Maatalouden vesiensuojelun lähtökohdat ja tavoitteet Yksilöllisen suunnittelun mahdollisuudet

Transkriptio

1 Maatalouden vesiensuojelun lähtökohdat ja tavoitteet Yksilöllisen suunnittelun mahdollisuudet Kirsi Järvenranta, erikoistutkija, Luke Maaninka 1 Teppo Tutkija

2 Vesiensuojelun lähtökohdat 1 Maatilat Sijainti Suomessa, alueella, paikallisesti Ilmasto: Sataa enemmän kuin paistaa > painovoima vaikuttaa eli vesi valuu alaspäin ja huuhtoo ravinteita mukaansa Pakkanen, routa, lumi, sulaminen Millaisia ovat tulevat syksyt ja talvet? Maaperä: savisuus, orgaaninen aines tärkeimmät Kiinteiden taustatekijöiden merkitys tunnetaan yleisellä tasolla melko hyvin, yksilöllisesti tilojen välillä on kuitenkin suurta vaihtelua tuotantosuunnan ja tehokkuuden takia

3 Vesiensuojelun lähtökohdat 2 Maatilan ravinnekuormitukseen vaikuttavat vapaat muuttujat: Ravinnetase: paljonko tilalle tulee ravinteita ja paljonko sieltä lähtee Tilatase helpompi laskea kuin lohkotase Kuvaa tilan ravinteidenkäytön tehokkuutta, ei suoraan kuormitusta Vesitalous: miten vesi liikkuu tilalla ja mihin se menee Ojitus Kastelu Altaat

4 Pohjois-Savon maatalouden fosforikuormituksen luonne Alueen maalajit muuta kuin savea > eroosion merkitys suhteellisesti pienempi kuin Itämeren valuma-alueilla Tosin hiesun ominaisuuksia ei tunneta riittävän hyvin Vaihteleva topografia Kasvinviljely enimmäkseen viljaa, vain vähän erikoiskasveja (mansikkaa, perunaa) Karjatalous lähes täysin maidon- ja naudanlihantuotantoa, hyvin vähän sikataloutta tai siipikarjaa Ohra (20), kaura (10) ja nurmi (60) kattavat yhteensä n. 90% viljellystä alasta Pohjois-Savossa Pohjois-Savossa kokonaisuutena tarkasteltuna ravinnekuormitus on suurelta osin liukoista fosforia (Maaningan lysimetrikenttä, Kirmanjärven valuma-aluemittaukset) Peräisin nurmilta ja lannankäytöstä, maapartikkeleihin sitoutuneen eroosiofosforin osuus pienempi kuin savimaavaltaisilla alueilla Käytettävissä olevat keinot - miten pysäyttää liuennut P?

5 % havainnoista Korkean fosforipitoisuuden maiden osuus Pilottitilojen lohkojen P-luvun jakauma (n=273) Koko maassa VP:n ( ) tilaston mukaan vain 6 % näytteistä on luokassa korkea ja 2.2 % luokassa arveluttavan korkea Pohjois-Savossa (PETU hankkeen aineisto) vain 2% luokassa korkea, arveluttavan korkeita 0% P-luku

6 Vesiensuojelun lähtökohdat 3 Maatilan ravinnekuormitukseen vaikuttavat vapaat muuttujat: Tuotantosuunta: Villakoiran ydin Vilja Erikoiskasvi (näissä isoja eroja ravinnetaloudessa) Maito tai naudanliha Siipikarja Sianliha Turkistuotanto Jokaisella tuotantosuunnalla on omat ongelmansa, jotka johtuvat tuotteen tuottamisen vaatimuksista ruokinnan, maaperän ja vesitalouden suhteen Yksinkertaisimpaan ja hallituimpaan ravinnekiertoon pääsevät pelkkää viljaa viljelevät tilat (ostolannoitteet, viljanmyynti)

7 Tuotantosuunnan merkitys tilan ravinteiden käytölle ja kuormituspotentiaalille 1 Kasvinviljelytiloilla kaikki ostoravinteet käytetään suoraan peltoon Määrä kasvilajin tarpeen, pellon maalajin ja ravinnepitoisuuden mukaan Suuria eroja kasvilajien välillä: Lannoituksen ylärajat kg/ha Etelä- ja Keski-Suomi, vähämultainen, P-luokka tyydyttävä Savi Hieta Orgaaniset Sato Satopoistuma kg/ha Tase kg/ha N N N P kg/ha N P N P Nurmi Rehuohra Leipävehnä Peruna Kaali Sokerijuurikas Mansikka Peruna, sokerijuurikas ja kaali saavat P-lannoitusta vielä maan P-pitoisuusluokassa korkea

8 Tuotantosuunnan merkitys tilan ravinteiden käytölle ja kuormituspotentiaalille 2 Karjatiloilla merkittävä osa ravinteista kierrätetään eläinten kautta Ostorehut (tilan ravinne-input) syötetään eläimille Osa ravinteista menee tuotteeseen (maito, liha) Osa menee lantaan ja sitä kautta peltoon ja satoon, joka taas syötetään elämille (suljettu kierto on kuitenkin mahdoton avoimessa systeemissä) Osa kasvin tarvitsemista ravinteista ostolannoitteena, osa lannan ravinteina Lannan varastointi, kuljetus ja levitys lisäävät lannoituksen epätarkkuutta Pienin kustannus on levittää lanta karjasuojaa lähinnä oleville pelloille > muodostuu ravinteisuusvyöhykkeitä > lisää lähipeltojen kuormituspotentiaalia

9 Tuotantosuunnan merkitys tilan ravinteiden käytölle ja kuormituspotentiaalille 3 N TOT P P:N suhde Naudat Siat Siipikarja Turkiseläimet Nurmen P:N suhde Ohran jyvät Yleensä puhutaan vain lannasta - Naudan liete lähinnä kasvien tarvetta Kunta Peltoala ha 1000 Lantaan erittyy P tn/vuosi Lannan P kg / ha P poistuma kg/vuosi eläintuotteissa Maidossa Naudanlihassa Sianlihassa Yhteensä P poistuma P/ha KIURUVESI 16, ,4 5,9 0,8 50, VIEREMÄ 9, ,6 1,9 0 34,5 3.8 LOIMAA 23, ,6 0,9 24,7 29, HUITTINEN 12, ,7 0,5 26,0 29,3 2.3 *naudat ja siat yhteensä, siipikarja ei kuntatilastoa

10 Viljavuus-P mg/l Viljavuus-P mg/l Viljavuus-P mg/l Viljavuus-P mg/l Eläinmäärät ja pellon P-luku maakunnittain Sikoja kpl/ha Siipikarjaa kpl/ha y = 5,0476x + 10,021 R² = 0, y = 0,338x + 11,427 R² = 0, ,5 1 1, sikoja kpl/ha siipikarjaa kpl/ha Erikoiskasvien osuus % viljelyalasta Lypsylehmiä kpl/ha y = -10,163x + 14,61 R² = 0, y = 0,3257x + 10,755 R² = 0, Erikoiskasvien osuus % maakunnan viljelyalasta ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 lypsylehmiä kpl/ha

11 Pistekuormitus voi olla jopa 10-20% tilan kokonaiskuormituksesta Siellä missä rehuja tai lantaa varastoidaan, käsitellään, kuljetetaan (lantalat, varastot, tiet, lanta- ja säilörehuaumat, lastausalueet) Eläinten ulkoilutarhat 11 Petri Ekholm, SYKE, luentomateriaalia

12 Pohjaveden NO 3 - pitoisuus Source: Backman, B Suomi Alle 25 mg/l mg/l mg/l Yli 50 mg/l NO 3 konsentraatio pohjavedessä ei erityisen korkea (< 20 mg/l vrt EU raja 50 mg/l Nautakarja-alueet eivät erotu Suunta parempaan päin ja Suomessa tilanne Euroopan parhaita* * Onko näytemäärää kritisoitu pieneksi?

13 Alueiden ja tilojen välillä suuria eroja, mutta laskennassa käytetään ominaiskuormituslukuja Yleisin mutta karkea tapa arvioida hajakuormitusta (esim. kg km 2 a 1 ) Vuosikuormitus keskimääräisissä hydrologisissa oloissa tietylle maankäyttömuodolla tietyssä ilmastossa Usein epävarmoja, sillä pitoisuushavaintoja yleensä vähän, alueen maankäyttö muuttuu, ilmasto muuttuu.. Soveltuvuus muille kuin ko. alueelle? Skaalaus? Tarvitaan tarkempaa ja yksilöllisempää tietoa, jos halutaan tarkastella yksittäistä tilaa tai pientä valuma-aluetta

14 Ratkaisuja ja mahdollisuuksia 14 Teppo Tutkija

15 Käytettävissä olevien keinojen kokoelmaa mm. ympäristötuki.. Ravinnetaseet Lannan levitys kasvukaudella Lietelannan sijoittaminen peltoon Suojavyöhykkeet ja kosteikot Vähennetty lannoitus, typpilannoituksen tarkentaminen Peltojen talviaikainen kasvipeitteisyys, kevennetty muokkaus Viljelyn monipuolistaminen, ympäristönhoitonurmet, laajaperäinen nurmituotanto ja kerääjäkasvien viljely Säätösalaojitus, säätökastelu, kuivausvesien kierrätys (sulfaattimaat)

16 kg/ha/vuosi Levitysmäärä P kg/ha/vuosi Pintalevitys Sijoitettu äkilannoitus Lieteen levitysmenetelmä 1 levityskerta per vuosi 2 levityskertaa per vuosi Riskitekijöitä: Rankkasade pian levityksen jälkeen Lumen sulamisvedet (myöhään syksyllä tehdyn levityksen jälkeen jopa noin 2 kg tot-p/ha huuhtoumia mitattu) Märkä maa

17 Suojakaistat eroosio-, ravinne- ja mikrobikuormituksen vähentäjänä Jaana Uusi-Kämppä ym (1991 ) Kuva: Jaakko Heikkinen (Luke) Sekä suojakaista perinteisesti muokatulla maalla että suorakylvö vähentävät eroosiota sekä partikkeli-p:n ja kokonais-n:n kuormitusta pintavalunnassa. Liukoisen P:n kuormitus on suuri laitumella, suorakylvössä ja hoitamattomalla suojakaistalla ja sen vähentäminen on vaikeata suojakaistan avulla. => Vaikka partikkeli-p:n kuormitus vähenee kasvipeitteen ansiosta, niin liukoisen P:n kuormitus kasvaa. => Suojakaistan niittäminen ja niitoksen korjaaminen pitävät liukoisen P:n kuormitusta kurissa.

18 Keinoja kuormituksen hillitsemiseen (esim. RAE-hanke): Optimoidaan eläinten dieetin P- pitoisuus Tarkastellaan fosforilannoitustarve Laitumille vähennetty P-lannoitus, ei lietettä Rantapelloille vain nuorkarjaa tai lihaeläimiä, ei intensiivistä lypsylehmälaidunta Syvennetty kyntö (10 cm > 20%) Eroosion torjunta (mm. kulku-urat, laitumen juomapisteet, rinnepellot) Typpilannoituksen maksimointi Pistemäisten kuormituslähteiden kartoitus ja eliminointi

19 Lannankäsittely Separointi: Erotetaan kiinteä- ja nestefraktio toisistaan Ruuvi- tai linkoseparaattori Kiinteässä fraktiossa P, nesteessä N Tehostetaan kemikaalilla: esim. MgO, rautayhdisteet, polyakryyliamidit Naudanlietteessä toistaiseksi melko tehottomia, viskositeetti ja puskurikapasiteetti haittaavat kemikaalien toimintaa Tavoitteena saada N- ja P-täsmälannoitetta: Vähentää kuljetettavaa määrää etäisimmille lohkoille, ravinteet on helpompi jakaa sinne missä niistä on hyötyä Huuhtoutumisriski pienenee koska kiinteä lanta sekoitetaan maahan Urakoitsijan tai tilojen yhteinen separaattori?

20 Special case: Kipsin levitys (Yara, TraP hanke) Peltomaan käsittely - Kipsiä levitetään pellolle kalkin tapaan (4 tn/ha) - Muokataan maahan, jossa kipsi liukenee - Muokkaus ei välttämätön mutta nopeuttaa vaikutuksia - Peltoa viljellään normaaliin tapaan Sakari Alasuutari TTS SYKE Nummenpää, 100 ha valuma-alue, Partikkeli-P 64% reduktio LiUennut P 30% reduktio. Ei kipsiä Kipsikäsitelty maa Luke Jokioinen savimaa, 2 peltolohkoa, 3v Sameus väheni 45% Partikkeli-P 70% reduktio Liuennut P 50% reduktio Vaikutus suurin 1. vuonna, väheni vuosittain Kuva: Asko Kinnunen EI TOIMI NURMELLA > LISÄSI P HUUHTOUMAA MTT MAANINGAN KOKEISSA, JÄRVIALUEELLA SAATTAA OLLA HAITALLINEN Pasi Valkama VHVSY

21 Ojasuotimet väkevien pitoisuuksien hillinnässä Kemikaalit Ojasuodattimet: tässä käytetty Ypäjällä hevostarhan valumaveteen ferrisulfaattia (Närvänen ym. 2010) Kemikaaleissa on potentiaalia 21 MTT Agrifood Research Finland

22 Arveluttavan korkean maan kuormituksen vähentäminen kemikaaleilla? Tulos Maanigalta, maan P AAC -pitoisuus 50 mg/l kemikaaleja 50g/m 2 : ALG vähensi P huuhtoumaa % ja Ferix % kontrolliin verrattuna ensimmäisenä vuonna. Ei vaikutusta toisena vuonna > lyhytaikainen hyöty Jos Ferix-3 hinta n e/kg > käsittelyn hinta n. 200 e/ha Jos arveluttavan korkean P- tilan mailta huuhtoutuisi 2-3 kg P/ha ja kemikaalin pidätysteho olisi keskimäärin 50 % Poistetun P kilon hinta ilman työ ym. kustannuksia e/kg Kallista on ojasuodattaminenkin n. 540 e/kg P (Lepistö 2012) Muut vesiensuojelutoimet, kustannus e/kg P (Ollikainen 2010) Laitetaan euro sinne missä siitä on eniten hyötyä? 22 MTT Agrifood Research Finland

23 Pintavaluntasimulaattori SIMU 23 Teppo Tutkija

24 Miten mitata kuormitusta hallitusti, nopeasti ja edullisesti? Kevät vain kerran vuodessa Viisi pintakeräinruutua > 2 käsittelyä Erilaiset vuodet, mistä mitattu tulos johtuu: käsittely vai olosuhteet? Hidasta! SIMUloidaan keväät Pintavalunta muodostuu 0-2 cm kerroksessa, pintakerrosvalunta 0-10 cm Pintavalunnan kerääminen keväisin kentällä vaikeaa, jäätyminen ja sulaminen, alueen eristäminen, veden kerääminen Jäinen maa läpäisee huonosti vettä Jospa höylätään pintamaa irti jo syksyllä, tuodaan labraan ja sulatetaan lumet siellä > keinokevät?

25 ProtoSIMU käsittelyt tehdään pellolle, laattojen nosto ja lumen sulatus 25

26

27 SIMUn tulevia töitä: Ilmastonmuutos Suomessa vuoteen 2100 mennessä (ACCLIM-hanke) Keskilämpötila nousee C (Jylhä et al 2009) Talvella C Sademäärä lisääntyy 12-22% Talvella 10-40% Sateisten päivien lkm kasvaa, rankkasateiden arvellaan lisääntyvän ja samoin kuivuusjaksojen Haihdunta lisääntyy eikä sademäärä välttämättä kompensoi Lumipeiteaika lyhenee, roudattomuus Ilmastonmuutos tulee tilatasolla vaikuttamaan: Monivuotisten kasvien talvehtimiseen (NURMET!) Satotasoon ja rehun sulavuuteen Kasvilajivalikoimaan Korjuustrategiaan ja korjuuolosuhteisiin Lannoituksen toteuttamiseen ja lannoitusvaikutuksiin Ravinnekuormitukseen: syys- ja talviaikainen valunta lisääntyy 27

28 Yksilöllinen suunnittelu - yhteenveto 28 Teppo Tutkija

29 Miten toteuttaa yksilöllistä suunnittelua? Tukipolitiikka kulkee omaa latuaan, enimmäkseen samat säännöt kaikille, toimenpidevalinnoilla jonkin verran yksilöllisyyttä, nurmialueella liian vähän keinoja Tukipolitiikan runko tuskin muuttuu > viljelijän toimeentulon edellytys Keinojen pitää olla järkeviä, edullisia ja toteuttamiskelpoisia Salaojitus kuntoon, maan läpäisevä valunta on parempi vaihtoehto kuin pintavalunta näillä typpimäärillä ja järvialueella. Pohjavesialueet suunniteltava erikseen, esim. glyfosaatin käyttö, lanta, laitumet Pistekuormitus: lannan ja rehujen käsittelyalueet > vuotojen mahdollisuus Ajotiet ja kulku-urat, eroosio

30 Miten toteuttaa yksilöllistä suunnittelua? Yksittäisen tilan kuormitusta on arvioitu ja laskettu useissa hankkeissa (mm. Iisalmen reitin kunnostushanke, Harvanjärvi kuntoon, Kapeenjärven kunnostushanke) Tilan ravinnevirtojen kokonaisuuden hallinta tärkeää, helpoin tapa lähteä tarkasteluun on tilatase Jos tilatase on huomattavan positiivinen, etsitään kohta, jossa ravinteet häviävät tai vuotavat systeemistä Arvioidaan asian merkitys tilan sijainti, maalaji, topografia huomioiden Satotasot tulisi tietää lohkoittain > ravinnetaseet ja korjaavat toimet oikeille lohkoille. Tästä tosin viljelijöillä on yleensä näppituntuma vaikka tarkkaa tietoa ei olisikaan Onko asiaan kohdistettavissa korjaavia toimenpiteitä ja jos niin mitä? Tarkastelu ei ole helppoa ja tiloilla tuskin on aikaa ja osaamista sitä tehdä Kuka tekee ja kuka maksaa?

31 Kiitos!

32 Glyfosaatti, sulfaattimaat, nitraatti 32 Teppo Tutkija

33 Glyfosaatin käytön aiheuttamat ympäristöriskit: aineen kulkureitit savimaalla ja päätyminen vesistöön (GlyFos) Uuden ymptuen syysnurmi? Koe Kotkanojan huuhtoutumiskentällä Jokioisilla Näytteet vuosilta Salaoja- ja pintavalunnasta otetuista vesinäytteistä analysoitiin glyfosaatin ja hajoamistuote AMPAn pitoisuudet liukoisina ja kiintoainekseen sitoutuneina. Koejäseninä perinteinen kyntö ja suorakylvö. Kuva: Heikki Jalli/Maaseudun Tiede 2014

34 Kok. glyfosaatti (mg/ha) Kok. glyfosaatin summakäyrä Kyntö (Pintavalunta) Suorakylvö (Pintavalunta) Kyntö (Salaojavalunta) Suorakylvö (Salaojavalunta) Uusi-Kämppä ym

35 Altakastelu/säätösalaojitus ja muovikalvo estävät sulfidimaiden hapettumista Rannikkoalueen happamilta sulfaattimailta tulevia happamuus- ja metallipäästöjä pyritään pienentämään pitämällä sulfidikerrokset pelkistyneinä pohjaveden pinnan alapuolella. Säätösalaojitus/ altakastelu ja muovikalvo ovat apuna. Pintamaa Sulfidimaa (ph 7) Hapan sulfaattimaa (ph 4) 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2-1,4-1,6-1,8 Kuvat: Rainer Rosendahl -2,0 Maan pinta Muovikalvo Salaojaput Sulfidikerros