Peltokokeet

4 min lukuaika

Hankkeet

Peltojen rakennekalkituksen vesistövaikutukset

Kartta rakennekalkki netti

Rakennekalkin toimivuutta vesiensuojelukeinona tutkitaan erilaisin käytännön maasto-olosuhteissa toteutettavin koejärjestelyin. Valuma-aluemittakaavan tutkimukset sijoittuvat Eurajoen ja Kangasalan kuntiin. Peltokokeita toteutetaan Paimiossa ja koekenttäjärjestelyt tehdään Turussa. Laajojen koejärjestelyiden päätavoitteena on tuottaa näyttöä rakennekalkin vaikutuksista vesistöjen ravinnekuormitukseen erilaisissa pelto-olosuhteissa. Vesistövaikutusten lisäksi seurataan vaikutuksia maaperän ominaisuuksiin ja satoon.

Valuma-aluemittakaavan tutkimus

Hankkeessa tutkitaan valuma-aluemittakaavassa rakennekalkin vaikutusta vesistöjen kiintoaine- ja ravinnekuormitukseen. Valumavesien laatua ja määrää seurataan Eurajoen kunnassa kahdella Vähäjoen osavaluma-alueella ennen ja jälkeen rakennekalkituksen. Kangasalan Pakkalanjärven osavaluma-alueilla seuranta loppui 2021.

Valuma-alueiden koko vaihtelee 14 ha ja 240 ha välillä ja peltojen osuus valuma-alueesta on 37– 90 %. Vastaavia hankkeita, joissa tutkitaan peltojen rakennekalkituksen vesiensuojelullista tehoa näin laaja-alaisesti, on maailman laajuisestikin ajatellen toteutettu vähän.

Vesistöjä rehevöittävistä ravinteista selvitetään erityisesti rakennekalkituksen vaikutusta fosforin huuhtoumaan. Pelto-ojista on kerätty 2019-2021 vesinäytteitä, jotka on analysoitu laboratoriossa ja näytteenottoa jatketaan 2022. Eurajoen kohteessa ojien vedenlaatua seurataan myös jatkuvatoimisesti. Mittalaitteet rekisteröivät sulan veden aikana 15 minuutin välein veden sameutta, pH-arvoa, lämpötilaa, sähkönjohtavuutta ja veteen liuenneen orgaanisen aineen pitoisuutta. Pakkanen ja jäätyminen ovat aiheuttaneet mittaustaukoja kunnes kevätsulanta alkaa.

Mittapato ja jatkuvatoiminen vedenpinnan korkeusseuranta takaavat luotettavan virtaaman määrityksen.

Hankkeessa tutkijoiden ja viljelijöiden välinen yhteistyö on tärkeää. Eurajoella rakennekalkittavia peltoja viljelee yhteensä 26 maanviljelijää. Kaikki maanomistajat ovat positiivisella mielenkiinnolla mukana rakennekalkitustutkimuksessa.

Valuma-alueilta huuhtoutuvat ainevirtaamat lasketaan ennen rakennekalkitusta ja sen jälkeen määritetyistä virtaama- ja vedenlaatutiedoista. Ennen ja jälkeen rakennekalkkikäsittelyn laskettuja ainevirtaamia verrataan keskenään sekä vertailuvaluma-alueeseen, jolla ei tehdä lainkaan rakennekalkitusta.

Ainevirtaamiin vaikuttavat monet tekijät otetaan huomioon hankkeessa mahdollisimman hyvin. Esimerkiksi valuma-alueelta huuhtoutuvan fosforin määrä vuositasolla vaihtelee luonnostaan. Sadanta- ja valunta, lannoitusmäärä ja lannan käyttö lannoitteena, satotaso ja viljelykäytännöt vaikuttavat rakennekalkituksen rinnalla siihen montako kiloa fosforia tai kiintoainesta huuhtoutuu pois valuma-alueelta vuosittain.

Kenttätöiden toteutuksesta vastaa pääasiassa Pyhäjärvi-instituutti ja Suomen ympäristökeskus laatii arviot rakennekalkituksen vaikutuksista ravinnehuuhtoumiin Eurajoen ja Pakkalanjärven valuma-alueilla.

Katso Pyhäjärvi-instituutin video rakennekalkituksesta Eurajoella syksyllä 2020.

Peltojen vesistökuormitustutkimukset Paimiossa

Peltokokeissa tutkitaan rakennekalkituksen vaikutuksia peltojen vesistökuormitukseen. Lisäksi tarkastellaan rakennekalkituksen vaikutusta maan rakenteeseen ja viljelykasvien satotasojen kehitykseen. Tutkittavina kasveja ovat sokerijuurikas ja eri viljat. Sokerijuurikkaan tiedetään hyötyvän korkeasta pH-tasosta, joten on hyvin mielenkiintoista päästä seuraamaan rakennekalkituksen vaikutusta sokerijuurikkaalle ja viljalle samanaikaisesti. Tutkimukset suoritettiin Sokerijuurikkaan Tutkimuskeskuksessa Paimiossa (www.sjt.fi).

Vedenlaatua seurataan salaojaputkista otettavilla vesinäytteillä ympäri vuoden. Pellolla tutkitaan myös maassa olevien ravinteiden pitoisuusmuutoksia. Lisäksi tarkkaillaan maan rakenteen kehitystä mm. infiltraatiomittauksilla.

Rakennekalkki levitettiin 2019 vuoden syksyllä ja kalkki muokattiin heti perään maahan kultivaattorilla noin 12 cm syvyyteen. Tutkimuksessa on mukana 2 erillistä koelohkoa, joiden yhteispinta-ala on noin 9 ha. Pelloilla käytettiin kolmea erillistä kalkitustasoa: 0 tn/ha, 8 tn/ha ja 12 tn/ha. Aktiivisen rakennekalkin osuus tuotteissa oli noin 20 %.

Kasvukauden aikana tarkkaillaan myös kasvien ravinteiden ottoa lehtianalyysein ja tehdään NDVI-kuvauksia, jotta saadaan selville, onko rakennekalkituksella vaikutusta kasvin ravinteidenottoon. Syksyisin sadonkorjuun jälkeen selvitetään sadon määrä ja laatu eri kalkitustasojen kohdalla.

Vuonna 2020 koelohkoilla kasvoi kevätvehnää ja sokerijuurikasta. Vuonna 2021 kasveina olivat syysvehnä, rypsi ja sokerijuurikas. Satotulokset on esitetty kuvassa 1. pH tasoja on saatu nostettua odotusten mukaan ja myös satotasot ovat olleet nousujohteisia kalkitusmäärän käytön lisääntyessä. Vuosi 2020 oli sään puolesta hyvin vaihteleva, mikä vaikutti erityisesti vehnän satoon. Vuosi 2021 oli kuiva mikä osaltaan vaikutti satotuloksiin.

Kuva 1. Rakennekalkituksen vaikutus eri viljelykasvien satotasoihin. Jokaisen kasvilajin kohdalla 0 tn/ha käsittelyn sadolle on annettu suhdeluvun arvoksi 100. Aktiivisella rakennekalkilla käsiteltyjen alojen satoja on verrattu käsittelemättömän alueen satoon. Suhdelukujen erotus kertoo, montako prosenttia käsittelyjen välinen satoero on.

Rakennekalkin vaikutus polttoaineen kulutukseen: Lue artikkeli.

Turun seudun koelohkojen tutkimus

Koekenttäjärjestelyiden tavoitteena on kerätä valuma-aluemittakaavan pilotointia täydentävää tietoa rakennekalkituksen vaikutuksista valumavesien laatuun. Erityisenä mielenkiinnon kohteena on vaikutukset ravinne- ja kiintoainesvalumiin.

Turkuun perustetut kaksi rakennekalkituksen koekenttää tarjoavat mahdollisuuden seurata rakennekalkitun ja käsittelemättömän peltoalueen valumavesien eroja mahdollisimman samankaltaisissa sää- ja maaperäolosuhteissa. Koekentät sijoittuvat Turun pohjoisosiin Paattistenjoen valuma-alueelle. Vedenlaadunseuranta perustuu vesinäytteenottoon. Toisella hyvin tasaisella koekentällä seurataan salaojavesien vedenlaatua ja määrää. Toisella, kaltevammalla koekentällä, salaojavesien lisäksi on seurannan kohteena pintavalunnan laatu.

Vedenlaatuseurannat aloitettiin kohteella syksyllä 2019. Koekenttien rakennekalkitukset tehtiin 29.9.2020. Vedenlaadun seurantietoa koekentiltä on vasta rajoitetusti, mutta alustavien tulosten perusteella pellon rakennekalkkikäsittelyllä voidaan vähentää kiintoaineen ja kokonaisfosforin valumia.

Koekenttien toteutuksesta vastaa Turun kaupunki ja Turun ammattikorkeakoulu yhteistyössä. Vedenlaatuseurannan toteutuksesta vastaa Turun AMK.

Rakennekalkkia levitetään Paimion koelohkoille.

Ilmakuva Turun Ainolan koekentältä, jolla seurataan rakennekalkituksen vaikutuksia salaojavalumiin. Kenttä on jaettu kolmeen koelohkoon olemassa olevien salaojien (sininen) mukaisesti (sisältää Maanmittauslaitoksen ortoilmakuva aineistoa 09/2019).