Skip to content
JOHDANTO
TOSKA_kuva

Siuntionjoen vesistöön kuuluva Kirkkojoki virtaa Gårdskullan kartanon maiden halki. Vesistöalueestasuurin osa kuuluu Natura 2000 -alueeseen, ja se on arvioitu ainoaksi erityissuojeltavaksi jokivesistöksi Uudellamaalla. Kirkkojoki on fysikaalis-kemialliselta ja ekologiselta tilaltaan luokiteltu tyydyttäväksi. Pistemäinen jätevesikuormitus jokeen väheni oleellisesti 1990-luvun alkupuolella. Nykyisin veden laatua heikentää etenkin maa- ja metsätaloudesta tuleva hajakuormitus. Kirkkojoen veden laatua ja kuormitusta on selvitetty sekä pistekuormittajien velvoitetarkkailuissa että eri tutkimushankkeissa 1970-luvulta lähtien.

Gårdskullan kartanon kahdella peltolohkolla Siuntiossa on seurattu yli kymmenen vuoden ajansalaoja- ja pintakerrosvaluntaa sekä valumavesien ravinne- ja kiintoainepitoisuuksia ja huuhtoumia siirryttäessä tavanomaisesta viljanviljelystä luonnonmukaiseen nurmiviljelyyn ja lihakarjan laidunnukseen. Loppuvuodesta 2007 alkaneet mittaukset jatkuvat.

Gårdskullan kartanon tutkimuksessa kerättiin mittausaineisto maaperän ominaisuuksista, valunnoista ja ravinnehuuhtoumista kahdelta peltolohkoilta, joiden tuotantosuunta muuttui tutkimuksen aikana. Mittausaineistoja on käytetty matemaattisessa mallinnuksessa, jolla laskennallisesti on tutkittu peltoalueiden vesitaseita sekä eroosiota ja kiintoaineen kulkeutumista.

KOEALUEET
TOSKA_kuva

Kaksi lohkotason tutkimuskohdetta sijaitsi Gårdskullan kartanon mailla Siuntiossa. Koekenttä perustettiin PVO-hankkeessa loppusyksyllä 2007. Tilan peltojen halki virtaavan Kirkkojoen valuma-alue on noin 140 km2. Pinta-alasta noin 40 % on peltoja ja ne rajoittuvat monin paikoin Kirkkojokeen ja sen sivuhaaroihin. Seurannassa olleet peltolohkot sijaitsevat Kirkkojoen molemmin puolin ja niiden suojavyöhykkeet rajoittuvat jokeen. Koelohkojen salaojastojen pinta-alat ovat 5,7 (alue 1) ja 4,7 (alue 2) hehtaaria (kuvan voi klikata suuremmaksi). Lohkojen keskikaltevuudet Kirkkojokeen ovat noin yksi (alue 1) ja viisi prosenttia (alue 2). Ojavälit ovat molemmilla alueilla 16 metriä, ja salaojavaluntavedet purkautuvat suoraan Kirkkojokeen. Ojitus on tehty 1940-luvulla, ja sen jälkeen salaojia on paikoitellen korjattu. Koealueiden maalaji on hiue-, hiesu- ja aitosavea.

Tutkimusalueiden viljelytoimenpiteet poikkesivat jonkin verran toisistaan. Vuosina 2007–2010 alueilla viljeltiin viljakasveja (syys- ja kevätvehnä, mallasohra) tavanomaisia muokkausmenetelmiä ja kivennäislannoitteita käyttäen. Lihakarja aloitti laiduntamisen alueella 2 keväällä 2011. Alue 1 kevätvehnä puitiin elokuussa 2011, ja sen jälkeen alue on ollut nurmella. Koealueilla siirryttiin luomuviljelyyn vuonna 2011.

TULOKSET

Gårdskullan kartanon kahdella peltolohkolla (alueet 1 ja 2) Siuntiossa salaoja- ja
pintakerrosvaluntavesien määrää ja laatua on seurattu kymmenen vuoden ajan (2008–2017). Tutkimuksessa tarkasteltiin erityisesti sitä, miten tuotantosuunnan muutos vaikutti valumavesien määrään, pitoisuuksiin sekä ravinne- ja kiintoainehuuhtoumiin.

Valunta
Vuosina 2008–2017 mitatusta kokonaisvalunnasta (salaojavalunta+
pintakerrosvalunta) valtaosa, 80–90 %, tuli salaojien kautta, myös jyrkemmällä alueella 2.
Vuotuiset valunnat vaihtelivat erittäin paljon pääasiallisesti sateen määrällisestä ja ajallisesta vaihtelusta johtuen. Kokonaisuudessaan valunnan osuus sadannasta (valuntakerroin) oli alueella 1 suurempi kuin alueella 2. Valunnasta (s+p) 90–95 % muodostui kasvukauden ulkopuolella.

Nurmiviljelyn vuosina (2012-2017) valuntakerroin oli alueella 1 aikaisempia vuosia suurempi. Viljanviljelyn vuosina keskimäärin 49 % sadannasta muodosti valuntaa (s+p) ja nurmiviljelyn vuosina osuus oli 58 %, suhteessa pintakerrosvalunta lisääntyi salaojavaluntaa enemmän. Keskimääräisessä vuosisadannassa ei jaksoilla (2008–2011 ja 2012–2017) ollut eroa.

Alueella 2 salaojavalunnan osuus kokonaisvalunnasta oli viljanviljelyssä (2008-2010) 92 % ja laitumella (2011-2017) 80 %. Pintakerrosvalunnan osuus kasvoi laidunvuosina keskimäärin 12 prosenttiyksikköä viljanviljelysvuosiin verrattuna. Laidunnusvuodet olivat keskimäärin hieman (4 %) sateisempia kuin viljanviljelyn vuodet. Kuinka suuri osa tästä kasvusta johtuu tuotantosuunnan muuttumisesta ja mikä on ollut sää- ja mittausolosuhteiden osuus, on vaikea sanoa. Silmämääräisesti tarkasteltuna alueella liikkuneet naudat olivat tiivistäneet pellon pintaa ja niiden kulku-urat muodostivat reittejä pintavirtailulle.

Ravinne- ja kiintoainehuuhtoumat

Ravinne- ja kiintoainekuormat vaihtelivat paljon sekä kullakin koealueella että tuotantosuunnalla lähinnä valunnan vaihtelusta johtuen. Valtaosa huuhtoutumista tuli kasvukauden ulkopuolisena aikana. Suuresta ajallisesta vaihtelusta huolimatta tuotantosuuntien vaikutus huuhtoumiin tuli selvästi esille Gårdskullan peltolohkojen kymmenen vuoden seurantajaksolla, josta viljanviljelyä oli 3−4 vuotta ja nurmiviljelyä tai laidunta 6−7 vuotta.

Pintakerrosvalunnan ravinne- ja kiintoainepitoisuudet (mediaaniarvot) olivat keskimäärin korkeampia kuin salaojavalunnan pitoisuudet molemmilla koealueilla. Suurimmat erot havaittiin Kok-P- ja PO4-P pitoisuuksissa. Pienemmistä pitoisuuksista huolimatta suuret salaojavalunnat aiheuttivat sen, että valtaosa ravinne- ja kiintoainekuormituksesta koealueilta kulkeutui Kirkkojokeen salaojien kautta.

Gårdskullan kartanon koealueilta (1 ja 2) viljanviljelyvuosina tulleet kokonaistyppi, kokonaisfosfori- ja kiintoainekuormat olivat samaa suuruusluokkaa kuin muilta savimailta mitatut arvot Etelä- Suomessa. Suomessa maatalousmaan keskimääräiseksi vuotuiseksi ominaiskuormitusarvoksi on arvioitu 15,5 kg/ha kokonaistypelle ja 1,1 kg/ha kokonaisfosforille. Liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin (PO4-P) osuus kokonaisfosforihuuhtoumasta oli Gårdskullassa viljanviljelyvuosina 25-30 %. Vastaavan suuruisia osuuksia on mitattu muiltakin eteläsuomalaisilta savipelloilta ja peltovaltaisilta valuma-alueilta.

Muutos tavanomaisesta viljanviljelystä luonnonmukaisesti viljellylle monivuotiselle nurmelle (alue 1) (ei lannoitusta eikä muokkausta) näkyi selvimmin kokonaistypen huuhtouman vähenemisenä ja liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin (PO4-P) huuhtouman kasvuna. Typpi- ja kiintoainehuuhtoumien laskun pääsyynä oli pitoisuuksien pieneneminen sekä salaoja- että pintakerrosvalunnassa. Liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin huuhtouman kasvu selittyy suurelta osin pitoisuuden nousulla, etenkin pintakerrosvalunnassa. Kiintoainehuuhtoumissa oli nähtävissä lievää laskua ja kokonaisfosforin huuhtoumat pysyivät likimain ennallaan.

Muutos viljanviljelystä luonnonmukaiseen lihakarjan laidunnukseen (alue 2) (ei lannoitusta eikä muokkausta) vaikutti valumaveden pitoisuuksiin ja kuormiin samansuuntaisesti kuin siirtyminen nurmiviljelyyn. Laidunalueella kokonaistypen huuhtoumat vähenivät likimain yhtä paljon kuin nurmiviljelyssä. Liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin huuhtouma lisääntyi ja liukoisen fosforin osuus kokonaisfosforihuuhtoumasta lisääntyi selvästi. Kokonaisfosforihuuhtouma oli kuitenkin pienempi kuin viljanviljelyssä, koska salaojavalunnan fosforipitoisuudet laskivat tuotantosuunnan muutoksen myötä. Kiintoainehuuhtoumat pienenivät laidunalueella enemmän kuin nurmialueella.

JOHTOPÄÄTÖKSET

Kymmenen vuoden seuranta kahdella salaojitetulla peltolohkolla osoitti, että peltoalueen tuotantosuunnalla (vilja, nurmi ja laidun) oli vaikutusta sieltä tulevaan kokonaisvaluntaan ja valuntareitteihin sekä erityisesti valumavesien ravinne- ja kiintoainepitoisuuksiin ja siten kuormitukseen. Valtaosa mitatusta valunnasta savimaassa purkautui salaojien kautta sekä suhteellisen loivalta (kaltevuus 1 %) että jyrkältä (kaltevuus 5 %) lohkolta kaikilla tuotantosuunnilla.

Siirtyminen nurmiviljelyyn lisäsi sekä salaojavalunnan että pintakerrosvalunnan osuutta sadannasta. Laidunnurmilohkolla pintakerrosvalunnan osuus sadannasta ja kokonaisvalunnasta kasvoi. Muutos tavanomaisesta viljanviljelystä luonnonmukaisesti viljellylle monivuotiselle nurmelle (ei lannoitusta eikä muokkausta) näkyi selvimmin kokonaistypen huuhtouman vähenemisenä ja liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin huuhtouman kasvuna. Kiintoainehuuhtoumissa oli nähtävissä lievää laskua. Kokonaisfosforin huuhtoutuminen pysyi lähes ennallaan.

Muutos viljanviljelystä luonnonmukaiseen lihakarjan laidunnukseen vaikutti ainepitoisuuksiin ja -kuormiin samansuuntaisesti kuin siirtyminen nurmiviljelyyn. Laidunalueella kokonaistypen huuhtoumat vähenivät huomattavasti ja myös kiintoainehuuhtoumat pienenivät. Liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin huuhtouma pintakerrosvalunnassa kasvoi suhteellisesti nurmiviljelyä enemmän. Liukoisen fosforin osuus kokonaisfosforihuuhtoumasta lisääntyi selvästi. Kokonaisfosforihuuhtouma oli kuitenkin pienempi kuin viljanviljelyssä, jossa kiintoaineeseensitoutunut fosfori muodosti valtaosan kokonaisfosforikuormasta.

Peltolohkotasolla ja erilaisina hydrologisina vuosina tehdyt mittaukset osoittivat selvästi, että siirtyminen nurmen viljelyyn ja laidunnukseen lisäsi liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin huuhtoumia. Tulokset tukevat aiempien tutkimusten tuloksia. Tutkimus jatkuu, jotta saadaan kattavampaa tietoa nurmiviljelyn ja laidunnuksen toimenpiteiden, esim. nurmen uusimisen, vaikutuksista vesistökuormitukseen sekä typen kaasumaisista häviöistä ja ravinnetaseista.

Vuosina 2007–2013 tutkimusryhmä oli toimijoita Teknillinen korkeakoulusta /Aalto-yliopistosta, Salaojituksen tutkimusyhdistyksestä, Sven Hallinin tutkimussäätiöstä, Maa- ja elintarviketalouden tutkimuslaitokselta, Helsingin yliopistosta ja Suomen ympäristökeskuksesta.

PVO– ja PVO2– hankkeiden jälkeiset vuodet (2014–) tutkimusryhmässä ovat toimineet Jyrki Nurminen (Salaojituksen tutkimusyhdistys ry), Maija Paasonen-Kivekäs ja Helena Äijö. Tutkimuksesta vastasi Salaojituksen tutkimusyhdistys ry.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Salaojituksen Tukisäätiö sr sekä mukana olleet laitokset. Vuosina 2007–2013 rahoittajana oli myös maa- ja metsätalousministeriö ja vuosina 2011 - 2013 Maa- ja vesitekniikan tuki ry.

Raportti Gårdskullan kartanon tutkimusalueiden mittaustuloksista (vuodet 2008-2017) on julkaistu Salaojituksen tutkimusyhdistys ry:n tiedotteena 34 ja se on saatavissa sähköisesti tästä.