Kipsiä vai rakennekalkkia?

Eliisa Punttila, Projektikoordinaattori
Eliisa Punttila,
Helsingin yliopisto

Meiltä kysytään usein: miksi kipsi, miksei rakennekalkki? Mitä eroa niillä on? Milloin pitäisi käyttää kipsiä ja milloin rakennekalkkia? Nämä kysymykset ovat tärkeitä myös hankkeellemme. Vaikka tutkimuksissa keskitymmekin vain kipsiin, ajatuksena on oppia lisää myös rakennekalkista ja siitä, voisiko se olla kipsiin rinnastettava vesiensuojelukeino.

Kipsiä vai kalkkia?
Kuva-arvoitus: Kummassa kasassa on kipsiä, kummassa rakennekalkkia?

Opintoretki rakennekalkin pariin

Ruotsissa rakennekalkin käyttö tunnetaan paremmin, joten lähdimme viime syksynä etsimään tietoa sieltä. Matkustimme lokakuussa Ruotsin Södertäljeen tutustumaan Nordkalkin, Nefcon ja Tukholman veden yhteiseen Project Born -hankkeeseen. Hankkeen tavoitteena on tutkia rakennekalkin ja kalkkisuodinojien käyttöä savimailla fosforihuuhtoumien vähentämiseksi. Retkellä tutustuimme hankkeen perustamaan infopisteeseen ja kuulimme ruotsissa tehdyistä rakennekalkkikokeista. Alla muutama valokuva retkeltämme.

Vierailimme hankkeen perustamalla infopisteellä, jossa sai tietoa rakennekalkista ja sen käytöstä. Kuva: Eliisa Punttila
Infopisteellä pääsi kokeilemaan eri rakennekalkkimäärillä käsiteltyjen savimaiden muokattavuutta. Kuva: Eliisa Punttila
SLU:n Kerstin Berglund ja NordKalkin Lars Wadmark perehdyttivät meidät rakennekalkin saloihin. Kuva: Eliisa Punttila

Opintoretki antoi alkusysäyksen rakennekalkkia koskevien tutkimusten lukemiselle, ja ymmärryksemme aiheesta on lisääntynyt entisestään. Tutkimus ei rajoitu vain Ruotsiin, vaan myös Suomessa on tehty joitakin laboratorio- ja kenttäkokeita. Viimeisimpiä kenttäkokeita on tehnyt esimerkiksi hiljattain päättynyt LOHKO-hanke. Seuraavaksi avaan tarkemmin, mitä rakennekalkilla tarkoitetaan, millainen on sen vaikutusmekanismi, sekä mitä tiedetään sen vedenlaatuvaikutuksista.

Mitä rakennekalkki on ja miten se toimii?

Rakennekalkki määritellään siten, että siinä on reaktiivisena ainesosana joko poltettua kalkkia (kalsiumoksidia, CaO) tai sammutettua kalkkia (kalsiumhydroksidia, Ca(OH)2) sekä kalsiumkarbonaattia (CaCO3). Markkinoilla on erilaisia rakennekalkkituotteita, joissa näitä ainesosia voi olla erilaisissa suhteissa.

Rakennekalkituksen yhtenä tavoitteena on nostaa peltomaan pH:ta, minkä toteuttavat rakennekalkista irtoavat hydroksidi- ja karbonaatti-ionit. Toisena tavoitteena on mururakenteen parantaminen. Kun rakennekalkin reaktiivisesta ainesosasta irtoava kalsium liittää savihiukkasia toisiinsa, muodostuu suurempia savipartikkeleita. Reaktiivinen ainesosa aiheuttaa maassa muitakin reaktioita, jotka muodostavat pysyviä mururakenteita.

Edellytys reaktioiden syntymiselle ja rakennekalkituksen onnistumiselle on levityksen ja multauksen nopea toteutus, ettei reaktiivinen osa ehdi reagoida ilman hiilidioksidin kanssa. Silloin lopputuloksena olisi tavallista kalkkia. Käsittelyn onnistuminen edellyttää myös, että peltomaa on riittävän kuiva ja lämmin (yli 4 astetta). Multaus on suositeltu tehtäväksi kultivaattorilla tai lautasmuokkaimella kahdesti risteäviin suuntiin, jotta rakennekalkki sekoittuu hyvin. Riippuen käytettävästä rakennekalkista, levitys tapahtuu joko kuivan tai kostean kalkin levitysvaunulla.

Rakennekalkin käyttömäärälle ei ole olemassa yhtä suositusta, vaan se vaihtelee käsiteltävän kohteen savespitoisuuden ja pH:n mukaan, sekä ilmeisesti myös sen mukaan, missä suhteessa rakennekalkki sisältää eri ainesosia. Hehtaarille levitettävä määrä voi olla esimerkiksi 5 tai 15 tonnia.

Vedenlaatuvaikutuksista ei selviä lukuja

Rakennekalkin uskotaan olevan tehokas keino vähentämään fosforihuuhtoumaa. Perusteluna on muun muassa se, että rakennekalkin aikaansaama maan mururakenteen paraneminen edistää maan vedenläpäisykykyä, parantaa kasvien juuristoa sekä vähentää pintavaluntaa ja edelleen eroosiota. Toisaalta joissakin tilanteissa maan pH:n muutos muuttaa myös fosforin sitoutumista, mikä ainakin teoriassa voi vähentää fosforihuuhtoumaa.

Tällä hetkellä käsityksemme on, että rakennekalkin fosforikuormitusta vähentävistä vaikutuksista on saatu tutkimuksissa viitteitä, mutta julkaistuja tutkimustuloksia on vielä vähän. Yleisesti voidaan todeta, että rakennekalkituksella on havaittu olevan kiintoaineeseen sitoutuneen fosforin huuhtoumaa vähentävä vaikutus, mutta fosforikuormituksen vähenemisen suuruusluokasta tai rakennekalkin käyttömäärästä vesistövaikutusten aikaansaamiseksi ei toistaiseksi ole selviä vastauksia. Liukoisen fosforin tai muiden aineiden huuhtoumia on harvoin mitattu tai kokeista on saatu ristiriitaisia tuloksia.

Toistaiseksi rakennekalkin vedenlaatuvaikutuksia on selvitetty laboratorio- ja kenttäkokeilla, mutta ei vastaavin valuma-aluetasoisin tutkimushankkein, kuten kipsille on tehty. Vaikutuksia on seurattu suhteellisen lyhyen ajan. Kokeista saatuja tuloksia on vaikea verrata keskenään, koska niissä on käytetty erilaisia koeasetelmia. Tehtyjen kenttäkokeiden ongelmana on, ettei taustamuuttujien vaikutusta tuloksiin ole aina riittävästi huomioitu (mm. levitysolosuhteiden vaikutus, peltomaan ominaisuudet). Yleisenä haasteena on myös se, ettei rakennekalkin koostumukselle ole olemassa tarkkaa määritelmää, eikä sisältöä tai alkuperää ole aina ilmoitettu kokeen yhteydessä.

Lisätutkimusta tarvitaan

Jotta rakennekalkkia voitaisiin käyttää nimenomaan vesiensuojelumenetelmänä, tarvittaisiin lisää tietoa sen vaikutuksista vedenlaatuun pitkällä aikavälillä sekä eri koostumuksilla, käyttömäärillä ja erityyppisillä peltomailla. Toisaalta tarvittaisiin lisätietoa myös rakennekalkin käytettävyydestä ja kustannuksista. Näin voitaisiin arvioida esimerkiksi optimaalista käyttöä haluttujen vedenlaatuvaikutusten aikaansaamiseksi sekä mahdollisten sivuvaikutusten selvittämiseksi.

On siis toistaiseksi vielä vaikea antaa vastausta kysymykseen, ovatko rakennekalkki ja kipsi toisiinsa rinnastettavia vesiensuojelukeinoja. Kipsin vaikutuksista on olemassa vahvaa näyttöä ja tietomäärä kasvaa jatkuvasti hankkeen edetessä. Rakennekalkin vesiensuojelukäyttöön ja vedenlaatuvaikutuksiin liittyy vielä selvitettäviä kysymyksiä. Toisaalta rakennekalkilla ja kipsillä on myös muita käyttökohteita kuin vesiensuojelu. Se mihin pyritään, ratkaisee, tulisiko valita kipsi vai rakennekalkki. Rakennekalkki tulee kyseeseen esimerkiksi silloin, kun tavoitteena on nostaa pellon pH:ta.

Vastaus arvoitukseen: vasemmanpuoleisessa kuvassa on rakennekalkkia (kuva: Nordkalk), oikeanpuoleisessa kipsiä (kuva: Pasi Valkama).

Kipsin vaikutus maaperään ja kasvustoon

SAVE-hankkeessa pyritään selvittämään kipsinlevityksen vaikutuksia mahdollisimman laajasti. Aikaisemmin olemme kertoneet, kuinka vaikutuksia tarkkaillaan vesieliöissä, mm. vuollejokisimpukassa. Tällä kertaa aiheena on kipsin vaikutus peltojen maaperään ja kasvustoon. Maaperä- ja ympäristötieteen professori Markku Yli-Halla perehdyttää meidät aiheeseen ja analysoi samalla ennen kipsinlevitystä otettujen näytteiden tuloksia.

Kesällä 2016 ennen kipsin levitystä kerättiin maanäytteitä Savijoen valuma-alueen peltojen muokkauskerroksesta ja jankosta (pohjamaasta). Näytteenoton tarkoitus oli saada käsitys alueen viljelymaiden ominaisuuksista ennen kipsin levitystä, jotta kipsikäsittelyn aiheuttamia muutoksia voidaan aikanaan luotettavasti arvioida. Samasta syystä jokaiselta seurantalohkolta kerättiin myös kasvinäyte.

Kipsin vaikutusta peltomaahan tarkkaillaan SAVE-hankkeessa. Kuva: Janne Artell / NutriTrade

Näytteitä otettiin sekä pilotti- että vertailualueelta ja niin kipsikäsiteltäviltä kuin -käsittelemättömiltä peltolohkoilta. Maanäytteistä tehtiin viljavuusanalyysin perustutkimus. Siinä määritettiin maalaji ja multavuus aistinvaraisesti, pH(H2O) ja maan helppoliukoisten suolojen pitoisuutta kuvaava johtoluku sekä muutamien helppoliukoisten kasvinravinteiden (Ca, Mg, K, P, S) pitoisuudet. Kationipitoisuuksien perusteella laskettiin efektiivinen kationinvaihtokapasiteetti. Lisäksi määritettiin vesiuuttoisen fosforin pitoisuus.

SAVE-hankkeen näkökulmasta ovat oleellisia etenkin kalsium-, magnesium- fosfori- ja rikkipitoisuudet sekä maan johtoluku ja jossain määrin pH. Kipsin mukana maaperään tulee runsaasti kalsiumia ja rikkiä ja näiden pitoisuuksien voidaan olettaa kipsikäsittelyn myötä kasvavan. Mg-pitoisuus todennäköisesti puolestaan vähenee, koska Ca syrjäyttää kationinvaihtopaikoilta Mg-ioneja, jotka voivat huuhtoutua syvemmälle. Sulfaatin liukeneminen näkyy todennäköisesti myös jonkin verran kohoavina johtoluvun arvoina.

Kipsin vaikutus pellon helppoliukoisen fosforin pitoisuuteen on keskeinen seurantakohde. Maaperäkemian lainalaisuuksien pohjalta voi päätellä, että kipsin fosforikuormitusta pienentävä vaikutus ei pohjaudu varsinaisesti helppoliukoisen fosforin pitoisuuden alenemiseen vaan maan suolapitoisuuden ja kalsiumpitoisuuden kasvun aiheuttamaan fosforin liukenemisen vähenemiseen ja samoista tekijöistä johtuvaan pienempään eroosioon. Kun maan mururakenne vahvistuu suolapitoisuuden kasvun myötä, valumaveteen päätyy vähemmän maapartikkeleita ja siten myös niihin sitoutunutta fosforia. Tällöin liikkeelle lähtevän ja Savijokeen päätyvän fosforin määrä pienenee. Viljelijöitä kiinnostaa epäilemättä suuresti se, vaikuttaako kipsikäsittely kasvien fosforin saantiin ja lannoitustarpeeseen. Aikaisemmin kasvihuoneessa tehdyn kokeen perusteella kipsilisäys ei heikennä kasvien fosforin saantia eikä siis lisää fosforilannoituksen tarvetta.

Kipsi on neutraalisuola, jonka lisäys maahan ei periaatteessa aiheuta muutoksia maan pH:ssa. Kipsi tosin sisältää kalsiumia, ja monet luulevat virheellisesti sen nostavan maan pH:ta, kun kerran sitä on kalkitusaineissakin. Maan pH:n kohoaminen perustuu kuitenkin kalkitusaineen anioniin, joka kipsissä on sulfaatti; se ei sido eikä luovuta happamuutta eikä näin ollen vaikuta maan happamuuteen. Kipsin liukeneminen nostaa hieman maan suolapitoisuutta, mikä saattaa hieman (joitain pH-yksikön kymmenyksiä) alentaa viljavuusanalyysissä mitattavaa pH(H2O)-arvoa.

Näytteiden maalajijakauma oli alueelle tyypillinen: 70 % edusti savimaita ja 30 % karkeita kivennäismaita. SAVE-aineiston karkeat kivennäismaat olivat kaikilta kemiallisilta ominaisuuksiltaan hyvin Liedon ja Tarvasjoen alueen karkeiden kivennäismaiden kaltaisia. Savimaat poikkesivat alueen savimaista hieman enemmän kuin karkeat maat. Suurin ero oli maan P-luvussa, joka SAVE-aineiston savimaissa edusti selvästi yhtä viljavuusluokkaa korkeampaa tasoa.

Kasvinäytteistä määritettiin yhteensä 12 eri aineen kokonaispitoisuudet (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cu, Mn, Zn, B ja Se). Kerätyistä kasvinäytteistä 22 oli viljoja, 7 heinää ja lisäksi mukana oli yksi näyte hernekasvustosta. Kasvinäytteille vertailukohdan löytäminen on hieman hankalampaa, koska SAVE-hankkeen näytteet edustivat kohtalaisen nuoressa kasvuvaiheessa olevaa kasvustoa, ja kirjallisuudesta löytyy pääasiassa tuleentunutta viljakasvustoa (jyvät, oljet) koskevaa tietoa. Merkille pantavaa on se, että valtaosa näytteiden seleenipitoisuuksista oli alle määritysrajan (<0,02 mg/kg) ja vain harvassa tapauksessa kasvien seleenipitoisuus oli tasolla, johon lannoituksella pyritään (0,1 mg/kg).  Vaikuttaakin siltä, että Savijoen valuma-alueen viljelijät käyttävät huomattavassa määrin lannoitteita, jotka eivät sisällä seleeniä. Toivottavasti he ottavat asian huomioon kotieläintensä ruokinnassa.

Kipsikäsittelyn jälkeisen näytteenoton aika on nyt käsillä. Maaperänäytteet otetaan nyt keväällä ennen toukotöiden alkua ja kasvustonäytteet alkukesästä. Näiden tulosten analysoinnin jälkeen voimme jo arvioida, kuinka kipsi vaikuttaa maaperässä ja peltojen kasvustossa.

Professori Markku Yli-Halla
Maaperä- ja ympäristötiede
Helsingin yliopisto

Kevätkatsaus vedenlaatuun

SAVE-hankkeen asiantuntija, SYKEn erikoistutkija Petri Ekholm vastaa kirjoituksessa kysymyksiin vedenlaadun kehityksestä Savijoella.

Syksy oli erittäin kuiva. Minkälaisia kevät ja mennyt talvi ovat olleet kelien ja lumitilanteen puolesta?

Keli on jatkunut melko kuivana. Talvella lunta oli hyvin vähän pilottialueella. Kevään myötä on tullut vesisateita, mutta ne eivät ole olleet runsaita.

Miten kelit ovat näkyneet Savijoessa virtaavan veden määrässä verrattuna syksyyn ja aiempiin vuosiin?

Kun verrataan Savijoessa virranneen veden määrää, niin virtaamalukemat ovat olleet toistaiseksi pienempiä kuin viime keväänä. Vuosi 2016 oli poikkeuksellisen kuiva, ja kelit ovat siis jatkuneet kuivina myös tämän vuoden puolella. Tämän kevään virtaamia voidaan pitää korkeintaan kohtuullisina.

Vaikka Savijoessa on keväällä virrannut vettä paikoin runsaasti, on kevät ollut kokonaisuudessaan kuiva ja virtaamat aiempaa alhaisemmat. Kuva: Janne Artell / NutriTrade

Ja entäpä sitten se kaikkein tärkein eli vedenlaatu: minkälaisia tuloksia mittauspaikoilta on saatu?

Erittäin rohkaisevia ja toisaalta odotetun kaltaisia. Parhaiten tietoa on maa-ainekseen sitoutuneen fosforin määrästä. Kipsinlevityksen jälkeisenä aikana marraskuun alusta maaliskuun puoliväliin asti ulottuvalla tarkastelujaksolla mittaustulokset noudattavat toivottua järjestystä: suurimmat fosforimäärät on havaittu vertailuvaluma-alueen mittapisteellä yläjuoksulla, keskiasemalla määrä on jo laskenut ja selvästi pienimmät maa-ainekseen sitoutuneen fosforin määrät on havaittu ala-asemalla eli kipsinlevitysalueen alareunalla. Toisaalta kipsin käytöstä indikoivat sulfaattiluvut noudattavat käänteistä järjestystä, mikä on erittäin loogista.

Ala-aseman eli Parmanharjun mittauspisteen läpi on tarkastelujakson aikana kulkenut 26 % prosenttia vähemmän maa-ainesfosforia kuin yläaseman läpi vesimäärään ja valuma-alueen kokoon suhteutettuna. Ala-aseman valuma-alueella sijaitsevista pelloista kuitenkin 57 prosenttia on sellaisia, joille kipsiä ei levitetty viime syksynä. Tämä tarkoittaa sitä, että kipsikäsitellyiltä pelloilta valuvan partikkelifosforin määrä on vähentynyt jopa 60 prosenttia!

Miten tulokset näkyvät käytännössä?

Käytännössä kipsikäsittelyn vaikutuksen voi parhaiten havaita yksittäisissä peltolammikoissa. Savijoessa vaikutusta on vaikea nähdä. Tämä johtuu osittain juuri siitä syystä, että kipsikäsittelemättömien peltojen osuus alueella on niin suuri.

Joillain peltolohkoilla lammikot ovat olleet kristallinkirkkaita. Kuva: SAVE-hanke.

Voiko tuloksista tehdä johtopäätöksiä kipsikäsittelyn tehokkuuden suhteen?

Sen voi sanoa, että jos tulokset jatkavat samalla mallilla, niin päästään todella lähelle samoja tuloksia kuin aiemmassa kipsikäsittelyn tutkimushankkeessa Nummenpäässä. Liuenneesta fosforista on kuitenkin vielä niin vähän havaintoja, että muutoksen suuruutta sen määrissä on toistaiseksi vaikea arvioida.

Onko vedenlaadun mittaamisessa koettu vastoinkäymisiä?

Parmanharjun mittalaitteisto koki kovia maaliskuun puolivälissä. Savijoen kasvaneet vesimäärät saivat soraa ja muuta materiaalia joen pohjalla liikkeelle ja nämä onnistuivat peittämään laitteiston. Tilanne korjattiin nopeasti, mutta muutaman vuorokauden mittaustulokset tuolta asemalta joudutaan julistamaan kelvottomiksi eli ne niin sanotusti liputetaan. Tällä ei kuitenkaan ole hankkeen kannalta merkitystä. Kun dataa on tulevaisuudessa tarpeeksi, ala-aseman luvut interpoloidaan keskiaseman lukujen avulla noille muutamalle päivälle. Tämä oli ensimmäinen tämän kaltainen tapaturma ja suurin yksittäinen vastoinkäyminen – aiemmat liputukset ovat johtuneet mittareihin ajautuneista roskista ja ovat olleet lyhytaikaisempia. Mutta kuten sanottu, tällä ei ole merkitystä hankkeen onnistumisen kannalta.

Savijoki ja Parmanharjun mittauspiste kuvattuna lintuperspektiivistä. Kuva: Janne Artell / NutriTrade

Mitä vedenlaadun seurannassa on lupa odottaa seuraavaksi?

Vedenlaadun seurannassa eletään jälleen todella jännittäviä aikoja. Jos kelit toisivat sateita vielä ennen kylvöä, niin Savijoesta saataisiin erittäin mielenkiintoisia mittaustuloksia. Keväällä myös tihennetään käsin tehtävää näytteenottoa, jonka avulla vaikutuksia liuenneessa fosforissa tarkastellaan. Uudet näytteet helpottavat tarkastelua merkittävästi!

Lisäksi Savijoen alajuoksulle, pilottialueen ulkopuolelle, on perustettu uusi mittauspiste vuollejokisimpukoiden hyvinvoinnin tarkastelua varten. Lähiaikoina myös tuolta pisteeltä saadaan dataa arvioitavaksi. Tämä on todella mielenkiintoista paitsi vuollejokisimpukoiden kannalta niin myös kipsivaikutuksen tarkastelussa. Tässä saadaan tietoa siitä, mitä tapahtuu jokivedelle, kun siihen taas sekoittuu valumavesiä alajuoksun kipsikäsittelemättömiltä alueilta.

Myös virtaamamittauksia jatketaan keväällä ja nämä osaltaan täsmentävät vedenlaatuarvioita, kun joessa virtaavasta veden määrästä saadaan tarkempaa tietoa.

Onko vedenlaadusta vielä muita huomioita?

Kyllä, tärkeä sellainen: ero kipsialueen ja vertailualueen vedenlaadun välillä on ollut suurimmillaan juuri silloin kuin sen on toivottukin olevan eli silloin kuin virtaama on suurimmillaan. Tämä on erittäin hyvä merkki!

Mitä opimme kipsistä?

Anna-Kaisa Kosenius, Helsingin yliopisto

Ihmistoiminta on kokeilua, harjoitusta ja oppimista. Kansalaisten kielenkäytössä ’opiksi ottamisella’ on joskus happaman jälkiviisas tai jopa vahingoniloinen sävy. Google-haku ’mitä opimme tästä’ tuottaa linkkejä keskustelupalstoille, ja ensimmäisten hakutulosten silmäily osoittaa kirjoitusten käsittelevän esimerkiksi onnettomuuksia, kohuja, hirmutekoja tai ylipäänsä jotain, jota ei ole onnistuttu ennakoimaan. Tässä kirjoituksessa kuitenkin käsittelen oppimista ja sen merkitystä positiiviseen sävyyn.

Kipsipilotin tarkoitus on kipsistä ja sen käytöstä oppiminen ja kipsikonseptin kehittäminen. Kehittämiseen ja kokeilukulttuuriin yleisesti liittyy uusien ideoiden ja asioiden testaaminen, toimivuuden arvioiminen, ja päätös siitä, kannattaako jatkaa, ja jos, niin miten. Yritysmaailmassa tunnetaan nopean epäonnistumisen lähestymistapa, jossa rohkea kokeileminen johtaa pikaisemmin kohti oikeaa suuntaa menestyksekkään tuotteen tai palvelun kehittämisessä. Epäonnistuminen liittyy olennaisesti innovaatioiden syntymiseen.

Vesiensuojelua jalostamassa. Kuva: Samuli Puroila

SAVE-kipsipilottiin kytkeytyvä, Ålandsbankenin Itämeriprojektin kautta rahoitettava innovaatiotutkimus tarkastelee kipsinkäyttöä maatalouden vesiensuojelun innovaationa. Uusi keino maatalouden fosforikuormituksen vähentämiseksi ja Saaristomeren tilan parantamiseksi on nyt maanviljelijöiden testattavana. Viljelijöiden edellytykset kehittää maatalouden ympäristönsuojelua ovat erityiset: heillä on ainutlaatuinen käytännön osaaminen sen toteuttamiseksi ja hyvä tuntuma siihen, millainen voisi olla toimiva ja menestyksekäs maatalouden vesiensuojelutuote. Innovaatiotutkimus tarkasteleekin oppimista ja vesiensuojelun kehittämistä viljelijän näkökulmasta.

Muillakin aloilla tuotteiden tai palveluiden käyttäjät ovat osallistuneet innovaatioiden kehittämiseen. Vaikkapa työolosuhteita parantavien ratkaisujen, tietokoneohjelmistojen tai harrastusvälineiden kehittämiseen käyttäjät osallistuvat mielellään – jotkut uteliaisuuttaan, jotkut saavutettavan hyödyn vuoksi. Osallistujat voivat nähdä hyödyn esimerkiksi taloudellisena, yhteisöllisenä tai oman osaamisen kehittymisenä.

Mistä SAVE-hankkeen ensimmäinen vuosi on tuottanut uutta osaamista ja miten paljon? Tätä voidaan arvioida alustavasti vuodenvaihteessa toteutetun kyselyn pohjalta. Kyselyvastauksissaan hankkeeseen osallistuneet viljelijät kertoivat muun muassa ratkaisuja ongelmatilanteisiin, joita he kohtasivat kipsin toimituksen, varastoinnin ja levittämisen aikana. Viljelijät arvioivat, että ensimmäisen vuoden aikana he oppivat eniten kipsin levittämisestä ja sopivasta kalustosta, mutta myös siitä, että kipsi vaikuttaa fosforin huuhtoutumiseen, rikin puutteeseen sekä maaperän kemiaan. Vähemmän he arvioivat tähän mennessä oppineensa siitä, miten kipsi vaikuttaa kasvien kykyyn käyttää ravinteita, vesistöihin tai pohjavesiin. Myös maatalouden ympäristötuen muodostumiseen liittyvät kysymykset askarruttavat.

Kipsikokeilun laajamittaisuudesta ja hyvin sujuneista kipsinlevitysharjoituksista huolimatta kipsikäsittely maatalouden vesiensuojelukeinona ei ole vielä valmis. Avoimia kysymyksiä ja oppimista on vielä edessä innovaatiotutkimuksen edetessä ja kipsipilotin tulevina vuosina. Yli puolet mukana olleista viljelijöistä arveli kyselyvastauksissaan tarvitsevansa lisäkokemusta kipsin toimivuudesta vesiensuojelukeinona, ennen kuin voisi luotettavasti käyttää kipsiä. SAVE-hankkeen luonnontieteellisen seurannan tulokset kipsikäsittelyn vaikutuksesta fosforihuuhtoumaan ovatkin olennaisia sen kannalta, onko kipsikäsittelystä maatalouden vesiensuojelun ”sepäksi” – toimivaksi ja huippuunsa hiotuksi keinoksi maatalouden ympäristöpolitiikkaan.

Vedenlaadun seurannasta kattava raportti

Peltojen kipsikäsittelyn perimmäinen tavoite on Itämeren vedenlaadun parantaminen. Tämän takia kipsipilotin tärkein yksittäinen osio on vedenlaadun tutkiminen.

Hankkeen nettisivuilla on nyt julkaistu raportti, jossa selostetaan huolellisesti vedenlaadun tutkimuksen asetelmat sekä tähänastiset tulokset. Raportti selvittää miksi Savijoki valikoitui tutkimuskohteeksi, kuinka vedenlaatua tarkkaillaan ja miten kipsin vaikutuksista voidaan saada selkoa.

Raportti löytyy sivujemme materiaaliosiosta.

Kipsipilotin koko alkutaival on nyt koostettu yhteen raporttiin

Kipsihanke on ollut käynnissä reilun vuoden. Vuosi 2016 oli toiminnantäyteinen ja haastava, kun yli 6000 kipsitonnin levitys varsinaissuomalaisille pelloille organisoitiin käytännössä täysin tyhjästä.

Osana tutkimushanketta kaikki projektin vaiheet raportoidaan tarkasti. Yhteenveto kipsipilotista on nyt julkaistu ja löytyy sivuiltamme materiaaliosiosta.

Yhteenvedossa kerrotaan vaihekohtaisesti kuinka kipsipilotti toteutettiin: miten viljelijät saatiin osallistumaan hankkeeseen, kuinka logistiikka toteutettiin ja miten levityksessä onnistuttiin. Lisäksi siinä käsitellään pilotin kohtaamia haasteita, niihin kehitettyjä ratkaisuja ja viljelijöiden kokemuksia pilotista.

Ammattimiesten arvioita kipsin levityksestä

Samuli Puroila, Projektityöntekijä, Helsingin yliopisto, p. 02941 58049, samuli.puroila (a) helsinki.fi
Samuli Puroila, Helsingin yliopisto

Viimesyksyinen kipsitysurakka teetti työtä monella taholla. Hankkeen vetäjät, viljelijät ja logistiikan järjestelijät tekivät kaikki suuren työn levityksen onnistumiseksi. Yksi tärkeä taho hyvin menneen levitysvaiheen takana oli maatalousurakoitsijat, jotka kävivät suorittamassa itse levitystyön suurimmalla osalla pelloista. Heidän keräämät kokemukset ovat arvokkaita toimenpiteen jatkoa suunniteltaessa.

Neljä viidestä hankkeen viljelijästä teetätti levityksen urakoitsijoilla, loput levittivät kipsin pelloilleen itse.  Myös levitysalassa mitattuna urakoitsijoiden osuus oli 80 prosenttia. Heidän roolinsa oli siis merkittävä. Erityisen merkittävä rooli oli kolmella urakoitsijalla: Teemu Joutsalla, Antti Uotilalla ja Juha Uusituvalla. Kolmistaan he levittivät jopa kaksi kolmasosaa koko hankkeen kipsistä – yli neljä miljoonaa kiloa. Vastaavaa kokemusta kipsinlevityksestä saa hakea, ja siksi heidän ajatuksiaan kannattaa kuunnella. Ja mehän kuuntelimme.

SAVE-hankkeen urakoitsijat
Antti Uotila (vas.), Teemu Joutsa ja Juha Uusitupa urakoivat SAVE-hankkeessa. Kuva: Samuli Puroila

Kolmikon päällimmäiset tuntemukset kipsinlevityksestä olivat positiiviset ja hyvin samankaltaiset. Kipsi oli ollut tasalaatuista ja ”mukavaa, köykäistä levitettävää”, minkä takia levitys oli miesten mielestä mennyt erityisen sujuvasti. Verrattuna kalkkiin kipsi oli helpompaa juuri keveyden ja tasalaatuisuuden vuoksi.  Kipsi ei myöskään ollut moksiskaan varastoinnista pellon laidassa ennen levitystä, ja kipsin peittämistä ainakin kuivana syksynä he pitivät turhana. Kipsi oli lisäksi pöllynnyt heidän mielestään yllättävän vähän.

Kaiken kaikkiaan siis varsin helppoa tavaraa ammattilaisten mielestä!

Itse urakka oli kolmikon jäsenillä kaikilla hieman erilainen. Uotila ja Uusitupa levittivät kipsiä iltaisin ja viikonloppuisin, Joutsa myös arkipäivisin. Tilojen koot vaihtelivat Uotilan levittäessä pääasiassa yhdelle suurelle tilalle Joutsan ja Uusituvan käydessä levittämässä lukuisilla erikokoisilla tiloilla. Tämä monipuolisuus sataa suoraan hankkeemme kokemuslaariin. Levityksen nopeus oli vaihdellut paljon mm. peltolohkon ja kipsin varastointipaikan välisen etäisyyden mukaan, mutta yleisesti ottaen levitys sujui oikein hyvin. Suuremmastakin urakasta olisi selvitty.

Toki Joutsa, Uotila ja Uusitupa olivat panneet merkille erityisen suotuisat levityskelit viime syksynä. Hankkeella kävi tuuri kelien kanssa, siitä me tutkijat olemme urakoitsijoiden kanssa yhtä mieltä. Sateisena syksynä levitys olisi vähintäänkin ollut huomattavasti hitaampaa. Erityisen huonoilla keleillä osa kipsistä olisi urakoitsijoiden arvioiden mukaan saattanut jäädä syksyn osalta levittämättä.

Hyvät kelit olivat siunaus hankkeellemme, jossa iso määrä kipsiä piti saada levitettyä lyhyessä ajassa. Toimenpiteen laajempaa käyttöönottoa ajatellen Suomen ilmaston ei kuitenkaan tarvitse muuttua. Kipsi saadaan kyllä levitettyä sateistenkin syksyjen koittaessa. Tähän ammattimiehillä oli vankka usko.

Yksi syy, minkä takia kolmikko lähti mukaan hankkeeseen, oli silkka kiinnostus: millaista tavaraa kipsi on, ja kuinka iso pilottihanke pyörii. Näihin kysymyksiin syksy toi vastaukset. Nyt mielenkiinto on kääntynyt kohti hankkeen tuloksia – niistä riippuu urakoitsijoidenkin usko kipsikäsittelyyn. Tulosten ollessa toivottuja uskaltavat he varmasti suositella toimenpidettä muillekin.

Kipsikäsittelyn innovaatiotutkimus menestyi Itämeriprojekti-kilpailussa

Peltojen kipsikäsittelyn innovaatiotutkimus oli joulukuussa 2016 mukana Ålandsbankenin järjestämässä Itämeriprojekti-kilpailussa. Itämeriprojekti pyrkii parantamaan Itämeren tilaa rahoittamalla hyviä ideoita, rohkaisemalla toimintaan sekä aktivoimalla suurta yleisöä kilpailun yleisöäänestyksen kautta.

Kilpailun tulokset julkistettiin palkintojenjakotilaisuudessa Ålandsbankenin tiloissa eilen iltapäivällä. On ilo kertoa, että kilpailuprojektimme oli mukana palkittujen joukossa!

Kipsikäsittelyä tarkastellaan kilpailuprojektissa vesiensuojelun innovaationa. Kuva: Janne Artell

Palkittu kilpailuprojekti tarkastelee peltojen kipsikäsittelyä innovaationa, josta on tavoitteena kehittää toimiva, erilaisille tiloille soveltuva ja yleisesti hyväksytty vesiensuojelukeino. Projekti analysoi SAVE-hankkeessa koottua aineistoa ja viljelijöiden kanssa kerrytettyä kokemusta. Tavoitteena on luoda selkeä kuva innovaatioprosessista ja selvittää yhteistyön merkitystä innovaation kehittelyssä ja sen sosiaalisen hyväksyttävyyden edistämisessä. Kipsin käyttöä edistävistä ja sitä vaikeuttavista tekijöistä saadaan tutkimuksen kautta lisätietoa, jonka avulla kipsikäsittelystä saadaan mahdollisimman suuri hyöty eli vähenemä maatalouden fosforikuormituksessa.

Kilpailun tuomariston työ oli tänä vuonna aiempia vuosia haastavampi, sillä hakemuksia tuli peräti 140 ja niistä 14 päätyi finaaliin. Palkittuja projekteja oli yhdeksän.  Teemojen kirjosta oli upeaa huomata, kuinka monella eri tavalla Itämerta voi suojella. Lääkejäämiä yhdyskuntajätevedestä poistavan menetelmän kehittäminen teollisen mittakaavan käyttöön oli yleisöäänestyksen voittaja. Lisäksi se oli tuomariston suosikki yhdessä kipsikäsittelyn kanssa. Kilpailussa menestyivät myös ympäristökasvatukseen, vesiliikenteeseen ja hyönteisrehun tuotantoon liittyvät hankkeet sekä Itämeren pohjassa makaavien vaarallisten hylkyjen tutkimus.

Kipsikäsittely nousi tuomariston suosikiksi, koska sillä katsottiin olevan suuri potentiaali vähentää fosforikuormitusta ja siihen liittyvä innovaatiotutkimus antaa arvokasta lisätietoa Itämeren suojelun edistämiseen. Tuomaristo oli pannut merkille myös meneillään olevan kipsipilotin mallikkaan etenemisen sekä tähänastiset lupaavat tulokset, jotka tarjoavat hyvät edellytykset innovaatiotutkimuksen toteutumiselle ja onnistumiselle. Kilpailuprojekti sai myös 10 % yleisöäänistä, joita annettiin yhteensä lähes 5000.

Palkinnon ojensi Ålandsbankenin Suomen liiketoiminta-alueen johtaja Anne-Maria Salonius (oik.) ja sen vastaanottivat professori Markku Ollikainen ja projektikoordinaattori Eliisa Punttila. Photo: Teemu Moisio/PTB-Creative

Ålandsbankenin Itämeriprojektista saatu palkintosumma, 40 000 euroa, tullaan käyttämään innovaatioprosessin tutkimukseen Helsingin yliopistossa. Käytännössä tutkimus tarkoittaa SAVE-hankkeessa kertyneen aineiston analysointia tieteellisillä menetelmillä. Tutkimuksen kautta saadaan selville esimerkiksi kipsikäsittelyn omaksumiseen vaikuttavat tekijät, jolloin mahdolliset esteet menetelmän yleistymiselle voidaan ottaa huomioon kipsin laajempaa käyttöä suunniteltaessa. Tutkimuksen tarjoamasta lisätiedosta tullaan kertomaan mm. SAVE-hankkeen viestintäkanavien kautta.

Lisätietoa kilpailun tuloksista löytyy Itämeriprojektin sivuilta.

Kokemusten keräämistä SAVE:n viljelijäkyselyllä

SAVE-hankkeessa selvitetään yhteistyöllä kipsikäsittelyn kehittämistä. Parhaita arvioimaan menetelmän käytännön toteutusta ovat tietenkin sen toteuttajat eli viljelijät itse. Siksi heidän oppinsa pilotista tulee poimia tarkasti talteen. Gradututkija Venla Ala-Harja Helsingin yliopistosta kertoo, kuinka tietoa viljelijöiltä kartoitettiin ja mitä kaikkea heiltä kyseltiin.

Tulin mukaan SAVE-hankkeeseen tutkimusavustajaksi ja graduntekijäksi marraskuussa. Ensimmäisiä asioita, joita pääsin mukaan tekemään, oli viljelijäkysely, jolla kerättäisiin tietoa syksyn kipsinlevityskokemuksista. Hankkeeseen tutustumisen jälkeen, aloimme yhdessä gradunohjaajieni ja muiden kyselystä vastaavien hankelaisten kanssa koostaa osioitamme kyselyyn. Pian alkoivat myös yhteiset palaverit koko työryhmän kesken.

Kysely oli tarkoitus saada valmiiksi viljelijöille ennen joulua. Osaa kysymyksistä oli mietitty hankkeen alusta alkaen. Alun perin suppeaksi ajateltua kyselyä kuitenkin laajennettiin, kun uusia kysymyksiä syntyi pohdinnan edetessä. Kysely on ainutlaatuinen tilaisuus kerätä tietoa hankkeen tutkimuksia varten. Kierrätimme jo kokonaisuuden ensimmäisiä versioita palautetta varten tutuilla tutkijoilla ja alan asiantuntijoilla. Alusta asti kysyimme kommentteja myös viljelijöiltä. Palautteiden välillä pidimme palavereja ja muokkasimme kyselyä palautteen ja uusien pohdintojen mukaan. Välillä tarkensimme sanamuotoja ymmärrettävämmiksi ja välillä kyseenalaistimme eri kysymysten tarpeellisuutta.

Kyselyä laadittiin verkkopalvelu Surveypalissa useamman viikon ajan.

Noin viikko ennen joulua lähetimme sähköiset kyselylinkit pilottiin osallistuneille viljelijöille. Olimme muokanneet varsinaisesta kipsihankekyselystä lisäksi suppeammat kyselyversiot vertailualueen viljelijöille sekä niille valuma-alueen viljelijöille, jotka eivät osallistuneet pilottiin. Myös nämä kyselyt lähetettiin saatekirjeineen. Sähköpostien lisäksi lähetimme osalle viljelijöistä vielä paperiset kyselyversiot postitse.

Pilottiin osallistuvien viljelijöiden kyselyyn tuli lopulta viisi osaa. Ensimmäisessä osassa kysyimme melko yksityiskohtaisesti Savijoen alueella tehdyistä viljelytoimista. Tietojen kaivaminen esiin on saattanut tuntua viljelijöistä vaivalloiselta, mutta vastaukset auttavat tutkijoita saamaan mahdollisimman tarkkoja ja todenmukaisia tutkimustuloksia vedenlaadun muutoksista ja kipsin vaikutuksista.

Toisessa osassa käytiin läpi käytännön kokemuksia kipsikäsittelyn työvaiheista kuljetuksesta kipsin levittämiseen. Viljelijöiden huomiot auttavat kokonaisuuden miettimisessä ja käytäntöjen parantamisessa. Lisäksi kysyimme viljelijöiltä, miten toimintatapoja voisi kehittää. Meitä kiinnosti myös, millaisia ongelmia viljelijät arvelisivat ilmaantuvan erilaisissa sääolosuhteissa ja toisaalta, olivatko viljelijöiden aiemmin esiintuomat mahdolliset vaikeudet toteutuneet tänä syksynä.

Kolmannessa osassa keräsimme viljelijöiden mielipiteitä, asenteita ja ajatuksia kipsipilotista ja peltojen kipsikäsittelystä. Neljäs osa oli varattu palautteelle. Viidennessä osassa kysyimme vielä tilan ja viljelijän taustatietoja.

Loppiaisen jälkeen totesimme, että kyselyn vastausprosentti uhkaa jäädä liian pieneksi sähköposti- ja tekstiviestimuistutuksista huolimatta. Päätimme soittaa viljelijöille muistutuspuheluita. Ensimmäisen kierroksen jälkeen saatiinkin heti paljon uusia vastauksia. Suurin osa vastaajista oli yksinkertaisesti unohtanut vastata tai lykännyt vastaamista. Aika joulun ja loppiaisen välissä oli varmasti myös kiireinen monelle. Toisen soittokierroksen jälkeen vielä useampi palautti kyselyn, ja lopulta huimat 85 prosenttia 55 pilottiin osallistuneesta viljelijästä vastasi kyselyyn. Saimme hankkeen ulkopuolisilta viljelijöiltäkin paljon vastauksia, kun yli puolet heistä palautti kyselyn. Lopullinen vastausmäärä oli siis todella hyvä.

Muistutussoittoja oli helppo tehdä. Viljelijät tavoitti puhelimitse usein jo ensimmäisellä soitolla, ja osa viljelijöistä myös oli kiinnostunut hankkeesta ja halusi tukea sitä vastaamalla kysymyksiin. Negatiivista palautetta ei juuri tullut.

SAVE:en osallistuminen on tavallaan pilottikokeilu itsellenikin, koska en ole aiemmin osallistunut vastaavaan hankkeeseen enkä näin laajan kyselyn koostamiseen. Nyt alamme käsitellä vastauksia. Kyselyn tuloksista kerromme myöhemmin keväällä.

Kiitokset vielä kaikille vastaajille vaivannäöstä ja tärkeistä tiedoista! Kiitämme myös kaikkia kyselyn luonnosversioita kommentoineita ja palautetta antaneita ihmisiä.

Venla Ala-Harja
Helsingin yliopisto

SAVE ja kipsi: pisara meressä vai paljon enemmän?

Markku Ollikainen, Ympäristö- ja luonnonvaraekonomian professori, Helsingin yliopisto, p. 02941 58065,markku.ollikainen (a) helsinki.fi
Markku Ollikainen, Helsingin yliopisto

SAVE-kipsipilotti on poikkeuksellisen laaja ja pitkäaikainen. Niin on kipsikäsittelyn lupauskin: Suomi voisi saavuttaa fosforin vähennystavoitteet ja velvoitteen sen avulla. Ja vielä tärkeämpää – rannikkovesiemme laatu paranisi. Mutta onko kipsi mittava vähennyskeino koko Itämeren tasolla ja laajemminkin? Yritän laittaa asiaa perspektiiviin.

Itämeren toimintaohjelman tavoitteena on vähentää Itämereen tulevaa fosforikuormitusta noin 14 400 tonnia ja typpikuormitusta noin 89 300 tonnia. Tämä vähennys tulisi saada aikaiseksi ennen muuta yhdyskuntajätevesipäästöjen ja maatalouden hajakuormituksen rajoittamisella. Koko Itämeren tasolla pääosa toimintaohjelman vähennystavoitteista saadaan edullisimmin lisäämällä yhdyskuntajätevesien puhdistusta erityisesti itäisen ja eteläisen Itämeren maissa. Esimerkiksi Puolassa ja Baltian maissa puhdistamojen vähennyspotentiaali on likimain 9000 tonnia fosforia, mikä yksinään kattaa 63 % Itämeren toimintaohjelman tavoitteista. Vuotuiset nykyarvoiset kustannukset tästä vähennyksestä olisivat noin 120 miljoonaa euroa, eli kustannusrasite ei olisi mitenkään ylivoimainen. Puhdistuksen rahoitus hoituisi jätevesimaksujen kautta, joten valtion varoja tehostamiseen ei tarvittaisi.

Czajkan jätevedenpuhdistamo Varsovassa. Kuva: John Nurmisen Säätiö

Näin suuri fosforipäästöjen vähennys ei voi olla vaikuttamatta veden laatuun Itämeren pääaltaalla. Sillä olisi positiivisia vaikutuksia myös Suomeen. Nykyisten arvioiden mukaan Itäisen Suomenlahden vedenlaatu on parantunut juuri Suomen, Venäjän ja Viron toimien avulla. Olemme yhdessä vähentäneet pistekuormittajien fosforikuormitusta Suomenlahteen yli 90 prosenttia ja typpikuormitustakin yli 60 prosenttia. Saaristomerellä samanlaista veden tilan paranemista ei juuri näy. Eräs syy tähän on se, että Saaristomeren ulkovesien tila on suuresti riippuvainen Itämeren pääaltaan vesien tilasta. Pääaltaan korkea fosforipitoisuus heikentää Saaristomeren ja myös Selkämeren veden laatua. Suomen kannalta puhdistuksen kasvattaminen Puolan ja Baltian maiden puhdistamoissa on ensiarvoisen tärkeää.

Minun ajattelussani on ensisijaista nostaa fosforinpoisto kaikissa puhdistamoissa vähintään 95 prosentin tasolle, mikä on enemmän kuin HELCOMin suositukset. Sen pohjalta voidaan arvioida, kuinka paljon panostusta tarvitaan maataloudesta ja muilta kuormittajilta (ml. teolliset pistekuormittajat). Tässä ajattelussa maatalouden osuudeksi Itämeren tasolla tulisi runsaan 3000 fosforitonnin vähennys. Maatalouden kuormituksen vähentämiseksi tarvitaan johdonmukaista pitkän aikavälin kehittämistä, jossa kohennetaan peltojen tilaa ja maan kasvukuntoa sekä etsitään yhä ympäristöystävällisempiä viljelytapoja. Mutta kuten muuallakin tuotantotoiminnassa, tuotannon tarkentamisen ohella on myös tarpeen ottaa käyttöön erillisiä puhdistusmenetelmiä. Kipsi on radikaalisti tehokkain tiedossamme oleva ja nopeasti vaikuttava fosforipäästöjen vähentämiskeino ja se täydentää Suomen ympäristökorvausjärjestelmän peruskeinoja (lannoiterajat ja suojakaistat).

Itämeren maista Suomen ohella Ruotsi, Tanska ja Puola ovat kiinnostavia kohteita kipsikäsittelylle. Savimaat ovat dominoiva maalaji Pohjoismaissa, Puolan maat ovat hiekkaisempia. Erityisesti Puolan maatalouden kuormituksen voi odottaa edelleen kasvavan, koska maan lannoiteintensiteetti on vielä alhainen suhteessa maan tuottavuuteen ja suhteellisiin hintoihin. Pohjoismaiden fosforikuormitus on ollut kohtalaisen stabiili. Maatalouden fosforikuormitus Itämereen näistä maista on yhteensä noin 8000 tonnia (Suomi 1700, Ruotsi 600, Tanska 500 ja Puola 5200). Jos oletamme kipsikäsittelyn toimivan tällä alueella kuten olemme sen laskelmoineet toimivan Saaristomerellä, voidaan kipsikäsittelyllä saavuttaa jopa puolet maataloudelle esittämästäni tavoitteesta eli 3000 tonnin vähennyksestä.

Kipsikäsittelyn potentiaali Itämeren suojelussa on täten suuri. Yhdessä puhdistamojen ponnistusten kanssa kipsikäsittely tarjoaa edullisimman ja toimivimman vaihtoehdon ulkoisen kuormituksen rajoittamiseen ja Itämeren toimintaohjelman tavoitteiden saavuttamiseen. Kipsikäsittelyn ja puhdistamojen avulla voisimme saavuttaa suhteellisen nopeasti noin 10 000 tonnin vähennyksen Itämeren fosforikuormaan. Siksi hankettamme kiinnostaa erityisen paljon kipsikäsittelyn testaaminen Puolan maatalouden olosuhteissa ja näiden neljän maan yhteisen hankkeen luominen. Kipsi on paljon enemmän kuin pisara meressä. Se on tärkeä osa fosforikuormituksen rajoittamistavoitteiden saavuttamisessa.