Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteet kuivatusaluetasolla – case rakennekalkki

Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteet kuivatusaluetasolla – case rakennekalkki

Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteitä on perinteisesti toteutettu ojissa ja jokiuomissa. Ne liittyvät aina myös vesienhallintaan ja niissä on vahva valuma-aluelähtöinen tarkastelu mukana. Vettä ja ravinteita voidaan pidättää ojissa erilaisilla ratkaisuilla, kuten kosteikoilla, laskeutusaltailla, suodattimilla, pohjapatoketjuilla tai kakstasouomilla. Viime vuosina näiden lisäksi on pyritty löytämään keinoja siihen, miten ravinteet saataisiin pysymään pellossa, jotta ne eivät edes päätyisi vesistöihin. Yksi mahdollisuus tähän on peltojen rakennekalkitus.

Rakennekalkituksessa savipitoinen peltomaa käsitellään reaktiivista kalkkia eli sammutettua (Ca(OH)2) ja/tai poltettua (CaO) kalkkia sisältävällä kalkitusaineella. Aktiivisen kalkin osuus pellolle levitettävän kalkin painosta on vähintään 15 %. Loppu on tavallista maatalouskalkkia (CaCO3). Levityksen jälkeen kalkki sekoitetaan mahdollisimman hyvin maa-ainekseen kevytmuokkaamalla. Rakennekalkki sitoo peltomaan savihiukkasia toisiinsa parantaen pitkäaikaisesti maan mururakennetta ja vedenläpäisevyyttä. Samalla eroosio pienenee, mikä vähentää maahiukkasiin sitoutuneiden ravinteiden huuhtoutumista vesistöihin. Rakennekalkituksesta on todella paljon hyviä kokemuksia Ruotsista ja siellä se on jo otettu laaja-alaisesti käyttöön kansallisella tukiohjelmalla. Suomessa tätä ei ole vielä tapahtunut, ja syynä siihen on lähinnä tiedon puute rakennekalkituksen vaikutuksista sekä oikeanlaisesta toteuttamistavasta.

Kuva 1. Rakennekalkin levittämistä pellolle Eurajoella. (Kuva: Sauli Jaakkola)

Rakennekalkituksesta saadaan lisää tietoa käynnissä olevalla Ympäristöministeriön Vesiensuojelun tehostamisohjelmalla rahoitetulla hankkeella. Rakennekalkki maatalouden vesiensuojelukeinona -hankkeessa tutkitaan rakennekalkin vaikutuksia vesistöihin, maaperään ja satoon sekä selvitetään optimaaliset käyttömäärät ja levitysajankohdat erilaisissa olosuhteissa ja eri maalajeilla. Hankkeeseen kuuluu rakennekalkin peltolevityskokeet Eurajoella Vähäjoen valuma-alueella, koekenttätutkimukset Paimiossa ja Turussa sekä optimaalisiin käyttömääriin liittyen myös laboratoriokokeita. Hankkeen tulosten sekä viljelijöiltä saatujen kokemusten perusteella julkaistaan käytännön opas rakennekalkituksen oikeanlaiseen toteutukseen. Hanketta vetää Turun ammattikorkeakoulu ja toteuttajina toimivat Pyhäjärvi-instituutti, ProAgria Länsi-Suomi, Suomen ympäristökeskus, Luonnonvarakeskus, Sokerijuurikkaan tutkimuskeskus sekä Turun kaupunki.

Rakennekalkituksen peltolevityskokeet toteutetaan Eurajoella Vähäjoen valuma-alueella. Kahden pilottivaluma-alueen (kooltaan n. 125 ha ja 250 ha) sisältämät pellot (yhteensä n. 180 ha) rakennekalkittiin. Kokeeseen kuuluu myös Vähäjoen valuma-alueen vieressä sijaitseva verrokkivaluma-alue (95 ha), jossa rakennekalkitusta ei tehty. Rakennekalkitus toteutettiin pääasiassa syksyllä 2020. Joitain peltoja jäi kalkitsematta myöhäisen sadonkorjuun takia, joten ne kalkitaan vielä tänä keväänä. Kunkin alueen, siis sekä pilottialueiden että verrokkialueen, ojassa on seurattu vedenlaatua ennen rakennekalkitusta ja sen jälkeen. Seurannat jatkuvat edelleen ja niitä on tarkoitus jatkaa mahdollisimman pitkään rakennekalkituksen pitkäaikaisten vaikutusten selvittämiseksi.

Vedenlaadun seurantaa toteutetaan kunkin kohdealueen ojassa perinteisillä vesinäytteillä sekä jatkuvatoimisilla vedenlaatumittareilla, jotka mittaavat sameutta, pH:ta, johtokykyä ja lämpötilaa 15 min välein ympäri vuorokauden. Lisäksi näissä kohteissa on seurattu virtaamaa V-mittapadolla ja toisaalta myös FlowTracker-mittauksilla. Kaikissa kohteissa on myös ojassa paineanturi mittaamassa vedenpinnankorkeutta sekä kiinteä vedenpinnankorkeusasteikko. Näiden tietojen avulla kullekin ojalle voidaan laatia purkautumiskäyrä ja laskea mm. kiintoaine- ja ravinnekuormituksia. Viime syksyn tarkastelujakso eli rakennekalkituksen jälkeinen jakso oli kevättä eli rakennekalkitusta edeltävää jaksoa pidempi. Valunnat olivat syksyllä suurempia kuin keväällä.

Kuva 2. Jatkuvatoiminen vedenlaatumittari sekä V-mittapato. (Kuvat: Elisa Mikkilä)

Alustavat tulokset Eurajoen piloteilla osoittavat, että rakennekalkitus on kirkastanut savisameaa vettä ja vähentänyt kiintoaineen ja fosforin huuhtoumaa. Kaaviokuvassa esitetään valuntaan suhteutettu hiukkasmaisen fosforin pitoisuus ojavesissä. Rakennekalkitsemattomilta pelloilta valuvan veden fosforipitoisuus nousi syksyllä yli kaksinkertaiseksi kevääseen verrattuna, kun rakennekalkituilla pelloilla se laski syksyn mittausjaksolla kevääseen verrattuna, vaikka valunnat olivat syksyllä suuremmat kuin keväällä. Vedenlaadun seurannat jatkuvat myös tänä vuonna, mittarit on jo asetettu paikoilleen ja vesinäytteitä käydään hakemassa ahkerasti. Näiden lupaavien tulosten osalta jäädään siis odottamaan jatkoa. Tulosten tarkasteluista vastaa tässä hankkeessa SYKE ja yhteyshenkilönä siellä on Maria Kämäri (maria.kamari@syke.fi).

Kuva 3. Valuntaan suhteutettu hiukkasmaisen fosforin pitoisuus (µg/l) ojavesissä Eurajoella. (Kuva: Maria Kämäri)

Vedenlaadun seurantojen tuloksien avulla toteutetaan myös ravinnekuormitussimulaatio, joka liittyy SYKEn valtakunnanlaajuiseen vesistömallijärjestelmään ja VEMALA-kuormitusmalliin. Vesistömalli-järjestelmä kuvaa ja ennustaa veden kiertokulkua eri puolella Suomea sadannasta vesivarastojen kautta haihdunnaksi, valunnaksi ja virtaamaksi jokiin, järviin ja mereen. Malli sisältää paljon tausta- ja lähtötietoja: muun muassa säätiedot lähetetään Ilmatieteen laitokselta päivittäin suoraan mallin käytettäväksi. VEMALA-kuormitusmalli laskee fosforin, typen, hiilen ja kiintoaineen kulkeutumista alkaen peltolohkoista ja muualta valuma-alueelta jokien ja järvien kautta aina mereen saakka.

Rakennekalkituksen ravinnekuormitussimulaatiolla on tarkoitus hahmottaa, kuinka paljon vähemmän ravinteita päätyisi Itämereen, jos kaikki Suomen rakennekalkitukseen soveltuvat pellot rakennekalkittaisiin. Tarkastelu on merialuekohtainen, eli lopputuloksena saadaan selville mikä olisi vaikutus Perämereen, mikä Selkämereen, mikä Saaristomereen ja mikä Suomenlahteen päätyvien ravinteiden määrissä. Samanlainen simulaatio on tarkoitus toteuttaa myös pienemmällä mittakaavalla tietylle valuma-alueelle. Tässä simulaatiossa oletetaan, että rakennekalkkikäsittely uusitaan tarvittaessa säännöllisesti, jos käsittelyteho hiipuu. Tässäkin mielessä pitkäaikainen vedenlaadun seuranta on äärimmäisen tärkeää, jotta tiedetään mikä on rakennekalkituksen vaikutus pitkällä aikavälillä. Simulointityö tehdään SYKEssä vielä tämän vuoden aikana.

Lisätietoja hankkeesta: https://www.proagria.fi/rakennekalkki.

SYKEn vesistömallista ja kuormitusmallista on myös ulkoiset käyttöliittymät, joiden avulla voi mm. tarkastella, miten vesistöjen vedenpinnan korkeudet ovat kehittyneet viimeisen viikon aikana, mitkä ne ovat tänään ja mitkä niiden ennustetaan olevan tulevan viikon aikana. Mallien sisältämiin tietoihin, havaintoihin ja ennustuksiin pääsee tutustumaan näillä sivustoilla:

https://www.vesi.fi/
https://www.ymparisto.fi/fi-FI/Vesi/Vesitilanne_ja_ennusteet/Ravinnekuormitus

Tämä kirjoitus on osa Bioeväät -hankkeen blogisarjaa.

FacebookTwitterGoogle+jaa