Pitkäaikainen typpilannoitus lisää maaperän hiilensidontaa boreaalisessa metsässä
Luonnonvarakeskuksen (Luke) ja eurooppalaisten yhteistyökumppaneiden uusi tutkimus osoittaa, että pitkäaikainen typpilannoitus (N) voi tehdä boreaalisten metsien maaperistä vastustuskykyisempiä ilmastonmuutokselle muuttamalla mikrobien reagointia lämpötilaan ja kosteuteen. Tulokset viittaavat siihen, että typpilannoitetut metsät voisivat varastoida enemmän hiiltä sekä puustoon että maaperään verrattuna niihin metsiin, joissa typpi on kasvua rajoittava tekijä. Tämä auttaa ilmastonmuutoksen hillitsemisessä.
Tutkimusartikkelin pääkirjoittaja on Luken tutkija Boris Ťupek, ja siinä tarkasteltiin, miten vuosikymmenten typpilannoitus on vaikuttanut kasvihuonekaasuihin keskisuomalaisessa mäntymetsässä (Pinus sylvestris). Kansainvälinen tutkimusryhmä seurasi hiilidioksidin (CO₂), metaanin (CH₄) ja typpioksidin (N₂O) päästöjä kolmen kasvukauden ajan (2021–2023) sekä maaperän lämpötilaa, kosteutta ja orgaanisen hiilen varastoja.
Mikrobiaktiivisuus typpilannoitetuissa olosuhteissa
Maaperän mikrobit hajottavat orgaanista ainesta ja vapauttavat hengittäessään hiilidioksidia. Tässä tutkimuksessa mallinnettiin mikrobien reagointia lämpötilaan ja kosteuteen, ja havaittiin, että typpi muuttaa näitä suhteita.
Lannoittamattoman koealan maaperässä hengitys oli suurimmillaan noin 15,8 °C:ssa, kun taas lannoitetussa maaperässä huippu siirtyi hieman korkeammalle, 16,8 °C:een. Lisäksi lannoitetussa maaperässä reaktio maaperän kosteuden muutoksiin oli heikompi, mikä viittaa siihen, että typen saatavuus vähensi mikrobien hengityksen herkkyyttä kosteuden tai kuivuuden vaihteluille.
”Havaitsimme, että typpilannoitus ei ainoastaan lisännyt puuston kasvua, vaan myös muutti mikrobien reagointia maaperän vedenpuutteeseen,” selittää Ťupek. ”Mikrobit muuttuivat vähemmän herkiksi kosteuden muutoksille, mikä vuositasolla hidasti maaperän hiilen kokonaispäästöjä, koska CO₂-voiden huiput olivat alhaisemmat maaperän uudelleen kostumisen jälkeen. Nämä huiput olivat yleisiä kesällä vähäsateisten jaksojen jälkeen.”
Vaikka typpilannoitus vähensi hieman metaanin sitoutumista ja lisäsi typpioksidipäästöjä, kokonaisvaikutus oli maaperän hiilidioksidipäästöjen nettomääräinen väheneminen. Lannoitettujen alueiden maaperä vapautti noin 10,3 % varastoidusta hiilestä vuodessa, kun taas lannoittamattomat alueet 12,2 % — ero vastaa keskimäärin 345 grammaa vähemmän hiilidioksidia neliömetriä kohden vuodessa.
Ilmastovaikutusten hillitsemispotentiaali
Tulokset osoittivat, että pitkäaikainen typpilannoitus lisää sekä puiden biomassan hiilivarastoja että hiilen kertymistä maaperään, mikä johtaa metsäekosysteemin kasvihuonekaasupäästöjen nettomääräiseen vähenemiseen.
”Havaintomme osoittavat, että pitkäaikainen typpilannoitus voi vaikuttaa siihen, miten boreaalisten metsien maaperä reagoi lämpenemiseen ja kosteuden muutoksiin,” sanoo Ťupek. ”Meidän tapauksessamme tämä voi tarkoittaa vakaampaa hiilivarastoa ja pienempää ilmaston lämpenemispotentiaalia.”
Kansainvälinen yhteistyö
Tutkimusta johtivat Raisa Mäkipää ja Aleksi Lehtonen, ja se toteutettiin yhteistyössä Tukholman yliopiston, École Normale Supérieuren (Ranska) ja Tšekin tiedeakatemian kanssa osana EU:n Horizon 2020 HoliSoils-projektia (Holistic management practices, modelling and monitoring for European forest soils), jota rahoittaa Euroopan unionin Horizon 2020 -ohjelma (sopimusnumero 101000289).
