Mikä pysäyttäisi pelloilta valuvat ravinteet? 3 vesiensuojelumenetelmää vertailussa

Hajakuormituksena vesistöihin valuvat ravinteet pilaavat ja rehevöittävät vesistöjä. Maataloutta kritisoidaan usein riittämättömistä ja tehottomista toimista vesistöihin kohdistuvan kuormituksen
vähentämiseksi.

Toimenpiteiden vaikutuksia ei kuitenkaan voida havaita riittävällä tarkkuudella nykyisin käytössä olevien seurantamenetelmien avulla. Yksittäisiin vesinäytteisiin perustuvat arviot ravinnekuormituksesta saattavat olla niin virheellisiä, että toimenpiteiden vaikutukset jäävät virheen alle piiloon.

Pasi Valkama hyödynsi väitöstutkimuksessaan sensoritekniikkaan perustuvaa automaattista tiheän mittausvälin ravinnekuormituksen seurantamenetelmää tarkentamaan maataloudesta huuhtoutuvan ravinnekuormituksen määrää.

Tutkimuksessa todettiin, että nykyisin käytössä olevat yksittäisiin vesinäytteisiin perustuvat ravinnekuormitusarviot on todennäköisimmin arvioitu liian pieniksi.

Kipsi tehokas myös eroosion estäjänä

Valkaman tutkimuksen mukaan kipsi vähentää merkittävästi peltovaltaisen valuma-alueen fosforikuormitusta ja eroosiota. Kipsin vaikutukset tulevat esiin nopeasti ja ne kestävät noin neljä vuotta.

- Peltojen laajaperäinen kipsikäsittely eteläisen ja lounaisen Suomen savipelloille vähentäisi merkittävissä määrin Suomen Itämereen kuljettamaa fosforikuormaa, sanoo Pasi Valkama.

Talviaikainen kasvipeite pidätteli ravinteita

Kun peltoja jätettiin kyntämättä, niin peltojen halki virtaavan joen vesi kirkastui ja näin vähentyi erityisesti tulva-aikainen fosforikuormitus.

Talviaikaisen kasvipeitteisyyden liukoisen fosforin huuhtoumaa lisäävää vaikutusta on aiemmin todennäköisesti liioiteltu.

Tässä väitöstutkimuksessa seurattiin yli kymmenen vuoden ajan Lepsämänjoen valuma-aluetta, jossa talviaikainen kasvipeitteisyys on viime aikoina lisääntynyt huomattavasti.

- Kokonaisfosforikuorma pieneni erityisesti tulvatilanteissa, eikä liukoisen fosforin pitoisuuksissa havaittu muutosta sellaisilla alueilla, joissa talviaikainen kasvipeitteisyys lisääntyi, kertoo Pasi Valkama.

Kosteikko ei toimi tulva-aikaan eikä rankkasateella

Kosteikon havaittiin pidättävän hyvin sinne kulkeutuvia ravinteita kasvukaudella, kun kosteikkokasvillisuus oli runsaimmillaan.

Kevään, syksyn ja leutojen talviolosuhteiden aikana kosteikon toiminta oli kuitenkin heikkoa. Loppusyksystä kosteikosta saattaa jopa vapautua typpeä.

Tulevaisuuden vesiensuojelutoimenpiteet kannattaa kohdistaa pelloille

Jos ilmastonmuutos merkitsee eteläisessä Suomessa leutojen, sateisten talvien lisääntymistä, on vesiensuojelutoimia kohdistettava entistä enemmän ravinnekuormituksen alkulähteille, eli pelloille. Tässä kipsi ja talviaikainen kasvipeitteisyys toimivat hyvin. Veden laadun seurantaa suositellaan kehitettävän kohti sensoritekniikkaa hyödyntäviä menetelmiä, joilla esimerkiksi jokien ravinnekuormista ja vesiensuojelumenetelmien vaikutuksista saadaan aikaisempaa huomattavasti tarkempi kuva.

Pasi Valkama väittelee 18.5.2018 kello 12 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Impacts of agricultural water protection measures on erosion, phosphorus and nitrogen loading based on high-frequency on-line water quality monitoring". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Porthania, sali PIII, Yliopistonkatu 3.
https://helsinginyliopisto.etapahtuma.fi/fi-fi/Kalenteri/Suomi?id=52421

Vastaväittäjänä on professori Iital Arvo, Tallinn University of Technology, ja kustoksena on professori Luoto Miska.

Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.

Pasi Valkama: Impacts of agricultural water protection measures on erosion, phosphorus and nitrogen loading based on high-frequency on-line water quality monitoring https://helda.helsinki.fi/handle/10138/234579