Kasvinsuojeluaineiden käyttö Savijoen valuma-alueella

Suomen ympäristökeskuksen tutkijat Katri Siimes, Ville Junttila ja Emmi Vähä seuraavat kasvinsuojeluaineiden käyttöä ja huuhtoutumista Savijoen valuma-alueella. Kasvinsuojeluaineiden seuranta on jo itsessään hyvin tärkeää. Alueella toteutetun kipsipilotin myötä voidaan tutkia myös sitä, vaikuttaako kipsikäsittely kasvinsuojeluaineiden kulkeutumiseen vesistöihin.  

Mittapato mittaa veden virtaamaa Savijoessa lokakuussa 2017. Kuva: Jarkko Ylijoki

Vuosi sitten toteutetussa SAVE-hankkeen kyselytutkimuksessa maanviljelijöiltä kysyttiin myös kasvinsuojeluaineiden käytöstä. Lämmin kiitos kaikille kyselyyn vastanneille! Vastaukset ovat erittäin tärkeitä kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumista tutkittaessa. Tässä tekstissä käsitellään lyhyesti kyselyn tuloksia ja Savijoen vesinäytteiden kasvinsuojeluainepitoisuuksia.

SAVE:n kipsipilottialuetta koskeviin kasvinsuojeluainekysymyksiin vastasi yhteensä 52 tilaa. Vertailualueelta saatiin lisäksi kolmen tilan kasvinsuojeluainekäyttöä koskevat tiedot. Pilottialueen tiloilla vuonna 2016 käytetyissä kasvinsuojeluainevalmisteissa oli yhteensä 59 eri tehoainetta, kun taas vertailualueella käytettiin 10 eri tehoainetta. Kaikkia vertailualueella käytettyjä tehoaineita oli käytetty myös pilottialueella. Tässä kirjoituksessa tarkastelemme näitä 10 tehoainetta sekä niitä aineita, joita käytettiin pilottialueella vähintään 25 %:lla alasta tai määrällisesti eniten (>35 kg). Taulukossa 1. on esitetty näiden aineiden käyttö.

Taulukko 1. Valittujen tehoaineiden käyttömäärät ja käsitellyn peltoalan osuus pilottialueella ja vertailualueella vuonna 2016. Rikkakasvien torjuntaan käytetyt aineet on merkitty vihreällä, kasvitautien torjuntaan käytetyt aineet violetilla ja kasvunsääteet oranssilla.

Eniten käytettiin glyfosaattia, jonka käyttömäärä pilottialueella oli 1000 kg ja vertailualueella 52 kg. Glyfosaatilla käsitelty pinta-ala kattoi peltoalasta pilottialueella 39 % ja vertailualueella 44 %. MCPA:ta (eli 2-metyyli-4-kloorifenoksietikkahappoa) ruiskutettiin laajimmalle alueelle: pilottialueella sillä käsiteltiin 42 % peltoalasta ja vertailualueella 9 % peltoalasta (Taulukko 1).

 

Käytetyimmät tehoaineet: MCPA ja glyfosaatti

MCPA:ta ruiskutettiin tutkitulla Savijoen valuma-alueella yli 40 % peltoalasta, mikä on viljavaltaisilla alueilla tavanomaista. MCPA.ta on käytetty 1950-luvulta lähtien leveälehtisten rikkojen torjuntaan mm. viljapelloilla ja se on edelleen toiseksi eniten myyty kasvinsuojeluaine Suomessa. MCPA:n laajamittainen käyttö selittänee myös sen, että se on ollut yleisimmin havaittu kasvinsuojeluaine pintavesien kasvinsuojeluaineiden seurannassa. Savijoelta havaitut pitoisuudet olivat enimmäkseen pieniä, mutta ruiskutuskausi näkyi selvästi MCPA:n pitoisuuksien nousuna vesissä. Pitoisuuksien keskiarvo jäi vuosikeskiarvolle asetettua ympäristönlaatunormia (1,6 µg/l) alhaisemmaksi.

Glyfosaatti on Suomen myydyin herbisidi eli rikkakasvien torjunta-aine. Sen käytön uudelleenhyväksymisestä EU:ssa käydään edelleen keskustelua (Tukes). Glyfosaatin osuus Suomen kasvinsuojeluaineiden tehoainemyynnistä oli 56 % (n. 850 tonnia) vuonna 2016 (Tukes). Tällä määrällä voisi käsitellä noin kolmasosan Suomen maatalousalasta.  Glyfosaattia käytetään erityisesti juuririkkojen, eli monivuotisten kasvien juurista esiin pomppaavien kasvustojen, torjuntaan. Juuririkkojen torjunnan tarve on kasvanut kevennettyjen muokkausmenetelmien yleistyessä. Sen seurauksena glyfosaatin myyntimäärät ovat kasvaneet 1990-luvulta lähtien.  Glyfosaatin käyttömäärät Savijoen valuma-alueella eivät poikenneet tavanomaisista käyttömääristä Etelä-Suomessa. Muutama kipsipilottialueen viljelijä on mukana myös Luonnonvarakeskuksen glyfosaattihankkeessa (GlyFos II -hankkeen kotisivut).

Glyfosaattia ja sen hajoamistuotetta AMPA:a havaittiin Savijoen vesinäytteistä, mutta pitoisuudet keikkuivat enimmäkseen määritysrajan (0,10 µg/l) tuntumassa. Glyfosaatin pitoisuus oli huomattavasti pienempi kuin sille ehdotettu ympäristönlaatunormi (100 µg/l; Kontiokari & Mattsoff, 2011). Glyfosaatin laajan käytön huomioiden sitä havaitaan vesistöistä melko pieniä määriä. Tämä johtunee siitä, että se sitoutuu erittäin vahvasti maaperään.

 

Muut pilottialueella yleisesti käytetyt aineet

Protiokonatsoli ja tebukonatsoli olivat yleisimmin käytetyt kasvitautien torjunta-aineet tutkitulla alueella. Tebukonatsolia havaittiin yleisesti loppukesästä 2016 pilottialueen alapuolisella näytepisteellä, mutta sen pitoisuudet jäivät noin kolmannekseen ehdotetusta ympäristönlaatunormista. Protiokonatsolin pitoisuutta ei ole analysoitu Suomen vesistöseurannassa. Se ei myöskään tässä seurannassa kuulunut laboratorion analysoitujen aineiden pakettiin.

Fluroksipyyriä, florasulaamia ja klopyralidia levitettiin kutakin yli neljännekselle peltoalasta pilottialueella. Näitä aineita saa käyttää mm. kevätviljojen ja apilattomien nurmien rikkakasvien torjunnassa. Näitä havaittiin vesinäytteistä, mutta ehdotetut ympäristönlaatunormit (fluroksipyyrille 460 µg/l; florasulamille 0,016 µg/l ja klopyralidille 50 µg/l) eivät ylittyneet vesinäytteissä.

Pilottialueella käytettiin suuria määriä diklorproppi-P:tä ja mekoproppi-P:tä, jotka ovat viljoilla käytettäviä fenoksihappoherbisidejä kuten MCPA. Niitä havaittiin Savijoen vesinäytteissä, mutta pitoisuudet olivat pieniä.

Myös perunan sekä mm. härkäpavun viljelyssä käytettävää aklonifeenia käytettiin melko suuri määrä, vaikka levitysala ei kovin suuri ollutkaan (7 % peltoalasta). Aklonifeenia ei kuitenkaan havaittu Savijoen vesinäytteistä.

Juurikkaiden rikkakasvien torjunnassa käytettävää metamitronia ruiskutettiin vain prosentille peltoalasta, mutta peltolohkoa kohden käytettävät määrät olivat suuria ja ainetta on ruiskutettu todennäköisesti monta kertaa kesän aikana. Metamitroni sitoutuu melko heikosti maahan ja huuhtoutuu siksi helposti. Sekä metamitronia että sen hajoamistuotetta havaittiin vesinäytteistä, mutta pitoisuudet eivät ylittäneet ympäristönlaatunormia.

 

Muut vertailualueella käytetyt torjunta-aineet

Taulukon 1. kuuden viimeisen aineen käyttö ei ollut kovin laajamittaista pilottialueella, mutta aineet ovat kiinnostavia, sillä niitä oli käytetty sekä vertailualueella että pilottialueella. Kasvinsuojeluaineista yleisimmin käytetyt aineet, tai edes yleisimmin havaitut aineet, eivät ole välttämättä niitä, joista syntyy suurin ympäristöriski.

Triadimenoli, imatsaliili ja pikoksistrobiini ovat kasvitautien torjunta-aineita. Näistä triadimenolia ja imatsaliilia käytettiin Savijoella lähinnä peittausaineina. Pikoksistrobiinia havaittiin molemmilla näytteenottopaikoilla, triadimenolia vain vertailualueen mittapadolla. Triadimenolin ja pikoksistrobiinin pitoisuudet eivät ylittäneet ehdotettuja ympäristönlaatunormeja.

Triasulfuroni ja tritosulfuroni ovat pien’annosherbisidejä eli rikkakasvien torjunta-aineita, joiden levitysmäärät peltohehtaaria kohti ovat hyvin pieniä. Ne ovat kuitenkin erittäin kulkeutuvia aineita. Tritosulfuronia havaittiin Savijoesta melko yleisesti, mutta sen pitoisuus ei ylittänyt ehdotettua ympäristönlaaturnomia (0,75 µg/l). Triasulfuroni on vesikasveille erittäin haitallista ja sille ehdotettu ympäristönlaatunormi on vain 0,0018 µg/l (Kontiokari & Mattsoff, 2011). Triasulfuroni on ainoa markkinoilla oleva kasvinsuojeluaine, jonka pitoisuus on ylittänyt sille ehdotetun ympäristönlaatunormin jokivesissä 2010-luvulla toistuvasti (Karjalainen ym. 2014). Vuonna 2016 triasulfuronia ei havaittu Savijoen vesinäytteissä, mutta elo-syyskuussa 2017 sitä havaittiin muutamasta näytteestä melko korkeina pitoisuuksina. Laskennallinen vuosikeskiarvo ei kuitenkaan ylittänyt ehdotettua ympäristönlaatunormia. Triasulfuroni poistui käytöstä syyskuussa 2017.

Näytteenottoa mittapadolla ja Bränikkälässä viime kesänä ja keväällä 2016. Kuvat: Katri Siimes ja Heidi Ahkola

Yhteenvetoa käytettyjen aineiden havaitsemisesta vesissä

Tarkasteluun valituista (taulukossa 1. näkyvistä) 18:sta kasvinsuojeluaineiden tehoaineesta 15 analysoitiin vesinäytteistä. Kahden aineen kohdalla (aklonifeeni ja pinoksadeeni) pitoisuudet olivat niin pieniä, ettei niitä havaittu vesinäytteistä, joten vain 13 aineesta saatiin numeerista pitoisuustietoa. Havaitsemiseen vaikuttavat mm. laboratoriossa käytetty määritysraja ja näytteenoton ajoittuminen. Uomaan kulkeutumiseen vaikuttavat lukuisat tekijät kuten aineen sitoutuminen, hajoamisnopeus, käsitellyn pellon etäisyys uomasta ja sääolot levityksen aikaan ja sen jälkeen.

Nykytiedon mukaan tutkimusalueella yleisimmin käytetyt aineet eivät aiheuta vesieliöille merkittävää haittaa. On kuitenkin huomioitava, että tässä tarkastelussa on ollut mukana vain 18 kyselytutkimuksessa mainituista 59 aineesta, eikä aineiden yhteisvaikutuksia ole huomioitu mitenkään.

 

Mihin tietoja tarvitaan tulevaisuudessa?

Suomessa on vain vähän tietoa kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumisesta. Savijoen aineistosta lasketaan tehoainekohtaisia päästökertoimia, joita käytetään hyväksi muun muassa kasvinsuojeluaineiden riskien arvioinnissa ja hallinnassa. Luotettavien päästökertoimien laskemiseksi tarvitaan ainekohtainen käyttömäärätieto koko mittauspisteen yläpuolisella valuma-alueella. Käytännössä kyselyn ulkopuolelle jääneiden tilojen kasvinsuojeluaineiden käyttö pitää arvata, vaikka erilaisia interpolointimenetelmiä käytettäisiinkin, ja tästä aiheutuu suuri epävarmuus laskettavaan päästökertoimeen.

Päästökertoimien avulla voidaan selvittää kipsin vaikutusta kasvinsuojeluaineiden huuhtoumiin. Mikäli pilottialueen päästökerroin muuttuu kipsin levityksen jälkeen (2016 vs 2017) enemmän kuin vertailualueen päästökerroin (2016 vs 2017), voidaan olettaa erojen yhdeksi syyksi kipsin vaikutus. Vertailu voidaan tehdä luotettavasti vain sellaisille aineille, joille on voitu laskea päästökertoimet sekä vertailualueella että pilottialueella kahtena peräkkäisenä vuotena. Näillä näkymin se tulee olemaan mahdollista ainakin glyfosaatin ja MCPA:n kohdalla.

Jos tutkimus osoittaa, että kipsin levitys lisää kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumista, tulisi kipsin levityksen riskejä arvioida vielä tarkemmin alueilla, joilla kasvinsuojeluaineet aiheuttavat ongelmia vesistöissä. Mikäli kipsi vähentää huuhtoutumista, kipsiä voitaisiin mahdollisesti hyödyntää alueilla, joilla kasvinsuojeluaineet aiheuttavat riskejä vesieliöille. Tutkittu tieto on hyödyllistä myös siinä tapauksessa, jos kipsi ei merkittävästi vaikuta kasvinsuojeluhuuhtoumiin.

Mikäli joku alueen viljelijä haluaa vielä täydentää kasvinsuojeluaineiden käyttötietokyselyä vuoden 2016 osalta, otamme kaiken tiedon ilolla vastaan. Samoin kannustamme kaikkia vastaamaan vuoden 2017 käyttötietokyselyihin!

 

Katri Siimes, Ville Junttila, Emmi Vähä ja Samuli Puroila
Suomen ympäristökeskus (SYKE)

Lisätietoja: Katri Siimes, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

 

Vesinäytteiden kasvinsuojeluainepitoisuudet on analysoitu maa- ja metsätalousministeriön rahoittamassa Maa- ja metsätalouden kuormituksen ja sen vesistövaikutusten seuranta (MaaMet)-hankkeessa.

Kontiokari & Mattsoff 2011. Proposal of Environmental Quality Standards for Plant Protection Products. The Finnish Environment 7/2011. (Linkki: https://helda.helsinki.fi/handle/10138/37029)

Karjalainen, Siimes, Leppänen ja Mannio 2014. Maa- ja metsätalouden kuormittamien pintavesien haitta-aineseuranta Suomessa. Seurannan tulokset 2007–2012. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 38/2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kasvinsuojeluaineiden pitoisuuksia seurataan Savijoella

Pieni osa viljelyssä käytetyistä kasvinsuojeluaineista kulkeutuu pintavesiin. Toukokuussa 2016 Savijoella aloitettiin kasvinsuojeluaineiden vesistöseuranta, joka jatkuu syyskuuhun 2017. Mukana on kaksi näytteenottopistettä: yläjuoksulla sijaitseva mittapato, jonka valuma-alueelle ei ole levitetty kipsiä, sekä kipsinlevitysalueen alajuoksulla oleva SAVE-hankkeen näytteenottopiste Bränikkälässä Parmaharjulla.

Vuosina 2007 – 2014 Suomessa on seurattu kasvinsuojeluaineiden pitoisuuksia jokivesissä noin kymmenellä maatalousvaltaisella näytepaikalla Maa- ja metsätalouden vesistökuormituksen seurantahankkeessa (MaaMet). Valtaosa paikoista on vaihtunut vuosittain ja näin ollen on saatu kerättyä laaja, mutta harva aineisto. Yksittäiseltä paikalta saattaa olla vain 5 tai 10 näytteen tulokset.

Aineiston keruulla on pyritty täyttämään seurantavelvoitteita, ja tietoa on käytetty esimerkiksi vesien kemiallisen tilan luokittelussa. Valuma-alueet ovat kuitenkin olleet suuria ja siksi tuloksia on ollut vaikea yhdistää alueiden viljelytoimiin ja kasvinsuojeluaineiden käyttöön. Aineiden käyttömääriä ei rutiininomaisesti kerätä Suomessa, vaikka viljelijät on velvoitettu pitämään niistä lohkokohtaisesti kirjaa. Käyttötietojen haarukointi haastatteluin on puolestaan erittäin työlästä.

Savijoen tutkimusalueilla haarukointi on vielä mahdollisuuksien rajoissa. Vuoden 2016 käyttömääriä selvitettiin SAVE-hankkeen kyselyn yhteydessä. Savijoen kasvinsuojeluaineseuranta tarjoaa mahdollisuuden yhdistää valuma-alueen tietoja kasvinsuojeluaineiden pitoisuustuloksiin. Se voi siten auttaa prosessien ymmärtämisessä ja kuormituksen vähentämiskeinojen miettimisessä.

Pitoisuuksia selvitetään aktiivisesti passiivikeräimillä

Savijoella vesinäytteitä on otettu kasvukauden aikaan kahden viikon välein ja talvella kerran kuukaudessa. Tämä on huomattavasti tiheämpää näytteenottoa kuin aiemmassa kansallisessa seurannassa, mutta ei silti välttämättä riittävää kasvinsuojeluaineiden pitoisuuksien vaihtelun havaitsemiseen. Pitoisuudet voivat vaihdella nopeasti jopa tuhatkertaisesti.

Tämän vuoksi seurannassa on altistettu myös passiivikeräimiä vesinäytteenottojen välillä. Keräimissä on ohut kalvo, johon haitta-aineet tarttuvat. Keräimien avulla voidaan määrittää kasvinsuojeluaineen keskimääräinen pitoisuus vedessä altistusaikana (2 – 4 viikkoa). Niiden avulla voidaan havaita myös sellaisia aineita, joiden pitoisuuspiikki ei osu näytteenottohetkeen.

Passiivikeräimet ennen altistusta ja kahden viikon altistuksen jälkeen.

Kasvinsuojeluaineiden suurimmat pitoisuudet ovat yleensä odotettavissa käsittelyjä seuranneiden valuntojen aikaan. Sateiden ajoittuminen suhteessa käsittelyyn vaikuttaa huippupitoisuuteen. Pitkäaikaisemmalla säätilalla puolestaan on merkitystä myös kulkeutuneisiin ainemääriin: kuivana jaksona kulkeutuminen on vähäistä.

Sään lisäksi kasvinsuojelun tarve ja kemikaalien käyttö vaihtelevat vuosittain. Siksi olisi mielekästä seurata pitoisuuksia samalla paikalla useamman vuoden ajan. Eri aineiden sitoutumis- ja hajoamisominaisuudet ovat erilaisia. Hitaasti hajoavia yhdisteitä voidaan havaita vesistä vielä myöhään syksyllä ja jopa vuosien päästä käytöstä.

Montako kasvinsuojeluainetta on havaittu?

Sekä vesinäytteistä että passiivikeräimistä on analysoitu yli 210 yhdistettä. Kuten kuvasta 1 havaitaan, yksittäisistä vesinäytteistä on kesällä havaittu toistakymmentä ja passiivikeräimistä jopa yli 30 ainetta, yhteensä Savijoesta havaittuja aineita on toistaiseksi 45. Tuloksista voidaan todeta, että alajuoksulta on havaittu useampia aineita kuin yläjuoksulta. Tämä johtunee siitä, että Bränikkälän näytepisteen valuma-alue on ollut suurempi ja siellä on ollut monipuolisempaa viljelyä.

Kuva 1. Havaittujen aineiden lukumäärä vesinäytteissä ja vertailun vuoksi myös Bränikkälän passiivikeräimissä.

Passiivikeräimistä havaittiin useampia erilaisia aineita kuin vesinäytteistä. Tämä on seurausta sekä keräimien alemmista määritysrajoista että pitoisuuksien vaihtelusta näytteenottojen välillä. Vesinäytteistä havaittiin kaikkein yleisimmin hyttyskarkote DEET:ä (havaitaan yleisesti ympäristönäytteistä myös muualta), glyfosaatin hajoamistuotetta AMPA:a ja rikkakasvien torjunta-aineita (mm. MCPA:ta, bentatsonia ja tritosulfuronia). Kaikista passiivikeräinnäytteistä havaittiin näiden lisäksi kasvitautien torjunnassa käytettyjä aineita kuten propikonatsolia, jota oli myös pohjasedimentissä. Passiivikeräimistä havaittiin yleisesti myös tuholaisten torjunnassa käytettyä klotianidiinia, jonka käyttöä on rajoitettu EU:ssa mehiläismyrkyllisyyden vuoksi. Suomi on kuitenkin myöntänyt hätäluvan sitä sisältävän valmisteen käyttöön (öljykasvien siementen peittaukseen).

Pitoisuudet eivät ole ylittäneet asetuksessa annettuja aineiden haitallisuuteen perustuvia ympäristönlaatunormeja, joita on määritetty vain muutamille aineelle, mutta jokunen yksittäinen vastaavalla tavalla laskettu vertailuarvo on ylittynyt. Savijoki edustaa kuormitukseltaan melko tyypillistä varsinaissuomalaista valuma-aluetta kehitteillä olevan kasvinsuojelulaineiden kuormitusindikaattorin mukaan. Indikaattori perustuu lohkokohtaiseen viljelykasviaineistoon, tyypilliseen kasvinsuojeluaineiden käyttömääriin kasvikohtaisesti ja kertoimiin, joilla huomioidaan yhdisteiden erilaista haitallisuutta. Kuormitusindikaattorin riskialueilla pitoisuudet voivat olla paljon suurempia kuin Savijoella.

Nyt kerätty aineisto on kansallisesti ainutlaatuinen ja vertailukelpoinen Ruotsissa ja Norjassa toteutettujen seurantojen kanssa. Toistaiseksi seuranta on voitu toteuttaa MaaMet–hankkeen ja passiivikeräinten osalta osin Vesien- ja merenhoidon uudet prioriteettiaineet -hankkeen (UuPri) puitteissa. Haemme kuitenkin vielä rahoitusta kasvinsuojeluaineiden käyttötietojen keräämiseen ja käsittelyyn sekä vuonna 2017 altistettujen, pakastimessa odottavien, passiivikeräinten analytiikkaan.

Entäpä sitten kipsikäsittely? Voisiko kipsillä olla vaikutusta fosforin lisäksi myös kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumiseen? Tähän kysymykseen ei löydy vastausta kirjallisuudesta eikä toistaiseksi vielä Savijoeltakaan. Jotta vaikutusta tai vaikuttamattomuutta voitaisiin arvioida, pitäisi pitoisuustuloksista laskea ainekohtaiset kuormitusmäärät ja suhteuttaa ne yläpuolisen valuma-alueen käyttömäärätietoihin. Tämän teemme, jos rahoitus varmistuu.

Katri Siimes ja Heidi Ahkola, SYKE