Säätösalaojitus happamien sulfaattimaiden vesistövaikutusten vähentäjänä Jaana Uusi-Kämppä 1, Seija Virtanen 2, Rainer Rosendahl 3, Merja Mäensivu 4, Peter Österholm 5 ja Markku Yli-Halla 6 1 MTT, Kasvintuotannon tutkimus, Planta, 31600 Jokioinen 2 Salaojituksen Tukisäätiö, Simonkatu 12 B 25, 00100 Helsinki 3 ProAgria Österbottens Svenska Lantbrukssällskap, Handelsesplanaden 16 D, 65100 Vasa 4 Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus, PL 262, 65101 Vaasa 5 Åbo Akademi, Geologi, Domkyrkotorget 1, 20500 Åbo 6 Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos, Maaperä- ja ympäristötiede, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto Peltokuivatuksen tarve ja vesistövaikutukset Gårdskulla Gård 2.6.2014
Sisältö 1. Johdanto Happamien sulfaattimaiden synty Ojitussysteemit 2. Mittauksia Söderfjärdenissä 3. Tuloksia Pohjaveden korkeus ja vedenlaatu Kasvihuonekaasupäästöt 4. Yhteenveto
1. Johdanto Meteorikraateri ja Söderfjärdenin demonstraatiokenttä Litorina Sea
Söderfjärdenin alueen maa Pintamaa Hapan sulfaattimaa Sulfidimaa Kuvat: Rainer Rosendahl
Sulfidikerrostuma luonnontilassa O 2 Pohjaveden pinta Ei happea pohjaveden pinnan alapuolella ph 7
Ojituksen jälkeinen tilanne O 2 Pohjaveden pinta Kalkittu (ph>5) O 2 + Rikki Rikkihappoa (ph<4) Ei happea pohjaveden pinnan alapuolella (ph 7)
Altakastelu Kuva: Rainer Rosendahl Lähde: Österholm & Rosendahl, 2012. Geological Survey of Finland Guide 56
2. Mittauksia Söderfjärdenissä Hankkeessa oli tarkoitus vähentää sulfidikerrosten hapettumista pitämällä ne pohjavedenpinnan alapuolella. Tutkittu 2010-2014 mm. 1. Pohjavedenpinnan korkeuden säätäminen 2. Pohjavedenpinnan korkeuden vaikutuksia happamoitumiseen ravinteiden ja metallien pitoisuuksiin salaojavedessä kasvihuonekaasupäästöihin ja viljelykasveihin
Vatten 1 3: Virtaama-, ph- ja sähkönjohtavuusmittaukset Mark 1 3: Pohjaveden korkeus-, maan kosteus- ja lämpötilamittaukset Jatkuvatoimiset mittaukset Söderfjärdenissä (30.9.2010->) S Koejäsenet: 1. Altakastelu 2. Säätösalaojitus 3. Salaojitus (tavallinen) http://www.catermass.fi/ S Sääasema: sademäärä, ilman lämpötila ja kosteus 3.6.2014 Kartta: R. Rosendahl
Muovikalvon asentaminen Muovikalvon leveys 1,5 m Maan pinta 0,3 m Kalvo (1,5 m) Kuvat: R. Rosendahl, ProAgria
Pellon poikkileikkaus Syvyys (m) 0.0 Maan pinta 1 2 3 4-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0-1.2-1.4-1.6-1.8-2.0 Muovikalvo (1,5 m ) Sulfidikerros Salaojaputki
Lisäveden pumppaaminen salaojastoon 3.6.2014 Kuvat: Rainer Rosendahl
3. Tuloksia Pohjavedenpinta vs. sulfidikerros Nuolet kuvaavat lisäveden pumppauskertoja. (Kuva: Seija Virtanen) 2011: 31 mm 2012: 48 mm Kuva: Seija Virtanen Lähde: Uusi-Kämppä ym. MTT Raportti 74
Salaojaveden asiditeetti ja alumiinipitoisuus Kuva: Seija Virtanen Lähde: Uusi-Kämppä ym. MTT Raportti 74.
Typpioksiduuli (N 2 O) Dräneringteknik hade ingen efekt på emissionen Emissioner var mycket höga (20-30 kg N/ha/år) jämfört till andra jordtyper. Utsläppet från normala mineraljord är ca. 3,5 kg/ha/år och organisk jord 8 kg/ha/år. Kuva: Kristiina Regina, MTT
N 2 O-pitoisuudet maaprofiilissa 5000 4000 30 cm 50 cm 70 cm N2O ppm 3000 2000 1000 0 Tavanomainen Altakastelu Field 1 Säätöojitus Field 2 Field 3 salaojitus Kuva: Kristiina Regina, MTT
21 Apr. 5 May 18 May 3 Jun. 16 Jun. 6 Oct. 3 Nov. 7 Dec. 4 Apr. 14 Apr. 28 Apr. 11 May 25 May 8 Jun. 13 Sept. 26 Sept. 12 Oct. 2 Nov. 23 Apr. 7 May 21 May 5 Jun. 18 Jun. 2010 2011 2012 Kokonaistyppi, mg l -1 Kokonaistyppi salaojavedessä 40 30 20 10 0 Controlled AlAL Altakastelu drainage with pumping Controlled Säätösalaojitus drainage Conventional Tavanomainen salaojitus drainage HUOM: PO 4 -P konsentraatio < 0.01 mg l -1 ja Kok-P-konsentraatio < 0.06 mg l -1
4. Loppupäätelmiä Altakastelua ja säätösalaojitusta yhdessä muovikalvon kanssa on pidetty lupaavina menetelminä. Alustavia tuloksia ja monitorointia tulisi jatkaa kentällä, jotta saataisiin selville, vähentääkö korkea pohjavedenpinta happamuutta ja metallihuuhtoutumia. Ja onko sillä vaikutuksia kasvihuonekaasupäästöihin tai kasvinkasvuun.
Kiitos! Viljelijät MMM Maa- ja vesitekniikan tuki ry. Salaojituksen tukisäätiö Kuva: Rainer Rosendahl