AINEISTO-hankkeen loppuraportti

AINEISTO-hankkeen loppuraportti 13.1.2014, nettiversio Hankkeen nimi: Aineiston hankinta lohkon ominaispiirteet huomioivaan ravinnekuormitusmallinnukseen (AINEISTO-hanke) Hankkeen toteutusaika: 1.10-31.12.2014 Hankkeen toteuttajat: Uudenmaan ELY-keskus ja Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Sisältö 1 Johdanto... 3 2 Hankkeen toteutus... 3 2.1. Viljelyaineistojen keruu... 3 2.2. Viljelytoimenpiteiden suunnittelu... 3 2.3. Vedenlaadun seuranta... 4 2.4. Maanäytteet... 14 3 Yhteenveto ja jatkotoimet... 15 2

1 Johdanto Peltoviljelyn ravinnekuormitukseen vaikuttavat muun muassa lohkon ominaispiirteet (mm. maalaji, kaltevuus ja P-luku ja viljelytoimenpiteet). Peltolohkojen ominaisuuksista ja viljelytoimenpiteistä saatavien tarkkojen lohkokohtaisten tietojen ja vesistössä tehtävien jatkuvatoimisten vedenlaadun ja määrän mittausten tuoman tarkan kuormitustiedon avulla on mahdollista saada yksityiskohtaisempaa tietoa ravinnekuormituksen syistä. Kun tieto lisätään ravinnekuormitusmalliin, saadaan malli, jolla voidaan arvioida peltolohkon ominaispiirteiden ja viljelytoimenpiteiden vaikutus huuhtoutuviin ravinnemääriin myös muilla samankaltaisilla peltoalueilla. AINEISTO-hankkeen tavoitteena oli kerätä ja käsitellä tutkimusalueilta ravinnekuormitusmallinnuksessa hyödynnettäviä vedenlaatu- ja viljelyaineistoja ja suunnitella viljelijöiden kanssa hyvissä ajoin toimenpiteitä, joiden vaikutuksia voitaisiin seurata vuoden 2015 alusta lähtien laajemmassa LOHKO-hankkeessa. Lisäksi tavoitteena oli taata pitkäaikaisten vedenlaadun mittausten jatkuvuus syksyn 2014 aikana ja myös tuottaa vedenlaadusta vertailuaineistoa ennen uusia toimenpiteitä. 2 Hankkeen toteutus AINEISTO-hankkeen toteuttivat Susanna Kaasinen ja Irmeli Ahtela Uudenmaan ELY-keskuksesta ja Pasi Valkama ja Kirsti Lahti Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistyksestä. Työ tehtiin yhteistyössä tutkimusalueen viljelijöiden sekä LOHKO-hanketta valmistelevan työryhmän kanssa. Laurinojan ja salaojakohteen viljelijät osallistuivat hankkeen kumpaankin tapaamiseen ja olivat kiinnostuneita aiheesta. Heiltä saatiin hyviä ideoita hankkeen käytännön toteutukseen ja heidän osallistumisensa on tärkeää myös jatkossa. 2.1. Viljelyaineistojen keruu Viljelyaineistoa kerättiin hankkeen kohdealueiden viljelijöiltä Lepsämäjoen yläosan ja Laurinojan valumaalueilta. Lepsämänjoen valuma-alueelta tietoa kerättiin 10 viljelijältä, joiden viljelypinta-ala vastaa noin 65 % valuma-alueen pinta-alasta. Viljelijöiltä pyydettiin tietoa kohdealueen lannoituksesta, muokkauksesta, P- luvusta, maalajista, multavuudesta ja kasvipeitteisyydestä vuosilta 2006-2014. Tietoja kerättiin tilakäyntien ja puhelinhaastatteluiden avulla sekä sähköisesti. Viljelytietojen etsiminen tietyltä alueelta vaatii viljelijöiltä vaivannäköä ja vie aikaa. Noin puolet viljelyaineistosta saatiin kerättyä hankkeen aikana ja loput tiedot viljelijät ovat luvanneet toimittaa mahdollisimman pian. 2.2. Viljelytoimenpiteiden suunnittelu Vuoden 2015 viljelytoimenpiteitä suunniteltiin yhdessä Laurinojan valuma-alueen ja Espoon salaojakohteen viljelijöiden kanssa. Laurin pelto-ojan valuma-alueen viljelijöille tehtiin suunnitelma rakennekalkituksesta, jonka vaikutuksia fosforin huuhtoutumiseen seurataaan LOHKO-hankkeessa. Rakennekalkituksella voidaan savimailla parantaa maan rakennetta ja vähentää fosforin huuhtoutumista pelloilta. Menetelmän käyttö on Suomessa toistaiseksi vasta kokeiluasteella. Uudellamaalla sitä on kokeiltu Ravinnehuuhtoumien hallinta (RaHa) - hankkeessa yhdellä tilalla vuonna 2013. Rakennekalkituksesta on saatu lupaavia tuloksia Ruotsissa, jossa se monivuotisessa kokeessa vähensi fosforin huuhtoutumista jopa 50 % (Ulén ja Etana 2014). Suunnitelmasta tehtiin kaksi eri versiota. Laurinojan valuma-alueen pelloilta osa on luomuviljelyssä (20 ha) ja osa tavanomaisessa (30 ha). Suunnitelmat tehtiin sekä koko alalle (50 ha) että tavanomaisesti viljellylle 3

alalle (30 ha). Suunnitelmiin kerättiin tietoa koejärjestelyistä sekä toimenpiteen kustannuksista. Hintoja ja levitysmääriä kysyttiin kahdelta eri toimittajalta, Nordkalkilta ja Tyynelän maanparannukselta. Tyynelän maanparannuksen myymä kalkki ei sovellu luomuviljelyyn, mutta Nordkalkin rakennekalkin osalta asia on vielä epäselvä. Rakennekalkin soveltuvuutta luomuun selvitetään vielä, kun rahoituksen hakeminen tulee ajankohtaiseksi vuonna 2015. Rakennekalkin levitys on tarkoitus rahoittaa maaseudun kehittämisohjelman hanketuella. 2.3. Vedenlaadun seuranta AINEISTO-hankkeessa vedenlaatua seurattiin syksyllä 2014 automaattimittareilla kahdessa kohteessa: Laurin pelto-ojassa ja Röylän salaojissa. Kohteissa mitattiin veden virtaamaa, sameutta, nitraattitypen pitoisuutta ja lämpötilaa tunnin välein. Mittaustulokset olivat avoimesti nähtävillä Luodedatan internetsivuilla. Automaattiseurannan kalibroimiseksi ja seurannan ulottumattomissa olevien muuttujien mittaamiseksi kohteissa otettiin myös vesinäytteitä. Tähän loppuraporttiin on sisällytetty Aineistohankkeen ulkopuolelta myös lyhyt kooste Lepsämänjoen pitkän vedenlaatuaikasarjan tuloksista. Tulokset toimivat pohjana LOHKO-hankkeessa tällä mittauskohteella aloitettavalle seurannalle. Lepsämänjoen vedenlaadun mittausta on rahoitettu usean eri maataloushankkeen, mm Humaus-hankkeen, rahoilla. 2.3.1 Lepsämänjoki Lepsämänjoen yläosan valuma-alueella (23 km 2 ) on mitattu veden laatua ja määrää jatkuvatoimisesti vuodesta 2006 alkaen Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistyksen eri maataloushankkeiden puitteissa. Mittaukset ovat antaneet tärkeää tietoa maatalousvaltaisen valuma-alueen ravinne- ja kiintoainekuormituksen muodostumisesta. Anturit ovat toimineet kohteessa hyvin ympärivuotisesti. Tärkeimpinä tuloksina toimintavarmuuden lisäksi voidaan pitää tällaisella savivaltaisella valuma-alueella veden sameuden ja kiintoainepitoisuuden sekä sameuden ja kokonaisfosforipitoisuuden välillä havaittua voimakasta korrelaatiota, joka mahdollistaa antureilla mitatun sameusdatan muuttamisen tiheän mittausvälin kiintoaine- ja fosforipitoisuussarjaksi. Keskimäärin 80 % fosforista kulkeutuu joessa kiintoaineeseen sitoutuneena. Suurin osa typpikuormasta Lepsämänjoessa taas muodostuu liuenneessa muodossa esiintyvänä nitraattityppenä. Nitraattityppeä antureilla voidaan mitata suoraan. Ravinnekuorma muodostuu Lepsämänjoessa hyvin nopeina lyhytaikaisina kuormituspiikkeinä. Fosfori- ja kiintoainekuormituksen kannalta kriittisiä tilanteita ovat keväinen lumen sulamisesta syntyvä valunta, voimakkaiden syyssateiden synnyttämä valunta sekä leudot ja sateiset, vähälumiset talviolosuhteet, jolloin pelloilla syntyy eroosiota aiheuttavaa pintavaluntaa. Typpikuormituksen osalta merkitystä on myös kasvukaudella ja satotasolla sekä keväisin kylvölannoituksena pelloille levitetyn typpilannoituksen määrällä. Useana keväänä kylvöajankohdan jälkeen osuneiden vesisateiden jälkeen joesta on mitattu hyvin korkeita nitraattitypen pitoisuuksia. Nitraattitypen alkuperän on tällöin oletettu olevan kylvölannoitteissa. Myös syksyllä heikon satokauden jälkeen alkaneiden sateiden aikana typpeä on saattanut huuhtoutua suuria määriä. Jos syksy on lämmin, jatkuu typen mineralisaatio pitkään lisäten huuhtoutumisriskiä, ja lisäksi kasvien käyttämättä jäänyt typpi lisää huuhtoumaa. Jos syksy on vähäsateinen, saattaa valtaosa edellisvuonna maahan kertyneestä typestä huuhtoutua vasta seuraavan kevään aikana lumen sulamisen yhteydessä. Tällöin myös roudalla tai erityisesti sen puutteella on merkitystä. Savivaltaisilla valuma-alueilla, joilla tasaiset viljelykseen kelpaavat alueet on otettu viljelykäyttöön, muodostaa eroosio merkittävän tekijän fosforihuuhtoumasta. Kun pellon pinta kasvukauden ulkopuolella maanmuokkauksen jäljiltä jää paljaaksi, pääsee pinta- tai salaojavaluntana vesistöön virtaava vesi kuluttamaan ja kuljettamaan hyvin hienoja savihiukkasia eteenpäin aina vesistöihin asti. Savihiukkasten 4

välisten koheesiovoimien takia niiden liikkeelle lähtöön tarvitaan suurempi energiamäärä kuin niiden liikkeellä pysymiseen vaaditaan. Tästä syystä vesiensuojelumenetelmillä, joilla yritetään pysäyttää jo virtaavan veden mukaan lähteneet savihiukkaset, ovat tehottomia. Siten kaikki toimenpiteet joilla maaaines voidaan pitää pelloilla, ovat vesiensuojelullisesti paljon tehokkaampia. Lepsämänjoen yläosan valumaalueella näistä menetelmistä on varsin ansiokkaasti ollut käytössä talviaikainen kasvipeitteisyys, jonka osuus peltopinta-alasta on lisääntynyt vuosien 2007 2014 välisenä aikana huomattavasti (38 % 71 %). Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistyksen Lepsämänjoella tekemissä tutkimuksissa on verrattu olosuhteiltaan toisiaan vastaavien leutojen talvien (2007 08 ja 2013 2014) aikaisia fosforikuormia. Tuloksissa on havaittu näillä kasvukauden ulkopuolisilla jaksoilla (joulukuusta huhtikuun loppuun) valunnan ja fosforipitoisuuden suhteessa tapahtuneen muutoksen, jonka on oletettu johtuvan juurikin kasvipeitteisyyden eroosiota estävästä vaikutuksesta. Siten Lepsämänjoen yläosan valuma-alueen fosforihuuhtouman on todettu vähentyneen peltojen talviaikaisen kasvipeitteisyyden lisääntymisen johdosta noin kolmanneksella. Muutos on siis saatu aikaan alueen viljelijöiden panostaessa talviaikaisen kasvipeitteisyyden lisäämiseen ja sitä kautta tapahtuneeseen pelloilta pois virtaavan veden fosforipitoisuuden merkittävään pienenemiseen. 2.3.2. Laurin pelto-oja Laurin pelto-ojan valuma-alue Vihdissä on 1,24 km 2 ja ojan vedenlaatua ja määrää on mitattu Ravinnehuuhtoumien hallinta-hankkeessa (RaHa) jatkuvatoimisesti keväisin ja syksyisin vuosina 2010 2014. Anturit asennettiin pelto-ojaan 29.9.2014, ja mittauksia jatkettiin tammikuun 7. Päivään 2015 asti. Vesinäytteitä otettiin viisi kertaa anturidatan kalibrointia varten ja tuottamaan tietoa muuttujista, joita ei antureilla voida mitata. Aikaisemmin RaHa-hankkeessa, erityisesti syksyllä 2013, havaittu ongelma nitraattitypen mittaamisessa pyrittiin välttämään asentamalla Scan-anturista 1 mm kyvetillä varustettu versio. Syksyllä 2013 ojan sameudet olivat pitkäaikaisesti niin suuria, että 5 mm kyvetillä varustettu anturi ei kyennyt mittaamaan nitraattityppipitoisuutta. Lyhyemmällä kyvetillä nitraattitypen mittaaminen hyvin sameassa vedessä on mahdollista. Koska 1 mm:n kyvetillä taas sameuden mittaaminen sameusarvojen ollessa pieniä, on epätarkkaa, päätettiin sameutta mitata myös YSI:n anturilla, joka mittaa sameuden tarkasti aina 0 1000 NTU:iin asti. Näin anturikokoonpano trimmattiin aiempina vuosina kertyneiden kokemusten perusteella toimivaksi vaativissakin olosuhteissa, joita kyseisessä mittauskohteessa saattaa olla odotettavissa. Kuva 1. Laurinojassa mitattiin Scanin anturilla (vasemmalla) sameutta ja nitraattitypen pitoisuutta ja YSI:n anturilla (oikealla) sameutta. 5

Kuva 2. Laurinojan sameus Scanin ja YSI:n antureilla mitattuna. Aiemmissa tutkimuksissa YSI:n mittaaman sameuden on todettu korreloivan erittäin hyvin laboratoriossa mitattavan sameuden kanssa. Vastaava todettiin myös Laurinojan syksyn 2014 mittausjaksolla (R 2 =0,99, n=5). Scanin mittaama sameus päätettiin kalibroida YSI:n sameutta vastaan (R 2 =0,9, n=1843). Scanin ja YSI:n huippusameudet poikkesivat toisistaan jonkin verran, mutta YSI:n sameudessa oli vähemmän hajontaa erityisesti sameusarvoilla < 100 FTU. YSI:n sameus kalibroitiin mittausjakson aikana laboratoriossa määritettyä kiintoainepitoisuutta ja kokonaisfosforipitoisuutta vastaan (SS[mg/l]= Tur[NTU]0,8+8,4 ja TP[µg/l]= Tur[NTU]1,06+38,3). Muodostettujen lineaaristen regressioyhtälöiden avulla sameusdata kalibroitiin tunnittaiseksi kiintoaine- ja kokonaisfosforipitoisuudeksi. Tunnin aikana kulkeutunut kuorma (kg/h) laskettiin kertomalla pitoisuus mittaushetken virtaamalla ja edelleen koko mittausjakson aikainen kuorma laskettiin näiden tunnittaisten kuormien summana. Scanilla mitattu nitraattityppipitoisuus kalibroitiin laboratoriossa vesinäytteistä analysoituja nitraattitypen ja nitriittitypen pitoisuuksien summaa vastaan (R 2 =0,95, n=5). Näin saatua pitoisuusdataa käytettiin mittausjakson aikaisen nitraattityppikuorman laskentaan vastaavasti kuin SS ja TP kuorman kohdalla. Laurinojan kokonaisfosforipitoisuudet nousivat hetkellisesti korkeiksi sateiden ja lumen sulamisen aiheuttamien valuntapiikkien yhteydessä (kuva 3). Virtaamat olivat mittausjakson alkupuolella pieniä ja korkein virtaama (220 l/s) mitattiin vasta tammikuun 2015 alussa kun voimakas lauhtuminen ja vesisade sulattivat kaiken joulun alla sataneen lumen hyvin nopeasti. Aiempien mittausjaksojen huippulukemista (2013 kevät 680 l/s) jäätiin kuitenkin noin kolmasosaan. 6

Kuva 3. Laurinojan virtaama ja kokonaisfosforipitoisuus syksyllä 2014. Myös nitraattitypen pitoisuudet nousivat sateiden aiheuttamien valuntatapahtumien yhteydessä (kuva 4). Korkeimmillaan pitoisuudet olivat aiempien syksyjen huippupitoisuuksiin (21,6 mg/l syksyllä 2011) verrattuna pieniä. Kuva 4. Nitraattitypen pitoisuudet vaihtelivat virtaaman muutosten yhteydessä Syksyn 2014 mittausjakso oli joulukuun puoleen väliin mennessä hyvin kuiva. Joulun alla ilma viileni ja sateet muuttuivat lumisateeksi. Maahan kertynyt lumikerros suli nopeasti vesisateen yhteydessä tammikuun alkupäivinä aiheuttaen mittausjakson korkeimman virtaama- ja kuormitushuipun. Sademäärä oli noin kolmasosan (35 mm) viime syksyn (101 mm) sademäärästä. Vaisalan sääasema ei havaitse lumisadetta, joten todellinen sademäärä mittausjaksolla on korkeampi. Kokonaisuudessaan vuoden 2014 aikaiset ravinnekuormat jäivät vähäisen valunnan takia pieniksi (taulukko 1). 7

Taulukko 1. RaHa-hankkeessa mitatut Laurinojan ja Nuuksion metsäpuron ravinne- ja kiintoainekuormat kevään ja syksyn mittausjaksoilla täydennettynä Aineisto-hankkeessa Laurinojassa syksyllä 2014 tehdyillä mittaustuloksilla. Mittausjakso Nitraattityppikuorma pelto/ Fosforikuorma pelto/ Kiintoainekuorma pelto/ valunta (kg/ha) metsä (kg/ha) metsä (kg/ha) metsä (mm) pelto metsä pelto metsä pelto metsä pelto metsä kevät 2011 9,7 0,7 13,7 0,29 0,07 3,9 168 69 2,4 141 141 syksy 2011 7,5 0,6 12,3 0,23 0,04 6,4 139 28 4,9 88 105 kevät 2012 4,6 0,4 12,1 0,35 0,08 4,6 208 67 3,1 161 173 syksy 2012 5,1 1,0 5,1 0,47 0,06 8,1 299 48 6,2 152 160 kevät 2013 5,8 1,0 6,0 0,44 0,12 3,7 275 113 2,4 160 184 syksy 2013 >1,2 0,2 ~6,0 0,57 0,04 16,0 407 30 13,8 91 101 kevät 2014 1,2 0,2 6,0 0,10 0,03 3,3 52 25 2,1 43 83 syksy 2014 2,3-0,26-175 - 96 - mittausjakso (päivää) 64 78 62 70 74 36 70 99 Valunnan ja kokonaisfosforikuorman välinen suhde Laurinojalla on pääasiassa lineaarinen (kuva 5). Poikkeuksen muodostaa syksy 2013, jolloin voimakkaat sateet huuhtoivat vastakynnetyiltä pellolta merkittäviä määriä kiintoainetta ja sen mukana fosforia. Aineisto-hankkeen mittausjakson fosforikuorma vastasi suurin piirtein syksyn 2011 tilannetta. Kuva 5. Valunnan ja kokonaisfosforikuorman suhde Laurinojalla. Aineisto-hankkeen mittausjakso on merkitty kuvaajaan punaisella. 8

Taulukko 2. Laurinojasta syksyllä 2014 otetuista vesinäytteistä laboratoriossa analysoidut tulokset, tulosten keskiarvo sekä vertailuna keskiarvo 2010 13. pvm klo sameus kiint Npc kiint CF/C sähkönjoht ph COD Mn N tot NO2+NO3-N P tot liuktp PO4-P DOC FNU mg/l mg/l μs/cm mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l mg/l 9.10.2014 11:00 24 21 11 231 7,5 13 0,98 0,4 84 28 18-21.10.2014 11:00 140 130 49 185 7,4 17 3,7 2,6 230 29 18-4.11.2014 11:10 370 360 110 173 7,4 23 3,3 1,6 520 36 22 23 11.11.2014 11:00 160 150 39 149 7,0 20 3,7 2,5 150 37 24 8,7 24.11.2014 10:00 34 36 14 225 7,6 8,2 1,6 1,2 73 21 11 8,5 keskiarvo 146 139 45 193 7,4 16 2,7 1,7 211 30 19 13 keskiarvo 2010-13 165 139 56 152 7,0 17 5,0 3,7 232 42 29 - Laurinojan vesinäytteillä saavutettiin anturidatan kalibroinnin kannalta hyvä pitoisuusalue (taulukko 2). Aivan korkeimpiin pitoisuushuippuihin näytteenotto ei osunut, huippujen lyhytaikaisuuden takia. Sähkönjohtavuuden keskiarvo oli korkeampi kuin vertailujaksolla 2010 13. Sähkönjohtavuus tyypillisesti laskee virtaaman noustessa syntyvän laimenemisen seurauksena. Koska virtaamat yleisesti ottaen olivat syksyllä 2014 näytteenottotilanteissa pieniä, näkyy se myös konsentroitumisesta johtuvan sähkönjohtavuuden korkeampana arvona. Aikaisemmissa mittauksissa ph:n on todettu olevan syksyn mittausjaksoilla korkeampi kuin keväisin. Sadevesi laskee ph:ta ja täten sateiden vähäisyyden voidaan olettaa vaikuttavan myös ph-arvoon. Liuenneen kokonaisfosforin ja fosfaattifosforin pitoisuudet olivat vertailujaksoa pienempiä. 2.3.3. Röylän salaojat Uusimpana hankkeen tutkimusalueena oli neljä suunnilleen samankokoista vierekkäistä sarkaa (noin 0,5 ha/sarka) Espoossa sijaitsevassa salaojakohteessa. Pelto on salaojitettu sarkojen keskeltä niin, että salaojavedet purkautuvat purkuputkea pitkin sarkojen eteläpuolella sijaitsevaan ojaan (kuva 6). Kyseessä ovat valuma-alueen ylimmät pellot. 9

Kuva 6. Ilmakuva vierekkäisistä saroista, joilla toteutettiin automaattinen salaojaveden laadun ja määrän seuranta. Saroista kaksi oli muokattu syksyllä (sarka 2 ja 4) ja kaksi oli nurmipeitteisiä (sarka 1 ja 3). Salaojavesien mittauksessa testattiin Luode Consulting Oy:n kehittämää mittalaitteistoa. Koeluontoiselta kuukauden mittausjaksolta 10.10. - 14.11. saatiin paljon hyödyllisiä kokemuksia mittausten kehittämisestä jatkoa ajatellen. Virtaama saatiin mitattua kolmesta salaojaputkesta (kuva 8). Sarka 2 vuoti ohi maahan unohtuneesta vanhasta betoniputkesta, jonka viljelijä lupasi tukkia ennen seuraavia mittauksia. Kaikki mitatut virtaamat olivat samaa suuruusluokkaa - maksimi hieman yli 2 dl/s - ja vaihtelivat suurin piirtein samassa tahdissa. 10

Kuva 7. Muokattu ja muokkaamaton sarka. 11

Kuva 8. Virtaaman mittaus onnistui kolmesta salaojaputkesta. Sameudet olivat selvästi odotettua suurempia (kuva 9). Kasvipeitteisillä lohkoilla käytiin tasolla 300 ja muokatuilla lohkoilla tasolla 700 1400 FTU. Saran 2 mittaustuloksiin tulee suhtautua kriittisesti, koska veden vaihtuvuus oli ohivuodon takia hidasta. Kuva 9. Sameudessa oli havaittavissa selviä eroja muokattujen (2 ja 4) sekä muokkaamattomien (1 ja 3) sarkojen välillä. Nitraattityppeä pystyttiin kunnolla mittaamaan vain kasvipeitteisiltä saroilta 1 ja 3 ja nekin vaativat pitkän 12 tunnin liukuvan keskiarvoistuksen (kuva 10). Muokatuilta pelloilta valuneen nitraattitypen mittausta haittasivat valumaveden voimakas sameus ja korkeat DOC-pitoisuudet. 12

Muokkaamattomien sarkojen 1 ja 3 välillä on tasoero, sillä pellon 3 pitoisuudet ovat lähes kaksinkertaisia. Kuva 10. Nitraattitypen pitoisuudet salaojavesissä. Saroilta 2 ja 4 nitraattitypen mittaus ei kunnolla onnistunut korkean sameuden ja DOC-pitoisuuden vuoksi, joten näiden tuloksiin kannattaa suhtautua varauksella. Liukoisen orgaanisen hiilen osalta kasvipeitteisten ja muokattujen lohkojen välillä oli selvä tasoero (kuva 11). Muokatuilta lohkoilta valuvassa vedessä pitoisuudet ylittivät suurimman osan aikaa anturin saturaatioarvon. Vesinäytteistä mitatut DOC-pitoisuudet kuitenkin vahvistivat havaittua eroa (taulukko 3). Kuva 11. Liukoisen orgaanisen hiilen (DOC) pitoisuudet salaojavesissä. Salaojista otettiin myös vesinäytteitä neljä kertaa mittausjakson aikana. Lohkolta 2 ei saatu näytettä kahtena kertana valunnan ohittaessa mittausaseman vanhan betoniputken kautta. 13

Taulukko 3. Salaojavesistä otetuista vesinäytteistä laboratoriossa analysoidut tulokset. Vihreällä on merkitty nurmipeitteiset ja oranssilla muokatut lohkot Pvm ja klo Sameus KA ph Sähkönjoht CODMn NH4-N NO2+3-N TN PO4-P liuk TP TP DOC labra (FNU) (mg/l) (µs/cm) (mg/l) (mg/l) labra (mg/l) (mg/l) (µg/l) (µg/l) (µg/l) labra (mg/l) Lohko I 20.10.2014 9:00 250 250 6,3 151 25 0,027 0,39 2,6 15 30 400 19 Lohko II - LohkoIII 20.10.2014 9:10 290 300 6,2 146 28 0,028 0,16 2,6 12 32 420 23 Lohko IV 20.10.2014 9:15 720 2000 6,2 146 77 0,088 4,7 13 21 66 2100 21 Lohko I 21.10.2014 13:30 210 260 6,2 174 20 0,015 0,27 2,1 20 33 350 18 Lohko II 21.10.2014 13:33 1100 1100 6,3 149 60 0,058 5,5 13 29 91 1900 43 LohkoIII 21.10.2014 13:40 260 300 6,2 162 25 0,022 0,065 2,3 16 35 390 22 Lohko IV 21.10.2014 13:45 1600 1700 6,2 158 72 0,07 3,1 12 19 45 2200 47 Lohko I 4.11.2014 9:10 260 310 6,1 165 23 0,023 0,44 2,6 17 26 430 21 Lohko II - LohkoIII 4.11.2014 9:05 340 460 6,1 152 29 0,043 0,18 2,9 16 35 510 25 Lohko IV 4.11.2014 9:00 690 1300 6,2 154 56 0,095 5,7 11 18 47 1100 32 Lohko I 11.11.2014 13:45 150 180 6 172 15 0,034 0,16 1,5 18 32 140 15 Lohko II - LohkoIII 11.11.2014 13:33 220 280 6 152 21 0,033 0,059 2 20 39 320 19 Lohko IV 11.11.2014 13:30 560 650 6,1 159 34 0,067 1,8 5,2 15 29 370 26 Taulukkoon 3 on koottu kaikki salaojavesistä otetuista näytteistä analysoidut tulokset. Sameuden ja kiintoainepitoisuuden osalta tulokset vastasivat anturimittauksissa havaittua eroa. Muokatuilta lohkoilta mitattiin korkeampia sameuksia ja kiintoainepitoisuuksia kuin kasvipeitteisiltä lohkoilta. Muokatuilta lohkoilta huuhtoutuvista vesistä mitattiin myös korkeampia kemiallisen hapenkulutuksen, kokonais- ja nitraatti+nitriittitypen, kokonaisfosforin ja liukoisen orgaanisen hiilen pitoisuuksia. Sähkönjohtavuus oli säännöllisesti hiukan muita korkeampi lohkolta I huuhtoutuvassa vedessä. Liuenneen fosfaattifosforin ja ph:n osalta eroja ei havaittu. 2.4. Maanäytteet Espoon salaojakohteelta otettiin myös maanäytteitä tulosten tulkinnan tueksi. Maanäytteiden tulokset osoittivat, että kohteen peltojen ravinnepitoisuudet ovat hyvin maltilliset (taulukko 1). Kasvipeitteisiltä lohkoilta näytteet otettiin kolmesta eri syvyydestä (0 5 cm, 0 20 cm ja 20 40 cm) fosforin mahdollisen kerrostumisen selvittämiseksi ja muokatuilta kahdesta (0-20 cm ja 20-40 cm). Näytteet koostuivat seitsemästä osanäytteestä. 14

Taulukko 1. Lohkoilta otetuista maanäytteistä analysoidut viljavuusfosforin ja liukoisen typen pitoisuudet. LOHKO 1/1 LOHKO 1/2 LOHKO 2/1 LOHKO 2/2 P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P 0-5 cm 4 3,8 3,2 3,1 P 0-20 cm 3,6 4,4 2,5 2,3 2 < 3 2,5 1,8 P 20-40 cm 1,9 < 3 < 1,5 < 3 < 1,5 < 3 1,5 2,5 LOHKO 3/1 LOHKO 3/2 LOHKO 4/1 LOHKO 4/2 P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P (mg/l) Liuk. N (mg/l) P 0-5 cm 2,7 2,4 1,7 < 3 P 0-20 cm 2,1 2,9 1,5 1,9 1,8 < 3 2,3 < 3 P 20-40 cm < 1,5 < 3 < 1,5 < 3 < 1,5 < 3 < 1,5 < 3 Maanäytteistä analysoitiin myös vesiliukoisen fosforin pitoisuudet. Pitoisuuksien vaihteluväli oli 2,2 4,7 mg/l. 3 Yhteenveto ja jatkotoimet Tässä hankkeessa tehdyt automaattiset mittaukset vahvistavat ja tukevat käsitystä siitä, että ravinnehuuhtoumat pelloilta vesistöön tapahtuvat hyvin lyhytaikaisina pulsseina sade- ja sulantatapahtumien yhteydessä. Savivaltaiselta peltoalueelta fosfori huuhtoutuu pääasiassa kiintoaineeseen sitoutuneena ja siten eroosio on merkittävän näiden alueiden fosforihuuhtoumiin vaikuttavista tekijöistä. Kasvipeitteisyydellä on todettu olevan eroosiota ja fosforihuuhtoumia vähentävää vaikutusta tämän hankkeen pelto-ojan valuma-alueella. Vastaava on havaittu myös suuremmalla Lepsämänjoen valuma-alueella. Typen huuhtouma tapahtuu suurimmaksi osaksi liuenneen nitraattitypen muodossa ja sen huuhtoumaan on todettu peltojen lannoituksella, peltoon sadonkorjuun jälkeen jäävän typen määrällä ja valunnalla olevan merkitystä. Hankkeen salaojamittauksissa saatiin viitteitä siitä, että pellon muokkaus vaikuttaa myös salaojien kautta tapahtuvaan kiintoaine- ja fosforihuuhtoumaan niitä lisäten. Vaikka muokkaus paransi hetkellisesti pellon vedenvarastointikykyä, ei tällä lyhytaikaisella ilmiöllä ollut vaikutusta kuormituksen kannalta, etenkin kun pitoisuudet muokatuilta peltolohkoilta olivat monikertaisia kasvipeitteiseen lohkoon nähden. Automaattisia mittalaitteita voidaan hyödyntää tutkimus- ja seurantakäytössä, jos mittauspaikan, mitattavien parametrien ja antureiden valinta tehdään huolella ja menetelmästä kokemusta omaavien henkilöiden toimesta. Olennaista on myös mittalaitteiden oikea asennus, riittävän tiivis huoltoväli ja mittareiden ja mittausaineiston oikea kalibrointi. Tässä hankkeessa jatkettiin mittausten kehittämistä ja kokeiltiin automaattiantureiden soveltuvuutta salaojavesien seurantaan hankkeeseen kehitettyjen mittausasemien avulla. Yleisesti automaattimittauksilla on todettu olevan mahdollista havaita valumaaluetasolla pelloilla tehtävien toimenpiteiden vaikutus veden laatuun. Perinteisin menetelmin yksittäisillä vesinäytteillä mitattuna vesiensuojelutoimenpiteiden tuoma ravinnekuormien vähenemä hukkuu kuormituslaskennan suureen epävarmuuteen. Koska vedenlaadun ja määrän vaihtelu pienillä valumaalueilla on hyvin nopeaa, vesinäytteillä harvoin osutaan korkeimpiin kuormitushuippuihin ja tästä syystä saadaan todennäköisemmin liian pieniä kuormitusarvioita. 15

AINEISTO-hankkeessa saavutettiin seuraavat tulokset, joita voidaan hyödyntää jatkohankkeessa. Kerättiin viljelytietoja Lepsämänjoen yläosan valuma-alueelta, jossa on mitattu joen vedenlaatua jatkuvatoimisesti automaattimittarilla vuodesta 2006. Viljelytietoja ja vedenlaatutietoja yhdistetään LOHKO-hankkeessa ravinnekuormitusmallinnuksen tarkentamiseksi. Jatkettiin automaattimittarilla vedenlaadun seurantaa Vihdin Laurinojalla, analysoitiin mittausten tulokset ja verrattiin niitä aiempien vuosien tuloksiin. Myös Laurinojan aineistoa hyödynnetään LOHKO-hankkeessa. Laurinojan valuma-alueelle laadittiin suunnitelma rakennekalkin levityksestä. Rakennekalkin vaikutuksia vedenlaatuun seurataan LOHKO-hankkeessa. Pilotoitiin salaojavesien vedenlaadun mittausta automaattimittarilla. Kokeilusta saatiin arvokasta kokemusta ja parannusehdotuksia LOHKO-hankkeessa tehtävää mittausta varten. Viljelijät olivat mukana aktiivisesti ja heidän kanssaan jatketaan yhteistyötä LOHKO-hankkeessa. Hankkeen kustannukset olivat 31 153,39. Ympäristöministeriö rahoitti hankkeesta 60 % Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskevasta ohjelmasta ja Uudenmaan ELYkeskus 40 %. AINEISTO-hankkeen pohjalta MTK, Suomen ympäristökeskus, Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys, Uudenmaan ELY-keskus ja Pyhäjärvi-instituutti aloittavat vuoden 2015 alussa LOHKO-hankkeen. Hankkeessa kehitetään lohkon ominaisuuspiirteet huomioivaa ravinnekuormitusmallia. 16