MULLA PH JA TOITAINETE SISALDUSE MÕJU HARILIKU MÄNNI (PINUS SYLVESTRIS L.) OKKAMÕÕTMETELE PUHATU AMMENDATUD FREESTURBAVÄLJAL

MULLA PH JA TOITAINETE SISALDUSE MÕJU HARILIKU MÄNNI (PINUS SYLVESTRIS L.) OKKAMÕÕTMETELE PUHATU AMMENDATUD FREESTURBAVÄLJAL

MERILIN RADVILAVIčIUS
VIIMSI GÜMNAASIUM
Klass: 11
Juhendajad: Katri Ots, Mari Tilk, Hille Eek

Töö saavutas keskkonnaalaste uurimistööde konkursil (2019) gümnaasiumiastmes 1. koha ning Eesti Teadusagentuuri õpilaste teadustööde riiklikul konkursil (2019) III preemia, Eesti Teaduste Akadeemia ja ajakiri Eesti Mets eriauhinnad. Lisaks saadi võimalus esindada Eestit Euroopa Liidu noorte teadlaste konkursil (EUCYS) Sofias (2019).

Põlevkivi põletamisel saadakse kätte üle 80% selles sisalduvast energiast, kuid paratamatult jääb protsessist üle tootmisjääke, näiteks tuhka (Eesti Energia kodulehekülg). Praeguseks on põlevkivi põletamisel põlevkivituhka ladestatud ühtekokku 280 miljonit tonni ja iga aasta lisandub 9,5 miljonit tonni (Kuusik, Meriste ja Pototski, 2012; Uuring selgitab…, 2018). Tuha kõrge leeliselisuse tõttu (pH > 13) käsitletakse seda ohtliku jäätmena, v.a tsüklontuhka (Koroljova, 2016), sest jäätmeseaduse järgi avaldab tuha kasutamine negatiivset mõju keskkonnale ja inimese tervisele (Jäätmeseadus, 2011), mistõttu on tuha kasutusvõimalused piiratud. Õnneks on alustatud põlevkivituha omaduste täpsemate uurimistega (Uuring selgitab…, 2018).

Ülemaailmses energiapoliitikas on eesmärk suunduda taastuvate energiaallikate kasutamise poole, et vähendada sõltuvust fossiilsetest energiaallikatest (Säästva arengu sõnaseletusi s.v. bioenergia). Üks selliseid võimalusi on kasutada puitu, mis on suurima majandusliku potentsiaaliga biokütus energia tootmiseks Eestis (Biomassi ja…, 2007, lk 21). Puiduküttele üle läinud katlamajade arv Eestis on viimastel aastatel suurenenud, mis näitab biokütuste laialdast kasutuselevõttu (Vares, Kask, Muiste, Pihu ja Soosaar, 2005). Praegu kasutatava puidukoguse juures tekib Eestis energiatootmisel jäägina aastas üle 35 000 tonni puutuhka (Pitk, Raave ja Ots, 2016, lk 10). Vältimaks puutuhamägede tekkimist, otsitakse tuhkade kasutamiseks alternatiivseid kasutusalasid (Pärn, Mandre, Ots, Klõšeiko, Lukjanova ja Kuznetsova, 2010). Fosfori- ja kaaliumirikka puutuhaga saab stimuleerida puude kasvu, parimaid tulemusi on see andnud turvasmuldadel (Ots, Tilk ja Aguraijuja, 2017).

Ajalooliselt on turvas olnud Eestis oluline maavara, peamiselt on seda kasutatud kütteks (Eesti Turbaliidu kodulehekülg). Turba kättesaamiseks rajatakse turbakaevandusalasid, mida peale ammendamist kutsutakse jääksoodeks. Hetkel on Eestis jääksoid ehk maha jäetud turbaalasid ligi 80, kogupindalaga 9800 ha (Jääksoode korrastamine, 2018). Peale turba kaevandamist jäävad need alad sageli korrastamata. Ammendatud kaevandused taastaimestuvad vaevaliselt, mistõttu muutub ökosüsteem selles piirkonnas liikide ja koosluste poolest vaesemaks. Puhatu ammendatud freesturbaväljal katsetatakse alates 2011. aastast puu- ja põlevkivituha mõju puude kasvule, katse on ainulaadne ja seda pole siiani kusagil mujal maailmas tehtud (Ots, 2017). Viimased põhjalikud uuringud tehti Puhatus 2015. aastal, kuid igal aastal kogutud uued andmed annavad teadustööle suure lisaväärtuse. Senine uurimistöö  on kinnitanud, et toitainerikaste tuhkade kasutamine loob olulise sümbioosi ammendatud freesturbaväljadele istutatud puude ja peale tuhkade lisamist tekkinud liigirikka taimkatte vahel. Kuna tuhad on orgaanilise päritoluga, siis võib tuhkasid pidada loodussäästlikeks.

Uurimistöö idee pärineb 2018. aasta maist, kui Viimsi Kooli matemaatika-loodussuuna 10. klassi õpilased käisid KIK-i projekti raames õppepäeval Sagadi looduskoolis. Õppepäeva üks osa oli miniuurimistöö tegemine ning oli võimalus uurida, kas erinevate okaspuuliikide okka pikkus sõltub okaste pHH2O-st. Eesti Maaülikooli vanemteaduri PhD Katri Otsa ja Tallinna Botaanikaaia teaduri PhD Mari Tilgaga kontakteeruti 2018. aasta juunis ja peagi sai juhendajatega paika pandud uurimistöö hüpotees, probleemküsimused ning eesmärk.

Uurimistöö hüpoteesiks püstitati, et hariliku männi (Pinus sylvestris L.) okka mõõtmed (pikkus ja pindala) on suuremad madalama turba pH-väärtuse ning kõrgema lämmastiku-, fosfori- ja kaaliumisisalduse korral.

Uurimisküsimusi esitati neli:

  • Kuidas mõjutab puu- ja põlevkivituhaga väetamine hariliku männi okka kasvunäitajaid?
  • Milline tuhk või tuhkade segu on kõige efektiivsem okkamõõtmete mõjutaja?
  • Millisel määral mõjutab turba pH-väärtus hariliku männi okka mõõtmeid?
  • Milline mineraalelement on määrava tähtsusega hariliku männi okka kasvus?

Uurimistöö eesmärk on uurida, milline on puu- ja põlevkivituha väetamise mõju toitainevaestes tingimustes kasvava hariliku männi okka pikkusele ja pindalale. Uuritavateks parameetriteks valiti viiel katsealal turba ülemise (0–10 cm) ja alumise horisondi (10–20 cm) ning okaste pH-väärtus, (üld)lämmastiku-, fosfori- ja kaaliumisisaldus ja okaste kasvunäitajad (pikkus ja pindala). 24. juulil 2018. aastal koguti välitöödel Puhatu freesturbaväljalt neljalt katsealalt ning ühelt looduslikult alalt okka- ja turbaproovid, mis seejärel kuivatati Tallinna Botaanikaaia termostaadis. Edasi skaneeriti 13. augustil 2018. aastal Eesti Maaülikooli metsakasvatuse ja metsaökoloogia õppetooli laboris WinSeedle programmiga männiokaste pikkused ja pindalad. Eesti Maaülikooli Taimebiokeemia laborist telliti turbaproovide pHKCl– ja turba- ning okkaproovide üldlämmastiku-, fosfori- ja kaaliumisisalduse määramiseks keemilised analüüsid. Viimsi Kooli laboris määrati 15. augustil 2018. aastal okaste pHH20-väärtus. Järgmiseks koondati Riikliku Ilmateenistuse lehelt Jõhvi meteoroloogiajaama 2018. aasta vegetatsiooniperioodi (aprill–september) kuu sademete hulka ning keskmisi õhutemperatuure käsitlev andmestik. Kogutud andmete analüüsimisel kasutati seoste leidmiseks statistilisi andmetöötluse programme, saadud tulemused kirjeldati ja vormistati jooniste ning tabelitena uurimistöösse. Terve tööprotsessi vältel koostati töö teoreetiline osa. Peamiste lähtematerjalidena kasutati Karin Kikamägi, Liilia Raidi, Heino Kärblase, Heigo Miidla jt koostatud teaduskirjandust.