Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset maahan ja veteen

Transkriptio

1 Kuva: Eliisa Punttila Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset maahan ja veteen Petri Ekholm Suomen ympäristökeskus SYKE

2 Miten kipsi vaikuttaa? CaSO 4 2H 2 O Sato ja viljely Paljon rikkiä ja kalsiumia, hitusen fosforia Seleenin otto vähenee tilapäisesti Maan rakenne pysyy samana tai paranee Ionivahvuus ei nouse haitalliselle tasolle Maanesteen ionivahvuus kasvaa Ca 2 SO Hiukkasia ympäröivä sähköinen kaksoiskerros ohenee Ennen kipsiä P P P P Kipsin jälkeen Hiukkaset lähemmäksi toisiaan muodostuu mikromuruja vähemmän alttiita eroosiolle vähemmän fosforia maa-aineksen mukana vesiin Myös liuennutta fosforia huuhtoutuu vähemmän, fosfori kasveille käyttökelpoista Ei vaikutusta ph-arvoon (toisin kuin maatalouskalkilla, CaCO 3 ) Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 2

3 SAVE-hanke alkaa Vantaanjoen kipsihanke alkaa Hallituksen vesiensuojelun tehostamisohjelma Kipsitutkimuksen historia Suomessa Yaran Itämerisitoumus Prof. Aura ym. (Luke) aloittavat suspensiotestit Auran ehdotus Savon Sanomissa: Siilinjärven kipsiä levitettäisiin pelloille eroosiota ja maaainesfosforin kulkeutumista vähentämään TARVEKE-hanke selvittää kipsin soveltuvuutta tarjouskilpailussa TraP-hanke tutkii kipsiä laboratorio-, peltolohko- ja valuma-aluetasolla 50 % vähennys maaainesfosforissa 25 % vähennys liuenneessa fosforissa Raportti Savimaiden eroosio Liisa Pietola aloittaa Kemira GrowHow ssa kokeet kipsistä liuenneen fosforin vähentäjänä Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset

4 Savijoen kipsipilotti (SAVE ja SAVE2) Kipsiä 1550 hehtaarille peltoa syksyllä % Vertic Cambisols ( savi ) Myös karkeampia maalajeja Vedenlaatu, pintamaa, kasvit, virtavesiekologia, pohjavesi, viljelijöiden näkemykset, logistiikka 28 lohkolta (11 kipsilohkoa) maa- ja kasvinäyte (2 rinnakkaista) 0 20 cm cm, cm TraP-hanke: kipsin teho kestää ainakin neljä vuotta SAVE2-hanke: seurantaa jatketaan ainakin vuoteen 2020 asti (4 vuotta) Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 4

5 Kipsi vähentää vesien kuormitusta TraP Nurmijärvi SAVE/SAVE2 Lieto Kuvat: Janne Artell, paikallinen viljelijä Kuvat: Pasi Valkama, VHVSY Kiintoaines ( 50 %) Maa-ainekseen sitoutunut fosfori ( 50 %) Maa-ainekseen sitoutunut orgaaninen hiili ( 50 %) Liuennut fosfori (merkittävä) Liuennut orgaaninen hiili (merkittävä) Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 5

6 Rikki pintamaassa ja kasveissa Ennen kipsiä keskiarvo 2,6 (1,0 4,5) keskiarvo 8,7 (5,7 16,7) huononlainen hyvä Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 6

7 Rikki pintamaassa ja kasveissa 1. talven jälkeen keskiarvo 5,1 (2,6 11) keskiarvo 129 (8,3 371) välttävä arveluttavan korkea Teoreettinen pitoisuus kyntö Teoreettinen pitoisuus kultivointi Kipsissä lisätystä (ei huuhtoutuneesta tai kasvien ottamasta) rikistä löytyi 0 20 cm kerroksesta 1. talven jälkeen 39 % (1 71 %) Korkein pitoisuus kevytmuokatuilla lohkoilla Rinnakkaisnäytteissä suurehko hajonta (analyysiepätarkkuus, kipsin levitys?) 7

8 Rikki pintamaassa ja kasveissa 2. talven jälkeen keskiarvo 4,9 (2,2 13) keskiarvo 25 (5,3 74) huononlainen korkea Kipsissä lisätystä (ei huuhtoutuneesta tai kasvien ottamasta) rikistä löytyi 0 20 cm kerroksesta 2. talven jälkeen 17 % (0 50 %) Korkein pitoisuus kevytmuokatuilla lohkoilla Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 8

9 OSMO-raportti Lohkot, joilla kipsikäsittely saattaisi pahentaa magnesiumin ja kaliumin puutetta luokiteltiin sellaisiksi, joissa joko magnesiumin osuus kationinvaihtokapasiteetista oli alle 10 % tai kaliumin osuus on alle 2,5 % ja kokonaiskationinvaihtokapasiteetti on alle 13 cmol/l. Mattila T, Manka V, Rajala J Kipsi maanparannusaineena Ekholm: Peltojen hyödyt kipsikäsittelyn ja haitat maan vaikutukset kasvukunnolle. Raportteja 192. Helsingin yliopisto, Ruralia- 9 Instituutti.

10 Magnesium pintamaassa ja kasveissa Ennen kipsiä keskiarvo 1,6 (0,97 2,3) keskiarvo 12,7 (5,9 19,7) huononlainen hyvä Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 10

11 Magnesium pintamaassa ja kasveissa 1. talven jälkeen keskiarvo 1,4 (1,0 2,5) keskiarvo 11,3 (4,4 18,4) välttävä korkea Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 11

12 Magnesium pintamaassa ja kasveissa 2. talven jälkeen keskiarvo 1,6 (1,1 2,1) keskiarvo 11,7 (4,4 16,7) huononlainen korkea Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 12

13 Kalium pintamaassa ja kasveissa Ennen kipsiä keskiarvo 32 (13 54) keskiarvo 2,9 (1,5 4,0) välttävä hyvä Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 13

14 Kalium pintamaassa ja kasveissa 1. talven jälkeen keskiarvo 34 (16 49) keskiarvo 2,8 (1,4 7,4) Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 14

15 Kalium pintamaassa ja kasveissa 2. talven jälkeen keskiarvo 26 (9,9 40) keskiarvo 3,1 (1,6 8,5) Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 15

16 Kipsin huuhtoutuminen CaSO 4 2H 2 O 0 20 cm cm cm Sulfaatin mukana maaprofiilissa huuhtoutuu alaspäin kalsiumia, magnesiumia ja kaliumia Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 16

17 Päätelmiä ja pohdintaa Kipsin teho fosforihuuhtouman vähentäjänä osoitettu kahdessa valuma-aluetason kokeessa (kolmannesta tulossa tietoa) Kipsi nostaa pintamaan rikkipitoisuutta ja johtolukua, mutta melko lyhytaikaisesti Kipsin vaikutus fosforihuuhtouman vähentäjänä ei näytä olevan verrannollinen (viljavuusuuttoisen) rikin pitoisuuteen tai johtolukuun pintamaassa (0 20 cm) Kipsin vaikutus tunnetaan teoreettisesti, mutta ei käytännössä Ionien kulkeutuminen maaprofiilissa ja sen vaikutus maan vedenläpäisykykyyn ja ravinteiden huuhtoutumiseen Kipsillä ei vaikutusta kaliumin tai magnesiumin pitoisuuksiin maassa tai kasveissa Mitä ja kuinka hyvin viljavuusanalyysi kuvaa? Ekholm: Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset 17