Peltojen kipsikäsittelyä esiteltiin EAAE-seminaarissa Brysselissä

Peltojen kipsikäsittelyä ja SAVE-hankkeen tuloksia esiteltiin toukokuun lopussa Euroopan maatalousekonomistien yhdistyksen (EAAE) kaksipäiväisessä seminaarissa Brysselissä. Paikalle oli kokoontunut maatalousekonomisteja, ympäristöekonomisteja sekä muita maatalouden ja ruoantuotannon parissa työskenteleviä tutkijoita ja päättäjiä. Tapahtuman teemana oli EU:n yhteisen maatalouspolitiikan eli CAP:in seuraava uudistus ja sen sisältö – erityisesti uudistuksen yhtenä painopisteenä oleva maatalouden ympäristö- ja ilmastotoimien edistäminen.

Tutkija Anna-Kaisa Kosenius esitteli kipsikäsittelypilotista saatuja kokemuksia sekä politiikkasuosituksia Brysselissä Euroopan maatalousekonomistien yhdistyksen (EAAE) seminaarissa ja MTK:n paikallisen toimiston järjestämällä illallisella.

Seminaarissa esiteltiin kipsikäsittelyä ja pilotista saatuja kokemuksia otsikolla Gypsum Amendment of Arable Fields – Introducing a Socially, Economically and Environmentally Sustainable National Measure in the EU CAP Support Scheme eli suomeksi Peltojen kipsikäsittely – sosiaalisesti, taloudellisesti ja ympäristön kannalta kestävä menetelmä osaksi EU:n yhteisen maatalouspolitiikan kansallisia tukitoimia.

Kuulijoille kerrottiin laaja-alaisen kipsinlevityksen toteuttamisesta SAVE-hankkeessa ja kuinka menetelmää on kehitetty yhteistyössä viljelijöiden ja muiden sidosryhmien kanssa.

SAVE-hankkeen keskusteluissa ja työpajoissa nousi esiin erityisesti rahoitukseen liittyviä seikkoja, jotka saattaisivat vaikuttaa menetelmän käytettävyyteen. Kipsikäsittely on kustannustehokas vesiensuojeluinvestointi verrattuna muihin käytössä oleviin keinoihin vähentää fosforihuuhtoumaa. Sen kustannukset kohdistuvat kuitenkin ensimmäiselle vuodelle, kun taas hyödyt fosforihuuhtouman vähenemisenä jakautuvat seuraaville vuosille.

Kipsikäsittelyä ja myös muita maatalouden innovatiivisia vesiensuojelukeinoja ajatellen nykyistä järjestelmää olisi siis syytä päivittää joustavammaksi.

Jotta kipsikäsittelyn kustannukset eivät muodostuisi tiloille liian suureksi ponnistukseksi, tukijärjestelmän tulisi mahdollistaa osan kuluista maksaminen suoraan kipsin toimittajalle. Näin viljelijän kontolle jäisivät ainoastaan levittämiseen liittyvät kustannukset, jotka korvattaisiin myöhemmin.  Kipsin hankinta kannattaisi myös kilpailuttaa keskitetysti.

Kansallisten ympäristöinvestointien sisällyttäminen CAP-uudistukseen mahdollistaisi kipsikäsittelyn ja muiden maatalouden innovatiivisten ympäristönsuojelukeinojen hyödyntämisen. Kukin EU-jäsenmaa voisi ehdottaa ja perustella ympäristöinvestointeja järjestelmän piiriin. Komission hyväksynnän jälkeen investoinnit voitaisiin ottaa käyttöön.

Vesiensuojelusta kiinnostuneiden kuulijoiden parissa peltojen kipsikäsittelystä syntyi paljon keskustelua.

Tapahtumasta lisää osoitteessa: https://ec.europa.eu/jrc/en/event/conference/172nd-eaae-seminar

Kipsikäsittely – oireiden hoitoa vai vastaus vesiensuojelutarpeeseen?

Markku Ollikainen
Professori 
Helsingin yliopisto

Peltojen kipsikäsittely saattaa olla se toimi, jolla Saaristomeren sisäosien veden laatu käännetään parempaan suuntaan

Valtio on päättänyt tukea Saaristomeren valuma-alueen peltojen kipsikäsittelyä osana uutta vesiensuojelun tehostamisohjelmaa. Saaristomeri on kriittisessä tilassa ja tarvitsee pikaista apua – valuma-alueen maatalouden ravinnepäästöt ovat sen merkittävin kuormittaja. Tuoreen tutkimuksen mukaan suomalaiset arvostavat hyvinvoivaa meriympäristöä. Yhteiskunta on valmis rahoittamaan maatalouden vesiensuojelutoimia, jotta viljelijät voivat niitä toteuttaa. Peltojen kipsikäsittely saattaa olla juuri se toimi, jolla Saaristomeren sisäosien veden laatu käännetään parempaan suuntaan.

Uudessa vesiensuojelun tehostamisohjelmassa on osoitettu varoja Saaristomeren valuma-alueen peltojen laajamittaiselle kipsikäsittelylle. Kuva: Riku Lumiaro

Osaksi maatalouden fosforipäästöjä hillitsevää politiikkaa

Kipsikäsittely sopii hyvin osaksi politiikkaa, jolla pyritään hillitsemään maatalouden fosforipäästöjä vesistöihin. Maa-ainekseen sitoutuneen fosforin huuhtoumaa pelloilta voidaan vähentää eroosion torjuntakeinoilla, esimerkiksi talviaikaisella kasvipeitteisyydellä. Leville käyttökelpoisen liuenneen fosforin huuhtouman vähentämiseen ei kuitenkaan ole lyhyen aikavälin keinoja. Yhteiskunta turvautuu tiukkoihin fosforilannoitusrajoihin, mutta ne vähentävät liuenneen fosforin huuhtoumaa vain pitkän aikavälin kuluessa. Peltojen kipsikäsittely on vesiensuojelukeino, joka vähentää kummankin fosforimuodon huuhtoumaa ja heti. Näin se luo aikaa korkeiden fosforitaseiden alasajoon.

Kipsin avulla pellon fosforikuormaa saadaan leikattua nopeasti, sillä kipsin vaikutus alkaa välittömästi sen liuettua maahan. Kuva: Janne Artell

Kipsikäsittely vesiensuojelukeinona

Meiltä SAVE-hankkeessa kysytään toisinaan, miksi hoidetaan oiretta eikä ongelman syytä. Eikö olisi parempi ryhtyä toimiin viljelytapojen parantamiseksi kipsikäsittelyn sijaan? Vastaus on, että molempia tarvitaan.

Näkemystä tukee kokemus vesiensuojelupolitiikasta muilla sektoreilla. Kun katsotaan mitä tahansa vesiä kuormittavaa tuotantolaitosta, se vähentää vesistöpäästöjään kahdella tapaa: tehostamalla tuotantoa ja neutraloimalla tuotannon jälkeiset päästöt ns. piipunpääteknologialla. Jopa tehokas metsäteollisuutemme turvautuu vesiensuojelussaan myös tuotantoprosessin jälkeiseen puhdistusteknologiaan. Se, kuinka paljon laitokset panostavat kuormituksen vähentämiseen tuotantoprosessin kautta (vaikkapa vesikierron sulkemiseen) ja kuinka paljon piipunpääpuhdistukseen, riippuu niiden välisistä hintasuhteista.

Sama pätee maatalouteen. Olipa viljely kuinka kehittynyttä tahansa, aina syntyy ravinnekuormaa. Myös viljely perustuu taloudellisiin valintoihin, joita tukee viljelijän kokemusperäinen tieto. Viljelijä tekee tuotantoa koskevat valintansa ottaen huomioon tuotantokasvien ja lannoitteiden hinnat, eli sadosta saatavan nettotulon, sekä maanparannus- ja vesitaloustoimien kustannukset. Kunkin peltolohkon ravinnekuorma määräytyy tämän valinnan tuloksena ja sitä muovaa vuosittain sääolojen satunnainen vaihtelu. Peltojen kipsikäsittely astuu kuvaan vesiensuojelukeinona, joka vähentää pelloilta lähtevää fosforihuuhtoumaa. Toiminnan taloudellinen logiikka on sama kuin esimerkkinä käytetyn metsäteollisuusyrityksen: tehostetaan viljelyä ravinteiden tarkemmaksi hyödyntämiseksi ja ehkäistään kipsin avulla fosforin huuhtoutumista. Erona tosin on, että maatalouden ravinnehuuhtouma on pistekuormituksen sijaan hajakuormitusta, johon ei suoraan voida kohdistaa ympäristöohjausta siten kuin tuotantolaitoksiin.

Kipsikäsittelyllä voidaan tavoittaa laajat pinta-alat

Useimpien tilojen kannattavuus on heikolla tolalla, ja peltojen kasvukunnon, vesitalouden ylläpidon ja vesiensuojelun kannalta tärkeitä, mutta kalliita investointeja helposti lykätään. Niiden laajempi edistyminen edellyttäisi tilojen tuottavuuden nousua, jota ei valitettavasti ole näköpiirissä. Tässä tilanteessa valtion tukeman kipsikäsittelyn avulla voidaan edistää vesiensuojelua. Vastaavasti merkittävä osa pelloista, lähes 37 %, on vuokrapeltoja. Tutkimusten mukaan vuokraviljelijän ei ole kannattavaa investoida näiden peltojen kasvukuntoon ja vesiensuojeluun. CAP-politiikan tilatuen ja Suomen ylikompensoivan ympäristökorvausjärjestelmän on arvioitu pitävän tuotannossa noin 20 % niin sanottuja marginaalipeltoja, joissa tuotanto ei kannata. Mainitut pinta-alat voivat yhdessä kattaa jopa runsaat miljoona hehtaaria ja puolet maatalouden vesistökuormasta. Paraskaan neuvonta viljelytapojen kehittämiseksi tuskin auttaa tätä osaa viljelymaistamme, mutta kipsikäsittelyn avulla nämäkin pellot voidaan soveltuvin osin liittää vesiensuojelun piiriin.

Nopeavaikutteinen keino antaa lisäaikaa

Saaristomeri tarvitsee kipeästi apua ja siksi kipsin nopeavaikutteisuus on erityisen tärkeää. Saaristomeren sisäosat ovat todella huonossa kunnossa. Niin tärkeitä kuin toimet viljelytapojen kehittämiseksi ovatkin, ne eivät tavoita läheskään kaikkia viljelijöitä ja muutoksen saaminen vie aikaa. Merensuojelu unohtuu, jos vaaditaan vain odottamaan pidemmällä aikavälillä saatavia tuloksia viljelykäytäntöjen muutoksista. Meren ystävä ei voi mitenkään sallia toimien lykkäämistä. Nopeita toimia edellyttävät myös Suomen kansainväliset sitoumukset.

Kipsikäsittelyn ja ”juurisyiden” poistamisen suhdetta voi toki katsoa toisinkin päin. Viljelytapojen muutos ympäristöllisesti kestävään suuntaan on ehdottomasti tarpeen. Peltojen kipsikäsittely luo myös aikaa viljelytapojen muutoksen edistämiseen. Työ jota esimerkiksi Helsingin yliopiston OSMO-hankkeessa on tehty, on ehdottoman tärkeää. Myös vaihtoehtoisten kipsin kaltaisten innovatiivisten maatalouden vesiensuojelumenetelmien tutkimus on tarpeen. Tarvitsemme esimerkiksi kipsikäsittelyyn soveltumattomille järvialueille sopivia vesiensuojelukeinoja. Onkin hieno asia, että rakennekalkin ja maanparannuskuitujen tutkimusta edistetään valuma-aluetasolla, jotta näiden menetelmien toimivuudesta saadaan lisää tutkittua tietoa.

Viljelijöiden panoksella parannusta meren tilaan

Talkoot Saaristomeren tilan parantamiseksi alkavat nyt. On tärkeää, että mahdollisimman moni viljelijä Saaristomeren valuma-alueella osallistuu peltojen kipsikäsittelyyn, jotta kipsistä saadaan suurin mahdollinen hyöty meren tilan parantamiseen. Viljelijöille kipsikäsittelystä ei aiheudu kustannuksia. Laajamittaista peltolevitystä organisoi Varsinais-Suomen ELY-keskus, jolle toivotamme SAVE-hankkeen puolesta menestystä. Kipsikäsittelyn vaikutusta Saaristomeren fosforikuormitukseen tullaan seuraamaan, jolloin saamme yhä tarkemman kuvan menetelmän toimivuudesta. Yhdessä muiden valuma-aluetason tutkimusten kanssa luomme näin tietopohjaa tehokkaille ravinnekuormituksen vähentämistalkoille. Tätä tietoa tarvitaan myös muissa Itämeren maissa.

 

 

 

Hyviä uutisia pilottipelloilta – viljelijöiden kokemuksia ja havaintoja kipsihankkeen kolmessa perättäisessä kyselytutkimuksessa

SAVE on kerännyt viljelijöiden kokemuksia kipsistä vuosittaisella kyselytutkimuksella kolmena eri talvena joulukuusta 2016 asti. Tulokset kertovat, että valtaosa pilottiviljelijöistä suhtautuu kipsikäsittelyyn myönteisesti. Kipsi ei ole aiheuttanut vahinkoa sadolle tai maaperälle yhdelläkään tilalla – osalla vaikutukset ovat olleet positiivisia.

Lupaavakaan uusi vesiensuojelukeino maataloudessa ei synnytä toivottuja ympäristöhyötyjä, jos se ei saa viljelijöiden hyväksyntää ja leviä laaja-alaiseen käyttöön. Siksi SAVE-hankkeessa vuoropuhelu viljelijöiden kanssa on koettu tärkeäksi alusta saakka.

Viljelijöiltä saatu palaute ja kysymykset pilotin alkuvaiheen puhelinhaastatteluissa, viljelijätapaamisissa ja tilakäynneillä auttoivat hahmottamaan hankkeen mahdollisia haasteita ja tarkentamaan suunnitelmia. Lisäksi viljelijöitä askarruttaneista kysymyksistä ja huolista saatiin tietoa, jota on voitu hyödyntää myös kyselyseurannassa.

Kyselyseurannan kautta on saatu tietoa viljelijöiden kokemuksista kipsikäsittelystä ja sen toimivuudesta viljelijän näkökulmasta sekä myös viljelijöiden asennoitumisesta uuteen heillä kokeilussa olleeseen vesiensuojelumenetelmään. Pilotista saaduista kokemuksista on hyötyä, kun kipsin käyttöä maatalouden vesiensuojelukeinona suunnitellaan jatkossa.

Päätuloksia SAVE-hankkeen kolmesta perättäisestä kyselystä vuosina 2016–2018

Kipsipilottiin osallistui joukko monenlaisia viljelijöitä

Kipsipilottiin osallistui 55 viljelijää – noin puolet valuma-alueen viljelijöistä. Yleisimmat syyt jättäytyä pilotista liittyivät  tilaa koskeviin rajoitteisiin (pellot luomuviljelyksessä tai nurmella, pellon hankala sijainti, pieni levitysala tai muut syyt) tai siihen että viljelijä oli luopunut tai luopumassa viljelystä. Ainoastaan muutamat viljelijät ilmaisivat etteivät olleet kiinnostuneita osallistumaan kipsipilottiin.

Osallistuneet viljelijät ja tilat muodostivat monipuolisen joukon monen eri tekijän suhteen: mm. tilojen koot, viljeltävät kasvit, viljelytavat sekä itse viljelijöiden ikä ja koulutus vaihtelivat. Suurimmalle osalle kipsin käyttö ei ollut entuudestaan tuttua. Reilu kolmasosa kuuli kipsin käytöstä vesiensuojelutoimenpiteenä ensimmäistä kertaa SAVE-hankkeen kautta ja vain kaksi viljelijää oli kokeillut kipsiä aiemmin. Silti viljelijät lähtivät rohkeasti kokeilemaan kipsiä laajoillakin pinta-aloilla.

SAVEn ensimmäisen kyselyn vastauksissa yleisimmät syyt osallistua liittyivät viljelijöiden haluun parantaa maatalouden ympäristömainetta ja tukea uusien vesiensuojelumenetelmien tutkimista, uteliaisuuteen kipsin vaikutuksista, mahdollisuuteen vähentää ravinnehuuhtoumia paikallisiin vesistöihin ja Itämereen sekä haluun vahvistaa suomalaista maataloutta.

Säännöllistä seurantaa ja vuoropuhelua viljelijöiden kanssa

Syksyn 2016 kipsinlevityksen jälkeen hankekuulumisia pilottiviljelijöiden kanssa on vaihdettu yhteisissä vuosittaisissa viljelijätilaisuuksissa. Systemaattisempaa seurantaa on toteutettu kolmella perättäisellä viljelijäkyselyllä. Ensimmäinen varsinainen viljelijäkysely toteutettiin vuodenvaihteessa 2016–2017. Sen jälkeen kyselyt on osittaisin muutoksin toistettu kahtena seuraavana vuonna. Kyselyvastauksista saatu kattava ja ainutlaatuinen aineisto viljelijöiden kokemuksista kipsin käytöstä ja koko pilotista kolmen vuoden ajalta. Ensimmäiseen kyselyyn vastasi 48 kaikista 55 pilottiin osallistuneesta viljelijästä – jokaiseen kolmeen kyselyyn vastasi yhteensä 43 viljelijää.

Lisäksi kyselyistä tehtiin suppeammat versiot vertailualueen viljelijöille sekä niille valuma-alueen viljelijöille, jotka eivät osallistuneet pilottiin. Kyselyiden kautta on saatu myös vedenlaadun seurannan kannalta tarpeellista tietoa alueen tiloilta.

Peltojen kipsitys sujui suuremmitta ongelmitta

Kipsin kuljetuksen, varastoinnin ja levitystyön sujumista sekä mahdollisia ongelmakohtia kysyttiin vaihe vaiheelta ensimmäisessä viljelijäkyselyssä joulu-tammikuussa. Sen lisäksi haastateltiin  urakoitsijoita, jotka olivat tehneet valtaosan levitystyöstä.

Sekä kyselyn että haastatteluiden kipsinlevitystä koskevat vastaukset olivat pääosin myönteisiä, koska vaikeuksia työvaiheissa kuivana syksynä 2016 oli koettu varsin vähän. Yli 90 % kyselyyn vastaajista koki lähes kaikkien työvaiheiden sujuneen hyvin. Vastausten perusteella kipsinlevitys ei myöskään ollut juuri haitannut muita peltotöitä, sillä noin 70 % vastaajista arvioi kipsinlevityksen sovittamisen osaksi muita peltotöitä onnistuneen hyvin tai erittäin hyvin.

Kipsitetyillä pelloilla kaikki hyvin

Viljelijöiden havaintoja omilta, kipsitetyiltä pelloiltaan kerättiin toisessa ja kolmannessa kyselyssä marras-tammikuussa 2017–2018 ja 2018–2019.

Talven 2017–2018 kyselyn vastauksista selvisi, että viljelijöillä ei ollut omilta pelloiltaan havaintoja, joiden perusteella voitaisiin epäillä kipsin heikentäneen satoa tai huonontavan maaperää. Sen sijaan erityisesti kyntö- ja kevytmuokattuja peltoja viljelleet viljelijät raportoivat maaperän parantumisesta – kolmasosa heistä oli havainnut kipsin vaikuttaneen positiivisesti peltoihin. Myös yksittäiset suorakylvöpeltoja viljelleet olivat kokeneet kipsin parantaneen maaperää. Lisäksi yksittäiset viljelijät arvioivat, että kipsillä oli ollut myönteinen vaikutus satoon.

Peltojen tiivistyminen on keskeinen syksyisiin peltotöihin liittyvä haaste. Siksi kysyimme, oliko kipsin levitystyö aiheuttanut ongelmia pelloilla. Suurin osa viljelijöistä ei ollut havainnut edellisen syksyn kipsilevityksen aiheuttaneen peltojen tiivistymistä tai uria peltoon. Kolmasosa viljelijöistä kertoi, että levitystyö oli aiheuttanut jonkin verran pellon tiivistymistä, neljäsosalla levityksestä oli jäänyt jonkin verran uria peltoon. Suurempia ongelmia ei kuitenkaan ollut esiintynyt kenelläkään, ja valtaosa oli selvinnyt kokonaan ongelmitta.

Havaintoja kipsin vaikutuksesta peltoihin kysyttiin viljelijöiltä uudelleen talvella 2018–2019 kaksi vuotta kipsinlevityksen jälkeen. Vastaukset olivat hyvin samansuuntaisia kuin aiemmassa kyselyssä: Edelleen melkein kolmasosa kyntö- ja kevytmuokattuja peltoja viljelevistä koki kipsin parantavan maaperää – suorakylvöpeltoja viljelevistä joka seitsemäs. Satoparannuksista raportoivat yksittäiset viljelijät. Viljelijöillä ei edelleenkään ollut havaintoja, jotka viittaisivat kipsin heikentäneen satoa tai maaperää

Molemmissa kyselyissä osa viljelijöistä oli huomannut peltolammikoiden ja kyntövaoissa olevan veden kirkastuneen kipsikäsittelyn seurauksena. Joillain viljelijöillä kipsi oli myös paikannut rikin puutetta.

Pääosa viljelijöistä suhtautuu kipsikäsittelyyn myönteisesti

Suurin osa pilottiin osallistuneista viljelijöistä suhtautuu kipsikäsittelyyn myönteisesti. Uusimmassa kyselyssä miltei neljä viidestä viljelijästä vastasi että käyttäisi kipsiä, jos menetelmä olisi maatalouden tukijärjestelmien piirissä ja käyttö mahdollista omilla pelloilla. Yli 70 prosenttia suosittelisi sitä muille viljelijöille.

Huolet kipsin vaikutuksesta satoon ja maaperään ovat laskeneet hankkeen aikana. Ensimmäisessä kyselyssä noin puolet viljelijöistä ilmoitti olevansa ainakin jonkin verran huolissaan peltomaan kovettumisesta kipsikäsittelyn seurauksena sekä kipsin vaikutuksesta satoon. Viime talven kyselyssä peltomaan kovettuminen huoletti enää alle neljäosaa ja vaikutus satoon kolmasosaa viljelijöistä.

Noin puolet viljelijöistä tuntee vielä tässä vaiheessa tarvitsevansa lisäkokemusta kipsin toimivuudesta suojelukeinona, ennen kuin kokee sen täysin luotettavaksi. Kuitenkin vain alle neljäsosa epäilee, ettei kipsikäsittely vähennä ravinnehuuhtoumia merkittävästi. Kaksi kolmesta kokee, että omilla viljelymenetelmillä on vaikutusta vesistöjen ja Itämeren tilaan, ja melkein 60 prosenttia vastaajista pitää kipsiä helppona menetelmänä vesiensuojeluun. Suurin osa ei myöskään epäile, etteivätkö viljelijät muualla Suomessa käyttäisi kipsiä, jos se olisi osa maatalouden tukijärjestelmää.

Kipsikäsittelystä koituvien kustannusten korvausten kattavuus mietitytti suurta osaa viljelijöistä – melkein neljä viidestä oli asiasta vähintään jonkin verran huolissaan. Samoin perinteisten suojelukeinojen rahoituksen tulevaisuus huoletti noin 60 prosenttia vastaajista.

Palautetta hankkeelle

Kyselyissä on ollut mahdollista antaa palautetta hankkeelle. Valtaosa pilottiin osallistuneista viljelijöistä on kokenut saaneensa tarpeeksi tietoa hankkeesta ja tulleensa myös itse kuulluksi. Viljelijät ovat tunteneet voineensa itse vaikuttaa hankkeeseen ja suurimmalla osalla on myös ollut luottamus, että hankkeessa pystytään kokoamaan ja välittämään pilotin kautta opittua tietoa eteenpäin.

Viime talven kyselyn loppukommenteissa viljelijät ehdottivat mm. kipsin talvilevityksen kokeilua ja toivoivat kasvusto-, maa- ja kaivovesinäytteiden ottojen jatkuvan. Vuodenvaihteessa alkaneen SAVE2-hankkeen aikana kokeiluja ja seurantoja jatketaan ainakin vuoden 2020 loppuun. Niistä kerromme edelleen täällä SAVEn blogissa sekä uutiskirjeen, Facebookin ja Twitterin  välityksellä.

Kyselyjen kautta on saatu myös tietoa viljelytoimista kipsinlevitysalueella, mikä tukee vedenlaatuvaikutusten arviointia. Lämpimät kiitokset vielä kerran kaikille kyselyihin vastanneille!

Venla Ala-Harja
Helsingin yliopisto

Älä tule hyvä kakku, tule paha kakku!

Erikoistutkija Jouni Lehtoranta Suomen ympäristökeskuksesta (SYKE) kertoo yhteistyössä Turun ammattikorkeakoulun kanssa tehdyistä kokeista, joissa selvitettiin sulfaatin vaikutusta luonnonvesien rehevöitymiseen. Mereen päätyessään sulfaatista ei ole haittaa, sillä merivedessä sitä on luontaisesti paljon. SAVE-hankkeen arviossa kipsinlevitykselle soveltuvasta peltoalasta on rajattu pois ne valuma-alueet, joilta vedet laskevat järviin.  Jouni kertoo blogissa miksi järvet eivät kestä sulfaattia.

Edellisessä blogijutussani esittelin sulfaatinpelkistyksen vaikutusta raudan ja fosforin kiertoon ja sen aiheuttamaa rehevöitymistä. Kipsinlevitys pelloille voi nostaa sulfaattipitoisuutta vesistöissä. Voisiko siitä aiheutua haittaa järvissä?

Sulfaatin vaikutusten tutkiminen itse vesistöissä on hankalaa, sillä sulfaatti vaikuttaa pohjasedimentin prosesseihin. Haitallisten vaikutusten havaitseminen saattaa kestää vuosia. Kätevämpää on tehdä laboratoriokoe, jossa olosuhteita voidaan säädellä tarkemmin kuin tottelemattomassa luonnonympäristössä.

”Selvittääksemme miten mikrobit kohottavat sedimenttikakkujamme, tapoimme pöpöt reilulla annoksella formaliinia osasta näytteitä. Kakkujen kypsennyslämpötila oli 20 astetta.” (Kuva: Wolf Helmhardt von Hohberg 1695, Frau beim Brotbacken, Deutsche Fotothek, Wikipedia Commons.)

Labrakokkailua Turussa

Kokkailimme siis yhdessä Turun ammattikorkeakoulun insinööriopiskelijoiden ja heidän opettajiensa johdolla sedimenttikakkuja. Kakkureseptimme työkeittiöstä arkeen ja juhlaan oli seuraava: Raaka-aineina jään alta nostettu Turun Maarian altaan pohjasedimentin pintakerros ja saman altaan vesi. Sitten sulfaattia kolmessa eri tasossa: ei lisäystä, 30 mg/L ja 100 mg/L. Halusimme myös virkistää joidenkin koeyksiköiden mikrobitoimintaa sokerilla aivan kuin pullataikinassa. Tosin tavoitteena oli saada bakteerien – ei hiivojen – toiminta piristymään. Lisäksi tylytimme happea hengittäviä mikrobeja poistamalla vedestä happea typpikuplituksella. Selvittääksemme miten mikrobit kohottavat sedimenttikakkujamme, tapoimme pöpöt reilulla annoksella formaliinia osasta näytteitä. Kakkujen kypsennyslämpötila oli 20 astetta ja niitä pidettiin pimeässä. Vaatimaton lämpötila piirakanpaistoon, mutta varsin korkea meikäläisissä vesistöissä.

Tavoitteena rautasulfidikakkuja

Tavoitteenamme oli pilata Maarian altaan hyvä sedimentti sulfaattilisäyksillä. Sedimentissä saattaa olla niukasti ravintoa sulfaatin pelkistäjille ja siksi ruuan riittävyys varmistettiin  sokerilla. Hapettomissa oloissa rautaoksidikakkujen pitäisi pelkistyä ja vapauttaa rautaa ja fosforia veteen. Sulfaattikäsittelyissä tulisi leipoutua rautasulfidikakkuja ja samalla fosforia pitäisi irrota veteen reippaasti. Tavoitteena oli siis havaita, miten hengitykseen käytettävä sulfaatti ja pöpöille tarjottu tuore ravinto aiheuttaisivat eroja monessa eri tekijässä käsittelyjen välillä. Oletuksena oli myös, että kaikissa formaliinilla tapetuissa kakuissa olisi taas varsin hiljaista.

Kokkailuissamme aistinvarainen kolmen tuomarin makustelu ei riittäisi. Nyt oli saatava numeroita veden sulfaatin, sulfidien, liukoisen raudan, fosfaattifosforin, kokonaisfosforin, mangaanin, nitraatin, ammoniumin pitoisuuksista ja vielä pH:n muutoksista niin leivonnan alussa kuin lopussakin. Tähtäimessä oli, että ymmärryksemme sulfaatin ja sokerin vaikutuksesta sedimentistä veteen irtoaviin useisiin aineisiin lisääntyisi.

Sedimenttikakkumme kuukausien kypsyttelyjen jälkeen

Vedessä lilluneet kakkumme muuttuivat mustiksi, joka viittaa rautasulfidien muodostukseen. Hapettomissa oloissa sedimentistä irtosi runsaasti fosforia veteen. Pitoisuus nousi jopa korkeammaksi kuin puhdistamattomassa jätevedessä. Sokeri lisäsi vain hieman fosforin vapautumista, mutta rautaa ja ammoniumia irtosi veteen sokerin avulla reippaasti enemmän. Tapetuissa näytteissä fosforipitoisuus pysyi lähtötasolla tai jopa laski, eli ilman mikrobitoimintaa fosforin vapautumista ei tapahtunut hapettomissakaan oloissa.

Mitä opimme sedimenttikakkujen mittailusta?

Jos Maarian altaan sulfaattipitoisuus nousee, niin fosforin vapautuminen sedimentistä kasvaa. Kokeissa sulfaatin lisäys vähensi myös vedessä tavatun raudan määrää, mutta melko vähän. Sulfaatti siis lisäsi fosforin vapautumista ja samalla vähensi fosforia sitovan raudan määrää vedessä luultavasti rautasulfidien muodostuksen vuoksi. Huonoon suuntaan mentiin, mutta tuliko niin pahaa kakkua kuin toivottiin? No ei tullut. Raudan väheneminen ja fosforin vapautuminen oli varsin maltillista. Sokerinkin lisääminen kasvatti fosforin vapautumista vain hillitysti sedimentistä veteen. Miksi näin kävi?

Vaikuttaa siltä, että Maarian altaan pöpöille itse sedimentissä on jerkkua takana kuin Pitkämäen heitossa aikoinansa. Sedimentissä on siis riittävästi polttoainetta käynnistämään fosforia vapauttavat hapettomat hengitysprosessit aina sulfaatinpelkistykseen saakka. Hapettomissa oloissa altaan sedimentistä irtoaa runsaasti fosforia ilman sulfaatti- tai sokerilisäystäkin. Tosin sokerin lisääminen saattoi kohentaa mikrobien kasvua ja sedimentistä irronnut ekstra fosfori voisi löytyä myös sokerista hyötyneistä pöpöistä.

Merkittävin tekijä vähäisen pahan kakun syntymiseen oli luultavasti se, että altaan sedimentissä on paljon rautaoksideja. Niiden pelkistyminen nosti raudan määrän vedessä hyvin korkeaksi. Kokeessa lisäämämme sulfaatti hengitettiin pois lähes täysin ja silti syntyneet sulfidit riittivät sitomaan vain osan raudasta. Sulfaattimäärämme eivät juuri vaarantaneet raudan kykyä sitoa fosforia, kun olot muuttuivat takaisin hapellisiksi. Mutta olisiko pahaa sulfidikakkua syntynyt enemmän, jos olisimme lisänneet sulfaattia kokeen edetessä? Jaa-a, kyllä näin olisi voinut tapahtua. Luonnossahan sulfaatti ei ehtyisi parissa kuukaudessa kuten kokeessamme.

Lopputulos

Kokeemme toi konkreettisesti esiin sen, että useita ravinteiden kiertoon osallistuvia aineita on otettava huomioon kun tarkastellaan kuormituksen vähentämistoimenpiteiden vaikutuksia vastaanottavassa vesistössä.

Voiko kipsiä nyt laittaa pellolle, vaikka sulfaattipitoisuus nousee vesistöissä? Tulostemme perusteella varsin reipaskaan sulfaattipitoisuuden kasvu Maarian altaassa ei lisää huimasti fosforin vapautumista, kun olosuhteet muuttuvat hapettomiksi. Kokeemme kesti kuitenkin vain pari kuukautta. Huolestuneisuus kohdistuu tässä siihen, että sulfaatti pääsi kokeessa ehtymään  melko nopeasti. Jos sulfaattia tulisi pidempiaikaisesti valuma-alueelta vesistöön  ja mikrobit pelkistäisivät sitä sedimentissä, niin se saattaisi johtaa rautasulfidien muodostukseen ja heikentyneeseen fosforin sidontakykyyn. Pahaa kakkua saattaisi syntyä, vaikkakin hitaasti. Suosittelisin siis edelleen kipsin käyttöä vain sellaisilla valuma-alueilla, joista vedet päätyvät jokien kautta suoraan mereen.

Blogini epilogi

Antaisin reseptille vaikeusasteen 4/5. Toteutus ja valmistuminen syövät resursseja ja aikaa. Kakkukäsittelyissä muodostuva bukee (tolkuton mädän kananmunan haju) karsii amatöörit ja vain karastuneimmat ajautuvat ammattilaisuuteen. Hapettomien olojen kokkailukokemuksista MP:tä ja näkiksii voi kysäistä opiskelijoilta, jotka opettajiensa kanssa toteuttivat kokeen näytteenotosta aina viimeisiin mittauksiin. Sedimenttikokeet vaativat suuren työmäärän. Näytteiden käsittely hapettomuudessa ei myöskään ole ihan yksinkertaista. Näistä vaativista töistä Turun AMK selvisi erinomaisesti ja siitä iso kiitos.

Jouni Lehtoranta
Erikoistutkija, Suomen ympäristökeskus (SYKE)

Peltojen kipsikäsittely ei näytä aiheuttavan vaaraa virtavesieliöstölle

Keväinen Savijoki (Kuva: Janne Artell)

Kipsikäsittelyn vaikutuksia virtavesien eliöstöön seurattiin Savijoen pilottialueella ja asiaa tutkittiin myös laboratoriossa. Tutkittuja lajeja olivat vuollejokisimpukka, meritaimen, isonäkinsammal – lisäksi seurattiin kalastoa ja päällysleviä. Suomen ympäristökeskuksen (SYKE), Varsinais-Suomen ELY-keskuksen (VARELY) ja Jyväskylän yliopiston (JY) toteuttamien tutkimusten mukaan kipsikäsittelystä ei näytä aiheutuvan vaaraa vesieliöstölle.

Siilinjärven kipsi on osoittautunut hyödylliseksi peltojen ravinnepäästöjen hillitsijäksi Savijoen koealueella. Projektin aikana on selvitetty myös maaperästä liukenevan ja jokeen päätyvän kipsin mahdollisia vaikutuksia Savijoen eliöstössä SYKEn, VARELYn ja Jyväskylän yliopiston yhteistyönä. Sulfaatin, jota kipsikin sisältää, on todettu kirjallisuuden mukaan haittaavan vesieliöstöä. Niinpä erillisten kokeiden toteuttaminen oli tarpeen myös SAVE-projektissa. Erityisen kiinnostuneita olimme joen uhanalaisista lajeista: vuollejokisimpukasta ja meritaimenesta sekä virtavesien avainlajista isonäkinsammalesta. Lisäksi selvitimme kalalajistoa sähkökalastuksin ja päällyslevien kasvua kentällä.

Savijoesta pilottialueen alapuolelta löytyneitä vuollejokisimpukoita (kuva: Rami Laaksonen) sekä altistuskammioita simpukoineen Savijoen yläjuoksulla (kuva: Matti Leppänen).

Vuollejokisimpukka

Vuollejokisimpukkakokeissa mittasimme Perniönjoesta lainattujen simpukoiden aktiivisuutta sumputtamalla niitä Savijoen kipsialtistusalueella ja yläjuoksun vertailupisteellä, sekä tutkimme aikuisten simpukoiden käyttäytymistä ja niiden toukkien selviämistä kipsialtistuksessa laboratoriossa. Syksyn 2016 sumputuskokeissa ei havaittu aktiivisuuden muutoksia kipsiin liittyen (linkki). Simpukoiden laboratoriokäyttäytymiskokeissa jalanliike kasvoi sulfaattipitoisuuden kasvaessa, mutta vasta todella suurissa pitoisuuksissa (1100 mg/L) viitaten simpukoiden kokemaan stressiin. Simpukan toukat eli glokidiot olivat elinvoimaisia testeissä, joissa jäljiteltiin havaittuja Savijoen sulfaattipitoisuuksia (linkki). Kokeiden päätyttyä simpukat palautettiin niiden alkuperäiselle keräyspaikalle. Simpukkakokeiden lisäksi Savijoella tehtiin sukeltamalla linjalaskennoilla simpukoiden tiheysarvioita ja vuosien välisessä vertailussa (2016/2017) ei havaittu selkeitä muutoksia.

Jarno Turunen ja Janne Markkula sähkökalastamassa Savijoella (kuva: Jukka Rapo, Keksi ). Hiekkaisia haudontasylintereitä taimenen alkioiden luontaista kutupesää  muistuttavasta ”keinopesästä” (kuva:  Maija Hannula).

Kalasto

Meritaimenen lisääntymisolosuhteita Savijoessa jäljiteltiin hautomalla viljelykannan mätimunia jokiuomissa haudontasylintereissä (linkki). Soraistettuja haudontasylintereitä sijoitettiin lokakuussa 2017 kipsinlevitysalueella olevan uoman lisäksi yläjuoksulle sekä metsäisen valuma-alueen verrokkijokeen. Talven jäljiltä elossa olevien alkioiden osuutta arvioitiin keväällä 2018. Valitettavasti kaikkia sylintereitä vaivasi irtohiekka, joka tunkeutui 2 mm rasianrei’istä soraan ja tukahdutti suurimman osan munista. Näin ollen päätelmiä kipsin sulfaatin vaikutuksesta meritaimenen alkioihin ei voitu tehdä. Sähkökalastusta on harjoitettu Savijoen alueella Rynkössä ja Yliskulman purossa/koskessa 2012 ja 2013. Pyynti toistettiin vuonna 2017. Sähkökalastussaaliiden perusteella selkeää muutosta lajisuhteissa ei ole vuosien 2012 ja 2017 välillä (linkki). Tavallisimpien lajien, kuten kivennuoliaisen ja kivisimpukan esiintymistiheydet olivat samanlaisia. Taimenen tiheys oli pienentynyt Yliskulman purossa, mutta ero johtuu todennäköisemmin istutusten ajankohdasta ja tavanomaisesta poikasten tiheyden vaihtelusta. Sähkökalastusseurantaa pitäisi tehdä useamman vuoden ajan, jotta normaali vuosien välinen vaihtelu voidaan luotettavammin erottaa kipsin levityksen vaikutuksesta, mutta valitettavasti aineistoa ei ole enempää ajalta ennen kipsinlevitystä.

Maria Rajakallio nostamassa uomassa ollutta levälaattaa mittauksiin ja Marja Lindholm mittaamassa BenthoTorch-fluorometrillä maastossa päällyslevien määrää. Oikealla uomasta nostettuja laattapareja Savijoen Koskelan tutkimuspaikalla. (Kuvat: Tiina Laamanen, SYKE)

Perustuottajat

Sulfaatin vaikutusta isonäkinsammalen kasvuun testattiin sammalilla, jotka olivat peräisin Muuramejoesta. Kärkiosia altistettiin laboratoriossa eri pitoisuuksille Savijoen vedessä kolmen viikon ajan ja pituuden ja massan muutosta tutkittiin suhteessa altistuspitoisuuteen.  Sammalien kasvu hidastui sulfaattipitoisuuden noustessa, mutta oli merkittävästi pienempää vasta pitoisuuksissa lähellä sulfaatin liukoisuusrajaa (1200 mg/L). Pituuskasvun hidastuminen saattoi johtua silmin nähtävästä kipsin saostumisesta sammalen pinnalle, mikä ilmeni myös massan kasvuna. Toisen perustuottajan eli päällyslevien kasvua mitattiin uomassa pidetyillä keinotiilillä klorofyllin eli viherhiukkasten määränä kahdella eri menetelmällä Savijoen Koskelan kipsinlevitysalueella ja mittapadon verokkipisteessä vuosina 2016 ja 2017 (linkki). Koskelassa klorofylliä oli selkeästi enemmän kumpanakin vuotena, ja ero vuosien välillä oli samanlainen molemmissa paikoissa, joten näyttöä kipsin vaikutuksesta levän kasvuun ei ole. Klorofyllin määrissä mitattua eroa selittää parhaiten Koskelan kipsinlevitysalueen ja mittapadon verrokkipaikan erilaisuus valaistus- ja virtausolosuhteissa.

Kipsinlevityksen ja siitä johtuvan pienen sulfaattipitoisuuden nousun ei näiden tutkimusten mukaan pitäisi vaikuttaa ainakaan haitallisesti Savijoen — eikä näin ollen todennäköisesti muidenkaan kipsikäsittelyalueiden jokien — eliöstön menestymiseen. Vähentynyt kiintoaine- ja ravinnekuormitus voi pikemminkin kohentaa jokivesien biologista tilaa. Vaikutusten pidempiaikainen seuranta, myös muilla käsittelykohteilla, voisi kuitenkin olla paikallaan.

Matti Leppänen (SYKE), Heikki Hämäläinen (JY) & Krista Rantamo (SYKE, JY)

Tutkijat: Arola Hanna (JY), Aroviita Jukka (SYKE), Hannula Maija (JY), Laaksonen Rami (VARELY), Laamanen Tiina (SYKE), Salmelin Johanna (SYKE, JY) Syrjänen Jukka (JY), Turunen Jarno (SYKE)

Kertausta kipsikäsittelystä

Yleinen tietoisuus peltojen kipsikäsittelystä kasvaa koko ajan. Itämeren suojelun näkökulmasta se on erinomainen asia, sillä tehokkaita keinoja ravinnekuormituksen vähentämiseksi tarvitaan kipeästi. Tässä kirjoituksessa kertaamme niitä kipsiin liittyviä asioita, jotka viime aikoina ovat nousseet esiin mediassa ja viljelijätapaamisissa.  Toivomme kirjoituksen täsmentävän eräitä näkökohtia, joihin voi liittyä väärinkäsityksiä. Kannattaa käydä kurkkaamassa myös kipsikäsittelystä kertova tietopaketti.

Kipsi ei muuta maan pH:ta

Koska kipsissä on kalsiumia, se saatetaan mieltää pH:ta nostavaksi kalkitusaineeksi. Toisaalta kipsin sisältämän rikin saatetaan ajatella laskevan pH:ta. Peltomaan pH ei kuitenkaan muutu kumpaankaan suuntaan, sillä kipsi on neutraali suola, ts. sen sisältämät kalsium- ja sulfaatti-ionit eivät kykene muuttamaan pH:ta. Jos pellon pH:ta on tarpeen kohottaa, silloin tulee käyttää tähän tarkoitukseen soveltuvia kalkitusaineita.

Kipsikäsittely ei vaikuta kasvien mahdollisuuksiin ottaa maasta fosforia tai muita ravinteita, poikkeuksena seleeni

Kipsikäsittely avittaa fosforin luontaista kiinnittymistä maahiukkasten pinnoille. Se ei kuitenkaan lukitse fosforia tiukasti maahan, vaan fosfori pysyy kasveille käyttökelpoisessa muodossa.

Kipsin sisältämä sulfaatti voi vaikuttaa kasvin kykyyn ottaa seleeniä. Vaikutus koskee kuitenkin vain ensimmäistä satoa, jolloin pintamaan sulfaattipitoisuus on korkeimmillaan. Tähän voidaan varautua joko käyttämällä seleenipitoisia lannoitteita tai lisäämällä seleeniä eläinten rehuun. Seleeniä on maassa yleensä hyvin pienet varannot. SAVE-hankkeen seurannassa seleenin pitoisuudet olivat tutkimusalueella jo lähtötilanteessa niin alhaisia, ettei TraP-hankkeessa havaittua nurmisadon lyhytaikaista seleenipitoisuuden laskua kyetty todentamaan.

Kipsikäsittelyn ei ole Suomessa tehdyissä tutkimuksissa havaittu vaikuttavan muiden ravinteiden kuin seleenin ottoon. Tutkimuksissa ei tähän saakka ole havaittu kipsin vaikuttavan kasvien magnesiumin tai kaliumin ottoon. Asian tarkastelua jatketaan SAVE2-hankkeessa.

Kipsinlevitystä SAVE-hankkeessa (Kuva: Janne Artell)

Kipsin vaikutus kestää arviolta viisi vuotta

Kipsin vaikutuksen kestosta on liikkeellä erilaisia käsityksiä käsityksiä johtuen siitä, että tutkimukset ovat antaneet eri tuloksia. Uusitalon ym. (2012) tekemässä peltomaanäytteiden laboratoriosadetuksissa kipsin vaikutus hiipui kolmantena vuonna. Nurmijärvellä toteuttu TraP-hanke, jossa kipsiä levitettiin lähes 100 hehtaarille, oli ensimmäinen koe jossa laboratoriotason tulokset altistettiin todellisten olosuhteiden ja säätilojen tuomaan satunnaiseen vaihteluun valuma-aluetasolla. Kipsin vaikutuksen ajallista kehitystä selvitettiin seuraamalla sekä jokiveden laatua että maaperää. Kipsin vaikutus näkyi jokivedessä seurannan kattamat viisi vuotta, minkä jälkeen hanke ja sen myötä seuranta valitettavasti päättyivät. Viimeisen puolentoista vuoden aikana vaikutuksessa näkyi ajoittain merkkejä hiipumisesta, mutta viimeisenä seurattuna keväänä vaikutus oli samaa luokkaa kuin heti kipsin levityksen jälkeen. Seurasimme vedenlaatua Nurmijärven pilottialueella myös vuonna 2017, mutta tuloksissa ei näkynyt selvää merkkiä kipsin vaikutuksen säilymisestä eikä sen hiipumisestakaan.

Nyt SAVE-hankkeessa kipsin vaikutusta on seurattu sekä vedestä että maasta runsas kaksi vuotta, ja SAVE2-hanke mahdollistaa vaikutuksen seurannan vuoden 2020 loppuun asti. Harras toiveemme on, että vaikutuksen seurantaa voidaan jatkaa niin pitkään, kunnes kipsin vaikutuksen pystytään todella osoittaa hiipuneen. Myös Vantaanjoen kipsihanke tekee valuma-aluetasoista ja jatkuvatoimista seurantaa, jota todennäköisesti tullaan jatkamaan pitkään.

Kipsikäsittelyn vaikutusten voimakkuuden ja keston määrittäminen on tärkeää, jotta voidaan antaa tarkempia ohjeita siitä, milloin kipsikäsittely voidaan turvallisesti uusia ja milloin se vesiensuojelun näkökulmasta kannattaa uusia.

Kipsin vaikutuksista maan pieneliöstöön on vähän tutkittua tietoa

Maan biologinen kasvukunto on tärkeä tuotannollinen ja ekologinen tekijä. Sitä on kuitenkin tutkittu melko vähän ja useimpien maatalouden ympäristötoimien vaikutusta maan pieneliöstöön ja mikrobiologiaan ei tunneta tarkasti.

Kipsikäsittelyn aikaansaaman johtoluvun tai rikkipitoisuuden nousun on arveltu olevan haitallista maan eliöstölle. Tällaisia vaikutuksia on yleisesti ottaen vaikea tutkia, sillä asia on hyvin laaja ja moniulotteinen. Esimerkiksi mikrobeista ja niiden funktioista tunnetaan vain osa. Oletettavasti erilaiset mikrobit ja muut eliöt viihtyvät erityyppisissä olosuhteissa ja reagoivat muutoksiin eri tavoin.

Olemme SAVE-hankkeessa keskustelleet asiantuntijoiden kanssa ja vuonna 2017 analysoimme mikrobiaktiivisuutta pilottialueen maanäytteistä. Käsiteltyjen tai käsittelemättömien lohkojen välillä ei havaittu eroa. Mikrobiaktiivisuus on kuitenkin vain pieni osa siitä, mitä kaikkea aiheen piirissä voitaisiin tutkia. SAVE2-hanke tulee yhteistyössä alan asiantuntijoiden kanssa selvittämään tarkemmin, miten asiaa kannattaisi lähestyä.

Kipsi toimii tehokkaasti ainakin savimailla

Kipsi on osoittautunut tehokkaaksi fosforihuuhtouman vähentämisessä erityisesti savimailla, joilla sitä on tutkittu eniten. Savimailla maahiukkaset ovat pieniä ja kulkeutuvat herkästi veden mukana. Kipsin tehokkuutta erityisesti savimailla tukee teoria pienten maahiukkasten aggregoitumisesta.

Sekä Nurmijärvellä että Savijoella kipsiä on levitetty myös savea karkeammille kivennäismaille, joita Savijoen pilottialueella oli peräti viidesosa. Kipsi saattaa toimia hyvin niilläkin. Kipsin tehokkuudesta muilla kuin savimailla on kuitenkin vain vähän tutkimusta ja sitä tulisi tutkia lisää. Happamilla sulfaattimailla kipsiä ei kannata käyttää, sillä kipsi ei tuo odotettua vesistöhyötyä fosforihuuhtouman ollessa jo entuudestaan alhainen.

Kipsikäsittely tehokas ja nopeasti vaikuttava keino Itämereen päätyvän ravinnekuormituksen vähentämiseksi

Maatalouden fosforikuormituksen vähentämiseksi täytyy vähentää sekä liuenneen että maa-ainekseen sitoutuneen fosforin huuhtoutumista pelloilta. Jälkimmäinen onnistuu eroosiota torjumalla, mihin on käytettävissä melko kattava keinovalikoima. Kipsin avulla maa-aineksen ja siihen sitoutuneen fosforin ja hiilen kuormitus voidaan puolittaa, joten se on käytettävissä olevista keinoista tehokkaimpiin kuuluvia.

Liuenneen fosforin huuhtoutumisen vähentäminen sen sijaan on haastavaa – monet eroosiota torjuvat keinot voivat jopa lisätä sen huuhtoutumista. Pitkän ajan apu tähän on rajoittaa fosforilannoitusta (tai lannan levittämistä) pelloilla, joilla fosforia on entuudestaan paljon. Tällä pyritään siihen, että maassa oleva liian suuri fosforivaranto pienenisi ajan myötä sadon mukana. Kipsikäsittely vähentää sekä maa-ainekseen sitoutuneen että liuenneen fosforin huuhtoumaa, antaa aikaa vähentää peltojen liiallista fosforia ja samalla parantaa rannikkovesien tilaa.

Kipsikäsittely on kustannustehokas keino, jolla voidaan heti tarttua kumpaankin fosforin muotoon. Maatalouden vesiensuojelua kannattaa kuitenkin ajatella kokonaisuutena, jossa kipsikäsittelyä toteutetaan nykyisten keinojen rinnalla. Samanaikaisesti on tärkeää tutkia ja kehittää myös viljelytapoja ja muita keinoja, koska maatalouden vesiensuojelu kaipaa uusia, tehokkaita ratkaisuita kipeästi. Maamme yli kaksi miljoonaa peltohehtaaria mahdollistavat monen erilaisen vesiensuojelumenetelmän kokeilun ja käytön.

SAVE2 jatkaa SAVE-hankkeen seurantaa ja tutkimuksia

Vertailualueen vedenlaadun mittausasema talvimaisemassa. Kuva: Mikko Kiirikki

SAVE2-hanke jatkaa seurantaa ja tutkimuksia kipsipilottialueella vuoden 2020 loppuun. Kipsin vaikutuksen kestoa arvioidaan jatkamalla Savijoen vedenlaadun seurantaa. Kaivovesi-, maa- ja kasvustonäytteiden ottoa jatketaan myös edelleen.

Lisäksi hankkeessa selvitetään kipsin levitykseen ja tehoon liittyviä käytännön kysymyksiä – erityisesti kipsin talvilevitystä laboratoriossa tehtävällä lumilevityskokeella. Tarkoitus on myös mallintaa laajamittaisen kipsinlevityksen vaikutusta rannikkovesien ravinnepitoisuuksiin sekä edistää kipsikäsitelyn tutkimista Itämeren rantavaltioissa. Lisäksi kipsin vaikutuksia maan mikrobitoimintaan selvitetään sekä tarkennetaan käsitystä kipsin vaikutuksesta maan kationitasapainoon.

Kaikesta tästä kuulee ensimmäisten joukossa seuraamalla SAVE:n blogisivua sekä somekanavia (Twitter ja Facebook). Tilaamalla uutiskirjeen saa sähköpostiin kootusti tietoa hankkeen kulumisista muutaman kuukauden välein.

Siilinjärven kipsi on tutkitusti puhdasta

SAVE-hankkeessa käytetty kipsi on peräisin Siilinjärveltä, lannoiteyritys Yaran tehtailta. Kipsin syntyprosessia on aiemmin käsitelty blogissa Siilinjärven Alpit -nimisessä jutussa. Seuraavassa yhteenvedossa Yaralla viestintäpäällikkönä toiminut Seija Luomanperä kirjoittaa Siilinjärven kipsin alkuperästä ja koostumuksesta. Hankkeen puolesta suuret kiitokset hänelle kipsikäsittelyn edistämiseksi tehdystä työstä!

SAVE-hanke tutustumassa Siilinjärven tehtaiden toimintaan kipsivuoren päällä elokuussa 2016. Kuva: Eliisa Punttila

Yaran Maanparannuskipsiä syntyy fosforihapon valmistuksen yhteydessä Siilinjärven tehtaalla, kun apatiittia käsitellään rikkihapolla. Maanparannuskipsi on kalsiumsulfaattia, ja se sisältää 23 prosenttia kalsiumia, 18 prosenttia rikkiä ja 0,2 prosenttia fosforia, josta noin 10 prosenttia on vesiliukoista.

Kuten Siilinjärven apatiitti, myös Maanparannuskipsi on puhdasta kadmiumista ja raskasmetalleista, eikä siinä ole radioaktiivisuutta. Puhtautensa ansiosta se sopii hyvin peltokäyttöön.

Siilinjärven kipsiä on tutkittu erittäin laajasti. Maanparannuskipsissä kaikki seuraavat aineet jäävät alle laboratoriomittausten määritysrajojen: As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn. Polyaromaattisia  hiilivetyjä kuten muitakaan orgaanisia yhdisteitä (PAH, PCB, BTEX ja OIL) kipsistä ei ole löytynyt (arvot jäävät alle laboratorioanalyysien määritysrajojen).

Reachin, CLP-asetuksen (EY 1272/2008 ), mukaan Maanparannuskipsi on luokittelematon, eli sen katsotaan olevan rekisteröidyissä käytöissään vaaraton ihmiselle tai ympäristölle

Voiko kipsiä turvallisesti levittää pellolle?

Yaran Maanparannuskipsiä on tutkittu Suomessa 10 vuotta laajoilla pelto- ja valuma-aluekokeilla. Tutkimuksissa on todettu, että kipsi vähentää peltojen fosforikuormitusta vesistöön noin 50 prosenttia. Kipsi vähentää eroosiota ja siten maahiukkasiin sitoutuneen fosforin huuhtoutumista mutta myös maassa olevan vesiliukoisen fosforin huuhtoutumista.

Kipsin maata parantava ja eroosiota vähentävä vaikutus perustuu kalsiumiin, joka parantaa maan mururakennetta. Kipsin etu fosforin pidättäjänä on myös se, että fosfori säilyy kipsikäsittelyn jälkeen maassa kasveille käyttökelpoisessa muodossa, eli pitkän päälle kasvit käyttävät sen kasvuunsa ja sitovat satoon.

Kipsin vaikutusta on tutkittu laajasti viljelijöiden pelloilla: 100 hehtaarilla Nummenpään valuma-alueella ja 1500 hehtaarilla Savijoen valuma-alueella. Tutkimuksissa on todettu, että kipsi ei heikennä sadon määrää tai laatua eikä maaperän kuntoa. Hankkeisiin osallistuneilla viljelijöillä on hyvät kokemukset.

Kipsin sisältämät ravinteet, kalsium ja rikki, ovat tärkeitä kasvinravinteita. Rikkiä kasvit tarvitsevat valkuaisaineiden muodostamiseen ja kalsiumia solunseinien rakennusaineeksi.

Yaran Maanparannuskipsi on pitkään ollut tuotelistalla maanparannusaineena, jota esimerkiksi perunan ja vihannesten viljelijät ovat käyttäneet lisätäkseen kalsiumin määrää maassa.

Seija Luomanperä

 

SAVE-hanke kiittää

Markku Ollikainen
Professori
Helsingin yliopisto

Kukapa olisi uskonut vuonna 2016, että asiat peltojen kipsikäsittelyn osalta etenisivät näin nopeasti ja suotuisasti!

Syksy 2016 oli ihanteellinen kipsin levitystä ajatellen. Levitys sujui kuin rasvattu ja vaikutukset pelloilta valuvan veden kirkkauteen olivat silminnähtävää jo samana syksynä. Hankkeen jatkuvatoimiset mittarit tuottivat aineistoa tunneittain osoittaen, että se mikä näkyi silmälle, näkyi myös mittauksissa: fosforihuuhtouma laski rajusti ja samalla sulfaattihuuhtouma pysyi maltillisena.

Vierailimme itsekin usein jokivarressa, mutta ennen muuta pohtiaksemme kipsikäsittelyn toteuttamista viljelijöiden kanssa. Meidän yhteinen tavoitteemme oli muovata peltojen kipsikäsittelystä konsepti, joka läpäisee  EU:n rahoitusohjelman tiukan seulan ja tuo merkittävää vesistöhyötyä. Olennaista oli muovata kipsikäsittelystä juuri vesiensuojelutoimenpide, sillä EU ei tue tuotannollisia investointeja. Kipsin liittäminen ei-tuotannollisten investointien tukimuotoihin turvaisi myös sen, että nykyistä ympäristökorvauksiin kohdistettua rahoitusta ei leikattaisi kipsin hyväksi, mitä lietolaiset viljelijät meille niin usein korostivat (SAVEn politiikkasuositukset).

Hankkeen alkutilaisuudessa Liedon kunnantalolla puhuimme tulevasta tukikaudesta vuonna 2021, mutta rahoitusta peltojen kipsikäsittelyyn saataneen jo nyt hallituksen varattua rahaa vesiensuojelun tehostamiseen vuosiksi 2019–2021. Tekisi mieleni sanoa, että SAVE-hankkeen erinomaiset tulokset fosforihuuhtouman vähentämisestä ovat olleet viime kesän rehevöitymisongelman lisäksi tärkein sytyke lisärahoitukseen. Pidimme ministerit hyvin informoituina hankkeen tuloksista ja he tiedustelivat jo helmikuussa – siis ennen leväkesää – olisiko kipsikäsittely toteutettavissa nopealla aikataululla laajamittaisesti ja millaisin kustannuksin.

Nyt meillä on ensikäden mahdollisuus saada Saaristomereen kulkeutuva maatalouden ravinnekuormitus puolitettua. Vesiensuojelun tehostamisrahoituksen kohdentamista juuri Saaristomeren valuma-alueen kipsikäsittelyyn ehdotettiin myös asunto-, energia- ja ympäristöministeri Kimmo Tiilikaiselle luovutetussa turkulaisten korkean tason vaikuttajien adressissa, jonka allekirjoittivat Turun kaupunginjohtaja Minna Arve, Varsinais-Suomen Liiton maakuntajohtaja Kari Häkämies, Turun yliopiston rehtori Kalervo Väänänen, Åbo Akademin rehtori Mikko Hupa ja Turun ammattikorkeakoulun rehtori Vesa Taatila sekä Centrum Balticum -säätiön hallituksen puheenjohtaja Aleksi Randell (Turun yliopiston tiedote 23.11.2018).

On hienoa saada tukea päättäjiltä. Hankkeemme ei kuitenkaan olisi menestynyt ilman paikallisten viljelijöiden ja monien muiden toimijoiden mahtavaa tukea ja apua. Ilman viljelijöitä pilottia ei olisi voinut toteuttaakaan ja ilman heidän ajatuksiaan emme olisi osanneet paketoida kipsikäsittelyn ehdotuksia oikein. Alueen ihmisten halu vedenlaadun parantamiseen ja laajemmin koko Saaristomeren laadun parantamiseen loi hankkeellemme ainutlaatuista kantavuutta. Mainitsen tässä esimerkiksi Liedon kunnanjohtajan Esko Poikelan henkilökohtaisen tuen sekä lukuisten viljelijöiden, kuten Petri Riikosen,  Martti Hyssälän ja Timo Laaksosen sekä monen muun aktiivista tukea. Nostimme myös Liedon kuntaa Euroopan kartalle, kuten lupasimme (artikkeli Pan European Networks: Science & Technology -lehdessä).

Pilottialueen maalaismaisemaa (Kuva: Janne Artell / SAVE)

SAVE-hanke jatkuu muodossa SAVE II. Se keskittyy ennen muuta vesien laadun, maaperän ja kasvuston seurantaan sekä kipsikonseptin viemiseen Itämeren muihin maihin. Olemme siis uuden vaiheen edessä. Autamme myös niin paljon kuin mahdollista laajamittaisen kipsikäsittelyn toteuttamista Saaristomeren valuma-alueella, jos – kuten toivomme – osoitettuja uusia varoja kohdistetaan Saaristomeren valuma-alueen kuormituksen vähentämiseen.

Jatketaan yhdessä työtä vesiensuojelun ja Itämeren hyväksi.

Kiitos kaikille mukanaolosta ja tuesta!

SAVE kiittää:

Pilottialueen viljelijät ja asukkaat

Urakoitsijat

Tiedotusvälineet

Baltic Sea Action Group

EU Interreg Central Baltic

Eurofins

Hankkija

Helsingin yliopisto

Itä-Suomen yliopisto

John Nurmisen Säätiö

Jyväskylän yliopisto

Liedon kunta

Lounais-Suomen vesiensuojeluyhdistys

Luode Consulting

Luonnonvarakeskus

Maa- ja metsätalousministeriö

Movere

MTK

Nixplore

Paimion kaupunki

Pitopalvelu Oili Riikonen

ProAgria

Ravintola Liedon Härkätie

SLC

Suomen ympäristökeskus

Tmi Janne Artell

Turun ammattikorkeakoulu

Unigrafia

Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys

Varsinais-Suomen ELY-keskus

Varsinais-Suomen Liitto

Yara

Ympäristöministeriö

Ålandsbanken

Vesistöihin tulee valuma-alueilta myös hiilikuormitusta

Kipsin on havaittu vähentävän liuenneen orgaanisen hiilen huuhtoutumista pelloilta vesiin. Mitä merkitystä tällä on vastaanottavan vesistön kannalta? Tohtorikoulutettava Noora Manninen Helsingin yliopistosta ja erikoistutkija Helena Soinne Luonnonvarakeskuksesta valottavat aihetta.

Maatalouden vesistökuormituksen ympärillä käytävä keskustelu keskittyy pääasiassa pelloilta tulevaan typpi- ja fosforikuormaan. Peltomaiden hiilipäästöihin liittyvä keskustelu keskittyy puolestaan maasta kaasumaisina päästöinä ilmakehään siirtyvään hiileen. Hiiltä voi kuitenkin poistua maasta myös valumavesien mukana. Veden mukana liikkuva hiili voi olla liuennutta orgaanista hiiltä (DOC) tai kiintoainekseen sitoutunutta partikkelimaista hiiltä. Metsäisten valuma-alueiden liuenneen hiilen kuormaa sekä tähän vaikuttavia metsätaloustoimenpiteitä on tutkittu melko paljon sekä Suomessa että muissa Pohjoismaissa. Maatalousmaiden orgaanisen hiilen vesistökuormasta on kuitenkin vasta vähän tietoa.

Puro- ja ojavedet kuljettavat liuennutta orgaanista ainesta valuma-alueilta vesistöihin (kuva: Helena Soinne)

Samoin kuin perustuotantoa lisäävät typpi ja fosfori, myös hiili on ravinne, joka voi vaikuttaa vesistöjen rehevöitymiskehitykseen. Vesistöissä elävät toisenvaraiset eli heterotrofiset bakteerit voivat käyttää vesistöjen hiiliyhdisteitä energian ja ravinteiden lähteenään. Valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen mukana kulkeutuu vesistöön paitsi hiiltä, mutta myös orgaanista typpeä ja fosforia. Nämä voivat lisätä tuottavuutta vesistöissä ja näin ollen edistää esimerkiksi Itämeren rehevöitymistä.

Valuma-alueelta huuhtoutuva orgaaninen aines vaikuttaa myös veden kirkkauteen ja vesistöjen onkin havaittu tummuvan (eng. browning)  koko pohjoisella pallonpuoliskolla. Tämän vesistöjen tummumisen taustalla on arvioitu olevan mm. ilmastonmuutos, jonka seurauksena sadanta ja valunta ovat muuttuneet sekä lämpötilat ja perustuotanto valuma-alueilla kasvaneet. Myös happaman laskeuman vähentymisen on arvioitu lisänneen liuenneen orgaanisen aineksen huuhtoutumista. Veden tummentuminen vaikuttaa veden lämpötilaan sekä valon määrään pintavedessä. Tummavetinen järvi lämpenee nopeammin kuin kirkas ja veden tummentuminen muuttaa vesialtaan lämpötilakerrostuneisuutta. Lämpötilamuutokset vaikuttavat järven ekologiaan mm. lisäämällä joidenkin levälajien ja vähentämällä joidenkin kalalajien viihtyvyyttä. Tummassa vedessä auringon valo ei pääse tunkeutumaan yhtä syvälle kuin kirkkaassa vedessä ja vesitilavuus, jossa yhteyttävien levien kasvu on mahdollista, on pienempi.

Liuennut orgaaninen aines muuttaa veden väriä (kuva: Helena Soinne)

Vuosittainen vaihtelu valumavesien liukoisen hiilen kuormassa johtuu paljolti siitä, mihin aikaan vuodesta ja kuinka paljon valuntaa tulee kunakin vuonna. Valuma-alueelta huuhtoutuvan liukoisen orgaanisen aineksen määrään ja laatuun vaikuttavat valunnan lisäksi myös alueen maalaji sekä maankäyttö. Suurimmat liuenneen orgaanisen hiilen kuormat tulevat soilta ja muilta eloperäisiltä mailta. Suomen ympäristökeskuksen tutkimusten mukaan jokiveden liuenneen orgaanisen aineksen pitoisuuden sekä valuma-alueen peltopinta-alan välillä on positiivinen korrelaatio: jokivesistä mitatut liuenneen orgaanisen hiilen pitoisuudet näyttäisivät olevan sitä suurempia, mitä enemmän valuma-alueella on peltopinta-alaa. Myös kansainvälisten tutkimusten mukaan viljelysmailta voi valumaveden mukana huuhtoutua huomattavia määriä liuennutta hiiltä.

Liuenneen orgaanisen aineksen laatua on tutkittu myös Vantaanjoen valuma-alueella (kuva: Iida Autio)

Suomessa peltomaalta valunnan mukana kulkeutuvaa liuenneen orgaanisen aineksen kuormaa on tutkittu viime vuosina Luonnonvarakeskuksen huuhtoutumiskentillä Jokioisilla ja Toholammilla. Tulokset viittaavat siihen, että hehtaarikohtainen liuenneen orgaanisen hiilen vuosikuorma näiltä peltomailta on samaa suuruusluokkaa kuin kivennäismaavaltaisilta metsäalueilta tuleva kuorma. Lisäksi tutkimuksessa on havaittu, että mitä korkeampi pintamaan hiilipitoisuus on, sitä suurempi on valumaveden kuljettama liuenneen orgaanisen hiilen kuorma. Näin ollen sellaiset viljelytoimenpiteet, joilla pyritään edistämään hiilen kertymistä pintamaahan, voivat samalla lisätä riskiä liuenneen orgaanisen hiilen huuhtoutumiselle. Siksi liuenneen hiilen kulkeutumista peltomaasta sekä sen laatua ja vesistövaikutuksia tulisi tutkia lisää.

Noora Manninen ja Helena Soinne

 

Kirjallisuutta

Autio, I., Soinne, H., Helin, J., Asmala, E., Hoikkala, L. 2016. Effect of catchment land use and soil type on bacterial degradation of riverine dissolved organic matter. Ambio 45: 331.

de Wit, H.A., Valinia, S., Weyhenmeyer, G.A., Futter, M.N., Kortelainen, P., Austnes, K., Hessen, D.O., Räike, A., Laudon, H. and Vuorenmaa, J. 2016.  Current  browning  of  surface  waters  will  be  further  promoted  by  wetter  climate.  Environmental Science and Technology Letters 3:430–435.

Hoikkala, L., Kortelainen, P, Soinne, H., Kuosa, H. 2015. Dissolved organic matter in the Baltic Sea – Review. Journal of Marine Systems, 142: 47–61

Manninen, N., Soinne, H., Lemola, R., Hoikkala, L., Turtola, E. 2018. Dissolved organic carbon load in surface runoff and drainage from cultivated mineral soils. Science of the Total Environment 618: 1519-1528.

Mattsson, T., Kortelainen, P. and Räike, A. 2005. Export of DOM from boreal catchments: Impacts of land use cover and climate. Biogeochemistry 76: 373–394.