MAATALOUDEN VESIENSUOJELUN KEHITTÄMINEN SAARIJÄRVEN VESIREITIN VARRELLA (MAISA) 1.1.2010-31.3.2014 Tarja Stenman, Tiina Siimekselä, Anneli Ylimartimo ja Samuli Lahtela Jyväskylän ammattikorkeakoulu, Biotalousinstituutti 1
SAARIJÄRVEN REITTI Yli puolet Saarijärven reitin vesistöistä on luokiteltu tyydyttävään tilaan Saarijärven reitin vedet Keski-Suomen heikoimmat Tavoitteena vesien hyvä tila 2
HANKKEEN TOIMENPITEET 1. Tuotetaan käytännön olosuhteissa testattua tietoa karjanlannan eri levitysmenetelmien aiheuttamasta ravinnekuormituksesta valumavesiin. 2. Automaattinen vedenlaadun seuranta (4 kpl mittausasemia) 3. Edistetään vesiensuojelutoimenpiteiden käyttöönottoa maatiloilla. 4. Edistetään Keski-Suomen ensimmäisen maatalouden monivaikutteisen mallikosteikon perustamista (POKE). 5. Selvitetään Saarijärven reitin valuma-alueen kuntakohtaiset lantataseet. 6. Edistetään maatalouden vesiensuojelun uuden tiedon ja tekniikoiden käyttöönottoa tiedottamalla ja levittämällä hyviä käytänteitä. 3
TULOKSIA LANNANLEVITYSKOKEISTA NURMIPELLOLLA Kokeissa tutkittiin kahden lietteenlevitysmenetelmän aiheuttamaa pintavalunnan ravinnekuormitusta. - Lietelannan sijoittaminen maahan kiekkovannasmultain - Lietteen levittäminen nurmen pintaan samalla laitteistolla vantaat ylös nostettuina levitystekniikka vastasi lähinnä letkulevitystä. 4
TULOKSIA LANNANLEVITYSKOKEISTA NURMIPELLOLLA Automaattisilla vesinäytteenottimilla saatiin vuosina 2011-2013 yhteensä 127 pintavesinäytettä 5
TULOKSIA LANNANLEVITYSKOKEISTA NURMIPELLOLLA Vuosien välinen vaihtelu oli suurta sekä ravinteiden ja kiintoaineen pitoisuuksissa (µg/l) että kuormituksessa (kg/ha) 1-lohko: liete pintaan, 2-lohko: liete sijoitus Merkittävin ero koelohkojen välillä oli fosforin kohdalla Fosforipitoisuus ja -kuormitus suurin lohkolla, jossa liete levitettiin nurmen pintaan 6
TULOKSIA LANNANLEVITYSKOKEISTA NURMIPELLOLLA Lietelannan ravinteet huuhtoutuvat herkästi pellon pinnasta Toukokuussa 2012 lietteen ja väkilannoitteen levitys runsaiden sateiden aikana Typpipitoisuus oli lähes 20- ja fosforipitoisuus noin 10-kertainen keskimääräisiin pitoisuuksiin verrattuna lohkolla, jolla liete levitettiin nurmen pintaan Myös väkilannoitetun lohkon typpipitoisuus oli poikkeuksellisen korkea pellon pintaan levitetty väkilannoitekin huuhtoutuu helposti Lietteen sijoituslohkolta valuneen pintaveden pitoisuudet eivät olleet epätavallisen korkeita. Lietteen sijoittaminen/ multaaminen ehkäisee huuhtoutumista huomattavasti myös märissä ja sateisissa olosuhteissa. 7
TULOKSIA LANNANLEVITYSKOKEISTA NURMIPELLOLLA Pintavalunnan osuus vuosikuormituksesta on merkittävä Varsinkin kokonaisfosforilla suuri liukoisen fosforin osuus (82 %) kokonaisfosforista selittäjänä Koealueen (9 ha) kokonaiskuormituksesta pintavaluntana tuli Fosforista 54 % (kokonaisfosfori) Typestä 12 % (kokonaistyppi) Kiintoaineesta 16 % 8
TULOKSIA LANNANLEVITYSKOKEISTA NURMIPELLOLLA Kasvillisuus ehkäisee eroosiota Kaltevimman koelohkon (lietteen sijoitus) kiintoainepitoisuudet laskivat tutkimusjakson aikana vuonna 2013 alle puolet vuoden 2011 keskipitoisuudesta Tutkimusjakson ensimmäisenä vuonna keruuojat oli juuri kaivettu niiden reunoilta ja pohjasta irtosi runsaasti kiintoainetta Seuraavina vuosina ojat nurmettuivat eroosio ja kiintoaineen kulkeutuminen valumavesien mukana väheni Suojakaistoilla on tärkeä merkitys kiintoainekuormituksen hallinnassa! 9
TULOKSIA LANNANLEVITYSKOKEISTA NURMIPELLOLLA Johtopäätökset Tämän tutkimuksen mukaan tärkeimmät nurmipellon pintahuuhtouman määrään ja laatuun vaikuttavat tekijät ovat Lannoitusmenetelmän valinta Hydrologiset olosuhteet Pellon kaltevuus Lietteen sijoittaminen on suositeltavaa Lietteen levittäminen sijoittamalla vähentää fosforin huuhtoumista pellon pinnasta Lietteen sijoittamisella ja oikealla levitysajankohdalla voidaan merkittävästi vähentää lietteen käytön vesistökuormitusta 10
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA Kesällä 2010 otettiin käyttöön Keski-Suomen ensimmäinen jatkuvatoiminen ravinnemittausasema Tavoitteena saada tarkempaa tietoa maatalouden aiheuttamasta vesistökuormituksesta Vuosina 2012 ja 2013 käytössä oli 4 jatkuvatoimista ravinnemittausasemaa Mittausasemat asennettiin tutkittavien peltoalueiden ylä- ja alapuolelle Saatiin mitattua virtaama (l/s) ja veden ravinnepitoisuus (mg/l) koko valuma-alueelta että tutkimuksen kohteena olleilta peltoalueilta Virtaaman ja pitoisuuksien perusteella laskettiin kuormitus (kg/ha) 11
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Tutkimusalueet Tarvaalan tutkimusalue: - 9 ha, peltoa 100 %, multava hiesu - Jyrkkyys 2-5 % - Koko valuma-alueen pinta-ala 129 ha Seurantajaksot: 1.9. 22.11.2010 (83vrk) 28.3.2011-9.1.2012 (282 vrk) 14.3. - 28.11.2012 (259 vrk) 24.3. 2.12.2013 (252 vrk) 12
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Satosuon tutkimusalue: 396 ha, peltoa 64 %, josta 39 % turvepeltoa Koko valuma-alueen pinta-ala 1218 ha Jyrkkyys < 1 % Seurantajaksot: 12.8. - 21.11.2012 (102 vrk) 21.3. - 26.11.2012 (242 vrk) 27.3 3.12.2013 (245 vrk) 13
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Virtaamanmittaus Tarvaalassa kolmiomittapadoilla + paineantureilla Satosuolla akustiset virtaamamittarit Säätiedot Omalta sääasemalta Tarvaalasta 160 Sadesumma mm 140 120 100 80 60 40 20 0 2010 2011 2012 2013 keskimääräinen sadesumma (Ilmatieteen laitos) 14
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Mittauspaikoilta otettiin myös manuaalisia vesinäytteitä (yht. 160 kpl) mittausdatan luotettavuuden varmistamiseksi automaattiantureiden kalibrointia varten Automaattiantureiden ja laboratoriossa määritettyjen vesinäytteiden arvot vastasivat pääosin hyvin toisiaan selitysasteet 80 90 % luokkaa Kokonaisfosforipitoisuuksien seuranta automaattisella mittauksella ei onnistunut Tarvaalassa veden sameuden ja kokonaisfosforin välillä ei riippuvuutta Tarvaalan tutkimusalueen fosforikuormitus arvioitiin vesinäytteiden ja tunneittain mitatun virtaaman perusteella periodimenetelmää käyttäen 15
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Kiintoaine- ja ravinnepitoisuudet vaihtelivat virtaaman mukaan Suurten virtaamien aikana mitattiin myös suuria pitoisuuksia Orgaanisen aineksen (DOC ja COD Mn ) pitoisuuksiin virtaaman vaihteluilla ei havaittu olevan suurta vaikutusta Tarvaalan ala-asemalla mitatut valumavesien kiintoaineen, liukoisen orgaanisen hiilen, nitraattitypen ja kokonaistypen pitoisuudet (mg/l) sekä virtaamat (l/s) seurantajaksoilla 2010 2013 16
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Hehtaarikohtainen kuormitus (kg/ha) oli sekä ravinteiden, kiintoaineen, että orgaanisten ainesten osalta suurempi Tarvaalan kuin Satosuon pelloilta Vuosi 2011 (274 vrk) 2012 (267 vrk) 2013 (252 vrk) 2012 (242 vrk) 2013 (245 vrk) Tarvaalan ylä- ja ala-aseman välinen tutkimusalue (9 ha, josta 100 % hiesupeltoa) Satosuonpuro ylä- ja ala-aseman välinen tutkimusalue (396 ha, josta 64 % peltoa, pellosta 39% turvepeltoa) kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha N-tot 58 35 32 22 11 NO 3 -N 35 15 15 13 7 P-tot 2,3 2 1,3 1 1 Kiintoaine 377 403 222 52 49 DOC 110 281 137 175 52 COD Mn 212 328 211 150 59 17
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Satosuolla kuormitus (kg/ha) oli pienempi kuin yleiset kuormitusluvut sekä typen että fosforin osalta Tarvaalassa typpikuormitus oli selvästi yleisiä kuormituslukuja suurempi, fosfori yleisten kuormituslukujen mukainen Kokonaistypen ja kokonaisfosforin kuormitus Tarvaalan ja Satosuonpuron tutkimusalueilla vuosien 2012 ja 2013 seurantajaksoilla, Hovin kosteikon valuma-alueella seurantajaksolla 2008-2009 (Hyttinen 2010) sekä maatalouden yleiset kuormitusarviot (kg/ha/a) maksimiarvoilla Rekolaisen ym. (1992) ja VEPS:n (Tattari ja Linjama 2004) mukaan. 18
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Kuormitushuiput sijoittuivat huhti-, toukokuun vaihteen tienoille lumien sulamisen aikaan sekä syksykuukausille Kiintoainekuormituksesta yli puolet muodostui huhti-, toukokuussa. Typpi- ja fosforikuormitus sekä orgaanisen aineksen kuormitus jakaantuivat tasaisemmin Esimerkiksi vuoden 2013 typpikuormituksesta lähes 60 % muodostui syksyn ja talven aikana 19
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Kiintoaine- ja DOC kuormituksen muodostuminen Satosuon (1218 ha) ja Tarvaalan (129 ha) valuma-alueilla seurantajaksoilla 2011 2013. 20
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Nitraattitypen ja kokonaisfosforin kuormituksen muodostuminen Tarvaalan valuma-alueella seurantajaksoilla 2011 2013. 21
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Johtopäätökset Jatkuvatoimisella, automaattisella vedenlaadun seurannalla saadaan tarkkaa tietoa alueen kiintoaine- ja ravinnekuormituksen määrästä ja muodostumisesta. pystytään havaitsemaan virtaamamuutosten aiheuttamat nopeat kuormituksen muutokset, jotka yksittäisiin vesinäytteisiin perustuvassa seurannassa jäävät huomaamatta. Keski-Suomessa tyypillisten hiesu- ja moreenimaiden alueilla kokonaisfosforin heikko korrelaatio sameuden kanssa estää fosforikuormituksen jatkuvatoimisen seurannan nykyisellä tekniikalla Syynä heikkoon korrelaatioon ovat todennäköisesti veden humuspitoisuus sekä nurmiviljely-alueen valumavesille tyypillinen suuri liukoisen fosforin osuus. 22
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Johtopäätökset Seurantajaksojen aikainen kuormitus oli kaikkien vertailtujen suureiden osalta suurempi Tarvaalan tutkimusalueen hiesupelloilta kuin Satosuonpuron turvevaltaiselta peltoalueelta. Keskenään vertailukelpoisia tuloksia molemmilta tutkimusalueilta on kuitenkin vain kahdelta kokonaiselta vuodelta. Lisäksi Tarvaalan tutkimusalueen pellot olivat keskimäärin huomattavasti kaltevampia kuin Satosuon pellot. 23
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Johtopäätökset Syksyn isot virtaamahuiput lisäsivät ennakoitua enemmän loppuvuoden aikaista kuormitusta. Ilmastonmuutoksen aiheuttama ilmaston lämpeneminen vaikuttaa merkittävästi vuosikuormituksen syntymiseen. Syksyn ja talven aikainen kuormitus voi muodostaa jopa 60 % vuoden ravinne- ja orgaanisen aineksen kuormituksesta Tulevaisuudessa tulisikin kiinnittää entistä enemmän huomiota talviaikaisen kuormituksen vähentämiseen. Maatalouden kuormitusarvioiden tarkentamiseksi tarvitaan lisää pitkiä aikasarjoja ja ympärivuotisia seurantajaksoja erilaisilta alueilta ja maalajeilta. Kuormitus vaihtelee suuresti paikallisesti ja eri vuosien välillä mm. hydrologisten olosuhteiden mukaan. 24
TULOKSIA AUTOMAATTISESTA VEDENLAADUN SEURANNASTA 2011-2013 Johtopäätökset Mittausasemat vaativat säännöllistä huoltoa Mittausdataa tulee valvoa ja tarkistaa päivittäin Mahdollisten virhepiikkien syy pitää selvittää ja tehdä päätös poistetaanko ne tuloksista Mittausdatan käsittely ja tulosten analysointi vievät aikaa 25
VESIENSUOJELUTOIMENPITEET MAATILOILLA Haastattelututkimus vesiensuojelusta Selvitettiin Saarijärven reitin alueen viljelijöiden asenteita sekä myös viljelijöiden omia ideoita vesiensuojelua kohtaan Selvitys toteutettiin vuonna 2010 haastattelemalla 27 viljelijää (Löytöjärvi 2011) > vesiensuojelua pidettiin erittäin tärkeänä! 26
VESIENSUOJELUTOIMENPITEET MAATILOILLA Sitoutuminen erityisympäristötukiin Haastatelluista tiloista 13 tilalla oli voimassaoleva vesiensuojeluun liittyvä erityisympäristötukisopimus (suojavyöhyke, lietelannan sijoittaminen peltoon, turvepeltojen pitkäaikainen nurmiviljely, ravinnekuormituksen tehostettu vähentäminen) 14 tilalla ei ollut sopimusta > 10 tilaa oli kiinnostunut hakemaan tukea tulevaisuudessa, 4 tilaa ei aikonut hakea tukea, syyt tähän olivat EU:n ympäristötukijärjestelmän monimutkaisuus ja byrokraattisuus Vuonna 2010 Keski-Suomessa oli kaikkiaan noin 700 erityisympäristötukisopimusta, joista 147 (21 %) Saarijärven vesistöreitin kuntien alueella 27
VESIENSUOJELUTOIMENPITEET MAATILOILLA Viljelijöiden ideoita vesiensuojeluun olivat mm: Rantakaistojen köyhdyttäminen ja lannoittamatta jättämisen seuranta lehtivihreämittauksilla. Nykyinen lohkoihin jakaminen työlästä. Lannoitteiden vähennys, rantapeltojen lannoituksen uudelleen miettiminen, kasvipeitteisyys ja luomun lisääminen (luomussa nyt liikaa byrokratiaa). Rantojen niitto, päästöt kuriin. Ihmisten työllistäminen rantojen puhdistukseen ja maisemien hoitoon, joihin viljelijöillä ei ole aikaa. 28
VESIENSUOJELUTOIMENPITEET MAATILOILLA Viljelijöiden ideoita vesiensuojeluun olivat mm: Ojituksen järkevöittäminen, kuten laskeutusaltaat turvemailla. Leveämmät suojakaistat ja heinän pitkäaikainen viljely. Kaikille lietteen sijoittamislaitteet ja sijoittamistuki säilymään. Räikeimmät tapaukset pois rannoilta. Pienet viljelytekniset ratkaisut, kuten suorakylvö. 29
VESIENSUOJELUTOIMENPITEET MAATILOILLA Kosteikko- ja suojavyöhykeneuvontaa maatiloille Viljelijöille suunnattuja infotilaisuuksia, pienryhmätoimintaa sekä opintomatkoja! 30
VESIENSUOJELUTOIMENPITEET MAATILOILLA Kosteikko- ja suojavyöhykeneuvontaa maatiloille - Hankkeen aikana annettiin neuvontaa yhteensä 17:lle kosteikkosekä 13:lle suojavyöhykekohteelle. - Näistä toteutettu tähän mennessä yhteensä seitsemän kosteikkoa sekä seitsemän suojavyöhykettä Saarijärven reitin alueen maatiloille. - Kosteikko- ja suojavyöhykeyleissuunnitelmien hyödyntäminen 31
VESIENSUOJELUTOIMENPITEET MAATILOILLA - Saarijärvellä Kalmarissa sijaitsevan Alajärven rantapelloille perustettiin yhtenäinen suojavyöhyke kolme maanviljelijän yhteistyönä - Kohteesta laadittu esittelyvideo: Maatalouden vesiensuojelua Saarijärven reitillä - Alajärven yhtenäinen suojavyöhyke http://www.youtube.com/watch?v=v88aes2plkq - Viljelijät palkittiin esimerkillisestä ympäristöteosta Keski-Suomen Maaseutugaalassa 2012 32
MALLIKOSTEIKKO OPPILAITOSYMPÄRISTÖSSÄ Pohjoisen Keski-Suomen oppimiskeskukseen (POKE) on perustettu kosteikko, joka toimii mallikohteena maatalous- ja ympäristöalan opetuksessa sekä erilaisissa koulutustilaisuuksissa Maisa-hanke on edistänyt kosteikon perustamista sekä seurannut ja dokumentoinut kosteikon suunnittelua ja rakentamista 33
MALLIKOSTEIKKO OPPILAITOSYMPÄRISTÖSSÄ - Kosteikosta laadittu esittelyvideo Maatalouden vesiensuojelua Saarijärven reitillä - Poken mallikosteikko http://www.youtube.com/watch?v=ct2ppuynm - Valokuvaraportti (Samuli Lahtela) kosteikon rakentamisvaiheista. 34
KUNTAKOHTAISET LANTATASEET Kesällä 2010 Maisa-hankkeessa selvitettiin Saarijärven reitin alueella kotieläintiloilla muodostuvan lannan määrää, levitystapaa sekä ajankohtaa (puhelinhaastattelu) - Kyselyyn vastasi 156 tilaa alueen noin 250:sta nauta- ja sikatilasta (vastausprosentti 62 %) - Kyselyn tuloksista julkaisu: Lannan ravinnemäärät peltoalaan kohden Saarijärven vesistöreitin kunnissa (Löytöjärvi & Stenman 2012) 35
TIEDOTUSTA JA HYVIEN KÄYTÄNTEIDEN LEVITTÄMISTÄ Julkaisuja (19.3.2014) mennessä 17 kpl Lehtijuttuja 28 kpl TV- ja radiojuttuja 4 kpl Hanke oli esillä yhteensä 72 eri tilaisuudessa ja tapahtumassa - Mediatiedotteita ja tiedotustilaisuuksia Lisäksi tuotettiin myös kosteikko- ja suojavyöhykeaiheisia infokylttejä maastoon, esitteitä ja postereita 36
KIITOS YHTEISTYÖSTÄ! MAISA-hankkeen väki haluaa kiittää hyviä yhteistyökumppaneita: Pohjoisen Keski-Suomen oppimiskeskus (POKE) MTT, Maaninka Saarijärven kaupungin ympäristötoimi Saarijärven reitin alueen viljelijät ja kunnat MTK Keski-Suomen TÄKY- ja TÄKY+ -hankkeet Keski-Suomen ELY-keskuksen TASO-hanke Suomen ympäristökeskus (SYKE) Suomen riistakeskuksen Kotiseutukosteikko Life+ -hanke Luode Consulting Oy Vesieko Oy Lopuksi kiitämme kaikkia muitakin, tässä nimeltä mainitsemattomia yhteistyötahoja hyvästä yhteistyöstä MAISA-hankkeen (2010 2014) aikana. 37
Kiitos ja hyvää keväänjatkoa! Riistakamerakuvassa joutsenet pesulla mittausasemamme yläpuolella. muli Lahtela ja Tarja Stenman Kuvat: Samuli Lahtela, Tarja Stenman & Riistakamera 38