Käynnissä olevissa kipsihankkeissa monet luomutilojen viljelijät ovat olleet kiinnostuneita osallistumaan peltojen kipsikäsittelyyn. Suomessa hyödynnetty lannoiteteollisuuden sivutuotekipsi ei kuitenkaan sovellu käytettäväksi luomutuotannossa teollisen alkuperänsä vuoksi.
Siksi on syntynyt tarve selvittää luomutuotantoon soveltuvan kipsin vaatimuksia, saatavuutta ja ominaisuuksia. Samassa yhteydessä on selvitetty mahdollisuuksia kierrättää eri sivutuote- ja jätejaekipsejä maatalouskäytössä. Aiheesta on nyt ilmestynyt ympäristöministeriön tilaama ja Suomen ympäristökeskuksen tutkijoiden, Maria Kämärin ja Petri Ekholmin, laatima kattava selvitys.
SAVEssa on tutkittu kipsin sisältämän sulfaatin merkitystä mm. virtavesieliöstöön, happamiin sulfaattimaihin ja luonnonvesien rehevöitymiseen liittyen. Mereen päätyessään sulfaatista ei ole haittaa, sillä merivedessä sitä on luontaisesti paljon. SAVE-hankkeessa kipsinlevitykselle soveltuvasta peltoalasta on rajattu pois ne valuma-alueet, joilta vedet laskevat järviin.
Sulfaatti ja vesistöt on aiheena kuitenkin huomattavasti laajempi ja koskettaa monia toimialoja maa- ja metsätaloudesta teollisuuteen, kaivoksiin ja vesihuoltoon.
Elokuun lopulla on ilmestynyt Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) ja Aalto-yliopiston yhteistyönä tehty tutkimusartikkeli sulfaattikuormituksesta ja sen merkityksestä laajemmin vesiensuojelussa ja koko Suomen mittakaavassa.
Tutkimuksen vetäjä Petri Ekholm toimii tutkijana myös SAVEssa ja muissa meneillään olevissa kipsihankkeissa, samoin kuin mukana olevat tutkijat Jouni Lehtoranta ja Juha Riihimäki.
”Koko Suomen kattavan tutkimuksen mukaan vesistöihimme päätyy sulfaattia noin miljoona tonnia vuodessa. Tätä kuormitusta ei ole riittävästi huomioitu vesiensuojelussa. Sulfaatti voi muun muassa kiihdyttää järvien rehevöitymistä. Sulfaattia päätyy vesiin fossiilisista polttoaineista, kemikaaleista, maaperästä ja lannoitteista. Kaikilla sulfaattikuormittajilla ei ole velvoitetta seurata päästöjään ja seurantaa tulisikin laajentaa.”
Jos syksy on niin märkä, että kipsin levitys ei ole mahdollista, voisiko kipsin levittää talvella routaiseen maahan? Tätä tutkittiin olosuhdesäädeltävällä pintavaluntasimulaattori SIMUlla Luke Kuopion (Maaninka) toimipisteessä. Kokeessa käytettyjen pintamaalaattojen (0,34 m2) nostosta kirjoitimme viime syksynä ja nyt kerromme tuloksista. Kiireinen lukija saa tärkeimmän tiedon jo otsikosta.
Maalaattoja pintavaluntasimulaattoriin
Syksyllä Jokioisista nostettuja pintamaalaattoja säilytettiin −2 °C:ssa odottamassa koetta, joka päästiin lumen puutteen vuoksi aloittamaan vasta helmikuussa. Kokeessa verrattiin erilaisten talviolosuhteiden ja maan kaltevuuskulman vaikutusta maahiukkasten ja ravinteiden huuhtoutumiseen pintamaasta. Sänkipeitteisille maalaatoille tehtiin kuusi käsittelyä, jotka kaikki toistettiin neljästi (taulukko 1).
Pakkasvarastosta noudettujen maalaattojen päälle levitettiin runsas 130 grammaa kipsiä, vastaten yleisesti käytettyä 4000 kg/ha annosta, tarkoituksena simuloida kipsin levittämistä jäisen sänkipellon pintaan. Valuntapöydillä olevien maalaattojen kallistuskulma asetettiin joko yhteen tai kuuteen prosenttiin. Laattojen ympärille asetettiin pleksikehys, jonka varaan sadetuslaitteisto nostettiin. Jokaisen valuntapöydän yläpuolella oli säteilylämmitin, jolla lämmittävä vaikutus saatiin kohdennettua suoraan alla olevaan maalaattaan ja samalla koko kammion lämpötila nousi auringon säteilyvaikutusta simuloiden.
Lämpötilaa säädettiin kylmäkoneiston ja säteilylämmittimien avulla niin, että se laskettiin öisin −3 °C:een ja nostettiin päivällä korkeimmillaan +15 °C:een, mukaillen loppukevään tilannetta. Säteilylämmittimet olivat päällä maanantaista perjantaihin klo 8–12 ja 20 mm:n sadetus toteutettiin päivittäin lämmitysjakson jälkeen kolmessa, tunnin välein tehdyssä erässä, jotta vesi ehti välillä valua ja laatta hieman kuivua. Sadetuskäsittelyä jatkettiin 5 vuorokautta eli laatat saivat yhteensä 100 mm vettä päällensä. Tämän jälkeen kammioon säädettiin tasainen +10 °C:n lämpötila kaiken jään sulattamiseksi viikonlopun aikana. Sadetuksia ei enää viikonloppuna tehty. Kokonaisuudessaan yksi käsittelyjakso kesti viikon, maanantaista sunnuntaihin, jonka jälkeen maalaatat poistettiin kammiosta ja uudet laatat laitettiin sisään.
SIMU-kammion valuntapöydille mahtuu kerrallaan kuusi maalaattaa. Sadetuksia ja lumen sulatuksia toistoineen oli yhteensä 24 eli neljä viikon jaksoa. Poikkeuksellisten leutojen talviolosuhteiden takia luonnonlunta ei kuitenkaan ollut riittävästi saatavilla ennen helmikuuta. Kun lunta saatiin, lumilaattojen käsittely eteni samalla tavalla kuin sadetuslaattojenkin, sillä erotuksella, että laattojen ympärille asetettu pleksikehikko palveli nyt lumen pitämisessä laatan päällä (kuva 1). Lunta punnittiin kullekin laatalle 100 mm:n vesiarvoa vastaava määrä ja säteilylämmittimet sulattivat lumen 7 vuorokauden sulatusjakson aikana. Kallistuskulmat ja kipsimäärä olivat samat kuin sadetuskäsittelyssäkin. Sade- ja lumikäsittelyistä syntynyt valumavesi kerättiin ja siitä analysoitiin ravinteet, kiintoaines ja sameus, sähkönjohtavuus, pH ja pääionit. Myös kunkin laatan maa analysoitiin. SIMU-kokeen käytännön suorittamiseen voit tutustua täällä: Pintavaluntasimulaattori SIMU.
Kipsin fosforia huuhtoutui valumavesiin
Huolellisesti suunnitellun ja toteutetun kokeen tulokset olivat niin selviä, että lopputulemana voidaan yksinkertaisesti todeta: kipsin levittäminen routaiseen maahan ei ole suositeltavaa. Jäätyneelle pellolle levitetty kipsi ei pääse riittävästi reagoimaan maahiukkasten kanssa, jolloin se ei juurikaan vähennä eroosiota. Lisäksi, jos käytettävä kipsi sisältää epäpuhtautena fosforia (kokeissa käytettiin fosforihappoteollisuuden sivutuotteena syntynyttä kipsiä, joka sisältää jäämänä pienen määrän fosforia), kipsin fosfori huuhtoutuu suurelta osin pois, vieläpä biologisesti täysin käyttökelpoisessa liuenneessa muodossa. Seurauksena on, että kipsi ei vähennä vaan lisää fosforikuormitusta. Seuraavaksi kuvaamme tuloksia tarkemmin.
Kokeessa käytetty maa oli peräisin monokulttuuriviljalla olleelta hiuesavipellolta, jonka satoindeksi ja rakenne olivat huonot. Lähes kaikki lumen tai sadetuksen mukana tullut vesi huuhtoutui pintavaluntana pois. Olettaen vuosivalunnaksi 300 mm, saatiin maalaatoilta valuneen veden määrän ja kiintoainepitoisuuden perusteella arvioitua koeolosuhteita vastaava vuosittainen eroosio. Sadepisaroiden iskut ja noin neljä asteisen veden routaa sulattava vaikutus saivat aikaan huomattavasti suuremman eroosion kuin lumen sulaminen. Suuruusluokaltaan eroosio vastasi Jokioisten huuhtoumakentiltä saatuja arvoja sänkipelloilla. Lumiyksiköissä kipsi kyllä vähensi – sinänsä melko vähäisen – eroosion alle puoleen, mutta sadetetuissa yksiköissä ei havaittu tilastollisesti merkitsevää eroa kipsikäsiteltyjen ja kontrolliyksiköiden välillä.
Fosforin osalta tulokset olivat synkkiä: kipsikäsitellyiltä laatoilta huuhtoutui huomattavasti enemmän fosforia kuin kipsittömiltä laatoilta. Kun kipsittömiltä kontrollilaatoilta huuhtoutui laskennallisesti noin kilo fosforia hehtaarilta vuodessa, luku joka vastaa muissa tutkimuksissa saatua savipeltojen ominaiskuormitusta, kipsikäsitellyiltä laatoilta huuhtoutui jopa lähes 8 kg/ha/v. Valtaosa fosforista oli ns. liuennutta reaktiivista fosforia, mikä on vesien leville täysin käyttökelpoista ja siten erityisen ärhäkkää rehevöittämään. Kokeessa käytetty Yaran kipsi sisälsi 0,28 % fosforia ja tästä määrästä huuhtoutui kokeessa 7–31 % (taulukko 2). Kipsin sulfaatista huuhtoutui vieläkin suurempi osa (enimmillään 40 %), mikä kertoo, että osa kipsin fosforista sitoutui maa-ainekseen. Kipsin kalsiumista huuhtoutui enimmillään 17 %. Osa kalsiumista on pidättynyt maan kationinvaihtopaikoille, mikä näkyi esimerkiksi magnesiumin ja kaliumin huuhtoutumisen kasvuna.
Johtopäätelmät
Lumilevityskokeen kustannukset ylittivät alkuperäisen budjetin, mutta lopputulos osoittaa kokeen varsin kustannustehokkaaksi ajatellen haittoja, joita mahdollinen kipsin talvilevittäminen aiheuttaisi. Koe osoitti, että routaiseen maahan levitetty kipsi voi jopa lisätä rehevöittävän fosforin huuhtoutumista, jos kipsi sisältää epäpuhtautena fosforia. Fosforittomia kipsilaatuja käytettäessä riskiä fosforihuuhtoutumista ei ole, mutta tällöinkin haluttu vaikutus voi jäädä vähäiseksi, jos kipsi ei pääse kontaktiin pintamaan kanssa. Tämän vuoksi kipsiä ei tule talvella maahan levittää.
Erikoistutkijat Petri Ekholm (Suomen ympäristökeskus, SYKE) ja Kirsi Järvenranta (Luonnonvarakeskus Kuopio)
KIPSI-hanke on osa ympäristöministeriön luotsaamaa Vesiensuojelun tehostamisohjelmaa ja sen tavoitteena on vähentää maatalouden vesistökuormitusta laajamittaisella peltojen kipsikäsittelyllä Saaristomeren valuma-alueella vuosien 2020-2022 aikana. Pekka Salminen ja Tanja Pajunoja Varsinais-Suomen ELY-keskuksesta kertovat hankkeen vauhdikkaasta keväästä.
KIPSI-hankkeen kevät on ollut kiireinen erilaisten kilpailutusten ja yllättävien suunnitelmamuutosten vuoksi. Kevään aikana kilpailutettiin muun muassa vesistöjen kuormituksen seurantaan osallistuvat tahot, mediakampanja ja suurimpana hankintana tietenkin itse kipsin toimitusketjun kilpailutus.
KIPSI-hankkeen logistiikan, kipsin hankinnasta peltolevityksiin, koordinoi tarjouskilpailun voittanut turkulainen perheyritys Meriaura Oy. Tarjouskilpailuun osallistui viisi toimijaa. Kipsi tulee Yaran Siilinjärven tehtaalta ja levitykset hoituvat paikallisten maatalousurakoitsijoiden toimesta.
Alkuvuodesta jouduimme harmiksemme toteamaan, että lainsäädäntö ei salli maatalouden tukihakujärjestelmän, VIPU-palvelun, käyttöä KIPSI-hankkeessa. Korvaava järjestelmä saatiin rakennettua ennätysaikataulussa aluehallinnon asiointipalvelun alle Gofore Oy:n ripeän toiminnan ansiosta. Näin kipsihaku saatiin avattua viljelijöille helppokäyttöisellä karttakäyttöliittymän sisältävällä sähköisellä lomakkeella 21.4.2020 osoitteessa kipsinlevitys.fi.
Haun auettua on viljelijöitä monin paikoin harmistuttanut todeta, että happamat sulfaattimaat sulkevat peltolohkoja pois kipsikäsittelyn piiristä. Tätä asiaa varmasti tulemmekin vielä kesän aikana selvittelemään perusteellisemmin GTK:n kanssa.
Korona-epidemia toi KIPSI-hankkeellekin omat haasteensa, kun kaikki MTK:n paikallisjärjestöjen kevätkokouksiin suunnitellut kipsi-infot jouduttiin perumaan. Samoin kävi kevään levitysnäytökselle. Markkinointisuunnitelmat menivät uusiksi ja painotus siirtyi printti- ja digimediaan.
Markkinointihaasteista ja kevään kylvökiireistä huolimatta ensimmäisen kuukauden aikana lähes 100 viljelijää jätti kipsihakemuksen. Kylvökiireet alkavat nyt olla takanapäin ja kiivain kipsinhakuaika on toivottavasti vielä edessä. Hakuaikaa on jäljellä 21.6.2020 asti.
Projektipäällikkö Minttu Peuraniemi kertoo kuulumisia Raaseporinjoki-hankkeesta, jonka tavoitteena on vähentää Raaseporinjoen valuma-alueelta jokea pitkin Suomenlahteen päätyvää ravinnekuormitusta. Raaseporin ympäristötoimiston vetämä hanke toteuttaa osaltaan Suomen vesienhoidon ja merenhoidon toimenpideohjelmia.
Raaseporinjoella käsiteltiin syksyllä 2019 yhteensä noin 115 peltohehtaaria vaihtoehtoisesti joko kipsillä tai rakennekalkilla. Tavoitteena oli vähentää peltoviljelyn vesistökuormitusta ja tutustuttaa alueen viljelijät näihin hieman uudempiin ja vielä vieraisiin vesiensuojelumenetelmiin. Maanviljelijöiden kiinnostus erityisesti rakennekalkkia kohtaan oli jo lähtökohtaisesti korkea, sillä onhan näillä maanparannusaineilla nimensäkin mukaan myös maan kasvukuntoa nostattavia vaikutuksia. Epäselvää sen sijaan oli, mitä maanparannusainetta kannattaisi lähteä kokeilemaan millekin lohkolle viljavuuden näkökulmasta.
Hankkeen kautta viljelijät saivat avuksi maaperäasiantuntija Janne Heikkisen VILKKU Plus-hankkeesta. Heikkinen kävi läpi kunkin lohkon viljavuusanalyysin ja tarkasteli erityisesti maalajia, multavuutta, pH:ta, sekä ravinteiden tasoa ja suhteita. Tavoitteena oli valita parhaiten sopiva maanparannusaine kullekin tarkasteltavalle lohkolle mahdollisimman tasapainoisen viljavuuden saavuttamiseksi. Mikäli lohkon viljavuusanalyysi näytti tasapainoiselta, voitiin maanparannusaineen käyttö jättää suosittelematta. Asiantuntijalausunnolla ei voitu ottaa kantaa lohkon fysikaaliseen tilaan, sillä viljavuusanalyysi kertoo vain pellon kemiallisesta tilasta. Edellytyksenä käsittelylle oli, että peltolohko ei saa kärsiä mittavista vesitalousongelmista, eikä kipsin osalta lohko saanut sijaita järven valuma-alueella, pohjavesialueella tai happaman sulfaattimaan alueella. Luomuviljelyyn kumpikaan aine ei sovellu. Pitemmittä puheitta, tässä ovat tämän lohkokohtaisen harkinnan kriteerit pääpiirteissään:
Rakennekalkkia suositeltiin, mikäli:
maalaji oli savi, pH on matala ja jos kalsiumista oli puutosta.
Rakennekalkkia ei suositeltu, mikäli:
maalaji oli karkeampi kuin savi
kalsium-magnesium-suhde oli yli 8, erityisesti jos magnesiumista oli muutenkin puutosta
pH on jo ennestään korkea (6,5-7).
Kipsiä suositeltiin, mikäli :
maalaji oli savi/hiue, pH oli riittävä tai jos kalsiumista tai rikistä oli puutosta.
Kipsiä ei suositeltu, mikäli:
maalaji oli hiuetta karkeampi
kalsium-magnesium-suhde oli yli 8 ja mikäli pH oli alhainen ja lohkolla oli kalkitustarvetta.
Ravinnekuitua suositeltiin, mikäli:
maa oli vähämultainen ja jos ravinteista oli puutosta
Ravinnekuitua ei suositeltu, mikäli:
fosforitasot olivat arveluttavan korkeat.
Maanparannusaineen valinta tehtiin asiantuntijasuosituksen sekä viljelijän oman harkinnan perusteella. Viljelijä saattoi valita käytettävän maanparannusaineen suosituksesta poiketen, sillä hänellä saattoi olla tarpeellista lisätietoa maan rakenteesta, sen ongelmista, tai viljelysuunnitelman erityistarpeista koskien lannoitus- tai kalkitustarvetta, muokkaustapaa ja muokkaus- tai kylvöajankohtaa. Lohkokohtaisen maanparannusainesuosituksen lisäksi asiantuntija antoi tarvittaessa neuvoja viljavuustasapainon parantamiseksi. Esimerkiksi magnesiumin ollessa hyvää huonommalla tasolla, neuvottiin lisäämään tarvittaessa magnesiumlannoitusta kalsiumpitoisia maanparannusaineita käytettäessä.
Hanke ja viljelijät olivat tyytyväisiä maanparannusainekokeiluun ja noin 150 ha peltoalaa on jo ilmoitettu mukaan vuoden 2020 käsittelyihin. Viljelijöiden kokemuksia maanparannusaineiden vaikutuksista tullaan selvittämään kyselyllä myöhemmin hankkeen aikana. Lisätietoa käsittelyiden vaikutuksista mm. maaperän mikroelämään saadaan LUKE:n maaperätutkija Ansa Palojärven kanssa tehtävästä seurannasta. Näistä ja muista hankkeen kuulumisista voi lukea lisää osoitteessa www.raasepori.fi/raaseporinjoki. Sivuilta löytyy aineistoa myös ruotsin kielellä.
Raaseporinjoki-hankkeessa vähennetään Raaseporinjoen Suomenlahteen tuomaa ravinnekuormitusta merkittävästi. Hanke tukee valuma-alueen viljelijöitä vesienhoitotoimissa. Hanketta vetää Raaseporin ympäristötoimisto ja sitä rahoittaa ympäristöministeriö. Hanke toteuttaa osaltaan Suomen vesien- ja merenhoidon toimenpideohjelmia, joissa esitetään toimet vesien hyvän tilan saavuttamiseksi. Hankeaika on 1.7.2018-31.12.2020.
Yksi SAVE2-hankkeen tavoitteista on edistää tutkimusyhteistyötä ja kipsikäsittelyn tunnettavuutta Itämeren maissa. Yhteistä tutkimusta on alusteltu jo viime vuoden puolella kartoittamalla sopivia kontakteja ja koostamalla esittelymateriaaleja. Ensimmäinen tapaaminen toteutettiin maaliskuussa – ja lopulta etänä, kuten muutkin kokoukset koronauutisten, matkustuskieltojen, lentoperuutusten ja kokoontumattomuussuositusten keskellä.
Suomessa kipsikäsittelyä vesiensuojelukeinona on tutkittu valuma-aluetasolla yli vuosikymmenen ajan. Tulokset ovat antaneet viitteitä siitä, että kipsi voisi olla merkittävä ja kustannustehokas apu fosforihuuhtoumien vähentämisessä muissakin Itämeren maissa. Huuhtoumavähennykset eri maiden savipelloilta auttaisivat myös saavuttamaan HELCOMin tavoitteet, jotka fosforin(kin) osalta koskevat paljolti juuri maatalousperäisiä päästöjä (60–80 %).
Yhteistyökumppaneita on siksi haettu useista eri maista. Tällä hetkellä näyttää, että mukana on tutkijoita ainakin Puolasta, Tanskasta ja Liettuasta sekä myös Norjasta, jossa maatalousperäinen fosforikuormitus on merkittävää, vaikkakaan sillä ei ole suoraa vaikutusta Itämereen.
Suunnitelmissa on käynnistää konkreettinen yhteistyö yksinkertaisilla laboratoriokokeilla ja vertailla eri maiden tyypillisillä peltomaalajeilla saatavia tuloksia – ja jos tulokset ovat lupaavia, samalla herätellä kiinnostusta laajempiin testauksiin ja jatkotutkimuksiin. Kipsiä on tarkoitus tutkia nimenomaan vesiensuojelukeinona, mutta myös agronomiset vaikutukset huomioon ottaen.
Etäyhteyden välitykselläkin kokous sujui hyvin ja keskustelu ja tutustuminen onnistui poikkeusoloista huolimatta. Aluksi käytiin läpi esitykset kipsin vaikutusmekanismista vesiensuojelukeinona sekä tähän asti saaduista tuloksista. Sen jälkeen käsiteltiin alustavaa tutkimussuunnitelmaa, eri maiden olosuhteita ja sitä miten tutkimus olisi paras järjestää. Jatkossa tutkimuksen ja toteutuksen yksityiskohdista päästää sopimaan tarkemmin. Tutkimuksista ja tuloksista kerromme lisää projektin edetessä – viimeistään syksyllä.
Syksyllä 2016 levitetyn kipsin tehoa on nyt runsaan kolmen vuoden aikana koeteltu poikkeuksellisen kuivilla ja varsinkin viime aikoina erittäin märillä keleillä – kaiken kaikkiaan kuitenkin sellaisissa oloissa, jotka vastaavat muuttunutta ilmastoamme. Kipsin levityksen jälkeen Savijoessa on virrannut vesimäärä, joka vastaa valuma-alueelle tasaisesti levitettynä 90 cm vesipatjaa. Onko kipsi huuhtoutunut vesimassan mukana ja miten on kestänyt sen fosforikuormitusta vähentävä vaikutus?
Vuoden 2019 loppuun mennessä jatkuvatoimiset anturit rekisteröivät 30865 tunnittaista vedenlaatuhavaintoa niin yläjuoksun vertailualueella (Mittapato) kuin ylemmällä (Yliskulma) ja alemmalla kipsialueella (Parmaharju). Lisäksi näiltä kolmelta alueelta on otettu 85 laboratoriossa monipuolisesti analysoitua vesinäytettä. Aineiston perusteella Savijoen kuljettamien aineiden määrä on laskettu puolivuosittain ja tulosten perusteella on arvioitu kipsin vaikutusta ja sen mahdollista hiipumista.
Kipsistä on nyt huuhtoutunut Savijokeen noin 40 prosenttia, lopun ollessa edelleen pelloissa, mutta kulkeutuneena syvemmälle maaprofiilissa. TraP-hankkeen aiemmin (2008–2013) Nurmijärven Nummenpäässä toteuttamassa 100 hehtaarin pilotissa kipsistä huuhtoutui vastaavassa ajassa yli 60 prosenttia ja lähes kaikki kipsi huuhtoutui runsaassa viidessä vuodessa (Kuva 1). TraP-hankkeessa kipsi puolitti kiintoaineen ja siihen sitoutuneen fosforin huuhtoutumisen. Seuraavassa arvioin kipsin tehoa Savijoella kahden eri oletuksiin perustuvan laskelman avulla. Kutsutaan näitä vaikkapa pessimistiseksi ja optimiseksi laskelmaksi.
Pessimistisen laskelman mukaan kipsi toimi erinomaisesti vähävetisenä syksynä 2016, mutta seuraavana keväänä päästiin enää 20–30 prosentin vähentymään (kuva 2). Syksyllä 2017 oltiin lähes 50 prosentin tasolla, mutta sen jälkeen jäätiin reilusti alle, lukuun ottamatta ehkä ylemmän kipsialueen suoritusta keväällä 2019. Syksyinä 2018 ja 2019 alemman kipsialueen pelloilta huuhtoutui jopa enemmän kiintoainesta ja hiukkasmaista fosforia kuin vertailupelloilta. Pessimistisen laskelman mukaan kipsi siis kyllä toimi, mutta oletuksiamme vaatimattomammin ja lyhyemmän aikaa.
Optimistisen laskelmankin mukaan kipsin teho on heikentynyt ajan myötä, mutta teho on kuitenkin ollut hyvä, varsinkin ylemmällä kipsialueella (kuva 3). Jopa niin hyvä, että ajoittain on päästy yli 100 prosentin vähennyksiin.
Miten pessimistinen ja optimistinen laskelma eroavat? Valuma-aluetason tutkimuksissa ei suoraan saada selville muutosta juuri kipsikäsiteltyjen peltojen fosforihuuhtoumassa, sillä vaikka anturit mittaisivat miten tiheästi vedenlaatua, ne kuvaavat kuitenkin vain Savijoen kuljettamaa kokonaisainemäärää. Tämä kokonaisainemäärä koostuu niin kipsikäsiteltyjen ja -käsittelemättömien peltojen kuin metsistä ja muilta alueilta tulevasta kuormituksesta. Pelloilta tuleva kuormitus saatiin vähentämällä joen kuljettamasta kokonaisainemäärästä metsistä ja muilta alueilta tuleva kuormitus muun muassa kirjallisuudesta löytyvien arvioiden perusteella. Pessimistisen ja optimistisen arvion ero löytyykin siitä, miten pelloilta tuleva kuorma on jaettu kipsikäsiteltyjen ja -käsittelemättömien lohkojen välille.
Pessimistinen laskelma olettaa, että kipsikäsitellyt pellot ovat peruskuormittavuudeltaan samanlaisia kuin pellot Savijoen yläosan vertailualueella. Tämä oletus on kuitenkin virheellinen. Kipsiä saaneet pellot ovat nimittäin luonnostaan kuormittavampia kuin vertailualueen pellot. Kipsin levitystä edeltävänä keväänä ylemmän kipsialueen pellot tuottivat 45 prosenttia ja alemman kipsialueen pellot 30 prosenttia suurempia hiukkasmaisen fosforin kuormituksia kuin vertailualueen pellot. Yksi syy eroon lienee se, että kipsialueen pellot ovat kaltevampia, ja siten herkempiä eroosiolle, kuin vertailualueen pellot.
Optimistisessa arviossa on oletettu, että ero vertailualueen ja kipsialueen peltojen välillä on pysynyt suhteessa samansuuruisena ennen ja jälkeen kipsin levityksen. Oletus vaikuttaa loogiselta, mutta senkin täytyy olla virheellinen, sillä yli 100 prosentin vähenemät eivät liene edes kipsillä mahdollisia. Ehkä jätämme pessimistiset ja optimistiset asenteet syrjään ja toteamme realismiin pyrkien, että kipsin todellinen teho on luultavimmin näiden kahden arvion välissä.
Yhteistä edellä esitetyillä kahdella arviolla on se, että kipsin teho vaikuttaa heikentyneen ajan myötä ja että ylemmällä kipsialueella kipsi on toiminut paremmin kuin alemmalla kipsialueella. Ilmeinen selitys tehon heikentymiseen voisi olla kipsin vähittäinen huuhtoutuminen pelloilta. Tosin TraP-hankkeessa tällaista tehon hiipumista kipsin huuhtoutuessa pellolta vesiin ei havaittu. Tehon väheneminen voi olla myös osin näennäistä johtuen viime syksyn poikkeuksellisesta märkyydestä, mikä on voinut alentaa maanesteen ionivahvuutta – kipsikäsittelystä huolimatta – tasolle, jossa maahiukkaset eivät aggregoidu ja eroosio pysyy voimakkaana.
Aiemmissa tutkimuksissa kipsi on vähentänyt myös rehevöitymisen kannalta erityisen ärhäkkään liuenneen fosforin kuormitusta. Savijoella vähenemää havaittiin vain ensimmäisen puolen vuoden aikana kipsin levityksestä. Liuennutta fosforia koskevat arviot ovat tosin hieman epävarmoja, sillä vesianalyysilaboratorion fosforimäärityksissä on paljastunut ongelmia. Fosforin lisäksi kipsi on vähentänyt sekä hiukkasmaisen että liuenneen orgaanisen hiilen huuhtoutumista pelloilta vesiin.
Savijokea seurataan tämän vuoden loppuun ja aineistoa syynätään yhä tarkemmin. Seurannan päätyttyäkään emme kuitenkaan tule esittämään tarkkaa prosenttilukua kipsin vaikutuksesta fosfori- ja hiilikuormitukseen, vaan erilaisiin lähtöoletuksiin perustuvia vaihteluvälejä. Toivottavasti nuo vaihteluvälit ovat kuitenkin kaventuneet nyt esitetystä.
Projektipäällikkö Pekka Salminen ja erityisasiantuntija Tanja Pajunoja Varsinais-Suomen ELY-keskuksesta kertovat syksyllä käynnistyneestä KIPSI-hankkeesta. Hanke on osa ympäristöministeriön luotsaamaa Vesiensuojelun tehostamisohjelmaa ja sen tavoitteena on vähentää maatalouden vesistökuormitusta laajamittaisella peltojen kipsikäsittelyllä Saaristomeren valuma-alueella. Suurin osa kipsin levityksestä tapahtuu vuosina 2020-22. Hankkeen toteutuksessa alueen viljelijät ovat avainasemassa. Hanketta esiteltiin osalle heistä viime viikolla Paimion yhteistoiminta-alueen viljelijäristeilylle
Maaseutuhallinnon Paimion yhteistoiminta-alue kutsui KIPSI-hankkeen viljelijäristeilylle 11. joulukuuta kertomaan kipsin vaikutusmekanismista ja hankkeen toteutuksesta. Risteilylle saapui yli 80 viljelijää Paimion, Sauvon, Kaarinan, Paraisten ja Kemiön kuntien alueelta. Hanketta olivat esittelemässä KIPSI-hankkeesta projektipäällikkö Pekka Salminen ja erityisasiantuntija Tanja Pajunoja sekä Varsinais-Suomen ELY-keskuksen vesiyksikön ylitarkastaja Mikko Jaakkola.
Jo aiemmin syksyllä KIPSI-hanke järjesti Paimiossa kipsinlevitysnäytöksen, joten monelle kipsikäsittely oli jo asiana tuttu ja monia kysymyksiä oli jo herännyt viljelijöiden keskuudessa. Ensimmäinen keskustelua herättänyt asia oli kipsin vaikutusaika, joka tutkimusten mukaan on noin viisi vuotta. Viljelijät toivat esiin kipsin osana laajempaa maanparannukseen tähtäävää toimenpidekokonaisuutta. Kokonaisuuteen voisi kuulua esim. syväjuuristen kasvien ottaminen viljelykiertoon ja maan syväkuohkeutus, jolloin kokonaisvaikutus voisi olla pidempikin.
Mukana oli myös SAVE-hankkeessa mukana olleita viljelijöitä. He kiinnittivät huomiota erityisesti logistisiin asioihin, kuten pienimpien teiden soveltuvuuteen painaville kipsikuljetuksille ja rekkarallin ympäristövaikutuksiin. Esille nostettiin myös kipsin olleen silminnähden hyödyllistä maaperän rakenteelle.
Keskusteluissa esiin nousi myös epäilyksiä. Teollisuuden kipsikasojen volyymi oli hyvin tiedossa ja kysymyksiä herätti mahdollinen teollisuuden vaikuttaminen KIPSI-hankkeen taustalla. KIPSI-hanke perustuu kuitenkin TraP- ja SAVE-hankkeista saatuun tutkittuun tietoon kipsin vesistövaikutuksista. Maanparannusaineena kipsi on vanhin kaupallinen lannoitetuote. Viljelijöistä osalle kipsi onkin kiinnostava maanparannusaineena, osa on motivoitunut vesiensuojelunäkökulmasta.
Hanketoteuttajan näkökulmasta oli ilahduttavaa käydä rakentavaa keskustelua, kuulla kriittisiäkin näkökulmia ja saada ajatuksia hankkeen käytännön toteutukseen. Useampi viljelijä myös ilmoitti olevansa kiinnostunut ottamaan kipsiä jo ensimmäisenä hankevuonna ja toteuttamaan kipsinlevitysnäytöksen omilla pelloillaan.
Paimion yhteistoiminta-alueen viljelijäristeily rohkaisi jatkamaan hanketoteutusta, joka on edennyt kipsin toimituksen kilpailutuksen valmisteluun. Kilpailutus toteutetaan tammikuussa 2020 ja Saaristomeren valuma-alueen viljelijät voivat ilmoittaa soveltuvia peruslohkoja kipsikäsittelyn piiriin VIPU-palvelussa huhtikuusta alkaen normaalin tukihaun yhteydessä.
Pekka Salminen ja Tanja Pajunoja, KIPSI-hanke (Varsinais-Suomen ELY-keskus)
Yksi SAVE2-hankkeen tavoitteista on selvittää mahdollisuutta kipsin talvilevitykseen. Talvilevityksestä ovat kyselleet myös SAVE-hankkeen pilottiviljelijät. Mahdollisuus levittää kipsi talvella lumelle tai routaiseen maahan helpottaisi viljelijöiden aikataulupaineita vaikeiden syyssäiden oloissa. Myös kipsin kuljetuksen järjestäminen helpottuisi, jos aikatauluikkuna olisi laajempi.
Erikoistutkija Kirsi Järvenranta ja tutkimusmestari Jenni Laakso Luonnonvarakeskuksesta kertovat tammikuussa aloitettavista laboratoriokokeista, joissa selvitetään, olisiko kipsin talvilevitys mielekäs tapa vähentää maatalouden fosforikuormaa. Huuhtoutuuko routaiselle pellolle levitetty kipsi suuressa määrin ennen liukenemistaan maahan tilanteessa, jossa (1) kipsiä on levitetty lumelle ja lumi sulaa tai jossa (2) kipsin levitystä seuraa voimakas sade?
Kipsin hyötyjä savimaan ravinnekuormituksen vähentämisessä tutkitaan pintavaluntasimulaattori SIMUn avulla Luonnonvarakeskus Kuopiossa. Menetelmä yhdistää autenttisia pelto-olosuhteita ja säädeltyjä laboratorio-olosuhteita ja sillä voidaan nimensä mukaisesti simuloida pintavalunnan muodostumista erilaisissa sääolosuhteissa.
SAVE2-hankkeessa tutkittavat savimaan laatat nostettiin Jokioisilla lokakuun 23. päivä kolmen hengen voimin. Reissulle lähtiessä pohdittiin kuivan savipellon mahdollista kastelutarvetta laatannostoa varten, koska kuiva savi murenee ja lohkeilee helposti. Tilanne oli kuitenkin täysin päinvastainen ja vastassa oli varsin kostea peltolohko. Märkä savipelto aiheutti haasteita nostoon, sillä pellon pinta oli liettynyttä noin viiden sentin syvyyteen asti – onneksi ei syvemmälle, niin saimme laatan pohjalle kiinteämpää maa-ainesta!
Laattojen nostossa maalaatta – 30 cm leveä, 90 cm pitkä ja noin 6 cm syvä kaistale – höylätään irti traktorivetoisella leikkurilla. Leikkuriin on kiinnitetty vahva pleksi, joka liukuu leikkurin takana maalaatan alle. Kun pleksi on kokonaan maalaatan alla, laatta leikataan sopivaan mittaan ja nostetaan pleksin avulla muovitetun vaneripohjan päälle.
Märältä, puiduilta viljapellolta laatat täytyi nostaa todella varovasti, sillä laatan koostumus oli pehmeä eikä laatoilla ollut viljansängen lisäksi maata koossapitävää kasvillisuutta. Valmiit maalaatat kuljetettiin Luke Jokioisten toimipaikan pihaan ja paketoitiin loppuun aurinkoisessa syyssäässä.
Paketoitaessa maalaatta saa ympärilleen noin 15 cm korkuiset seinät, jotka puristetaan tiiviisti laatan ympärille. Laatan toisen kapean pään seinä on matala, jotta pintavalunta pääsee virtaamaan laatan päältä. Lisäksi laatan pohjaan tehdään reikiä, joiden kautta läpisuotautuva vesi kerätään.
Laatat kuljetettiin Maaningalle tiukasti pakattuina pakettiautolla ja peräkärryllä – painoa tuli pelkästään laatoista noin 1500 kiloa! Perillä laatat varastoitiin -2 asteeseen pakastekonttiin odottamaan koejakson alkua.
Koejaksolla laatat viedään SIMUun, missä osa niistä peitetään lumella, jonka päälle levitetään 4000 kg/ha vastaava määrä kipsiä. Lumi sulatetaan säteilylämmittimillä niin, että lämpötila seuraa normaalia keväistä päivärytmiä, päivällä lämmintä ja yöllä pakkasta. Osalle koelaatoista kipsi levitetään suoraan jäätyneen maan päälle, ja laattaa sadetetaan lumen vesiarvoa vastaavalla määrällä vettä. Kaikki valumavesi kerätään talteen analyysiä varten. Kokeessa on sekä käsittelemättömiä laattoja että kipsipeitteen saaneita laattoja tasaisella ja kaltevalla pohjalla. Jokaista käsittelyä on 4 toistoa, jotta tuloksesta saadaan luotettava.
Tällä hetkellä maalaatat odottavat lumisateita varastossa, ja valuntasimuloinnit päästään aloittamaan näillä näkymin tammikuussa 2020. Tulokset valmistuvat kevään mittaan. Onko kaltevuudella merkitystä, miten lumipeite tai sade vaikuttaa kipsin huuhtoutumiseen ja miten kipsi vaikuttaa valumaveden mukana huuhtoutuvan maa-aineksen tai ravinteiden määrään? Tämä kaikki jää kokeissa nähtäväksi. Tuloksista kerromme SAVEn blogissa keväällä.
Kirsi Järvenranta ja Jenni Laakso, Luonnonvarakeskus Kuopio
Projektipäällikkö Anna Saarentaus John Nurmisen Säätiöstä kertoo Vantaanjoen kipsihankkeen kuulumisia. Hanke on edennyt suunnitellusti, ja tänä syksynä kipsinlevitykseen osallistuu 50 tilaa Vantaanjoen valuma-alueella.
Sain Savijoen kipsipilotin toteuttajilta alla olevan reseptin, koska työnantajani John Nurmisen Säätiö suunnitteli kipsikäsittelyn toteuttamista maatalouden vesiensuojelutoimena. Ohjetta on sovellettu Vantaanjoen valuma-alueella tänä ja viime vuonna, ja hyvin ovat nyt pullat nousemassa uunissa!
Kilpailuta hankinnat, kuten kipsi, kuljetus, levitys ja tilakäynnit
Informoi viljelijöitä ja keskeisiä sidosryhmiä hankkeesta
Tee kiinnostuneiden viljelijöiden kanssa kipsinlevityssopimus
Maksa kipsikäsittelyn kustannukset ja huolehdi, että koko kipsiketju liikkuu suunnitellusti
Seuraa kipsikäsittelyn ympäristövaikutuksia
Raportoi ja viesti hankkeen tulokset
1. Aloita suunnittelusta
Vantaanjoen kipsihankkeen tavoitteeksi asetettiin kipsin levittäminen jopa 3500 peltohehtaarille. Tämän laajuisella kipsikäsittelyllä leikataan vuotuista fosforikuormaa noin kahdella tonnilla ja kiintoaineskuormaa noin tuhannella tonnilla, ja positiiviset vesistövaikutukset kohdistuvat lähes miljoonan virkistyskäyttäjän Vantaanjoelle ja Vanhankaupunginlahdelle.
Huolellinen pohjatyö ja eri sidosryhmien tarpeiden ja toiveiden selvittäminen sujuvoittavat hanketoteutusta. Vantaanjoen hanke on hyötynyt suuresti kipsipilotin kokemuksista, ja Liedon ja Paimion oppeja on pystytty ottamaan käyttöön ja käytäntöjä kehittämään edelleen. Nyt SAVE-hankkeesta tuttuja, tehokkaan vesiensuojelumenetelmän käyttöönotosta kertovia kipsikasoja on voinut bongata pääkaupunkiseudun ympäristössä.
2. Älä lannistu, vaan selätä haasteet
Leipureille on Vantaanjoella tuottanut päänvaivaa etenkin viljelijöiden tavoittaminen, koska tietosuojasäädökset rajoittavat merkittävästi yhteystietojen luovuttamista. Monet sidosryhmät ovat kuitenkin ystävällisesti vieneet viestiä eteenpäin omien jäseniensä keskuudessa.
Muita käytännön haasteita ovat olleet toiminnan skaalaus pilottikokoluokasta kohti laajan mittakaavan vesiensuojelutyötä sekä kipsin ja julkisuudessa esillä olleiden muiden maatalouden vesiensuojelumenetelmien (rakennekalkki, kuitulietteet) vaikutusten ja toimintamekanismien sekoittuminen toisiinsa. On hieno asia, että uusia vesiensuojelumenetelmiä on viime vuosina innovoitu tiuhaan tahtiin, mutta viljelijöille se aiheuttaa välillä todellista infoähkyä.
Haasteita on pyritty taklaamaan suunnittelun (yhteiset palaverit palveluntarjoajien kesken, erilaisten online-työkalujen käyttöönotto) ja viestinnän keinoin.
3. Nauti onnistumisista
Matkan varrella on saatu iloita monista asioista. Tänä vuonna konsortiomme tuuletti, kun Yara Suomi Oy päätti lahjoittaa hankkeelle 2 500 ha:n kipsikäsittelyyn tarvittavan kipsin. Näin hankkeen rahoitus riitti vielä suuremman pinta-alan kipsikäsittelyyn. Riemunkiljahduksia herättivät myös tiettyjen virstanpylväiden, kuten levityssopimusten hehtaaritavoitteen saavuttaminen, ja mädinhaudontakokeen saaminen onnistuneesti päätökseen.
Onnellisina seurasimme myös sitä, kun hallituksen vesiensuojelun tehostamisohjelma sai kohdennettuja varoja kipsikäsittelyyn Saaristomeren alueella. Ei kun vain uudet pullat uuniin!
4. Muista seurata vaikuttavuutta
Ympäristöseurannat ovat Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistyksen (VHVSY) osaavissa käsissä.
Kipsikäsittelyn vaikutuksia veden laatuun tutkitaan Lepsämänjoen mittausasemalla, jonka yläpuolisesta peltopinta-alasta käsiteltiin kipsillä syksyn 2018 aikana 36 % (300 ha). Mukaan saadaan lisää käsittelyalaa vielä syksyllä 2019.
Ensimmäiset merkit kipsikäsittelystä ovat jo olleet nähtävissä jokiveden laadussa, sillä kipsin liuetessa sen sisältämä sulfaatti nostaa sähkönjohtokyvyn arvoja. Kipsin vaikutusta eroosioon ja fosforihuuhtoumaan analysoidaan parhaillaan vertailemalla sameuden ja valuman suhdetta ennen ja jälkeen kipsikäsittelyn. Koska sameus korreloi kiintoainepitoisuuden ja kokonaisfosforipitoisuuden kanssa, indikoi sameuden väheneminen myös kiintoaine- ja fosforikuormituksen pienenemistä. Tuloksista raportoidaan myöhemmin tänä vuonna.
Kalaston osalta VHVSY on toteuttanut mädinhaudontakokeen ja sähkökoekalastuksen. Mädinhaudontakokeen tulosten mukaan jokivesi kipsikäsiteltyjen peltojen vaikutusalueilla soveltuu taimenen lisääntymiselle. Sähkökoekalastukset puolestaan toteutettiin ennen kipsin levitystä ja havaintoja kalakannoista vertaillaan myöhemmin kipsikäsittelyjen jälkeen suoritettaviin kalastuksiin. Kuudesta koealasta kolme oli erinomaisessa ekologisessa tilassa, yksi hyvässä ekologisessa tilassa ja kaksi tyydyttävässä tilassa. Taimenia esiintyi neljällä koealalla.
5. Yllätykset ovat aina mahdollisia
Hanke on tähän mennessä edennyt suunnitellusti, ja uskomme, että kipsikäsittelyn vaikutus ravinnehuuhtouman vähentämisessä ja sitä kautta vesistöjen tilan parantamisessa on huomattava.
Syksyn säät vaikuttavat merkittävästi siihen, pystytäänkö koko suunniteltu levitysala käsittelemään syksyllä 2019 vai joudutaanko käsittelyä jatkamaan vielä vuonna 2020. Joka tapauksessa seuraaviin askeliin kuuluu muistuttaa vesiensuojelun tärkeydestä, lisätä edelleen kipsikäsittelyn tunnettuutta sekä kertoa seurantojen tuloksista niin veden laadun kuin kalastotutkimustenkin osalta.
Vantaanjoen kipsihanketta toteuttavat John Nurmisen Säätiö, Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry, Helsingin yliopiston Maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan Taloustieteen osasto ja Suomen ympäristökeskus. Hanketta rahoittavat säätiön yksityiset tukijat ja ympäristöministeriö. Hanke toteuttaa Suomen vesien- ja merenhoidon toimenpideohjelmaa.
Anna Saarentaus, projektipäällikkö, John Nurmisen Säätiö