Mädinhaudontaa Savijoella – hiekka häiritsi koetta

Tutkija Hanna Arola kertoo viime syksynä aloitetusta taimenen mädin haudontakokeesta, jossa on pyritty selvittämään, miten Savijokea ympäröivillä pelloilla tehty kipsinlevitys vaikuttaa taimenen alkioiden selviytymiseen ja kasvuun Savijoessa. Luonnossa taimenen alkiot kehittyvät ja kuoriutuvat joen pohjassa soran suojissa niin kutsutussa kutupesässä. Kokeessa on matkittu taimenen alkioiden luontaista kutupesää hautaamalla mätimunat taimenen luontaisen kutupesän olosuhteita muistuttavaan ”keinopesään”. Kylmä talvi ja jääolosuhteet sekä keinopesien sylintereihin huuhtoutunut hiekka ovat kuitenkin vaikeuttaneet näytteenottoja ja tulosten saamista. Aiempien tutkimusten mukaan kipsinlevitys ei näytä vaikuttavan merkittävästi kaloihin tai muihin vesieliöihin. Kipsinlevityksen vaikutusta kalastoon tullaan jatkossa tutkimaan myös Vantaanjoella tänä syksynä aloitettavassa kipsihankkeessa.

Huhtikuun puoliväliin mennessä koepaikkojen jääkannet olivat sulaneet, ja suuntasimme jälleen Savi- ja Järvijoelle mätinäytteenottoon.

Kaikilla koepaikoilla nostimme yhden sylinterin keinopesistä, eli yhteensä kolme sylinteriä jokaisesta paikasta (Kuva 1a). Avasimme sylinterit ja laskimme elossa olevat yksilöt sekä arvioimme sylintereihin kertyneen hiekan määrän (Kuva 1b). Sekä Savijoen vertailu- että kipsialueella oli eläviä alkioita vain yhdessä kolmesta sylinteristä. Elossa olevien osuus oli vertailualueen sylinterissä 22 % ja kipsinlevitysalueen sylinterissä 38 %. Järvijoella elossa olevien alkioiden lukumäärä oli vähentynyt maaliskuun tilanteesta. Siellä eläviä alkioita oli vain kahdessa sylinterissä, joissa elossa olevien osuus oli 2 ja 76 %.

Kuva 1. a) Näytteenottoon kerätyt sylinterit ämpäreissä (Kuva: Hanna Arola).
Kuva 1. b) Avatun sylinterin sisältö tarjottimella: vasemmalla laidalla alkioita, keskellä sylinteriin kertynyttä hiekkaa ja oikeassa yläkulmassa sylinteriin kokeen alussa laitettu sora (Kuva: Maija Hannula)

Tämän jälkeen teimme vielä kaksi näytteenottoa, yhden toukokuun alkupuolella ja toisen toukokuun loppupuolella. Näillä näytteenottokerroilla havaitsimme iloisia perhetapahtumia, sillä joistakin sylintereistä löytyi kuoriutuneita poikasia (Kuva 2). Kokonaisuudessaan elossa olevien osuus oli kuitenkin vähentynyt entisestään. Yhdestäkään sylinteristä ei enää löytynyt eläviä kuoriutumattomia alkioita ja joissakin Savijoen sylintereissä oli myös kuolleita ruskuaispussipoikasia. Savijoen koepaikoilla vain yhdessä vertailualueen sylinterissä oli viisi elävää poikasta toukokuun alkupuolella, mikä oli 10 % sylinterin alkuperäiseen mätimunamäärään (50 kpl) nähden. Muilta osin Savijoen koepaikoilla ei havaittu eläviä yksilöitä toukokuun näytteenotoissa. Järvijoella elossa olevia poikasia löytyi yhdestä sylinteristä kummallakin toukokuun näytteenottokerralla. Näissä sylinterikohtainen elävien osuus suhteessa alkuperäiseen mätimunamäärään oli toukokuun alussa 2 % ja lopussa 26 %.

Kuva 2. Kuoriutuneita ruskuaispussipoikasia Savijoen vertailualueella toukokuun alussa (Kuva: Maija Hannula).

Kaikkiin sylintereihin oli kertynyt huomattavan paljon hiekkaa, mikä todennäköisesti lisäsi alkioiden kuolleisuutta (Kuvat 3a ja b). Hiekan osuus sylintereiden sisällöstä oli 13–50 %. Lisäksi Savijoen vertailualueella havaittiin maaliskuussa pakkasen puolella olleita veden lämpötila-arvoja, joten siellä keinopesät olivat saattaneet jäätyä. Sen sijaan tammikuussa Savijoen kipsinlevitysalueella havaittu pohjajää ei näkynyt sieltä mitatuissa keinopesien lämpötilalukemissa. Koska säilyvyys oli kokonaisuudessaan hyvin matalaa, ei kipsinlevityksen vaikutuksia taimenen alkioihin ja poikasiin sekä niiden kasvuun pystytty valitettavasti arvioimaan kunnolla.

Kuvat 3a ja b. Hiekkaisia sylintereitä (Kuva a: Maija Hannula, kuva b: Hanna Arola).

Hanna Arola
Bio- ja ympäristötieteiden laitos
Jyväskylän yliopisto

 

Sulfaattiselvityskoe – matka kohti tuntematonta

Sulfaatin vaikutuksesta luonnonvesien rehevöitymiseen kaivataan kipeästi lisää tietoa, sillä esimerkiksi SAVE-hankkeen kipsikäsittelyt ja Paattistenjoen ferrisulfaattikäsittelyt ovat lisänneet jokiveden sulfaattipitoisuuksia. Tuorein tutkimus toteutettiin Turun ammattikorkeakoulun laboratoriossa neljännen vuoden opiskelijoiden yhteistyönä. Tutkimuskohteena oli Turussa sijaitsevan Maarian tekoaltaan vesi ja pohjasedimentti. Syyskuun 2017 aikana järjestetyssä hankkeen infotilaisuudessa loksahtivat opiskelijaryhmän suut auki: mihin tässä oikein ollaan ryhtymässä?

Vuodenajan armoilla

Tammikuun toisena sunnuntaina oli hieman erikoista herätä aikaisin aamulla. Aamu poikkesi paljon tavanomaisesta päivärytmistä, mutta niin sen oli tällä kertaa tarkoituskin. Oli aika valmistautua näytteenottoon, joka polkaisi käyntiin muutaman päivän mittaisen työurakan alkavalle viikolle. Kolmen hengen tiimi kokoontui kampukselle tarkistamaan kaikki laitteet ja apuvälineet mitä näytteenotossa tarvitaan. Kaikki vaikutti olevan kunnossa, joten ei muuta kuin tavarat auton kyytiin ja matkaan kohti Maarian allasta.

Paikan päällä aamuaurinko alkoi jo pilkottaa taivaanrannasta antaen valoa alkavalle työpäivälle. Maarian altaalla kerättiin talteen ravinnepitoista sedimenttiä ja altaan vettä laboratoriokoetta varten. Ennen näytteenottoa oli tarvetta kuitenkin pienelle lihasvoimalle. Syynä oli noin 30 sentin jääkerros, minkä läpi oli päästävä monessa eri kohdassa. Urakkaa hankaloitti myös se tosiasia, että talviaikaan päivänvalolla on rajansa. Oli toimittava ripeästi ja koordinoidusti, jotta saimme näytteenoton onnistumaan. Lyhyet evästauotkin oli pakko porrastaa, jotta valoisa aika ei loppuisi kesken.

Haasteet olivat kuitenkin tällä kertaa vain pomppuja matkassa ja näytteenotto onnistui lähelle toivottua lopputulosta. Alkuillan pimeydessä pakkasimme tavarat ja näytteet autoon ja palasimme takaisin kampukselle. Näytteet saivat vielä odottaa maanantaiaamuun ennen kuin päätyivät varsinaiseen käsittelyyn.

Tutkimus pullotetuilla koeyksiköillä

Koevedestä valmistettiin lasipulloihin yhteensä 14 erilaista koeyksikköä, joista suurimmassa osassa oli lisäksi Maarian altaan pohjasedimenttiä. Eroavaisuuksia lähdettiin toteuttamaan lisäämällä tiettyihin pulloihin sulfaattia ja hiilen lähteenä toimivaa sokeria. Koeyksiköiden kokoamisen jälkeen odotettiin noin vuorokausi ennen ensimmäisiä määrityksiä. Kokeessa tarkoitus oli siis tarkastella lähtö- ja lopputilanteita.

Pintasedimenttiä Maarian altaasta (kuva: Eemeli Huhta/Turun AMK) sekä näytteenottoa koeyksiköistä (kuva: Emilia Suvanto/Turun AMK)

Mikäli suunnitelmissa oli päästä päivän päätteeksi nauttimaan raikkaasta tammikuisesta säästä, olivat ensimmäiset näytteet eri mieltä. Työpäivät venyivät jopa 16 tuntisiksi. Valmistautuminen oli tärkeässä roolissa. Pitkästä päivästä huolen piti etenkin näytteiden suodattaminen, koska koevesi oli hyvin sameaa. Analyysit valmistuivat kuitenkin suhteellisen nopeasti, koska työtaakka oli jaettu. Tittelin aikaa vievimmästä määrityksestä vei ylivoimaisesti sulfaatti, sillä yksi mittaus kesti 20 minuuttia.

Tutkimuksessa haluttiin asettaa myös mikrobitoiminta yhdeksi muuttujaksi. Ensimmäisen näytteenoton jälkeen tietyistä koeyksiköistä pyrittiin formaliinin voimalla poistamaan mikrobiologian vaikutus. Näiden toimenpiteiden jälkeen haluttiin pulloista poistaa lisäksi happi typpikaasulla. Tämän jälkeen pullot korkitettiin ja laitettiin pimeään tekeytymään kahdeksi kuukaudeksija odottamaan lopputilanteen tarkastamista. Tämän kahden kuukauden aikana ainoa toimenpide oli pullojen viikoittainen sekoittaminen.

Suodattaminen tuotti harmaita hiuksia (kuva: Emilia Suvanto/Turun AMK). Koeyksiköiden typettämistä (kuva: Emilia Suvanto/Turun AMK)

Hapettomat olosuhteet uutuutena

Sulfaatin vaikutus fosforin vapautumiseen tulee esille vasta hapettomissa oloissa. Näin ollen toisessa näytteenotossa tämä oli huomioitava myös laboratoriomääritysten osalta. Fokuksessa olikin se, miten laboratoriossa voidaan toimia hapettomasti. Tarvitsisiko koko laboratorio typettää hapettomaksi ja pitäisikö tutkijat varustaa avaruuspuvuin?

Näin järeisiin toimenpiteisiin ei sentään ollut tarvetta ryhtyä. Hapettomien olosuhteiden toimintamalliin lähdettiin hakemaan ratkaisua polyeteeniteltoista. Kyseessä on suljettu systeemi, jonka sisällä olevia olosuhteita, eli tässä tapauksessa happipitoisuutta, on mahdollista kontrolloida. Näiden telttojen rakenteissa oli kiinni neljä hansikasparia, kaksi kummallakin puolen, joten telttailemaan pääsi parhaimmillaan kaksi tutkijaa yhtäaikaisesti. Koeyksiköiden tavoin myös teltoista poistettiin happi typpikaasulla.

Typpiteltoilla työskentelyä (Kuva: Pasi Laaksonen/Turun AMK)

Typpiteltoilla työskentely laittoi käsiltään näppärimmänkin tutkijan kyvyt koetukselle, sillä teltan kömpelöillä hansikkailla jo pelkkä tavaroiden siirtely vaati erityistä tarkkuutta. Etenkin kaikkein pienimmät astiat olivat herkkiä kaatumiselle. Pelisilmä olikin valttia kahden tutkijan työskennellessä samassa teltassa samanaikaisesti. Tutkimuksen aikana haasteilta ei vältytty, esimerkiksi eräs näytepullo kaatui epäonnekkaasti useamman tutkijan toimesta. Kokonaisuus huomioiden telttahaasteesta selviydyttiin kuitenkin ansiokkaasti.

Loppu hyvin, kaikki hyvin

Toisesta määrityskierroksesta povattiin typpitelttojen takia erityisen haasteellista. Etenkin näytteiden suodattamista odotettiin kammoksuen. Suodattaminen sujui kuitenkin melko kivuttomasti, sillä koeyksiköiden vesi oli ensimmäiseen näytteenottoon verrattuna huomattavasti kirkkaampaa. Sen sijaan näytteiden määritykset veivät aikaa suodattamisenkin edestä, joten pitkiltä työpäiviltä ei tälläkään kertaa vältytty. Loppujen lopuksi hanketta voi pitää onnistuneena, erityisesti typpiteltoilla suoritettavat toimenpiteet oli melko hyvin suunniteltu etukäteen ja mutkia matkassa oli vain harvakseltaan.

Seikkailun tuloksista kerrotaan viimeistään loppukesästä. Kokeesta kerrottiin ensimmäisen kerran lyhyesti SAVEn blogissa helmikuussa.

 

Turun ammattikorkeakoulun opiskelijat:

Pasi Laaksonen (prosessi- ja materiaalitekniikka)

Jenni Ståhlberg (bio- ja elintarviketekniikka, sv. laboratoriotekniikka)

Tapio Kankaanpää (energia- ja ympäristötekniikka)

Dataähkyä ja päänvaivaa – eli miten kipsin vaikutus saadaan esille valuma-aluepilotissa

Petri Ekholm
Erikoistutkija
SYKE
+358 2952 51102
petri.ekholm (a) ymparisto.fi

Kun luonnontutkija haluaa jostain ilmiöstä tarkkaa tietoa, hän sulkeutuu laboratorion suojiin, säätää siellä yhtä vipua kerrallaan ja minimoi häiriötekijät. Kipsin vaikutuksen selvittämisessä tämä voisi tarkoittaa keinotekoista sadetusta ja fosforihuuhtoumien mittaamista maanäytteistä, jotka edustavat eri maalajeja, kasvipeitteisyyksiä ja muokkaustapoja. Labratutkijat tietävät, että ”älä koskaan toista onnistunutta koetta.” Olettaen, että tässä tutkimuksessa kaikki olisi mennyt kuin siinä kuuluisassa Yle Femman ohjelmassa, tulosten perusteella ei kuitenkaan voisi tehdä laajoja alueita koskevia laskelmia ja suosituksia. Erilaisten maalajien, kaltevuuksien, viljelykäytäntöjen ja säätilojen yhdistelmiä on laboratorion ulkopuolella yksinkertaisesti liikaa.

SAVE-hanke ei sulkeutunut laboratorioon vaan kipsin vaikutusta selvitetään paljaan taivaan alla, poikkeuksellisen laajalla käytännön kokeella, joka kattaa 82 neliökilometriä varsinaissuomalaista valuma-aluetta. Mitä yksityiskohtaisessa kipsimekanismien ymmärryksessä menetetään, voitetaan yleistettävyydessä. Näin voimme esimerkiksi paremmin arvioida, mikä on kipsin keskimääräinen vaikuttavuus Saaristomeren valuma-alueella. Laajan kenttätutkimuksen tuottaman aineiston käsittelyssä on kuitenkin omat kommervenkkinsa. SAVE-hankkeessa ne liittyvät pitkälti siihen, miten kipsisignaali erotetaan luontoäidin, ihmisen ja tekniikan tuottamasta kohinasta. Kyseessä kun ei todellakaan ole kontrolloitu laboratoriokoe.

Aineiston käsittely alkaa petollisen helposti: muutamalla hiiren klikkauksella saan ladattua Savijoen jatkuvatoimisten vedenlaatuanturien rekisteröimät tunnittaiset sameus-, sähkönjohtavuus-, fluoresenssi-, lämpötila- ja vedenkorkeusarvot Luode Consultingin serveriltä koneelleni. Vuotta 2018 aiemman aineiston saan vieläkin helpommin: laatuvarmistettuna Excel-tiedostona sähköpostiini.

Jatkuvatoimiset anturitkaan eivät kuitenkaan toimi jatkuvasti, vaan 1–2 % tunnittaisista tuloksista puuttuu. Antureiden ilmaisimiin menee roskia, tiedonsiirto serverille ei pelaa tai salama sekoittaa sähkönsaannin. Toistaiseksi pisin katkos kesti yli neljä päivää, kun Parmaharjun anturi uppoutui kevättulvassa 2017 joen pohjaan. Korvaan puuttuvat arvot olettamalla tasaisen muutoksen viimeisestä havainnosta ennen katkosta ensimmäiseen havaintoon katkoksen jälkeen, ts. lineaarisella interpoloinnilla. Näin luon Savijoen kolmelle havaintoasemalle helmikuun 19. päivästä 2016 alkavan yhtenäisen datasetin.

Tähän settiin lisään SYKEn hydrologeilta saamani tarkistetut valunta-arvot Savijoen mittapadolta ja laitan läppärini laskemaan kullekin asemalle maa-ainekseen sitoutuneen fosforin huuhtoumat. Laskennassa käytän hyväksi anturien mittaaman sameuden ja vesinäytteistä laboratoriossa määritetyn maa-ainesfosforin välistä yhteyttä.

Tulokseksi saan, että Savijoen yläosan kipsittömällä vertailualueella on huuhtoutunut ennen kipsinlevitystä, siis ajalla 19.2.–31.7.2016, keskimäärin 80 grammaa maa-ainesfosforia neliökilometriltä päivässä. Kipsialueen alaosan Parmaharjulla huuhtouma on ollut vastaavana aikana 50 % suurempi, 120 grammaa neliökilometriltä päivässä.

Eihän tämän näin pitänyt mennä! Oletimme nimittäin, että huuhtoumat ennen kipsiä olisivat samaa suuruusluokkaa Savijoen eri osissa. Onhan valuma-alue melko samanlainen ylhäältä alas. Kevään 2016 aineiston perusteella näyttää kuitenkin siltä, että alue, jolle kipsiä levitettiin, on eroosioherkempää kuin vertailualueeksi jätetty yläosa. Tällaista tilannetta ei olisi tullut vastaan kontrolloidussa laboratoriokokeessa.

Voisiko alueiden välinen ero johtua siitä, että vertailualueella on hieman vähemmän peltoja (39 % valuma-alueesta) kuin kipsinlevitysalueella (44 %)? Jos oletamme, että maa-ainesfosforia tulee vain pelloilta ja suhteutamme fosforihuuhtoumat peltoisuuteen, ero alueiden välisissä huuhtoumissa pienenee, mutta ei poistu. Eroa ei myöskään selitä peltojen maalaji, joka on enimmäkseen savea. Ainoa toistaiseksi tiedossamme oleva selitys on se, että yläjuoksun pellot ovat tasaisempia kuin kipsinlevitysalueella ja siten vähemmän eroosioherkkiä. Jos teillä hyvät blogimme lukijat on alueiden erosta näkemyksiä, niin kertokaa meille!

Kipsin levityksen jälkeen (1.11.2016–18.1.2018) fosforihuuhtoumat alueiden välillä ovat olleet päinvastaisia: vertailualueelta on huuhtoutunut 194 grammaa maa-ainesfosforia neliökilometriltä päivässä, mutta Parmaharjulla vain 174 grammaa. Tämä siitä huolimatta, että Parmaharjulle tultaessa vain 43 % kaikista pelloista on käsitelty kipsillä. Kipsi siis vaikuttaa purevan maa-ainesfosforiin, mutta tarkasti ottaen miten paljon? Tätä olen parhaillaan pohtimassa.

Savijoen veden sameus aleni kipsin levityksen jälkeen. Mutta mikä oli juuri kipsin vaikutus veden kirkastumisessa ja fosforihuuhtoumien vähenemisessä? Kuvassa Parmaharjun aseman tulokset suhteutettuna valuntaan. (Kuva: Petri Ekholm / SYKE)

Koska tutkimusalueemme ei ole tasalaatuinen, alueiden erot on otettava tuloksia tulkittaessa huomioon. Olen jakanut valuma-alueen kolmeen osaan: (1) Savijoen yläjuoksu mittapadolle asti on siis vertailualue, (2) mittapadolta Yliskulmalle kuljettaessa olemme kipsinlevitysalueen yläosassa ja (3) alue Yliskulmalta Parmaharjulle on kipsinlevitysalueen alaosa. Kunkin näistä kolmesta alueesta olen jakanut maankäytöltään viiteen luokkaan: pellot, joille ei ole levitetty kipsiä, kipsipellot (nämä luonnollisesti puuttuvat vertailualueelta), kivennäismailla olevat metsät, rakennetut alueet ja viimeisimpänä sekä vähäisimpänä luokka ”muu maankäyttö”. Maankäyttöalat saan SYKEn tuottamasta CORINE2012-tietokannasta.

Kartta tutkimusalueesta, jossa näkyvät ylhäällä oleva vertailualue, ylempi ja alempi kipsialue sekä näytteenottopaikat. Kartta: Elina Röman / SYKE

Tämän jälkeen arvioin kaikille kolmelle alueelle ja niiden viidelle maankäyttöluokalle ominaiskuormituksen. Vaikka Savijoki on peltovaltainen, yleisin maankäyttöluokka on metsä. Onnekkaasti metsälle löytyy alueelta mittaustietoa, sillä metsätalouden vesistökuormituksen seurantaverkon valuma-alueista kaksi (Ojakorpi ja Rantainrahka) sijaitsee vertailualueen latvoilla. Rakennetulle ja muulle alueelle sekä haja-asutukselle käytän kirjallisuusarvioita ja peltojen ominaiskuormituksen arvioin keräämämme aineiston avulla. Tässä otan huomioon kotieläimet ja viljelijöiltä saadut tiedot. Harjoituksen tuloksena saan arvioitua maa-ainesfosforin huuhtoumat kipsi- ja ei-kipsipelloille, ja näiden perusteella kipsin tuottaman reduktion. Kaikki huuhtoumiin vaikuttavat tekijät, joista on olemassa mittaus- tai kirjallisuustietoa, otetaan siis huomioon, jolloin kohinaa saadaan vaimennettua ja kipsisignaali mahdollisimman kirkkaana esille. Onneksi kipsin vaikutus on niin suuri, että valuma-aluetasonkin kokeesta saadaan oikean suuruusluokan tietoa, vaikka kaikkea epävarmuutta ei voidakaan eliminoida.

Seuraavassa blogissani esittelen tulokset eli sen, mikä on ollut kipsin vaikutus maa-ainesfosforiin, kiintoaineeseen, liuenneeseen orgaaniseen aineeseen ja sulfaattiin lähes kaksi vuotta kipsin levityksen jälkeen. Vastaavanlaisen arvion teen myös liuenneelle fosforille, sille kaikkein rehevöittävimmälle fosforimuodolle. Tällöin käytössäni ei kuitenkaan ole tiheää anturidataa vaan ainoastaan suhteellisen harvoin otetuista käsinäytteistä määritetyt pitoisuudet. Liuenneen fosforin suhteen joudumme siis sietämään suurempaa epävarmuutta.

Kurkistus jäänkannen alle – mädinhaudontaa Savijoella

Viime syksynä aloitimme taimenen mädinhaudontakokeen, jossa selvitämme, miten Savijokea ympäröivillä pelloilla tehty kipsinlevitys vaikuttaa taimenen alkioiden selviytymiseen ja kasvuun Savijoella. Tätä varten rakensimme keinopesiä, jotka muistuttavat olosuhteiltaan mahdollisimman hyvin taimenen oikeita kutupesiä.

Tammikuun puolivälissä kävimme tarkistamassa, mitä viime syksynä rakentamillemme keinopesille kuului. Uutiset olivat sekä hyviä että hieman huolestuttavia. Kaikki keinopesät olivat paikoillaan syksyn ja alkutalven runsaiden sateiden jäljiltä, eikä millään koepaikalla ollut jäänkantta tuolloin. Savijoella kipsinlevityksen vaikutuspiirissä olevalla Koskelan alueella joen pohjaan ja myös keinopesien päälle oli kuitenkin muodostunut jäätä. Metsäisen vertailujoen, Järvijoen, keinopesiin oli puolestaan kertynyt hiekkaa. Sen sijaan Savijoella mittapadon yläpuolisella kipsittömällä vertailualueella emme havainneet merkkejä pohjajäästä tai hiekasta. Koskelan ja Järvijoen havainnot kuitenkin herättivät kysymyksen siitä, miten muut kuin kipsinlevitykseen liittyvät tekijät saattaisivat vaikuttaa alkioiden selviytymiseen tai kasvuun. Tämä selviäisi meille kuitenkin vasta kevään näytteenottojen jälkeen.

Kuvat 1 a–c. Kurkistus jäänkannen alla oleviin keinopesiin Järvijoella. (Kuvat: Maija Hannula)

Kevätauringon lämmittäessä maaliskuun lopulla teimme ensimmäisen näytteenottoreissun – tai no, ainakin yritimme ottaa näytteitä. Alkuvuoden pakkaset olivat muodostaneet Savi- ja Järvijoelle paksut jäänkannet. Järvijoella löysimme keinopesät helposti jään alta, ja kaikki kolme pesää olivat myös veden alla (Kuvat 1 a–c). Poimimme kaikista pesistä yhden satunnaisesti valitun haudontasylinterin, joista kaikista paljastui iloinen yllätys! Hiekasta huolimatta suurin osa (62–88 %) taimenen alkioista oli elossa kussakin sylinterissä. Näin ollen Järvijoella keinopesiin ja sylintereihin kertynyt hiekka ei ainakaan toistaiseksi ollut juurikaan koitunut alkioiden kuolemaksi.

Kuva 2. Koskelassa sameaa vettä virtasi jo melko keväiseen malliin jään päällä. (Kuva: Maija Hannula)

Savijoella Koskelassa jää- ja vesitilanne kuitenkin yllätti meidät täysin (Kuva 2). Jään päällä oli vettä, mikä heikensi työskentelynäkyvyyttä yrittäessämme rikkoa noin 40 cm:n paksuista jäänkantta. Parin tunnin tuloksettoman jäänsärkemisen jälkeen päätimme keskeyttää näytteenottoyrityksen. Sen verran kuitenkin saimme rikottua jäätä, että havaitsimme jään alla olevan vettä. Joki ei siis ollut jäätynyt täysin pohjaa myöten ja olikin toivoa, että myös keinopesät olisivat veden alla. Alkioiden selviytyminen varmistuu kuitenkin vasta myöhemmissä näytteenotoissa. Lopuksi kävimme vielä tarkistamassa tilanteen Savijoen vertailualueella. Aivan kuten Koskelassakin, myös vertailualueella jäänkansi peitti joen ja jään päällä virtaili vettä (Kuva 3). Vertailualueellakaan jää ei kuitenkaan ulottunut joenpohjaan asti joka kohdassa.

Kuva 3. Myös Savijoen vertailualueella mittapadon yläpuolella virtaili vettä sekä jään päällä että alla. (Kuva: Maija Hannula)

Jääolosuhteiden takia joudummekin vielä odottamaan ensimmäisiä varsinaisia haudontakokeen tuloksia Savijoelta. Tämänhetkisen sääennusteen mukaan Lounais-Suomeen on tiedossa aurinkoisia ja lämpimiä kevätpäiviä, joten seuraava maastoreissu tehdäänkin todennäköisesti jo aivan lähiviikkoina!

Hanna Arola
Bio- ja ympäristötieteiden laitos
Jyväskylän yliopisto

Kipsikäsittelyn esittelyä Gdanskissa

Maaliskuun puolivälissä NutriTrade-hanke järjesti kipsikäsittelyä esittelevän tilaisuuden Gdanskissa, Puolassa, osana BONUS-ohjelman konferenssia. Konferenssiin oli kokoontunut Itämeren tilan parantamista tavoittelevia ympäristöalan tutkijoita ja muita toimijoita. Mukana oli sekä yhteiskunta- että luonnontieteilijöitä.

Bonus Secretariatin kutsu konferenssiin (Kuva: Bonus Srecretariat)

Tilaisuudessa esiteltiin kipsipilotin toteutusta ja tähän mennessä saatuja tuloksia. Professori Markku Ollikainen esitteli kipsipilottia sekä kipsinlevityksen soveltuvuutta uudeksi kustannustehokkaaksi vesiensuojelumenetelmäksi. Hän kertoi, kuinka kipsi vähentää sekä partikkeli- että liukoisen fosforin huuhtoutumista vesistöihin. Kipsimenetelmä on myös viljelijöille helppo menetelmä ja potentiaalista kipsinlevitysaluetta on Suomen pelloilla laajasti. Koska pilotissa on saatu lupaavia tuloksia, menetelmää ja pilottikokeiluja kannattaisi laajentaa myös muihin Itämeren maihin, kuten Puolaan, Ruotsiin ja Tanskaan.

Professori Markku Ollikainen esitteli mm. potentiaalista kipsinlevitysaluetta Suomessa. (Kuva: Venla Ala-Harja)

Erikoistutkija Petri Ekholm Suomen ympäristökeskuksesta kertoi kipsin vaikutuksesta vedenlaatuun ja maaperään. Alustavien tulosten mukaan kipsi on vähentänyt partikkelifosforin huuhtoutumista vesistöön 40-50 %. Liukoisen fosforin osalta tuloksia vielä odotellaan, mutta aiemmissa tutkimuksissa kipsi on vähentänyt kuormitusta jopa 30 %. Petri Ekholm kertoi myös kipsin mahdollisia haittavaikutuksia koskevista tutkimuksista. Tähän astisten tutkimusten mukaan peltojen kipsitys on turvallinen menetelmä myös ympäröivän luonnon ja peltojen kasvukunnon kannalta.

Erikoistutkija Petri Ekholm Suomen ympäristökeskuksesta kertoi kipsin vaikutuksesta vedenlaatuun ja maaperään. (Kuva: Venla Ala-Harja)

Projektikoordinaattori Eliisa Punttila kertoi pilotin käytännön toteutuksesta ja sitä edeltäneestä tutkimuksesta. Hän toi esille, että maataloudessa käytettävä kipsi ei saisi sisältää raskasmetalleja tai uraania. Puhdasta kipsiä on saatavissa mm. erilaisten teollisten prosessien sivutuotteena ja FGD-kipsiä voimalaitosten savukaasujen rikinpoiston seurauksena. Samoin louhittua luonnonkipsiä voidaan käyttää pelloilla. Myös kipsin soveltuvuus erilaisille peltomaalajeille vaihtelee.

Projektikoordinaattori Eliisa Punttila esitteli pilotin käytännön toteutusta ja kertoi sitä edeltäneestä tutkimuksesta. (Kuva: Venla Ala-Harja)

Esitysten jälkeen osallistujat tekivät tarkentavia kysymyksiä mm. pilottipeltojen savipitoisuudesta ja happamuudesta. Erikoistutkija Risto Uusitalo Luonnonvarakeskuksesta oli mukanamme vastaamassa maaperäkysymyksiin. Puolalaiset maaperäasiantuntijat kertoivat, että rikin puute on ongelma monilla puolaisilla pelloilla ja kipsi vaikuttaa myönteisesti myös maaperän rikkipitoisuuteen. Taloustieteilijää kiinnosti, miten kipsimenetelmä vaikuttaisi muihin käytössä oleviin vesiensuojelumenetelmiin. Professori Ollikainen vastasi kipsimenetelmän olevan helposti yhdistettävissä myös muihin menetelmiin. Kipsinlevityksen ajoituksen yhteys levityksen aiheuttamaan vesistöjen sulfaattipitoisuuden nousun voimakkuuteen herätti myös pohdiskelua.

Esitysten jälkeen osallistujat tekivät tarkentavia kysymyksiä ja keskustelivat mm. kipsin soveltumisesta erilaisille peltomaalajeille sekä siitä, miten kipsimenetelmä vaikuttaisi muihin käytössä oleviin vesiensuojelumenetelmiin. (Kuva: Venla Ala-Harja)

Tilaisuus sujui hyvin ja herätti osallistujissa kiinnostusta. Esimerkiksi Puolassa saattaa mahdollisesti syntyä yhteistyöprojekteja myöhemmin.

Projektikoordinaattori Eliisa Punttila kirjoitti tilaisuudesta NutriTraden sivulle. Teksti on suomenkielinen lyhennelmä hänen raportistaan.

Savimaaprofiili Liedossa

Kipsin vaikutusta SAVEn pilottialueen peltojen maaperään ja kasvustoon tutkitaan perusteellisesti. Pelloilta otettiin sekä maa- että  kasvustonäytteitä ennen kipsinlevitystä kesällä 2016 sekä kipsinlevityksen jälkeisenä keväänä ja kesänä 2017. Uusia näytteitä otetaan jälleen tänä vuonna. SAVE-hankkeen tulokset kipsin vaikutuksesta maaperään ja kasvustoon saadaan, kun molempien kipsinlevityksen jälkeisten vuosien analyysit ovat valmiita – viimeistään siis ensi syksynä.

Eläkkeellä oleva maaperä- ja ympäristötieteen professori Markku Yli-Halla kirjoitti noin vuosi sitten blogissa ennen kipsinlevitystä otettujen näytteiden analyysituloksista. Nyt hän on kirjoittanut kuvauksen Liedon alueen tyypillisestä savimaaprofiilista. Kansainvälisen käytännön mukaan tehty maalajin nimeäminen on tärkeää taustatietoa, kun maanäytteistä tehtyjä havaintoja raportoidaan.  

Suomen Maaperätieteiden Seura ry:n retkellä 25.8.2017 tutustuttiin tyypilliseen lounaissuomalaiseen savimaahan. Kohde, jonka korkeus on 30 m meren pinnan yläpuolella, sijaitsi SAVE-hankkeen toiminta-alueella 3 km Yliskulmalta Turun suuntaan Parmaharjun hyppyrimäelle vievän paikallistien varressa. Valtatie 10:ltä oli kohteelle matkaa 400 m. Savijoki oli kohteesta 150 m etäisyydellä noin 5 m alemmalla korkeustasolla.

Markku Yli-Halla esitteli Liedon savimaata Maaperäseuran retkeläisille elokuussa 2017.

Alueen maaperän valtamaalajeja ovat erilaiset savimaat (savespitoisuus yli 30 %), jotka ovat kauttaaltaan viljelykäytössä. Savipatjan paksuus on paikoitellen jopa 30 metriä. Peltoja ympäröivät kalliomaat (kallio lähempänä kuin 1 m maan pinnasta) sijaitsevat korkeammilla alueilla ja kasvavat metsää. Useita kalliomaa-alueita ympäröi kapea hieta- ja hiekkamoreenivyöhyke, joka monessa tapauksessa on otettu viljelyyn. Peltoa on raivattu niin pitkälle kun kivisyys on sallinut. Alueella on myös jonkin verran hienoa hietaa, joka sijaitsee Savijoen uoman välittömässä läheisyydessä. Savijoki on alueelle tyypillinen pieni joki, joka on uurtanut uomansa savipatjan läpi pohjamoreeniin saakka. Tästä ovat osoituksena joen pohjalla näkyvät kivet, jotka voivat olla läpimitaltaan jopa puolen metrin luokkaa. Jokiuoma on syntynyt aikojen kuluessa eroosion tuloksena, ja pellot viettävät jokeen joskus jyrkästikin.

Liedossa syysvehnäpeltoon oli kaivettu kaivinkoneella 165 cm:n syvyinen kuoppa. Rinne vietti etelään ja sen kaltevuus oli noin 3 %. Pohjaveden pinta oli tutkimushetkellä 164 cm:n syvyydessä. On todennäköistä, että korkeahko pohjaveden pinta tällä pellolla selittyy ainakin osaksi pohjoisen puoleiselta metsäiseltä kalliomaa-alueelta valuvilla vesillä. Lisäksi maa on kauttaaltaan savea, ja pohjamaan vedenjohtavuus on epäilemättä äärimmäisen pieni.

Maaprofiilista erotettiin morfologisin (ulkonäköön pohjautuvin) perustein horisontteja, joita luonnehditaan alla olevassa taulukossa. Maan värien koodaaminen on tehty kansainvälisesti käytetyn Munsellin värikarttakirjan avulla ja nimi annettu EU:n suositteleman WRB-järjestelmän mukaan.

Taulukko 1. Liedon savimaan morfologisia ominaisuuksia (Markku Yli-Halla)

Kuvassa 1. näkyy Liedon savimaa. Horisonttirajat  näkyvät  valkoisina pisteinä. Horisonttien  pedogeneesiä  kuvaavat lyhenteet on merkitty  kunkin horisontin kohdalle.

Kuva 1. Liedon savimaa (Kuva: Jaakko Mäkelä)

 

p = muokkauskerros (ploughing)

w = rapautumisen merkkejä (weathering)

g = usein vedellä kyllästynyt kerros

t = kokkareiden pinnoilla suspensiona ylempää liikkunutta savesta (illuvial clay)

 

 

Kuvassa 1. näkyvä Ap1-horisontti on nykyinen muokkauskerros. Peltoa on aikaisemmin muokattu syvemmältä, minkä seurauksena on nähtävissä Ap2-horisontti. Muokkauskerrosten alla on Bw-horisontti, jossa on jonkin verran rapautumisen merkkejä, mm. ruskeita rautasaostumia. Bg-horisontissa on runsaasti rautasaostumaa. Tämä horisontti on kaikkein sitkein ja vaikein kaivaa. Pintamaa tämän horisontin alarajaan saakka on yleisväriltään ruskea, mutta 50 cm:n alapuolella väri muuttuu harmaaksi, mikä osoittaa maan olevan pitkiä aikoja veden kyllästämää. Tästä syvyydestä alkaen maassa on prismamainen rakenne. Prismojen pinnoilla on nähtävissä ylemmistä horisonteista kulkeutunutta savesta (illuvial clay), joka on takertunut lohkopinnoille ja vanhojen juurikanavien seinämiin. Tämä saveksen kulkeutuminen Suomen maaperässä on ilmiö, joka on dokumentoitu vasta 10 vuotta sitten, mutta sitä näyttää esiintyvän käytännössä kaikilla savimaillamme. Saveksen kertymistä on eniten Btg2-horisontissa 77-110 cm:n syvyydessä. Btg3-horisontissa oli vanhojen juurikanavien ympärille saostuneita rautapillejä. Cg-horisontti erottui selvästi ylemmistä horisonteista rakenteensa ja harmaansinisen värinsä perusteella. Tämä horisontti oli pehmeää, massiivista savea, joka ei ilmeisesti ole koskaan kunnolla kuivanut, koska siinä ei ollut minkäänlaista rakennetta.

Tämän maan WRB-luokituksen mukainen nimi on seuraava:

Gleyic Luvic Eutric Stagnosols (clayic, drainic, protovertic)

Stagnosolsnimi kertoo siitä, että maan pintakerrokset ovat usein sadeveden kyllästämiä. Tämä ei ole ihme, koska Bw- ja Bg-horisonttien vedenjohtavuus on ilmeisen huono. Näissä horisonteissa kokkareiden sisäosissa on paljon ruostesaostumia, mikä tukee olettamusta, että maassa on stagnic properties.

Gleyic-attribuutti kertoo, että maassa on pohjaveden kyllästämiä kerroksia lähempänä kuin 75 cm päässä maan pinnasta; tässä maassa nämä kerrokset alkoivat 50 cm syvyydestä. Luvic-attribuutti ilmaisee saveksen kulkeutumista (clay illuviation) maaprofiilissa alaspäin ja tämän tuloksena syntyneitä pinnoitteita.

Maasta ei ole tehty analyysejä, mutta muista samantapaisista maista olevien tietojen perusteella voidaan olla varmoja siitä, että kationinvaihtokapasiteetista (pH 7) vähintään 50 % (todennäköisesti yli 80 %) on Ca:n, Mg:n, K:n ja Na:n täyttämää. Siksi voidaan käyttää attribuuttia eutric. Drainic-attribuutti ilmaisee sen, että maa on ojitettu. Vertic-attribuutti puolestaan ilmaisee maan halkeilutaipumuksen, joka johtuu korkeasta savespitoisuudesta ja siitä, että savimineraaleilla on paisumis- ja kutistumistaipumusta. Suomen ilmasto on kuitenkin liian kostea ja tämä maa liian märkä, jotta tämä kuivumisen aiheuttama kutistuminen ja maan halkeilu tulisivat kovin selvästi näkyviin. WRB-järjestelmän uusimpaan versioon onkin tällaisia maita varten lisätty attribuutti protovertic. Jos maasta on tarpeen käyttää lyhempää nimeä, se voisi olla Luvic Stagnosols.

Maaperä- ja ympäristötieteen professori Markku Yli-Halla

Kirjallisuus:  

IUSS Working Group WRB 2014. World reference base for soil resources. World Soil Resources Report 106. FAO, Rome.

Voiko sulfaatti vapauttaa joen pohjalta fosforia?

Kipsin levitys Savijoen valuma-alueen pelloille lisäsi jokiveden sulfaattipitoisuutta. Sulfaatin vaikutusta joessa on selvitetty ja selvitetään edelleenkin monin tavoin (mm. vaikutusta kalakantaan, vuollejokisimpukoihin ja niiden toukkiin sekä taimenen mätimuniin).

Turun ammattikorkeakoulussa aloitettiin tammikuussa koe, jossa tutkitaan, voiko kipsin tai paikalliseen Paattistenjokeen lisätyn kemikaalin sulfaatti vapauttaa joen suvantosedimenteistä fosforia.

Koepulloihin lisätään hapen poistamiseksi typpeä, jolloin hapettomat olot saavutetaan nopeammin. Pulloihin lisätään myös orgaanista hiiltä mikrobien ravinnoksi. Kuvat: Emilia Suvanto, Turun ammattikorkeakoulu

Paattistenjoen varrelle sijaitsevasta Maarian altaasta kerättyä pohja-ainesta pidetään hapettomissa oloissa eri sulfaattipitoisuuksissa kahden kuukauden ajan. Pulloihin lisätään eri määriä orgaanista hiiltä mikrobien ravinnoksi. Kokeet tehdään yhteistyössä toisen Raki-hankkeen kanssa (Fosforin saostaminen virtavedestä – pilottihanke Paattistenjoella) ja ne rahoittaa Maa- ja vesitekniikan tuki ry.

”Inkubointi aloitettu”. Kuvat: Emilia Suvanto, Turun ammattikorkeakoulu

Koe auttaa arvioimaan sulfaatin vaikutusta myös Savijoen pohjasedimenttiin ja mahdolliseen fosforin vapautumiseen joen pohjasta.

Tuloksista kerromme myöhemmin!

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!

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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!