Eesti Looduse fotov�istlus
2/2009



artiklid
Puutuhk metsavetiseks

Eesti Metsa 2006. aasta neljandas numbris tutvustati metsa vetamist puutuhaga ldiselt. Jrgnevalt toome lugejani konkreetseid
uurimistulemusi.

Pline vetamisviis

Tuha vetava mju avastamine ei ole kaasaegse teaduse saavutus. Juba mned tuhanded aastad tagasi mrgati, et prast metsaplenguid tekkis plenud metsa alla tihe rohurinne, mis soodustas loomade karjatamist. Nendest thelepanekutest arenes pikkamda vlja maakasutusviis, mida me tunneme alepllundusena. Levinud oli see kll peamiselt phjamaades, eriti Soomes, kus alepllundust on praktiseeritud ligikaudu 4 miljonil metsamaa hektaril (Loven, nismaa, 2006), kuid on olnud kasutusel ka Venemaal, Eestis ja mujal.Sellele viitavad vastavad snad knealuse piirkonna maade keeltes. Soomes oli alepllundus levinud maaviljelusviis kuni 19. sajandi alguseni, mnel pool praktiseeriti seda vhesel mral veel 20. sajandi alul.

Aletamisel raiutakse kasvav mets, lastakse
raiutud puud kuivada ning siis pletatakse.
Eesmrk on saada vimalikult palju tuhka. Kuigi plevast orgaanilisest ainest lmmastik kll lendub atmosfri, intensiivistub aletamisel, nagu ka kulupletamisel, lmmastiku mineraliseerumine, mistttu plengu tagajrjel suureneb taimede omastatava lmmastiku
hulk mullas. Aletatud ala mulla pH ja olulisemate taimetoitainete nagu ldlmmastiku, kaltsiumi, kaaliumi, fosfori, aga ka boorisisaldus on mrgatavalt suurem kui vanas metsas (Loven,
nismaa, 2006).

Tuhk mjutab mulla reaktsiooni neutraalsuse suunas
Vetamiskatsed tuhaga on enamasti nidanud,
et vetamise tagajrjel muutub mulla reaktsioon neutraalsuse suunas.

Turvasmuldadel ilmneb tuha mju mulla pH suurenemisele varsti prast vetamist (Hytnen, 1998) ja kestab kauem. Soome soode vetamiskatsete puhul oli 30 aastat prast puutuhaga vetamist mulla lemise kihi pH kahe hiku vrra krgem kui vetamata aladel (Silferberg, Hotanen, 1989). Turbatuhaga vetamisel suurenes turvasmulla pH oluliselt just suuremate tuhakoguste korral: doos 640 t/ha muutis mulla praktiliselt neutraalseks (pH=7,4) (Hytnen, 1998). Mineraalmuldade puhul theldatakse ldiselt mulla pH tusu 11,5 hiku vrra, kuid ldist reegliprasust ei esine. Suurem on tus tavaliselt mulla lemises, huumushorisondis ja suuremate tuhadooside korral. Mineraalhorisontides on muutused viksemad. Sarnased tulemused saadi ka Eesti Maalikooli metsanduse ja maaehituse instituudi kofsioloogia osakonna 20-aastases mnninoorendikus tehtud tuhakatsetel (Prn, 2004; tabel 1-vt trkivljaandest!). Mulla neutraliseerumise mr oleneb ilmselt kasutatud tuha ja mulla omadustest. Soomes tehtud tuhakatsel (Saarsalmi, Mlknen, 2001), milles Calluna-, Vaccinium- ja Myrtillus-tbi noori kuuse- ja mnnikultuure vetati puutuha kogusega 3 t/ha, selgus, et mulla huumushorisondi pH tusis oluliselt (1,11,5 hiku vrra), kuid kige enam madalaima esialgse pH vrtusega Calluna-tbi proovialal. Uuringud on nidanud, et mulla mineraalhorisontide puhul kulub teatud aeg enne puutuha neutraliseeriva mju algust. Ka antud katse puhul mineraalhorisontide pH siiski oluliselt ei suurenenud. Rootsis tehtud katsed (Eriksson, Nilsson, 1998) nitasid, et vrreldes granuleeritud puutuha ja puu- ning turbatuha seguga omas suurimat mju lahtine puutuhk. Nagu soomuldadel, kestab ka mineraalmuldade puhul puutuha neutraliseeriv mju pikka aega: eelpool tsiteeritud Soome katse muldadel theldati 16 aastat prast tuhaga vetamist 0,61,0 hiku vrra suuremaid huumushorisondi pH vrtusi vrreldes nende katse-eelsete vrtustega. Mnevrra oli suurenenud ka huumushorisondi all asuva mineraalmulla vastav nitaja. Mnedel juhtudel on mrgatud pH teatavat vhenemist vahetult prast tuha lisamist ning selle suurenemist umbes aasta mdudes.

Suureneb peamiste taimetoitainete kontsentratsioon
Tuha suure mineraalainete sisalduse tttu suurenevad mullas peamiste taimetoitainete kaltsiumi, magneesiumi ja kaaliumi kontsentratsioonid (Eriksson, Nilsson, 1998; Saarsalmi, Mlknen, 2001; Saarsalmi, Derome, 2005). Mineraalmuldade puhul ilmneb kontsentratsiooni suurenemine selgemini ja kiiremini huumushorisondis. Siiski on mnede elementide, niteks kaaliumi ja magneesiumi puhul nende sisalduse suurenemist huumushorisondis theldatud alles mitme aasta prast (Saarsalmi, Mlknen, 2001). Mullaprofiili mineraalhorisontidesse juavad tuhaga manustatud taimetoitained hiljem ning nende kontsentratsioonide suurenemine on tuntav suurema tuhakoguse kasutamise korral (Sarsalmi, Derome, 2005). Tuha, eriti puutuha fosforisisaldus on suhteliselt krge. Seega viks oodata selle kontsentratsiooni olulist suurenemist mullas. Uurimistulemused nitavad siiski, et tuhaga vetamine mineraalmuldade fosforisisaldust oluliselt ei suurenda vi toimub see ainult suurema tuhakoguse kasutamise korral ning tuntavalt ainult mulla lemises kihis (Saarsalmi, Derome, 2005). Tuha lmmastikusisaldus on vike, sest lmmastikuhendid lenduvad plemisel. Seetttu tuhaga vetamisel mulla lmmastikusisalduse suurenemist ldiselt ei ole theldatud. Mningatel juhtudel on leitud, et mulla lmmastikusisaldus on prast vetamist hoopis vhenenud. Phjuseks vib olla taimede suurenenud lmmastikutarbimine vetamise tagajrjel hoogustunud kasvu tttu, lmmastiku sidumine suurenenud mikroobsesse biomassi ning lmmastikuhendite (ammoniaagi) lendumine atmosfri metsakdu lagunemisel.
Soomuldade (v.a. rabamuldade) lmmastikuvarud on ldiselt mrkimisvrsed. Soomuldades on lmmastik peamiselt orgaaniliste hendite koosseisus, seega enamasti taimedele mitteomastataval kujul. Tuha vetav mju soodustab taimede kasvu. Selle kigus seotakse omastatav lmmastik taimedesse. Seega oleks oodata tuhaga vetamisel sarnaselt mineraalmuldadega ka soomuldade lmmastikusisalduse vhenemist. Siiski uuringute tulemusena nii puu- kui ka turbatuhaga vetamisel seda ei tuvastatud (Silferberg, Huikari, 1985; Silferberg, Hotanen, 1989; Hytnen, 1998). Phjuseks on ilmselt turbas leiduva orgaanilise lmmastiku mineraliseerumise intensiivistumine. See tuleneb omakorda mikroorganismide elutegevuse aktiviseerumisest tuhast phjustatud mulla happesuse vhenemisel (Zimmerman, Frey, 2002; Perkiomki, Fritze, 2002; Weber, Karsisto, 1985).
Tuhad sisaldavad ka mikroelemente, mnd neist (mangaan, vask, raud, tsink) suhteliselt suures koguses. Tuha manustamisega mulda kaasneb nende elementide kontsentratsiooni suurenemine mullas, eriti huumushorisondis ja enamvhem proportsionaalselt kasutatud tuha kogusega (Saarsalmi, Derome, 2005). Statistiliselt olulised muutused esinevad siiski suuremate tuhakoguste (2,55,0 t/ ha) kasutamise korral. Soo turvasmuldade vetamisel puutuhaga suurenesid mangaani, raua, tsingi vase ja boori kontsentratsioon 10 cm sgavusel vhe, kuigi vetamisest oli mdunud le viiekmne aasta (Moilanen, Silferberg, 2002).

Puude juurdekasvu tuhk oluliselt ei suurenda
Mitmesugustes mullatingimustes lbi viidud vetamiseksperimendid on andnud puude juurdekasvu osas erinevaid, nii positiivseid kui ka negatiivseid tulemusi. Eriti hid tulemusi on saadud soode vetamisel. Nitena olgu siinkohal lalmainitud Soome soode vetamiskatsete tulemused (Silferberg, Hotanen, 1989). Nimetatud katsealasid vetati 1947. aastal puutuha kogustega 8 t/ha ja 16 t/ha. Katsealal kasvava puistu tagavara vetamisaastal ehk 1946. aastal oli 4 tm/ha. 1987. aastal, 41 aastat prast vetamist, oli puistute tagavara vastavalt 304 tm/ ha ja 387 tm/ha, vetamata kontrollalal ainult 8 tm/ha. Keskmine aastane juurdekasv oli seega 7,3 tm/ha ja 9,4 tm/ ha aastas, kontrollalal 0,2 tm/ha aastas. Parimatel aastatel letas juurdekasv tuhakogusega 16 t/ha vetatud alal isegi 15 tm/ha aastas. Samadel proovialadel 1994. aastal tehtud kordusmtmised andsid keskmiseks aastaseks juurdekasvuks veelgi paremad tulemused: 7,5 tm/ ha ja 9,8 tm/ha aastas (Moilanen, Silferberg, 2002). Autorid nevad niisuguse juurdekasvu peamise phjusena mineraalsete taimetoitainete sisalduse olulist suurenemist mullas, samuti ka mulla lmmastikusisalduse suurenemist mullas mikroorganismide elutegevuse aktiviseerumise tulemusena.
Mineraalmuldade puhul ei ole tuhaga vetamisel olulist juurdekasvu suurenemist ldiselt saavutatud ning tulemused on olnud ka tihti vasturkivad (Moilanen, Issakainen, 2000; Jacobsson, 2003; Saarsalmi, Derome. 2005). Eesti Maalikooli metsanduse ja maaehituse instituudi kofsioloogia osakonna 20-aastases kanarbiku kasvukohatbi mnnikus tehtud tuhakatsetel saadud tulemused on nidanud, et puude rinnasdiameeter ja krgus on eksperimendi jooksul suurenenud kige enam tuhakogusega 2,5 t/ha vetatud variandis (Joonised 1,2,3). Tuhakogusega 5,0 t/ha vetatud katsevariandi puude jmeduskasvu suurenemine on olnud aeglasem kui vetamata kontrollvariandi puudel ja krguskasvu suurenemine on olnud enamvhem vrdne.
Mineraalmuldadel on teatavasti puude kasvu limiteerivaks teguriks lmmastikuvaru mullas. Kuni lmmastik jb kasvu limiteerivaks taimetoitaineks, ei mjuta teiste vetiste lisamine puude kasvu oluliselt. Kuna puutuhk sisaldab lmmastikku vhe, on selle vetav mju mineraalmuldadel ootuspraselt vike. Kombineeritud vetamiskatsetes Soome nmme- ja palumnnikutes ja -kuusikutes, kus vetati lmmastikuga ning lmmastiku ja puutuha seguga (120150 kg N/ha ja 3 t tuhka/ha), ei saadud tulemusi, mis oleks viidanud puutuha positiivsele mjule puude kasvule (Saarsalmi, Mlknen, 2004). Teises samasuguses katses (180 kg N/ha ja 4,5 t tuhka/ha) ilmnes puutuha positiivne mju puude kasvule alles 10 aasta prast, s.t. siis, kui lmmastik ei limiteerinud enam puude kasvu (Moilanen, Issakainen, 2000). ldiselt on kujunenud arusaam, et mineraalmuldadel ei ole puutuhaga vetamise eesmrk saavutada kiiresti puude juurdekasvu paranemist, vaid pigem tuleb puutuhka ksitleda kui arvestatavat taimetoitainete allikat mullas, millest toitained vabanevad pika aja jooksul (Jacobson, 2003).

Probleem on raskmetallid, eriti kaadmium
Tuha vetisena kasutamise krvalmjud seisnevad peamiselt tuhas sisalduvate toksiliste ainete sattumises aineringesse ning lpuks ladestumises elusorganismide, s.h. inimeste kudedesse. Puidu pletamisel kontsentreeruvad tuhka puidus leiduvad raskmetallid ja radioaktiivsed osised ning polaromaatsed ssivesikud (PAH).
Paljud raskmetalid, niteks mangaan, raud, boor, vask, nikkel, tsink, on taimedele vajalikud toitained, kuid taimed kasutavad neid oma elutegevuseks ja kasvamiseks vga vikeses koguses. Nimetatud elementide krge kontsentratsioon mullas muudab need ained aga taimedele toksiliseks. Samuti satuvad tuhaga mulda inimese tervisele ohtlikud elemendid nagu arseen, kaadmium, elavhbe ja plii. Mulda sattuvate raskmetallide hulk sltub oluliselt kasutatava tuha omadustest ja kogusest. Ameerika hendriikides tehtud uuringud on nidanud, et tuhakoguste kuni 10 t/ha kasutamise korral jb raskmetallide kontsentratsioon mullas kuni kaks korda madalamaks USA Keskkonnakaitse agentuuri lubatud piirmradest (Vance, 1996).
Puutuhas sisalduvate raskmetallide seas peetakse aine suure toksilisuse ja liikuvuse tttu kige ohtlikumaks kaadmiumi. Kaadmium liigub kiiresti phjavette ja sealt edasi toiduahelasse. Kaadmiumisisaldus kaldub suurenema puutuha peenemates fraktsioonides, seega kontsentreerub peamiselt lendtuhas. Koldetuhas on selle sisaldus leitud olevat nullilhedane. Moodsate kttessteemide kasutamisel tekib suurem osa tuhast just lendtuhana. Seda tuhaliiki kasutataksegi peamiselt metsade vetamisel Skandinaaviamaades. Kesolevaks ajaks ei ole veel piisavalt andmeid kaadmiumi (samuti ka teiste raskmetallide) liikumise teede ja metsakossteemidele mju kohta, andmaks soovitusi kasutatava tuha piirnormi kohta. Tuha kaadmiumisisaldus varieerub piirides 130 mg tuha kilogrammi kohta. Rootsis on niisuguse Cd kontsentratsiooniga tuhka lubatud metsade vetamiseks kasutada, Taanis on lubatud samal otstarbel kasutada poole viksema (15 mg/kg) Cd kontsentratsiooniga tuhka. lalpool mainitud Eesti tuhakatsetes kasutati koldetuhka, mille Cd kontsentratsioon oli alla 1 mg/kg. Mullas ji selle kontsentratsioon mramispiirist alla. Rootsis on siiski theldatud radioaktiivsete osiste depositsiooni suurenemist metsakossteemides Tshernobli tuumakatastroofi tagajrjel. Seetttu on suurenenud ka puutuha radioaktiivsus. Rootsis on isegi seatud radioaktiivsuse piirnorm metsade vetamiseks kasutatavale puutuhale. Radioaktiivsete ainete liikumine metsakossteemis ei ole veel selge. Rootsis tehtud uuringud andsid selles osas vastandlikke tulemusi. he testi puhul ei muutnud radioaktiivse tseesiumiga saastatud puutuha (3 t/ ha) lisamine mulla radioaktiivsuse taset ning he prooviala mullas see isegi vhenes (Hgbom, Nohrstedt, 2001), teise puhul (Ravila, Holm, 1996) theldati aga osa radioaktiivse tseesiumi leostumist mulda ning mulla kaudu puudesse 5 aasta jooksul prast tuha klvi. Seniste teadmiste phjal ei ole alust vita, et tuhaga vetamisest phjustatud metsamuldade radioaktiivsus oleks suurem kui looduslik foon vi depositsioon atmosfrist. Pealegi seob tuhas sisalduv kaalium tseesiumi, nii et aja jooksul peaks tuhast mulda sattunud radioaktiivsus vhenema. Muidugi ei soovitata vetamiseks kasutada tuhka, mis on saadud radioaktiivsete saasteallikate lhedusest vi geoloogiliselt krge radioaktiivsusfooniga aladelt varutud puidu pletamisel.

Metsa rohttaimede katvus suureneb, bakterite populatsioon kasvab
Tuha mju puistute alustaimestikule on mitmekesine ja sltub puistu vanusest ja arenguklassist, kasvukoha viljakusest ning kasutatava tuha doosist ja vormist. Arvukate sellealaste tde tulemuste kokkuvttena vib ldistada, et metsa rohttaimede katvus suureneb. Mnes ts on theldatud puhmastaimede osas katvuse suurenemist, teistes tdes samade liikide katvuse vhenemist. Samasugune olukord esineb ka pohla ja mustika marjasaakide suuruse osas. Sammalde ja samblike puhul vib esineda krvetuskahjustusi ning nende katvuse vhenemist, kuid neid nhtusi pole ilmnenud kikides uuringutes. Mineraalmuldadel kasvavate metsade alustaimestikus on lalnimetatud muutused suhteliselt vikesed ning piirduvad ainult liikide arvukuse muutustega. Olulisi muudatusi vegetatsiooni liigilises koosseisus ei ole toimunud. Soodes on muutused drastilisemad. Tuha pikaajalise mju tulemusena on suurenenud rohundite ja krreliste katvus ja nitrofiilsete taimede, niteks ahtalehise pdrakanepi sissetung kooslustesse ning turbasamblad asenduvad metsasammaldega.
Vhe on teaduslikke andmeid tuha mjust mulla faunale. H. Lundkvist (1998) leidis, et Rootsi okaspuumetsades mulla mesofaunasse kuuluva kdulagundaja Cognettia sphagnetorumi arvukus oluliselt ei vhenenud puutuhaga vetamisel (3,2 t/ha), vrrelduna vetamata kontrollalaga. Suurema doosi (8 t/ha) kasutamisel oli mrgata nende mberasumist lemisest 01 cm tsedusest kihist allapoole. Vihmausside populatsioon isegi suurenes mnevrra. Lpptulemusena jreldati, et puutuha kogused, mis on soovitatud raiejtmete koristamisest tingitud metsamuldade taimetoitainete varude kao taastamiseks, ei phjusta mulla faunale olulist kahju.
Palju rohkem on uuritud tuha mju mulla mikroorganismidele. ldise seisukohana arvatakse, et mulla pH tus on peamine tegur, mis phjustab bakterite populatsiooni tunduvat suurenemist ning metsakdu lagunemise intensiivistumist selle tagajrjel (Fritze, Smolander, 1994; Zimmermann, Frey, 2002). Ka ei vhenenud puitu lagundavate seente maa-aluse osa biomass vrreldes kontrollalaga isegi tuhadoosi 5 t/ha korral.
Vaatamata tuha mningal mral negatiivsele lalkirjeldatud keskkonnamjule on metsade vetamine puutuhaga kujunenud metsamajanduslikuks vtteks, mille kasutamine kaasajal ha laieneb. Soomes niteks vetatakse tuhaga aastas 1400 ha tstus- ja riigimetsi ning 300 ha erametsi (Makkonen, 2008). Eestis on tuha kasutamisega seonduv piirdunud katsetdega, kuid saadud esialgsed tulemused nitavad, et on tiesti vimalik ja phjendatud energiatootmisel tekkinud tuhka taaskasutada kasvi niteks jksoode metsastamisel energiametsade rajamisel.

Kirjandus
Eriksson, H. M., Nilsson, T., Nordin, A. 1998. Early effects of lime and hardened and non-hardened ashes on pH and electrical conductivity of the forest floor, and relations to some ash and lime qualities. Scandinavian Journal of Forest Research, Suppl. 2. 5666.
Fritze, H., Smolander, A., Levula, T., Kitunen, V., Mlknen, E. 1994. Wood-ash fertilization and fire treatments in a Scots pine forest stand: Effects on the organic layer, microbial biomass, and microbial activity. Biology and Fertility of Soils 17, 5763.
Hgbom, L., Nohrstedt, H.-. 2001. 137Cs in different conifer forest compartments following wood-ash addition. In: Hgblom, L., Nohrstedt, H.-. (Comp.). Environmental consequences of recycling wood-ash to forests. Extended abstracts from the SNS Workshop at Grims, Sweden, 2225 May 2000. SkogForsk Report No. 2, 2001, 1718.
Hytnen, J. 1998. Effect of peat ash fertilization on the nutrient status and biomass production of short-rotation willow on cut-away peatland area. Biomass and Bioenergy, 15(1), 8392.
Jacobson, S. 2003. Addition of stabilized wood ashes to Swedish coniferous stands on mineral soils effects on stem growth and needle nutrient concentrations. Silva Fennica 37, 437450.
Lovn, L., nismaa, P. 2006. Kolin kaskiopas. 74 lk.
Lukkala, O. J. 1951. Kokemuksia Jaakkoinsuonkoeojitusalueelta. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 39(6). 153.
Lundkvist, H. 1998. Wood ash effects on enchytraeid and earthworm abundance and enchytraeid cadmium content. Scandinavian Journal of Forest Research, Supplement No. 2. 8695.
Makkonen, T.(toim.). 2008. Tuhkalannoitus. Metstalouden kehittmiskeskus Tapio. 31 lk.
Moilanen, M., Issakainen, J. 2000. Tuhkalannoituksen metsvaikutukset (Effects of wood ash on forests). Metstehon raportti 93. 18 pp.
Moilanen, M., Silferberg, K., Hokkanen, T. J. 2002. Effects of wood-ash on the growth, vegetation and substrate quality of a drained mire: a case study. Forest Ecology and Management 171. 321338.
Perkioki, J., Fritze, H. 2002. Short and long-term effects of wood ash on the boreal forest humus microbial communuty. Soil Biology and Biochemistry, 34. 13431353.
Prn, H. 2004. The effect of wood ash application on litter decomposition in a Scots pine stand. Metsanduslikud Uurimused, 41. 3541.
Ravila A., Holm E. 1996. Assessment of the radiation field from radioactive elements in a wood-ash-treated coniferous forest in southwest Sweden. Journal of Environmental Radioactivity 32, 135-156.
Saarsalmi, A., Derome, J., Levula, T. 2005. Effect of wood ash on stand growth, soil, water, and needle chemistry, and berry yields of lingonberry (Vaccinium vitis-idaea L.) in a Scots pine stand in Finland. Metsanduslikud Uurimused 42. 1333.
Saarsalmi, A., Mlknen, E., Piirainen, S. 2001. Effects of wood ash fertilization on forest soil chemical properties. Silva Fennica 35. 355368.
Saarsalmi, A., Mlknen, E., Kukkola, M. 2004. Effect of wood ash fertilization on soil chemical properties and stand nutrient status and growth of some coniferous stands in Finland. Scandinavian Journal of Forest Research 19(3). 217233.
Silferberg, K., Hotanen, J.-P. 1989. Puuntuhkan pitkaikaisvaikutukset ojitetulla mesotrofisella kalvakkanevalla Pohjois-Pohjanmaalla Folia Forestalia, 742, 123.
Silferberg, K., Huikari, O. 1985. Tuhkalannoitus metsojittetuilla turvemailla. Folia Forestalia 633. 25 pp.
Thurman-Moe, P. 1956. Eldre og nyere skogskultur og gjdslingsfrsk p smyra. Norsk Skogbruk 89. 309316.
Vance, E,. D. 1996. Land application of wood-fired and combination ashes: an overview. Journal of Environmental Quality 25. 937944.
Weber, A., Karsisto, M., Leppnen, R., Sundman, V., Skujins, J. 1985. Microbial activities in a histosol: Effects of wood ash and NPK fertilizer. Soil Biology and Biochemistry 17, 291296.
Zimmermann, S., Frey, B. 2002. Soil respiration and microbial properties in an acid forest soil: effects of wood ash. Soil Biology and Biochemistry 34, 17271737.



Henn Prn, EM metsandus- ja maaehitusinstituudi vanemteadur

Loe kommentaare (1)
Teie nimi:
Teie e-mail:
Kommentaar:


15/11/2012
23/04/2012
23/04/2012
02/04/2012
19/04/2010
19/04/2010
18/12/2009



Mis see on?
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet