rikastushiekkalisäyksen myötä rautapitoisuus laski maaperässä verrattuna kontrolliin, pitoisuus kuitenkin säilyi viljavuudeltaan korkeana. Pitoisuuden lasku voi johtua siitä, että rauta huuhtoutui orgaaniseen ainekseen sitoutuneena suotovesien mukana ja/tai pH:n nousu paransi kasvien raudan ottoa, jota 2. sadon kohdalla tapahtunut raudan pitoisuuden nousu rikastushiekkalisäysten myötä verrattuna kontrolliin puoltaisi.
Mangaania tarkasteltaessa huomataan, että mangaanin pitoisuus laski maaperässä, viljavuudeltaan pitoisuus säilyi kuitenkin tyydyttävänä ja kasvinäytteissä pitoisuus nousi 2. sadon kohdalla verrattuna kontrolliin. Mangaania rikastushiekassa itsessään melko vähän. Pitoisuuden lasku maaperässä voi selittyä sillä, että pH:n nousu on parantanut kasvien mangaanin ottoa, jota myös 2. sadon kohdalla tapahtunut mangaanin pitoisuuden nousu puoltaisi.
Sinkin osalta, kokeessa käytetyn maaperän kohdalla rikastushiekkalisäys laimensi maan sinkkipitoisuutta. Viljavuudeltaan sinkkipitoisuus muuttui hyvästä tyydyttäväksi. Rikastushiekan maan pH:ta nostava vaikutus selittäisi maaperässä sinkin pitoisuuden laskun, sillä pH:n nousun vuoksi sinkki oli helpommin kasvien hyödynnettävissä ja näin ollen pitoisuus taas kasveissa nousi.
Natriumin kohdalla pitoisuus nousi maaperässä ja kasvinäytteissä pitoisuus taas laski rikastushiekkalisäyksen myötä verrattaessa tuloksia kontrolliin. Natriumia on rikastushiekassa melko vähän, kuitenkin rikastushiekkalisäys saattoi hieman lisätä natriumpitoisuutta maaperässä. Viljavuudeltaan natriumpitoisuus säilyi kuitenkin huonona. Natriumin tarve kasveilla hyvin pieni sillä useiden kasvien kohdalla natrium ei ole välttämätön ravinne. Kasvit eivät siis todennäköisesti hyödyntäneet maaperässä olevaa natriumia, joka voisi selittää osaltaan pientä kasvua maaperässä ja pitoisuuden laskua kasveissa rikastushiekkalisäyksen myötä.
Kesän 2024 peltokokeen maa- ja kasvinäytteiden tulokset osoittivatkin, että rikastushiekalla on lannoittava vaikutus maanparannusaineena kalsiumin ja kaliumin kohdalla, lisäksi sen maaperän pH:ta nostavan vaikutuksen myötä se parantaa kasvien ravinteiden ottoa. Alla taulukkoon 3 koottuna peltokokeen johtopäätökset alkuainekohtaisesti.
Taulukko 3. Peltokokeen alkuainekohtaiset johtopäätökset maa- ja kasvinäytteistä.
Kiertotaloudella uutta kasvua Pohjois-Savoon (KiertoKasvu) on EU:n osarahoittama hanke, jonka rahoittavana viranomaisena toimii Pohjois-Savon liitto. Hanketta toteuttavat Savonia-ammattikorkeakoulu, Navitas Yrityspalvelut ja Ylä-Savon ammattiopisto.
Lähteet:
Eurofins. 2017. Viljavuustutkimuksen tulkinta. https://cdnmedia.eurofins.com/european-east/media/1818630/viljavuustutkimuksentulkinta2017teroprint.pdf
Grow Abundant Gardens. 2025a. https://growabundant.com/soil-mineral-excesses/
Grow Abundant Gardens. 2025b. https://growabundant.com/nutrient-deficiencies/?srsltid=AfmBOoo1DlzikM_2O8kCJ9azjbao_tiqN8B2lhE15uQAUR0KWhFzFMBM
Viljavuuspalvelu. 2008. Viljavuustutkimuksen tulkinta peltoviljelyssä. https://ak.maanmittauslaitos.fi/sites/default/files/2024/Viljavuustutkimuksen%20tulkinta%20peltoviljelyssa%5B1%5D_1.pdf
Yara Suomi Oy. 2020. Siilinjärven kaivos Kaivannaisjätteen jätehuoltosuunnitelma.
Xu X., Du X,, Wang F., Sha Ji., Chen Q., Tian G., Zhu Z., Ge S. & Jiang Y. 2020. Effects of Potassium Levels on Plant Growth, Accumulation and Distribution of Carbon, and Nitrate Metabolism in Apple Dwarf Rootstock Seedlings. Frontiers in Plant Science. doi:10.3389/fpls.2020.00904.