Kymmenisen vuotta kipsinlevityksen jälkeen – Nummenpään viljelijät tyytyväisiä edelleen

Vedenlaadun mittausta kesäisessä Nummenpäässä.  Kuva: Petri Ekholm, SYKE

SAVE-hankkeen kipsinlevityksestä on kulunut nyt reilu vuosi. Uusimmassa viljelijäkyselyssä, jonka tuloksista kuulemme myöhemmin keväällä, kysyttiin mm. viljelijöiden kokemuksia ja havaintoja kipsin vaikutuksesta maaperään ja satoon. Runsas yhdeksän vuotta sitten Nummenpäässä Uudellamaalla toteutettiin pienemmän mittaluokan TraP-kipsinlevityshanke (TraP-projekti 2007–2014), jonka hyvät tulokset pohjustivat myös SAVE-hankkeen syntymistä .  Nummenpään tutkimuksessa arvioitiin kipsin fosforikuormitusta vähentävän vaikutuksen kestävän viitisen vuotta. SAVEssa meitä kiinnostaa luonnontieteellisten tulosten lisäksi se, miten viljelijät ovat vastaanottaneet kipsimenetelmän ja millaisia kokemuksia ja havaintoja heille kertyy pilotin aikana. Kipsin vaikutuksen maaperään on arvioitu kestävän useita vuosia. Koska Nummenpään kipsinlevityksestä on kulunut melkein vuosikymmen, halusimme kysyä hankkeeseen osallistuneilta viljelijöiltä, näkyykö kipsin vaikutus heidän pelloillaan vielä tänäkin päivänä. Lisäksi meitä kiinnosti millaiset tunnelmat kipsimenetelmästä oli jäänyt – ottaisivatko viljelijät kipsiä pelloilleen uudelleenkin.

Uusmaalainen talvi – pakkaslunta ja sulavesia vuorotellen. Kuva : Petri Ekholm, SYKE

Otimme siis yhteyttä Nummenpään viljelijöihin ja saimme vastaukset lyhyeen kyselyyn yhteensä seitsemältä viljelijältä. Kahdeksas hankkeeseen aikoinaan osallistunut viljelijä oli jäänyt eläkkeelle ja lopettanut viljelyn muutama vuosi aiemmin. Kaikilla vastaajilla vain osa pelloista oli kipsitetty, mikä mahdollisti vertailun kipsittömiin peltoihin. Kaikilla vastaajilla oli myös pitkä viljelykokemus.  Kyselyssä kysyttiin kipsin mahdollista nykypäivän vaikutusta maaperään erilaisilla pelloilla sekä vaikutusta eri viljelykasvien satomääriin ja -laatuun.

Suurin osa kyntö- ja kevytmuokattujen peltojen viljelijöistä koki, että maan mururakenne ja muokattavuus oli muuttunut paremmaksi kipsinlevityksen jälkeen ja että kipsin vaikutus on nähtävissä vielä tänäkin päivänä. Myös suorakylvettyjä peltoja viljelevistä yksi kolmesta koki maaperän parantuneen niin, että se näkyy edelleen. Negatiivistä vaikutusta pelloissa ei kukaan viljelijöistä ollut havainnut.

Osa viljelijöistä myös koki, että satomäärät kipsitetyillä pelloilla ovat vielä nykyäänkin paremmat kuin kipsittömillä pelloilla. Yksittäiset viljelijät olivat huomanneet parannusta myös sadon laadussa kaalin ja kevätviljan kohdalla. ”Ei ainakaan huonontanut” oli myös pari kertaa kuultu kommentti. Kielteistä sanottavaa kipsin vaikutuksesta sadon laatuun tai määrään ei ollut kenelläkään. Kipsi ei ole myöskään aiheuttanut pellon tiivistymistä, eikä se ole vaikuttanut sadon orastukseen haitallisesti tai jättänyt laikkuja kasvustoon.

Yli puolella vastaajista kipsi ei ole vaikuttanut lannoitukseen millään lailla, mutta pari viljelijää kertoi vähentäneensä lannoitusta tai kalkitusta kipsinlevityksen jälkeen näihin päiviin asti. Muokkaustapoihin kipsillä ei ole ollut vaikutusta.

Kun kysyimme mahdollisia muita kipsin myönteisiä tai kielteisiä vaikutuksia, lopputulemaksi jäi ettei ainakaan kielteisiä vaikutuksia ole ollut. Joku mainitsi myönteisenä sen, että kipsitys lisäsi maaperän rikkipitoisuutta. Yksi viljelijä korosti, että kipsinlevityksessä tulisi olla ”hyvät koneet”, sillä kipsi oli aikoinaan kostunut ennen levitystä ja ollut kokkareista. Levitys oli silti onnistunut hyvin. Sään vaikutus tuli myös esille: kipsiä on helpompi levittää ”hyvällä kelillä”.

Kysyimme myös, ottaisivatko viljelijät vielä uudelleen kipsiä pelloilleen, jos se olisi esimerkiksi osa ympäristökorvausjärjestelmää. Vastausten esittely SAVEn hankepalaverissa aiheutti hyväntuulisia hörähdyksiä: kaikki vastanneet viljelijät sanoivat kyllä.  Lisäksi viljelijä, joka ei ollut halunnut suoraan valita kyllä/ei -vaihtoehdoista, kommentoi: ”Ei mahdoton asia, riippuisi kustannuksista ja levitysolosuhteista”. TraP-hankkeesta ja kipsikokeilusta oli siis jäänyt hyviä kokemuksia viljelijöille. Suurimmalle osalle oli myös jäänyt mielikuva, että kipsi  vähentää fosforihuuhtoumia. Miltei kaikki  viljelijät myös kokivat, että viljelymenetelmillä ja maataloudella on vaikutusta vesistöjen ja Itämeren tilaan.

Päällimmäisenä asiana kyselystä jäi se, että viljelijät eivät ole havainneet mitään kielteisiä vaikutuksia pelloillaan vajaa vuosikymmen kipsinlevityksen jälkeen. Hyvin sujunut pilotti ja kipsinlevityksen jälkeisten vuosien myönteiset vaikutukset peltoihin ovat saattavat vaikuttaa vastauksiin kipsin mahdollisesta nykypäivän vaikutuksesta. Kyselyn perusteella vaikuttaa kuitenkin mahdolliselta, että kipsillä on muutamaa vuotta pidempäänkin positiivista vaikutusta maaperän mururakenteeseen ja muokkautuvuuteen.

Nummenpään mittaukset loppuivat TraP-hankkeen päättymisen myötä keväällä 2013. SAVE-hankkeen kylkiäisenä alueelle asennettiin yksi mittari viime vuoden helmikuussa. Toistaiseksi saaduissa tuloksissa on ollut niin paljon hajontaa, että emme vielä voi sanoa, onko kipsillä edelleen vaikutusta fosforihuuhtoumiin. Kipsivaikutuksen kestosta toivotaan saatavan lisätietoa myös Savijoelta: tämän kevään aikana haemme rahoitusta Savijoen vedenlaadun ja peltojen maaperän seurantaan vuoden 2018 jälkeen.

Venla Ala-Harja
Helsingin yliopisto

Lisätietoja kipsin vaikutuksista ja siihen liittyvistä tutkimuksista SAVEn materiaalit sivulla.

 

 

 

Juhlavuoden kipsi-ilotulitus

Eliisa Punttila Projektikoor-dinaattori Helsingin yliopisto

Hankkeen toisen vuoden aikana peltojen kipsikäsittely on ottanut ison harppauksen eteenpäin. Alunperin menetelmän idea syntyi maaperäkemian teorian pohjalta. Sitä testattiin ensin laboratoriossa ja sitten pienellä valuma-alueella. Savijoen valuma-alueella toteutetussa kipsipilotissa menetelmä on nyt todettu toteutuskelpoiseksi myös isommassa mittakaavassa. Siksi kipsikäsittely on ehdolla vuoden tulokkaaksi maatalouden vesiensuojelun keinovalikoimaan!

SAVE-hankkeessa tehdään maatalouden vesiensuojelun historiaa ja hanke on huomattu laajalti. Kemianteollisuus ry aloitti Suomi 100- juhlavuoden kunniaksi luodun juttusarjan suomalaisista kemian keksinnöistä esittelemällä ensimmäiseksi peltojen kipsikäsittelyn (lue juttu täältä). Ålandsbankenin Itämeriprojekti -kilpailussa tuomaristo nimesi peltojen kipsikäsittelyn suosikikseen. Kipsikäsittely on ollut esillä myös Ylen Aamu-TV:ssä ja MTV3:n Kymmenen uutisissa.

Savijoen kipsikokeilu on huolellisen koeasetelmansa ja mittakaavansa vuoksi maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen. Tällaisen viestin saimme yhdysvaltalaisilta kipsi- ja fosforitutkijoilta kesällä (ks. SAVE goes west). Pennsylvanian osavaltion lisäksi hanketta on esitelty Tallinnassa, Pariisissa, Parmassa – ja Parmaharjussa… SAVE-hanke ei siis syyttä ansaitse omaa Wikipedia-sivuaan!

Maineessa ja loisteessa paistattelu hetkeksi sikseen. Sekä edessä että takana on paljon työtä. Olemme kuluneen vuoden aikana tarkastelleet monesta näkökulmasta sitä, mitä viime syksyn kipsipilotissa ja etenkin sen jälkeen on tapahtunut. Olemme etsineet muutoksen merkkejä Savijoen vedestä, lätäköistä ja kaivovesistä sekä maasta ja viljakasveista. Olemme kysyneet ajatuksia kaikilta pilotissa mukana olleilta. Olemme tutkineet, mitä sammaleet, simpukat ja kalat saattavat kipsistä tuumata. Tätä kautta olemme koonneet aineksia kipsikäsittelyn jatkosuunnitelmia varten, joista kuulette ensi vuonna.

Viljelijöiden ja muiden avaintahojen kokemuksia kipsinlevityksestä ja koko hankkeen organisoinnista kerättiin pitkin vuotta. Viljelijät ovat joutuneet hikoilemaan pitkien kysymyslistojemme kanssa, mistä olemme suuressa kiitollisuuden (ja ehkä myös anteeksipyynnön) velassa. Saimme selityksen sille, miksi niin moni viljelijä lähti ensimmäisten joukossa kokeilemaan kipsikäsittelyä. Taustalla olivat ympäristösyyt, uteliaisuus ja halu toimia maatalouden edelläkävijänä. Kokeiluun oli helppo lähteä mukaan myös siksi, että se oli maksutonta, eikä aiempien kokemuksien mukaan siihen liittynyt suurempia riskejä.

Suomen ympäristökeskuksen vetämänä on pyörinyt valtava luonnontieteellinen tutkimuskokonaisuus. Osa tutkimuksista ei kuulunut alkuperäisiin suunnitelmiimme, mutta otimme hankkeen ulkopuolelta tulleet huolet vakavasti ja päätimme varmistaa, ettei sulfaatista ole haittaa virtavesien eliöstölle tai pohjavesille. Tuloksia on odotettu henkeä pidätellen, mutta ainakaan tähän mennessä valmistuneiden tutkimusten mukaan ei ole syytä huoleen. Savijoessa havaituilla sulfaattipitoisuuksilla ei ollut vaikutusta esimerkiksi vuollejokisimpukoiden toukkiin. Joidenkin tutkimusten, kuten mätirasiakokeiden, tuloksia saamme kuitenkin odottaa vielä ensi vuoteen.

Lopuksi palaan vielä alun teemoihin ja totean, että Suomi 100 -juhlavuoden hengessä voimme kaikki olla ylpeitä siitä, että peltojen kipsikäsittelyä tutkitaan juuri Suomessa. Kipsikäsittely on erinomainen esimerkki juhlavuoden teemasta, yhdessä tekemisestä. Kipsikäsittelyn toteuttaminen vaatii yhteistyötä, ja sen positiiviset vaikutukset ulottuvat laajalle.

Tässä ilotulitukseni peltojen kipsikäsittelystä. Kiitos kuluneesta vuodesta ja kaikkea hyvää vuodelle 2018!

Tilannekuva Savijoelta – vedenlaatu 405 päivää kipsin levityksen jälkeen

Petri Ekholm
Erikoistutkija Suomen ympäristökeskus

Säät ovat suosineet hankettamme. Viime vuoden kuiva syksy sopi kipsin levitykselle, ja tämän syksyn märkyys taas on asettanut kipsin koetukselle. Juuri tällaisia ankaria testejä tarvitsemme voidaksemme arvioida kipsin tehoa. Miltä siis näyttää lupauksemme kirkkaammasta Savijoesta ja vähentyneestä fosforikuormituksesta 405 päivää ja 232 valumavesimillimetriä kipsin levityksen jälkeen?

Blogieni lukijat muistavat, että fosforia kulkeutuu pelloilta vesiin kahdessa muodossa: maa-ainekseen sitoutuneena ja veteen liuenneena. Näiden fosforimuotojen rehevöittävyys ja huuhtoutumismekanismit poikkeavat toisistaan. Niinpä jotkut ympäristötoimet voivat purra maa-ainesfosforin huuhtoutumiseen, mutta jopa lisätä liuenneen fosforin huuhtoutumista. Tätä emme tahdo, ja aiempiin tutkimuksiin perustuva oletuksemme onkin, että kipsi vähentää kummankin fosforimuodon huuhtoutumista Savijoen valuma-alueella

Smoke-elokuvassa Auggie-kauppias otti joka päivä valokuvan liikkeensä edustan kaupunkimaisemasta. Jos tämä Harvey Keitelin esittämä hahmo olisi pitänyt kauppaansa Savijoen rannalla, saisimme kuivina kausina katsoa kuvia, jotka näyttäisivät pitkästyttävän samanlaisilta. Tulva-aikoina taas päivittäinenkään ”kuvanotto” ei riittäisi ilmentämään veden ja sen kuljettaman fosforin vaihtelua.

SAVE-hankkeen anturit rekisteröivät Savijoen veden laatua kerran tunnissa. Näin saamme tarkan käsityksen veden sameudesta ja sitä kautta maa-ainesfosforin pitoisuudesta. Ihan joka tunti dataa ei kuitenkaan kerry, sillä antureissa on aika ajoin häiriöitä: ne ovat hautautuneet joen pohjamutaan, niiden optiset sensorit ovat tukkiutuneet roskista ja välillä ne on ollut pakko nostaa ylös huoltoa varten. Katkostilanteet hoidan laskennallisesti; kokonaiskuva joesta kestänee pienen editoinnin.

Savijoki rauhoittumassa joulun viettoon. Mittapato joulukuussa 2017. Kuva: Jarkko Ylijoki

Tunnittaisesta aineistosta lasken kullekin havaintopaikalle maa-ainesfosforin kulkeuman kertomalla pitoisuuden valunnalla­­ – tai siis laittamalla SAS-nimisen ohjelmiston duuniin. Ohjelmistolta laskenta ja laatukonversiot hoituvat muutamassa sekunnissa, minulta siinä menisi hermot. Tulokseksi saan tiedon, kuinka paljon maa-ainesfosforia on kulkeutunut kipsittömällä vertailualueella Savijoen mittapadolla, pilottialueen keskellä Yliskulmassa ja alajuoksulla Parmaharjulla. Tulkitessani tuloksia oletan toistaiseksi, että kaikki maa-ainesfosfori tulee pelloilta, mikä ei toki pidä paikkaansa, mutta kohtelee kipsikäsiteltyjä ja kipsittömiä peltoja tasapuolisesti. Aineiston kertyessä myös laskentamenetelmää tullaan kehittämään niin, että erilaisia valuma-aluetekijöitä ja epävarmuuksia otetaan huomioon tilastotieteen keinoin.

Ajalta ennen kipsin levitystä aineistoa on 164 päivältä, helmikuun puolivälistä heinäkuun 2016 loppuun. Vettä tuona jaksona valui 112 mm ja Savijoen yläjuoksun vertailualueella huuhtoutui 0,34 kiloa maa-ainesfosforia peltohehtaaria kohden. Yliskulmassa vastaava arvo oli 0,46 kg/ha, mikä tarkoittaa, että pilottialueen yläosassa, mittapadon ja Yliskulman välisellä alueella, pellot ovat olleet kuormittavampia kuin vertailualueella. Pilottialueen yläosassa peltohehtaarilta on huuhtoutunut 0,53 kg fosforia ja pilottialueen alaosassa, Yliskulmalta Parmaharjulle, lähes saman verran 0,48 kg/ha. Miten tilanne muuttui kipsin levityksen myötä?

Kipsin levityksen jälkeistä aineistoa on toistaiseksi käsitelty 405 päivän ajalta ja 232 valuntamillimetrin osalta, marraskuun 2016 alusta joulukuun kymmenenteen päivään 2017. Tämän jakson aikana vertailualueen pelloilta kulkeutui 1,7 kg/ha maa-ainesfosforia, mutta kipsinlevitysalueen keskiosassa vain 1,4 kg/ha ja alaosassa 1,3 kg/ha. Jotakin on siis tapahtunut. Jotta näistä luvuista päädyttäisiin kipsin todelliseen tehoon, meidän on otettava huomioon kipsikäsiteltyjen peltojen määrä. Nimestään huolimatta kipsinlevitysalueen yläosassa ”vain” 47 % pelloista sai kipsikäsittelyn, alaosassa 54 %. Kun tämä otetaan huomioon, kipsikäsitellyiltä pelloilta on huuhtoutunut 42 % vähemmän maa-ainesfosforia kuin kipsittömiltä pelloilta. Tällaiseen lukuun päästään Yliskulman mittausten perusteella. Parmaharjun mukaan vähennysprosentti on korkeampi: 50. Kipsin teho on vieläkin suurempi, jos laskennassa otetaan huomioon se, että kipsinlevitysalueen pellot vaikuttivat olevan luontaisesti kuormittavampia kuin vertailualueella.

Entäpä liuennut fosfori? Siitä meillä on huomattavasti harvempi aineisto, vaikka Lounais-Suomen vesiensuojeluyhdistys on tuottanut meille lisäaineistoa. Koska liuenneen fosforin arviointi perustuu käsinäytteenottoon ja laboratoriomäärityksiin, ”valokuvia” eli näytteitä on otettu yli kahden viikon välein. Pitoisuudet ovat Parmaharjulla olleet noin 10 % pienempiä kuin mittapadolla, joten kipsikäsitellyiltä pelloilta näyttää huuhtoutuneen noin viidenneksen vähemmän liuennutta fosforia kuin kipsittömiltä pelloilta. Koska liuenneen fosforin pitoisuudet eivät vaihtele niin voimakkaasti kuin maa-ainesfosforin, tilannetta ei tarvitse joka päivä saati sitten joka tunti seurata. Tarkempi arvio vaatisi kuitenkin vielä muutaman näytteen täyden tulvatilanteen ajalta.

Maa-ainesfosforin osalta tiedämme, että kipsi on tepsinyt: Savijoki on tullut kirkkaammaksi. Muutosta voi ehkä olla vaikea uskoa. Syksyllä joessa on näkynyt, erästä viljelijää lainatakseni, kaikkea polkupyörää pienempää. Vaikka ihmissilmä ei eroa havaitsisikaan, Luoteen antureilla mitattuna sameusero on selvä. Toki myös maa-ainesfosforin vähentymäprosentti tarkentuu aineiston täydentyessä ja tulkintamenetelmien parantuessa, mutta enemmän alamme nyt jännittää sitä, kuinka pitkään kipsi vielä tehoaa. Laskelmieni mukaan noin 85 % kipsistä on vielä maassa, joten oletan anturien jatkossakin rekisteröivän Yliskulmalla ja Parmaharjulla pienempiä sameuksia kuin mittapadolla. Ennen kipsin levitystä tilannehan oli toisinpäin.

SAVE goes west

Antti Iho
Antti Iho, Erikoistutkija, Luke

Yksi kipsihankkeen tavoitteista on kipsin kansainvälisten käyttömahdollisuuksien kartoittaminen. Arvelimme hanketta suunnitellessamme, että Itämeren rantavaltioiden lisäksi Yhdysvaltojen ja Kanadan suurten järvien valuma-alue saattaa olla sovelias kipsin käyttökohde. Saatoimme osua oikeaan.

Huronjärvi on yksi Pohjois-Amerikan viidestä suuresta järvestä. Kuva: Samuli Puroila

Vierailin kesäkuussa Penn Statessa, Pennsylvanian osavaltion Land Grant –yliopistossa. Kustakin osavaltiosta löytyvät Land Grant -yliopistot keskittyivät alun perin käytännönläheisiin tieteisiin, mm. maatalouteen. Tätä nykyä niiden opetuskirjo on yhtä laaja kuin missä tahansa yliopistossa. Silti ne toimivat edelleen maataloustutkimuksessa tärkeimpinä nivelinä akateemisen tutkimuksen ja käytännön sovellusten välillä. Ympäristönsuojelun ja maatalouden yhteensovittaminen on nykyään todella tärkeä tutkimusten ja sovellusten kohde.

Pennsylvaniassa maatalouden ympäristöohjauksen kenttään tuo muuten mielenkiintoisen mausteen noin 70 000 amissia, joista suurin osa harjoittaa maataloutta – 1700-luvun käytännöillä. Ja ei, se ei Penn Staten ihmisten mukaan ole ympäristöystävällistä tuotettua maitogallonaa kohden tarkasteltuna. Agricultural and Environment Centerin johtaja Matt Royer kertoi jotenkin liikuttuneena kahdesta amissiviljelijästä, jotka olivat muuttaneet lannanlevityskäytäntöjään sen jälkeen, kun olivat osallistuneet retkelle Chesapeake Baylle ja tutustuneet kalastajien ammattiin. Amissiyhteisö ei kai ole kovinkaan ketterä liikkeissään. Ehkä näistä kahdesta kaverista tulee muutosagentteja?

Palaveerasimme puolikkaan päivän verran kampuksella sijaitsevan maatalousministeriön alaisen Pasture Systems and Watershed Management Research -yksikön tutkijoiden kanssa.

Yksi asia ja ongelma tuntui olevan yli muiden: liukoisen fosforin kuormituksen hallinta. Aika moni muukin oli lukenut tuoreet tutkimuspaperit Eriejärven liukoisen fosfori kuormituksen voimakkaasta kasvusta ja pysyvän kasvipeitteisyyden roolista siinä. Laitoksen johtaja Pete Kleinman kertoi saavansa jatkuvasti kyselyitä aiheesta. Toimivat keinot kaikkien fosforijakeiden kuormituksen vähentämiseen olisivat nyt todella arvokkaita, ei pelkästään Eriejärvellä vaan myös Chesapeake Bayn valuma-alueella, mitä suurin osa Pennsylvaniasta on.

Leväkukintaa Eriejärvellä. Kuva: NOAA GLERL (flickr.com)

Maaperätieteilijä Ray Bryant on tehnyt noin kymmenen vuoden aikana yhä enemmän kokeita kipsin käyttömahdollisuuksista vesiensuojelussa. Heidänkin tuloksensa ovat olleet lupaavia siinä mielessä, että kipsi tuntuu vähentävän kaikkia fosforijakeita. Tutkimushankkeet ovat olleet tähän mennessä olleet suppeahkoja kenttätutkimuksia. Esittelin SAVE-hanketta, volttilähdöllä TRAPin kautta. Erityisesti Ray oli erittäin kiinnostunut. Hän tenttasi minua varmaan kaksi tuntia, vaikka kyllä muutkin heittivät kysymyksiään sekaan. Ilokseni saatoin vastata melkein kaikkiin kohtiin, että kyllä, olemme ottaneet tämän koejärjestelyissä huomioon.

Kipsin saatavuudesta ja logistiikasta puhuttiin. Savukaasujen puhdistuksen sivutuotteena syntyvää kipsiä oli tarjolla riittävästi, eikä Ray nähnyt merkittäviä esteitä laajamittaiselle toteuttamiselle. Lohkokohtaisesta liukoisen fosforin (nopeasta) mittaamisesta puhuttiin paljon. Paikalle marssitettiin tutkija salkkuun mahtuvan mittaushärvelin kanssa, jota esiteltiin minulle yksityiskohtaisesti. Yritin toppuutella sanomalla olevani taloustieteilijä, mutta ihmiset esittelevät mielellään töitään ja keksintöjään, joten kuuntelin kiltisti. Jostain pullosta meni ionisoitua vettä johonkin ja se pullo piti vaihtaa kerran kuussa, sen muistan…

Yhtä kaikki, kipsihanke iski voimakkaasti tulta. Kleinman lupasi tulla delegaation kanssa tutustumaan hankkeeseen ensi kesänä. Pitää koittaa pitää tämä lupaus mielessä ja tehdä siitä totta. Vielä innostavampi lupaus oli ottaa meidät mukaan Eriejärven valuma-alueella tehtäviin koejärjestelyihin. Katsotaan mitä näistä tulee. Mutta se on selvää, että kipsihankkeessa on imua.

Lisää Antin kertomuksia Pohjois-Amerikan vierailulta voit käydä lukemassa Luken blogisivuilta.

Kipsinlevitykseen soveltuvien lohkojen kartoitus

Vanhempi tutkija Juha Riihimäki Suomen ympäristökeskuksesta on laatinut ensimmäisen arvion kipsinlevitykselle soveltuvasta peltoalasta Saaristomeren valuma-alueella.

Juha Riihimäki, Suomen ympäristökeskus

Kuinka paljon Etelä-Suomen rannikkoalueilta löytyy peltoja, joille kipsiä voidaan levittää? Tätä asiaa selvitin alustavasti Saaristomeren valuma-alueella. Siihen kuuluvat Laajoen, Mynäjoen, Hirvijoen, Aurajoen, Paimionjoen, Halikonjoen, Uskelanjoen ja Kiskojoen-Perniöjoen valuma-alueet sekä rannikon mantereella olevien pienten jokien valuma-alueet ja näiden välialueet (Kuva 1). Kaikki saaret, mukaan lukien Saaristomeren suuret saaret (mm. Kemiönsaari, Paraisten saaret, Rymättylä ja Kustavi) jäivät tässä vaiheessa vielä pois tarkastelusta. Koko tarkastelualueen pinta-ala on lähes 658 000 hehtaaria, josta peltoa on noin 202 000 hehtaaria.

Kuva 1. Saaristomeren valuma-alue (Juha Riihimäki / SAVE)

Ensimmäinen tehtävä oli erotella tarkastelualueesta ne pellot, joilta tulevat valumavedet laskevat järviin, joissa vesi viipyy pitkään. Jäljelle jäivät pellot, joista vesi laskee mereen joko suoraan tai lyhytviipymäisten järvien kautta. Veden viipymällä on merkitystä kipsin käyttöön siten, että kipsin sisältämä sulfaatti saattaa pitkäviipymäisissä järvissä aiheuttaa veden kerrostuneisuutta ja mahdollistaa pohjaan varastoituneiden ravinteiden vapautumisen veteen.

Valuma-alueista rajasin siis pois kaikki niiden yli 1 ha suuruisten järvien valuma-alueet, joissa järven viipymä on yli 10 vuorokautta (aineistona järvirekisterin yli 1 ha järvet ja niille vesistömallia varten laskettu viipymä). Raja-arvoksi valittu 10 vuorokautta on vesipolitiikan puitedirektiivin vesimuodostumien tyypittelyohjeessa annettu lyhytviipymäisten järvien raja-arvo.

Ulkopuolelle jätin myös happamilla sulfaattimailla olevat pellot sekä pellot, jotka ovat pohjavesialueilla, Natura2000-alueilla tai välittömästi niiden läheisyydessä. Happamien sulfaattimaiden peltoja rajatessani käytin GTK:n happamien sulfaattimaiden ennakkotulkintaa, sillä varsinainen kartoitus ei ole vielä koko alueella valmistunut. Pois jäivät pellot, joilla ennakkotulkinnan mukainen happaman sulfaattimaan todennäköisyys on suuri tai kohtalainen (Kuva 2).

Kuva 2. Kipsinlevitykseen soveltumattomat, viipymältään pitkien järvien valuma-alueet, happamien sulfaattimaiden alueet, pohjavesialueet ja Natura 2000 alueet ovat kuvassa mustia alueita (Kartta: Juha Riihimäki / SAVE)

Karkean arvion peltojen maalajisuhteista sain maannostietokannasta, jonka luokkajaon yleistin savimaihin, kivennäismaihin ja orgaanisiin maihin.

Lopullinen kipsinlevitykseen soveltuva peltoala näyttää tarkastelun mukaan olevan Saaristomeren mantereella olevalla valuma-alueella siis oheisen taulukon mukainen. Kipsinlevitykseen soveltuvia peltoja on tarkastelemallani alueella yhteensä arviolta 132 000 hehtaaria. Huomattava on, että tarkastelussa on mukana kaikki peltolohkot riippumatta pellon käytöstä.

Kipsinlevitykseen sopiva peltoala Saaristomeren valuma-alueella (alustava arvio, Juha Riihimäki, SYKE)

Pinta-ala (hehtaaria)
Kaikki pellot 132 000
Kivennäismailla olevat pellot 22 000
Savimailla olevat pellot 106 000
Orgaanisilla mailla olevat pellot 4 000

 

Kasvustonäytteenottoa

Kun keväällä otettiin ensimmäiset maanäytteet pilottialueelta kipsinlevityksen jälkeiseltä ajalta, nyt kesäkuun lopulla oli vuorossa kasvustonäytteenottokierros. Ennen kipsinlevitystä kasvustonäytteet otettiin viime vuonna näihin samoihin aikoihin.

Kasvustonäytteitä kävivät tutkimusalueelta keräämässä Riikka Mäkilä ja Juho Moisio ProAgriasta. Silmämääräisesti arvioiden kasvuston kunto oli normaali sekä kipsi- että vertailulohkoilla. Näytteet analysoidaan Viljavuuspalvelussa. Syksyllä pystymme sitten kertomaan kipsinlevityksen mahdollisista vaikutuksista sadon laatuun. Alla muutama kuva näytteenottokierrokselta.

Juho Moisio ProAgriasta kerää tutkimuksen vertailualueelta kaurakasvustosta osanäytteitä. (Kuva: Riikka Mäkilä / SAVE)
Viime syksynä kipsikäsitelty kevätvehnälohko. (Kuva: Riikka Mäkilä / SAVE)
Kevätvehnäkasvustoa toiselta kipsinlevityslohkolta. (Kuva: Riikka Mäkilä / SAVE)

 Kiitos Riikalle ja Juholle näytteenotosta!

Kipsistä ei haittaa vuollejokisimpukoiden toukille

SAVE-hankkeessa on juuri valmistunut tutkimus kipsin vaikutuksista vuollejokisimpukoiden toukille. Tutkimuksissa selvitettiin veteen liuenneen kipsin vaikutuksia toukkien selviytymiseen eri kipsipitoisuuksilla. Testatuilla pitoisuuksilla kipsistä ei havaittu olevan haittaa toukkien elinkyvylle. Tutkimukseen osallistuneet vuollejokisimpukat ovat jo palanneet kotiinsa Perniönjokeen. Tutkija Johanna Salmelin (SYKE) kertoo tutkimuksen toteutuksesta ja tuloksista tarkemmin.

SAVE-hankkeen kipsinlevityksen pilottialueella Savijoella on luonnonsuojelulain ja EU:n luontodirektiivin nojalla rauhoitetun, uhanalaisen vuollejokisimpukan (Unio crassus) elinalueita, joten tutkimme kipsin eli kalsiumsulfaatin vaikutuksia lajiin. Sulfaatti, kuten muutkin ionit, voi haitata makean veden eläinten ionisäätelyä. Viime syksynä tutkittiin täysikasvuisten vuollejokisimpukoiden vasteita kipsille, ja nyt vuorossa oli selvittää vaikutuksia simpukoiden glokidium-toukille.

Vuollejokisimpukan glokidium-toukat ovat mikroskooppisen pieniä, noin 0,2 millimetrin mittaisia. Niillä on kaksi kuorenpuoliskoa, jotka ne kykenevät sulkemaan, mutta muuten ne eivät pysty aktiivisesti liikkumaan. Kuorenpuoliskoissa on pienet väkäset, joiden avulla ne tarttuvat kiinni kohtaamaansa kalaan pakollista loisintavaihetta varten. Simpukoiden elinkierto on monivaiheinen. Emosimpukat hedelmöittyvät, kun ympäröivästä vedestä kulkeutuu koiraan sukusoluja hengitysputken kautta simpukan sisään, minkä jälkeen alkiot alkavat kasvaa emosimpukan kiduslehdillä. Yhden simpukan sisällä voi kehittyä tuhansia toukkia. Emosimpukka vapauttaa toukat veteen, missä ne selviävät hengissä vain muutamia päiviä. Tänä aikana niiden täytyy kohdata kalaisäntä, jonka kiduksilla tai evillä ne loisivat muutaman viikon ajan kehittyäkseen muodonmuutoksen läpikäytyään elinkierron seuraavaan vaiheeseen, nuoruusvaiheeseen. Tämän jälkeen nuoret simpukat irrottautuvat kalasta ja jatkavat kasvuaan joen pohjaan kaivautuneena.

 

Hydrobiologi Rami Laaksonen kerää vuollejokisimpukoita Perniönjoesta. Simpukoiden kuorta varovasti raottamalla varmistettiin, että simpukan ulommilla kiduslehdillä oli kehittymässä toukkia. (Kuvat: Johanna Salmelin)

Tutkimusta varten aikuisia, toukkia kantavia vuollejokisimpukoita kerättiin toukokuussa Perniönjoesta. Työhön oli Varsinais-Suomen ELY-keskuksen myöntämä poikkeuslupa. Simpukat kuljetettiin laboratorioon ilmastetussa jokivedessä kylmälaukuissa.

Kipsin vaikutuksia vuollejokisimpukan glokidium-toukkiin tutkittiin lyhytaikaisilla, yhden ja kahden vuorokauden mittaisilla altistuskokeilla. Koevetenä käytettiin Savijoen Mittapadolta kerättyä vettä, johon lisättiin kipsiä vastaamaan kuutta eri sulfaattipitoisuutta: 30, 60, 120, 240, 480 ja 960 mg/l. Lisäksi mukana oli kaksi kontrollikäsittelyä: Savijoen vesi ilman lisättyä kipsiä, ja Perniönjoen vesi simpukoiden keruupaikalta.

Altistettavat toukat kerättiin vuollejokisimpukoiden ylläpitoastioista, joten emosimpukat säilyivät vahingoittumattomina. Toukkien elinkyky altistuksen päätyttyä mitattiin niiden kyvyllä sulkea kuorensa vasteena ruokasuolakäsittelylle. Elävät, elinkykyiset toukat olivat aukinaisia, ja reagoivat nopeasti viereen pipetoituun suolavesitippaan sulkemalla kuorensa. Toukat, jotka eivät reagoineet suolaveteen, laskettiin kuolleiksi, kuten myös altistuksen aikana ennen suolavesikäsittelyä sulkeutuneet yksilöt.

Elinkykyisten toukkien osuus oli keskimäärin yhtä suuri kaikissa käsittelyissä sekä yhden että kahden vuorokauden altistuksen jälkeen. Kokeiden pitoisuudet valittiin siten, että mukaan saatiin kipsipilotin aikainen keskimääräinen sulfaattipitoisuus (30 mg/l) ja maksimipitoisuus (470 mg/l) Savijoessa. Näistä pitoisuuksista ei tämän tutkimuksen perusteella ole haittaa vuollejokisimpukan toukkien elinkyvylle.

   

Vuollejokisimpukan eläviä, kuorenpuoliskot auki olevia glokidium-toukkia (kuva 1) ja kuorensa sulkeneita toukkia (kuvat 2 ja 3). (Kuvat: Johanna Salmelin)

Kesäkuun alussa simpukat palautettiin takaisin Perniönjokeen. (Kuvat: Johanna Salmelin)

Tutkijat: Johanna Salmelin (SYKE), Matti Leppänen (SYKE), Heikki Hämäläinen (Jyväskylän yliopisto)

Valokuvia maanäytteenotosta

Kerroimme vähän aikaa sitten, kuinka kipsin vaikutuksia maaperään ja kasvustoon tutkitaan. Jotta tiedämme, minkälainen tilanne on ollut ennen kipsin levitystä, käytiin pilottialueella näytteitä ottamassa viime kesänä. Nyt kun kipsin levityksestä on jo kulunut hieman aikaa ja kipsi on liuennut maaperään, oli aika käydä ottamassa uudet näytteet vaikutuksien arvioimista varten.

Riikka Mäkilä ja Terhi Ajosenpää ProAgriasta kävivät toukokuun alussa näytteenottokierroksella pilottialueella. Näytteet otettiin samoista pisteistä, joista ensimmäiset näytteet oli otettu. Näytteiden ottamisessa noudatetaan tarkkoja ohjeita, jotta varmistetaan näytteiden vertailukelpoisuus.

Alta löytyy hieman valokuvia näytteenottokierrokselta. Näytteet on nyt lähetetty Viljavuuspalvelun ja Luken laboratorioihin. Niiden valmistuttua osaamme jo kertoa hieman kipsin vaikutuksesta maaperässä. Tuloksista kerrotaan nettisivuillamme syksyllä.

SAVE-hankkeen maanäytteiden otossa käytetyt välineet.
Vasemmanpuoleisessa kuvassa Terhi Ajosenpää ottaa pintamaanäytettä vertailulohkolta, jolle ei ole levitetty kipsiä. Oikealla Terhi kaivaa pohjamaanäytteen ottoa varten maakuoppaa.
Pohjamaanäytteen otto pohjamaanäytekairalla.
Edustavat maanäytteet koottiin rasioihin, jotka lähetettiin analysoitavaksi Viljavuuspalveluun, ja minigrip-pusseihin, jotka lähetettiin tutkittaviksi Luonnonvarakeskukselle.

Valokuvat Riikka Mäkilä / SAVE-hanke.

SAVE mukana Rantojensiivoustalkoissa

SAVE-hanke osallistui viime lauantaina 29.4. Itämerihaasteen, Helsingin kaupungin ympäristökeskuksen ja Helsingin yliopiston järjestämiin Puhtaat rannat -rantojensiivoustalkoisiin. Talkoilla siivottiin Herttoniemenrantaa Tuorinniemen uimarannan molemmin puolin. Jo perinteeksi muodostuneet Rantatalkoot olivat tänä vuonna osa Itämerihaasteen ja SiistiBiitsin Rantojen siivousaaltoa 29.4. – 6.5.2017, jonka aikana järjestetään talkoita Suomi100-hengessä ja kansainvälisenä yhteistyönä eri puolella Itämerta.

Talkooväki jalkautui maastoon siivoamaan rantoja roskista Kuva: Eliisa Punttila

Koleasta säästä huolimatta talkoisiin saapui mukava määrä porukkaa. Alkuun kuultiin apulaiskaupunginjohtaja Pekka Saurin tervehdys ja seurattiin videotervehdykset Tallinnasta, Turusta ja Pietarista, joissa myös järjestettiin rantatalkoot. Helsingin yliopiston Tvärminnen tutkimusryhmä oli paikalla sukeltamassa roskia uimarannan edustalta sekä esittelemässä akvaarioiden avulla miltä meren pohjassa näyttää. Meren mikroroskista ja SYKEn uusista merien roskaantumisesta kertovista nettisivuista oli kertomassa Outi Setälä Suomen ympäristökeskuksesta. Yleisö pääsi kuulemaan myös, miten rantavedet saadaan kirkkaammiksi peltojen kipsikäsittelyn avulla projektikoordinaattori Eliisa Punttilan kertomana.

Talkooväki koolla. Kuva: Eliisa Punttila

Siivouksen jälkeen talkoolaiset saivat vielä nauttia Loopin tarjoaman talkoolounaan sekä Dave Lindholmin esityksen. Rannoilta löytyi roskaa kymmeniä jätesäkillisiä ja ympäristötaiteilija Tikke Tuuran johdolla mielenkiintoisimmista roskista tehtiin roskataidetta.

Talkoolaiset keräsivät rantaviivan läheisyydestä valtavan määrän roskaa. Pressun päälle kerättynä erikoisimmat löydöt. Kuva: Pinja Näkki
Talkoolaiset saivat tietoa myös peltojen kipsikäsittelystä Kuva: Eliisa Punttila

Maapallon fosforin alkuperä

Savijoen kipsipilotin keskiössä on fosfori, jota yritetään pitää pelloilla kasvien käytettävissä ja samalla poissa vesistöistä. Mutta mistä pelloilla oleva fosfori on peräisin? Vastaus löytyy hieman kauempaa kuin ensin ajattelisi. Fosforin alkuperästä kertoo tohtorikoulutettava  Tuomas Kangas Turun Yliopiston Fysiikan ja tähtitieteen laitokselta.

Maailmankaikkeuden alkuräjähdyksessä syntyi lähinnä vain kahta kevyintä alkuainetta, vetyä ja heliumia. Raskaampia alkuaineita syntyi lähes olematon määrä, ja siitäkin suurin osa oli litiumia. Maailmankaikkeuden fosfori, kuten muutkin heliumia raskaammat alkuaineet, on syntynyt lähes pelkästään tähdissä ja levinnyt tähtienväliseen avaruuteen supernovien myötä.

cas-a
Supernovajäänne Cassiopeia A. Kuva: NASA

Auringon kaltainen tähti ei pysty tuottamaan fuusioreaktioilla happea raskaampia alkuaineita. Massiivisemmissa tähdissä reaktiot voivat kuitenkin edetä raskaampiin alkuaineisiin, raskaimmillaan rautaan asti. Fosfori on järjestysluvultaan 15. alkuaine eli fosforiatomin ydin sisältää 15 protonia. Parittomasta protonien määrästä johtuen fosfori ei kuulu tyypilliseen fuusioreaktioiden ketjuun, koska heliumia raskaammat alkuaineet syntyvät enimmäkseen yhdistelemällä heliumatomeja, joissa on kaksi protonia. Fuusiotuotteet heliumista eteenpäin ovat pääosin hiili (järjestysluku 6), happi (8), neon (10), magnesium (12), pii (16) ja rauta (26).

Fuusion sijasta pääasiallinen fosforin syntyprosessi tähdissä on ns. s-prosessi, jossa atomi, tässä tapauksessa piiatomi, kaappaa ympäristöstään neutronin. Uuden atomin ollessa epävakaata isotooppia yksi sen protoneista muuttuu radioaktiivisessa ns. betahajoamisessa neutroniksi. Tuloksena on fosforiatomi.

Tähdissä syntyneen fosforin täytyy myös jotenkin päätyä tähden sisuksista avaruuteen, jotta se voisi myöhemmin olla mukana muodostamassa Maan kaltaista planeettaa. Fosforia muodostavat massiiviset tähdet räjähtävät elinkaarensa lopuksi supernovina, ja nämä valtavat räjähdykset ovat tarpeeksi voimakkaita levittääkseen syntyneet alkuaineet laajalle alueelle. Lisäksi supernovissa hetkellisesti vallitsevat olosuhteet ovat niin äärimmäisiä, että niissä syntyy lisää fosforia neutronikaappauksissa. Tähden täytyy siis olla tarpeeksi massiivinen tuottaakseen piitä ja räjähtääkseen supernovana; tähän tarvitaan vähintään noin 8 Auringon massaa.

”Maapallon fosfori, kuten muutkin raskaat alkuaineemme, on siis peräisin lähistöllä ammoin räjähtäneistä massiivisista tähdistä”

Tälle mallille saatiin vahvistus tarkkailemalla Kassiopeian tähdistössä sijaitsevaa Cas A -tähtisumua, joka on jäänne muinaisesta supernovaräjähdyksestä. Sumun fosforipitoisuudet vastasivat juuri sitä, mitä yllämainituilta prosesseilta odotettiin. Maapallon fosfori, kuten muutkin raskaat alkuaineemme, on siis peräisin lähistöllä (tähtitieteellisessä mielessä!) ammoin räjähtäneistä massiivisista tähdistä, joiden materiaali sekoittui tähtienväliseen aineeseen ja tiivistyi lopulta uudeksi tähdeksi, Auringoksi, ja sen ympärille syntyneiksi planeetoiksi.

Tohtorikoulutettava Tuomas Kangas
Tuorlan observatorio
Fysiikan ja tähtitieteen laitos
Turun yliopisto