Maatalouden kestävä vesienhallinta 1/2023 www.vesitalous.fi
Toista tai vaihda ilmoitusta numeroittain. Kysy tarjousta! ilmoitus.vesitalous@mvtt.fi Tuomo Häyrynen 050 585 7996. Vesitalous liikehakemisto Vesitalous 1/1 LIIKEHAKEMISTO VESITALOUS-LEHDEN Valitse osastosi ja nosta yrityksesi tunnettavuutta. Palstan leveys liikehakemistossa 80 mm, kaksi palstaa 170 mm
Seuraavassa numerossa teemana on Pohjavedet. Toista tai vaihda ilmoitusta numeroittain. Tämän numeron kokosi Seija Virtanen e-mail: seija.virtanen@tukisaatio.fi Kansikuva: Sisältö 1/2023 Vesitalous 1/1 LIIKEHAKEMISTO VESITALOUS-LEHDEN Valitse osastosi ja nosta yrityksesi tunnettavuutta. LXIV JULKAISIJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki Puhelin (09) 694 0622 KUSTANTAJA Ympäristöviestintä YVT Oy Tuomo Häyrynen e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi Yhteistyössä Suomen Vesiyhdistys ry ILMOITUKSET Tuomo Häyrynen Puhelin 050 5857996 e-mail: ilmoitus.vesitalous@mvtt.fi PÄÄTOIMITTAJA Minna Maasilta Maaja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki e-mail: minna.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI Tuomo Häyrynen Uuhenkuja 4, 80140 Joensuu Puhelin 050 585 7996 e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maaja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) 694 0622 e-mail: vesitalous@mvtt.fi ULKOASU JA TAITTO Taittopalvelu Jarkko Narvanne, PAINOPAIKKA Punamusta | ISSN 0505-3838 Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit. Vuosikerran hinta on printtilehtenä 65 € ja digilehtenä 50 €. Ilmoitusvaraukset 9.2. Vesitalous 2/2023 ilmestyy 22.3. Kysy tarjousta! ilmoitus.vesitalous@mvtt.fi Tuomo Häyrynen 050 585 7996. TOIMITUSKUNTA Harri Koivusalo, tekn.tri., teknisen vesitalouden professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Riina Liikanen, tekn.tri., vesiasiain päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Jyrki Laitinen, fil.tri., ryhmäpäällikkö, Suomen ympäristökeskus Anna Mikola, tekn.tri., apulaisprofessori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Pekka Rossi, tekn.tri., apulaisprofessori, Oulun yliopisto, vesija ympäristötekniikka Maija Taka, fil.tri., akateeminen koordinaattori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Annina Takala, dipl.ins., Suomen Vesiyhdistys ry Saijariina Toivikko, dipl.ins., vesiasian päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Erkki Vuori, lääket.kir.tri., professori, emeritus, Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen osasto Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. 4 Maatalouden kestävä vesienhallinta – keinoja sopeutua ilmastonmuutokseen ja lisätä luonnon monimuotoisuutta Seija Virtanen MAATALOUDEN KESTÄVÄ VESIENHALLINTA 5 Vesienhallinta on oleellinen sopeutumiskeino ympäristömme muuttuessa Lauri Ahopelto, Antti Parjanne, Kirsi Mäkinen, Karoliina Pilli-Sihvola, Mauri Keränen ja Anne-Mari Rytkönen 9 Peltojen kuivatustilan uudet arviointimenetelmät Suomessa Mikko Sane, Olle Häggblom, Minna Mäkelä ja Pasi Valkama 14 Pelto kuin pesusieni – siinä tavoitetila jokaiselle pellolle Eija Hagelberg, Veera Naukkarinen ja Jenni Jääskeläinen 20 Turvemaat ja niiden kestävä viljely vesienhallinnan keinoin Maarit Liimatainen, Timo Lötjönen, Toni Liedes, Miika Läpikivi, Hannu Marttila ja Erkki Joki-Tokola 25 Säätösalaojituksen ja altakastelun mahdollisuudet ruuantuotannon ja ympäristönsuojelun näkökulmasta Minna Mäkelä, Elina Paavonen, Kielo isomäki ja Helena Äijö 30 Tuotantosuunnan muutoksen vaikutus savipellon ravinneja kiintoainekuormitukseen Jyrki Nurminen MUUT AIHEET 35 Turkiseläinten lannan käytön täsmen täminen parantaa vesistöjen tilaa – tarkastelussa Pohjanmaan peltojen fosforikuormitus VEMALAmallilla Annika Johansson, Markus Huttunen, Suvi Lehtoranta ja Johanna Laakso 42 Oulujoen vesistön voimalaitosten ja asuinalueiden inventointi Katriina Etholén 46 Vesialan opinnäytetyöt 48 Liikehakemisto 50 Abstracts 51 Vieraskynä Jyrki Katainen VESITALOUS www.vesitalous.fi VOL. Palstan leveys liikehakemistossa 80 mm, kaksi palstaa 170 mm. mennessä
Ilmastonmuutos vaikuttaa luonnon monimuotoisuuteen, sillä äärevöityvät olosuhteet vaikeuttavat meillä luontaisten kasvien ja eliöiden kasvua ja voivat edesauttaa vieraslajien mm. V iime syksynä lokakuun 13. 4 www.vesitalous.fi PÄÄKIRJOITUS. Maaja metsätalousministeriön neuvotteleva virkamies Lauri Ahopelto avaakin kirjoituksessaan mm. Seminaarissa, jonka säätiö järjesti yhdessä Maaja vesitekniikan tuen, BSAG:n ja Salaojayhdistyksen kanssa saimme kuulla laajan kattauksen aihepiirin globaalista, EU-tason ja Suomen kehitysnäkymistä ja toimintastrategioista sekä meneillään olevasta tutkimuksesta. uusien kasvintuholaisten yleistymistä. Lisäksi tavoitteena on, että maahan sitoutuisi enemmän hiiltä kuin mitä siitä poistuu, ja että ravinteita ei jäisi huuhtoutumiselle alttiiksi. Hän esittelee vertailutuloksia sadon tuotosta ja ravinnepäästöistä altakastellulta ja tavanomaisesti salaojitetulta hieta-hiuemaa pellolta. Uudet haasteet on kuitenkin tiedostettu ja EU:n vihreän kehityksen ohjelma ja kotimaiset vesienhallintaan liittyvät suunnitelmat ja strategiat viitoittavat tietä ilmastonmuutokseen sopeutumiseen luonnon monimuotoisuus huomioon ottaen. Näistä kehitysinsinööri Mikko Sane Sykestä on kirjoittanut mielenkiintoisen artikkelin, joka valaisee, kuinka uusia menetelmiä kuten drone-kuvausta, laserkeilausta ja satelliittikuvia on mahdollista käyttää peltojen kuivatustilan arvioinnissa valuma-alueella ja valtakunnan laajuisessa maatalousalueiden kuivatustilan kartoituksessa. Pitkäaikaiset kenttäkokeet ovat tärkeitä, jotta saadaan tietoa menetelmien toteutuksesta ja toiminnasta käytännön olosuhteissa. Hankkeessa tutkitaan mm. kansallisia strategioita, joilla ilmastonmuutokseen sopeutumiseen ja luonnon monimuotoisuuden säilyttämiseen varaudutaan vesienhallinnan keinoin, ja jotka viitoittavat tietä aina vuoteen 2030 saakka. Hanke jatkuu tältä osin vielä vuoteen 2024, mutta hankkeen Peltojen kuivatustilan arviointi -työpaketista saatiin tuloksia jo vuoden 2022 aikana. Asiantuntija Minna Mäkelä Salaojayhdistyksestä ja tutkija Jyrki Nurminen Salaojituksen tutkimusyhdistyksestä esittelevät artikkeleissaan jo useamman vuoden ajan toiminnassa olleiden salaojituskoekenttien tuloksia. Ilmastonmuutos vaikuttaa hydrologiaan ja aiheuttaa muutoksia tulvien ajoitukseen ja määrään sekä kuiviin kausiin, jolloin meilläkin veden riittävyys voi olla haasteellista alueilla, joilla vedenkulutus on suuri ja vesistöjä vähän. Se oli järjestyksessään jo viides maankuivatukseen ja vesienhallintaan liittyvä seminaari ja osa Salaojituksen Tukisäätiön Itämeri-sitoumusta Elävä Itämeri säätiölle (BSAG). Sitran yliasiamies Jyrki Katainen tuo esille Vieraskynäpalstalla, että terve, hyvinvoiva maa ja kestävä vesitalouden hallinta ovat avainasemassa, kun maataloutta sopeutetaan muuttuvaan ilmastoon. Minnan aiheena on säätösalaojitus. Tarkoituksena on, että altaan vettä voidaan hyödyntää säätösalaojituksessa kuivina kausina. Maataloudessa voidaan kestävän vesienhallinnan avulla sopeutua ilmastonmuutokseen myös niin, että luonnon monimuotoisuuden säilyttäminen ja lisääminen otetaan huomioon. Uudistavalla viljelyllä parannetaan maan rakennetta ja lisätään maan hiilivarantoa ja mikrobiston toimintaa niin, että maa olisi ikään kuin pesusieni, sisältäen sopivasti vettä ja ravinteita kasvien hyvään kasvuun. Jyrkin artikkelissa keskitytään tuotantosuunnan muutoksen vaikutuksiin typen ja fosforin huuhtoutumiseen savipellolla. Tähän teemanumeroon on koottu artikkeleita seminaarin esityksistä. Seminaarissa kuulimme myös ryhmäpäällikkö Pasi Valkaman esityksen Suomen ympäristökeskuksen vetämän Valumavesi -hankkeen biodiversiteettitutkimuksista. Antoisia lukuhetkiä lehden parissa! Maatalouden kestävä vesienhallinta – keinoja sopeutua ilmastonmuutokseen ja lisätä luonnon monimuotoisuutta SEIJA VIRTANEN MMT, DI Salaojituksen Tukisäätiö sr, toiminnanjohtaja seija.virtanen@tukisaatio.fi Kirjoittaja toimi Maatalouden kestävä vesien hallinta seminaarin yhtenä moderaattorina ja on koonnut tähän lehteen artikkeleita seminaarissa pidetyistä esitelmistä. vesistöja ilmastopäästöjä. Seminaarien aiheet ovat aina olleet ajankohtaisia ja niiden teemoista (vesistövaikutuksista ilmastonmuutokseen ja luontokatoon) huomaa, että näkökulma on laajentunut ja kysymykset ovat tulleet kompleksisimmiksi. EU:n ilmastonmuutoksen sopeutumisstrategian keskiössä on juuri hyvinvoiva maa, joka auttaa kuivuuteen ja tulviin varautumisessa ja jonka vesipitoisuutta voidaan säätää vesienhallinnan avulla. päivä järjestettiin Kansallismuseossa seminaari Maatalouden kestävä vesienhallinta – keinoja sopeutua ilmastonmuutokseen ja lisätä luonnon monimuotoisuutta. Tutkija Maarit Liimatainen Luke Ruukista ja Oulun yliopistosta kirjoittaa peltomittakaavaisesta Ruukin turvekoekentästä, jossa veden varastointiin on varauduttu suuren allasrakennelman avulla. Kestävällä vesienhallinnalla vähennetään ääriolosuhteiden vaikutusta luontoon ja säilytetään luonnon monimuotoisuus, mutta myös peltojen tärkein ekosysteemipalvelu, kannattava ruuantuotanto muuttuvissa oloissa. Terveen maan merkityksestä jatkaa BSAG:n uudistavan viljelyn projektijohtaja Eija Hagelberg kirjoituksessaan
I lmastonmuutoksesta puhuttaessa ei aina muisteta, kuinka kiinteästi ilmakehä on kytköksissä hydrologiseen kiertoon. Sopeutuminen on laajaalaista ilmastonmuutoksen vaikutusten ennaltaehkäisyä ja niihin varautumista Vesivaroihin kohdistuvat muutokset vaikuttavat luontoomme ja yhteiskuntaamme laaja-alaisesti. ravinteiden ja orgaanisen aineksen huuhtoutuminen lisääntyy talvella ja syksyllä heikentäen veden laatua. Esimerkiksi pitkien helleaaltojen lisääntyminen lisää niihin liittyviä terveysriskejä, ja talvien leudontuminen lisää metsien tuhoriskiä. Ilmastonmuutoksen myötä nouseva lämpötila kasvattaa haihduntaa. Lumipeitteen hupenemisen ja talviaikaisten virtaamien kasvun myötä mm. Vesienhallinta on oleellinen sopeutumiskeino ympäristömme muuttuessa 5 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta. Ilmastonmuutos on huomioitava paremmin esimerkiksi kaavoituksessa, maaja metsätalouden vesitaloudessa ja vesistöjen säännöstelyssä. Tämän vuoksi sopeutumista tulee tehdä laaja-alaisesti eri toimialoilla. Vaikutusten voimakkuus vaihtelee ympäri Suomea riippuen mm. Yhteistyö eri toimijoiden ja toiminnan tasojen välillä on ensiarvioisen tärkeää. Koko hydrologinen kiertomme on siis muuttumassa. Ilmastonmuutokseen sopeutumisen kokonaisuutta ohjataan kansallisella sopeutumissuunnitelmalla, joka on osa ilmastolain (423/2022) mukaista ilmastopolitiikan suunnittelujärjestelmää. Tästä syystä sopeutumistakin tulee suunnata vesitalouden hallintaan. Toisaalta sademäärät Suomessa lisääntyvät sekä äärevöityvät. Niiden lisäksi ilmastonmuutos vaikuttaa myös muiden tekijöiden kautta. Toisaalta rankkasadeja hyydetulvat saattavat lisääntyä. Hallitsemalla maaja metsätalouden vesiä sekä varautumalla tulviin ja kuivakausiin pystymme pitämään ilmastonmuutoksen kasvattamia riskejä kurissa. sijainnista, vesistön ominaispiirteistä sekä maankäytöstä. Toisessa ääripäässä alimmat vedenkorkeudet laskevat ja kuivakaudet lisääntyvät ja pitenevät. Suunnitelmalla edistetään myös helteisiin varautumista ja metsien sopeutumista ilmastonmuutokseen. Etenkin pienet pohjavesimuodostumat ovat alttiita kuivakausille. Mitä pidemmälle ilmastonmuutos etenee, sitä suurempi on muutos. Myös virtaamien ja vedenkorkeuksien vuodenaikaisvaihtelu muuttuu. Pohjavedenpinnan vaihtelu lisääntyy ja maaperän vesivarasto pienenee kesäaikana. Veden niukkuus lisääntyy vähäjärvisissä ja pienissä vesistöissä. Muutoksen myötä talven virtaamat kasvavat, kun taas kevättulvat pienenevät suurimmassa osassa maata. Vuoden 2022 aikana on laadittu uusi, vuoteen 2030 ulottuva Kansallinen ilmastonmuutokseen sopeutumissuunnitelma (KISS2030). Suunnitelma sisältää tavoitteita ja toimia mm. vesihuollon varautumiseen, valuma-aluetason suunnittelun sekä kuivuusriskien hallinnan kehittämiseen liittyen. LAURI AHOPELTO neuvotteleva virkamies, maa ja metsätalousministeriö lauri.ahopelto@gov.fi ANTTI PARJANNE johtava vesitalousasiantuntija, maa ja metsätalousministeriö KIRSI MÄKINEN neuvotteleva virkamies, maa ja metsätalousministeriö KAROLIINA PILLI-SIHVOLA erityisasiantuntija, maa ja metsätalousministeriö MAURI KERÄNEN vesitalousasiantuntija, maa ja metsätalousministeriö ANNE-MARI RYTKÖNEN vesitalousasiantuntija, maa ja metsätalousministeriö Ilmastonmuutos vaikuttaa yhteiskuntaamme suuressa määrin vesivarojemme kautta
Tulvariskien hallintasuunnitelmat • Tavoitteet ja toimenpiteet tulvariskien estämiseksi ja vähentämiseksi • Seuraavan kerran 2027 loppuun mennessä 4. Toisaalta Lapissa talven lisääntyvä sadanta tulee edelleen lumena, jolloin siellä kevättulvien on arvioitu kasvavan ainakin lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä. Tulvariskien hallinnan prosessi. Täten kansallisen sopeutumissuunnitelman lisäksi vesivaroihin ja vesienhallintaan liittyviä sopeutumistoimia toimeenpannaan tulvaja kuivuusriskien hallinnan kautta EU:n yhteisessä maatalouspolitiikassa eli ns. Paikoittain muutokset voivat olla suuriakin, vaikka pääsääntöisesti ilmastonmuutoksen ei ole arvioitu lisäävän kummankaan riskiä Suomessa merkittävästi. Viimeisimmät hallintasuunnitelmat hyväksyttiin joulukuussa 2021 (Maaja metsätalousministeriö 2022a). Kuitenkin Kuva 1. 1. CAP-suunnitelmassa ja maaja metsätalousministeriön vesitalousstrategiassa 2030 (MMM 2022b). Tulvariskien alustava arviointi • Tulvariskialueiden tunnistaminen ja nimeäminen (seuraavan kerran 2024) • Tulvaryhmien asettaminen 2. Hulevesitulvat lisääntyvät paitsi voimakkaampien rankkasateiden ja talviaikaisten sulamisjäätymistapausten vuoksi, myös kaupungistumisen ja vettä läpäisemättömän pinta-alan lisääntyessä ja hulevesiverkoston mitoituksen jäädessä tästä kehityksestä jälkeen. Ilmastonmuutos muuttaa riskiä pikkuhiljaa, joten onkin tärkeää, että tarkentuneiden tietojen perusteella riskejä arvioidaan aina uudelleen kuuden vuoden välein ja myös olemassa olevia suunnitelmia päivitetään. Tämän myötä tulvariskien suuruutta arvioidaan kuuden vuoden välein ja merkittävimmille riskialueille laaditaan hallintasuunnitelmia yhteistyössä paikallisten sidosryhmien kanssa (Kuva 1 ). Perinteinen kevättulva ei ole välttämättä enää se vuoden suurin tulva. Talvitulvat lisääntyvät, ja myös hyydetulvien riski lisääntyy monissa vesistöissä. Monella alueella järvemme ja vesivaramme suojaavatkin yhteiskuntaamme suurimmilta vaikutuksilta. Kuivuutta ei Suomessa ole perinteisesti ajateltu ongelmana. Tulvakartoitus • Tulvavaara ja tulvariskikartat • Seuraavan kerran 2025 3. Ilmastonmuutos muuttaa tulvaja kuivuusriskejämme Selkein esimerkki ilmastonmuutoksen vaikutuksista on äärevien sääilmiöiden, kuten tulvien ja kuivuuksien, lisääntyminen ja voimistuminen. Sopeutumispolitiikan toimeenpanon lähtökohtana on, että ilmastoriskien hallinnan ja ilmastokestävyyden vahvistaminen sisällytetään osaksi normaalia suunnittelua ja toimintaa kaikilla sektoreilla. Sopeutumista siis tarvitaan etenkin alueellisella ja paikallisella tasolla. Toimenpiteiden toteutus • Toimenpiteiden toteutus on jatkuvaa • Tällä hetkellä toteutetaan vuosien 2022-2027 hallintasuunnitelmien toimenpiteitä Toistetaan 6 vuoden välein 6 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta. Tulviin Suomella on jo olemassa hyvä riskienhallintaprosessi, joka nojaa EU:n tulvadirektiiviin ja kansalliseen lakiin tulvariskien hallinnasta (620/2010). Ilmastonmuutos tulee ottaa yhä enemmän huomioon esimerkiksi kaavoituksessa, maaja metsätalouden vesienhallinnassa, vesihuollossa ja vesistöjen säännöstelyssä. Tulvien osalta haastetta tuo hankalamman ennakoitavuuden lisäksi virtaamien ajankohdan muuttuminen
Liian märkä pelto haittaa kasvien kasvua ja lisää maan tiivistymisen sekä ravinneja eroosiokuormituksen riskiä. Kuivuusriskien hallintaa ollaan kuitenkin kehittämässä ja vuonna 2023 ollaan julkaisemassa kansallisia suuntaviivoja kuivuusriskien hallintaan liittyen. Jatkossa tuensaannin ehtona on, että peruskuivatushanke on toteutettu ilmastokestävästi sekä vesiensuojelun ja luonnon monimuotoisuuden huomioivalla tavalla. Maatalouden peruskuivatus, eli ns. Lisääntyvä lämpötila ja pidentynyt kasvukausi mahdollistavat suurempia satoja, mutta vain jos vettä saadaan kasveille riittävästi. Kuivuuteen liittyen Suomella ei ole olemassa samanlaista prosessia kuin tulviin varautumisessa. Riskit ovat lähtökohtaisesti suurempia alueilla, joilla on paljon vedenkäyttöä ja maataloutta, mutta suhteellisen vähän pintaja pohjavesivaroja. Luonnonmukaisen vesirakentamisen menetelmin toteutetussa peruskuivatuksessa tarkastellaan kuivatusuomia osana valuma-aluetta. Kuivatusjärjestelmämme ovat keskeisiä työkaluja ilmastonmuutokseen sopeutumisessa. Maaja metsätalouden vesienhallinta on keskeinen sopeutumiskeino Ilmastonmuutoksen aiheuttamat sääja vesiolosuhteiden muutokset, leudot ja sateiset talvet sekä ajoittaiset kuivuusjaksot, haastavat maatalouden kuivatusjärjestelmien ja vesiensuojelurakenteiden toimivuuden. valtaojat luovat edellytyksen toimivalle peltolohkojen paikalliskuivatukselle. Luonnonmukaisia menetelmiä ovat esimerkiksi tulvatasanteet tai veden viivyttäminen uomissa ja valuma-alueella pohjapatojen sekä erilaisten kosteikkojen avulla. Kastelulaitteet ovat usein kallis investointi, mutta antavat turvaa kuivakausia vastaan, kunhan kasteluveden lähde ei kuivu. Kuivatusjärjestelmien säätämisen ja maan kasvukunnon parantamisen avulla tulee pystyä jatkossa varautumaan myös piteneviin kuivuusjaksoihin. Pääosa peruskuivatusverkostostamme on rakennettu jo ennen 1970lukua. Roudattoman ajan lyheneminen vaikeuttaa metsänhoitotöiden ja puunkorjuun toteutusta. Valtio on perinteisesti tukenut peruskuivatusta. Tukimuodon nimi on jatkossa yhteinen ojitusinvestointi. Myös ilmastonmuutos kasvattaa korjaamistarvetta, sillä vanhat mitoitukset ja suunnitteluperusteet eivät ole enää riittäviä. CAP-tuki). Kuivuusjaksot lisäävät tarvetta kastelulle ja veden varastoinnille. Tavoitteena on turvata riittävä maankuivatus, ja samanaikaisesti parantaa valumavesien laatua, hillitä uoman eroosiota, tasata virtaamavaihteluita sekä monipuolistaa elinympäristöjä. Valtaojien kunnostushankkeita on tehty suhteellisen vähän, ja oletus on, että korjausvelkaa on paljon. esimerkiksi vuosien 2002–03 ja 2018 kuivakaudet aiheuttivat selkeitä vaikutuksia yhteiskunnallemme. Nykyinen tukimuoto on kuitenkin tullut tiensä päähän ja vuoden 2023 alusta peruskuivatusta tuetaan EU:n maatalouden tukijärjestelmän kautta (ns. Erilaiset kastelualtaat ja veden viivytysrakenteet parantavat kasteluveden saatavuutta. Peruskuivatusta on lisäksi jatkossa tarkasteltava laajemmin myös ympäristökestävyyden näkökulmasta (Maaja metsätalousministeriö 2020). Myös viljeMaveplan 1/3 7 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta
lykäytäntöjä monipuolistamalla voidaan parantaa satovarmuutta ja peltomaan rakennetta sekä vähentää haitallisia ympäristövaikutuksia. Laki tulvariskien hallinnasta (620/2010) https://www.finlex. Maaja metsätalousministeriö (2022b). Maaja metsätalousministeriö (2020). Maaliskuussa 2022 julkaistu vesitalousstrategia ohjaa maaja metsätalousministeriön toimialan vesitaloustehtävien hoitoa (Maaja metsätalousministeriö 2022b). Vesitalousstrategia 2030, Maaja metsätalousministeriön julkaisuja 1/2022, https://julkaisut.valtioneuvosto.fi/handle/10024/163938. Kansallisen ilmastonmuutokseen sopeutumissuunnitelman 2030 valmistelu, https://mmm.fi/kansallinensopeutumissuunnitelma/kiss2030. KVVY Tutkimus ¼ 8 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta KVVY Tutkimus Oy Tutustu palveluihimme kvvy.fi Meiltä myös asiantuntija-, näytteenottoja laboratoriopalvelut! Ota yhteyttä: myynti@kvvy.fi, 03 246 1301 Ympäristövastuuta yhdessä Asiantuntija apunasi vesienhallinnan suunnittelussa Taajama-alueiden hulevedet Kosteikot, altaat ja pohjapadot Uomien kunnostukset. Maaja metsätalousministeriön tiedote 17.12.2021: Tulvariskien hallintasuunnitelmat auttavat varautumaan ilmastonmuutokseen, https://mmm.fi/-/tulvariskienhallintasuunnitelmat-auttavat-varautumaanilmastonmuutokseen. sopeutumisen riskienhallintaa, ennakoimista ja yhteensovittamista. Strategian visiona on puhdasta vettä, turvallisuutta ja hyvinvointia. https:// julkaisut.valtioneuvosto.fi/handle/10024/162211. Digitalisaatio ja uudet teknologiat sekä toimintamallit mahdollistavat vesitalouden ja -palveluiden uudistumisen. Maaja metsätalousministeriö (2022a). Maaja metsätalousministeriön julkaisuja 6/2020. Kirjallisuus Ilmastolaki (423/2022) https://www.finlex.fi/fi/laki/ smur/2022/20220423. Vesivarojen hallintaan kohdistuu yhteiskunnallisia odotuksia esimerkiksi vesien tilan, luonnon monimuotoisuuden ja huoltovarmuuden osalta. Puhdasta vettä, turvallisuutta ja hyvinvointia Tarvitsemme toimivaa vesienhallintaa puhtaan veden varmistamiseksi, vesiturvallisuuden parantamiseksi sekä hyvinvoinnin edellytykseksi. Yksi neljästä päämäärästä on: ”Yhteiskunta sopeutuu muuttuviin ilmastoja vesioloihin, ja vesitalouden keinoin edistetään ilmastonmuutoksen hillintää”, jonka alle on listattu viisi täsmentävää toimintalinjaa. Strategia toimii ministeriön hallinnonalan tulosohjauksen, toiminnan ja talouden suunnittelun lähtökohtana. Vesi virtaa läpi yhteiskuntamme eikä noudata hallinnonalojen tai valtioidenkaan välisiä rajoja. Yhteiskunnassa tapahtuvat muutokset heijastuvat vesitalouspalveluiden tarpeisiin samalla kun ilmastonmuutos vaikuttaa veden kiertoon. Vesitaloudella on merkittävä rooli ilmastonmuutokseen sopeutumisessa, sillä suuri osa ilmastonmuutoksen vaikutuksista yhteiskuntaan välittyy vesivarojen kautta. fi/fi/laki/ajantasa/2010/20100620. Näissä toimilinjoissa korostetaan mm. Maaja metsätalouden vesitalouden suuntaviivat muuttuvassa ympäristössä. Uudistuminen vaatii kuitenkin aktiivista toimijuutta ja uuden oppimista. Siksi kestävä ja sopeutuva vesienhallinta tulisi olla kaikkien suomalaisten yhteinen tavoite. Vesitalouden hankkeita onkin toteutettu vuosisatoja, aina kulloistenkin yhteiskunnan tarpeiden ja arvostusten sekä ajan haasteiden mukaisesti
Hankkeessa luotujen aineistojen loppukäyttäjiä ovat vesienhallinnan parissa työskentelevät viranomaiset, suunnittelijat ja viljelijät. Valumavesi-hankkeen (2020–2023) Kuivatustilan arviointimenetelmät (KUTI) -työpaketissa ja LaserVesi-hankkeessa (SYKE 2022a) on selvitetty kaukokartoitusja mallinnusmenetelmien luotettavuutta, mahdollisuuksia ja rajoituksia peltojen kuivatustilan ja tulvaherkkyyden arvioimiseksi valtakunnallisesti. Maatalouden kuivatusjärjestelmien nykyisestä kunnosta ja sen korjausvelasta sekä tämän korjausvelan tuotannollisista ja ympäristöllisistä vaikutuksista on kuitenkin valtakunnallisella tasolla hyvin vähän tietoa. Kuivatusjärjestelmien nykyisestä toimivuudesta tai niiden korjausvelasta valtakunnallisella tasolla ei ole kuitenkaan ajantasaista tietoa. Menetelmiä ja aineistoja on esitelty lisäksi em. Tieto peltojen kuivatustilasta mahdollistaisi vesitalouden ja vesiensuojelun toimenpiteiden nykyistä paremman kohdentamisen sekä eri toimenpiteiden ja tavoitteiden paremman yhteensovittamisen. M aatalousmaiden kuivatusinfra, eli salaojien ja avo-ojien sekä suurimpien laskuja valtaojien muodostama kokonaisuus, on keskeisessä asemassa maan tuotantokyvyn ylläpitämisessä sekä ympäristövaikutusten muodostumisessa. Viimeisestä arviosta on jo kulunut melkein 30 vuotta (Puustinen ym. Suomessa on kuivatettu maata maatalouden tuotantotarpeisiin mittavia alueita vuosikymmenten ajan. Lisäksi valtaojia ja muita pienvesiuomia, joita käytetään ylimääräisten vesien poisjohtamiseen, on runsaasti. Salaojia on kaivettu maahan arviolta lähes miljoona kilometriä. hankkeissa laaditussa karttapalvelussa sivun https://www.syke.fi/hankkeet/laservesi kautta. Peltojen kuivatustilan uudet arviointimenetelmät Suomessa 9 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta. Tuloksista on tulossa loppuraportti, joka julkaistaan alkuvuonna 2023. Viime vuosina tähän on kuitenkin herätty ja asiaa on alettu selvittää. Suomessa ojituksen piirissä on noin 85 prosenttia peltopinta-alasta, mikä vastaa noin 1,8 miljoonaa hehtaaria. Valumavesi-hankkeessa onkin selvitetty, tarjoavatko kaukokartoitusmenetelmät tähän soveltuvia työkaluja. MIKKO SANE Suomen ympäristökeskus mikko.sane@syke.fi OLLE HÄGGBLOM Salaojayhdistys olle.haggblom@salaojayhdistys.fi MINNA MÄKELÄ Salaojayhdistys minna.makela@salaojayhdistys.fi PASI VALKAMA Suomen ympäristökeskus pasi.valkama@syke.fi Kirjoittajat olivat mukana Valumavesi hankkeen kuivatustilan arviointimenetelmät työpaketissa. 1994)
Paikalliskuivatus toteutetaan pelloilla joko salaojien tai avo-ojien avulla. Peltojen kuivatustila Pellon kuivatustilalla tarkoitetaan sitä, kuinka tehokkaasti ylimääräinen vesi poistuu pellolta. Yleispiirteinen kuivavara laserkeilausaineistosta 2. Näin saatiin koostettua kuvia 30 hehtaarin alueelta. Pellon kuivatus voidaan jakaa perusja paikalliskuivatukseen. Tulva-aluetulkinta Sentinel-1-satelliittikuvista 4. Vuonna 2020 käynnistyneen kansallisen laserkeilausohjelman (MML 2022a) tuottaman aineiston pistetiheys on aikaisempaan verrattuna kymmenkertainen – jokaiselle neliömetrille osuu viisi laserpistettä (5 p/m²), mikä luo aineistolle uusia tarkempia sovellusmahdollisuuksia. Drone-kuvia on käytetty hankkeessa kuivatustilan visuaalisessa arvioinnissa ja muiden menetelmien validoinnissa. Toimimaton kuivatus voi lisäksi johtaa pellon tulvimiseen, jolloin maan pinnan liettymisja eroosioriski kasvaa (Kuva 1 ). Peruskuivatuksessa peltojen kuivatusvedet johdetaan valtaojien tai perattujen luonnonuomien kautta vesistöihin. Kaikki paikkatietoaineistot tuotettiin pilottialueena toimineelle Loviisanjoen valuma-alueelle, mutta ne on mahdollista Kuva 1. Hyödynnettävissä olevat aineistot Hankkeessa hyödynnettiin kolmea eri kaukokartoitusaineistotyyppiä: satelliittikuvia, laserkeilausaineistoja ja drone-kuvauksia. 10 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta. Jos kuivatustila on huono, pelto on liian märkä, jolloin maan kantavuus ei ole riittävä viljelytoimille, kasvit kärsivät märkyydestä ja pitkään jatkuessa märkyys voi johtaa maan kasvukunnon heikkenemiseen esimerkiksi tiivistymisen ja ravinteiden huuhtoutumisen myötä. Sekä perusettä paikalliskuivatuksen kunnossapito on ensiarvoisen tärkeää hyvän kuivatustilan säilyttämiseksi. Matalan virtausta rajoittavan kasvillisuuden tiheys laserkeilausaineistosta 5. Hankkeessa käytetty laserkeilausaineisto saatiin Maanmittaus laitokselta. Aineisto antaa tarkkaa kolmiulotteista tietoa maanpinnasta – sen muodoista ja sen päällä olevista kohteista. Kuvaukset tehtiin suurimmalta sallitulta 150 metrin lentokorkeudelta DJI Mavic 2 Pro -dronella. Kuvia on saatavilla samalta alueelta muutaman päivän välein. Hankkeessa käytettiin Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Copernicus-ohjelman avoimena datana tarjoamia Sentinel-1 ja Sentinel-2-satelliittikuvia (Copernicus 2022). Sentinel-1 satelliiteissa on kuvausinstrumenttina säästä ja vuorokauden ajasta riippumaton mikroaaltoalueen tutka (SAR) ja Sentinel-2 satelliiteissa näkyvän ja infrapuna-alueen kuvaava keilain (MSI). Maaperän kosteuden estimaatti Sentinel-2-satelliittikuvista Menetelmät 1–4 soveltuvat peruskuivatuksen tilan arvioimiseen, kun menetelmä 5 soveltuu parhaiten paikalliskuivatuksen toimivuuden analyysiin. Kuivatustilan arviointimenetelmät Hyödynnettävissä olevien aineistojen avulla tuotettiin viisi eri paikkatietoaineistoa, joiden tarkoitus on kuvata kuivatuksen toimivuutta seuraavasti: 1. Tulvavesiä pellolla hankkeen pilottialueella Loviisanjoen Hardombäckenin yläjuoksulla 2.5.2016. Tulvaherkät pellot pintavaluntamallilla 3. Kuvat: Mikko Ortamala. Sentinel-kuvien kuvausalueen leveys on pari sataa kilometriä ja alueellinen erotuskyky 5–20 m
piirtää poikkija pituusleikkauksia laserkeilausaineistoon perustuen. Uuden 5 p laserkeilausaineiston on määrä kattaa koko Suomi vuonna 2025, mikä luo mahdollisuuden käyttää menetelmää valtakunnallisesti. Valuma-aluetasoisen tulvakartoituksen valtakunnallista tuotantoa toteutetaan TIIMA-hankkeessa (2022d) vuoden 2023 aikana. Punainen ja oranssi kuvaavat pientä kuivavaraa keilaushetkellä. Kartoista voidaan tarkastella mahdollisia heikkotuottoisia, tulvaherkkiä peltoja, mutta toisaalta tunnistaa myös esimerkiksi monitavoitteisille kosteikoille soveltuvia paikkoja (Kuva 3 ). Yleispiirteinen kuivavara-aineisto pilottialueelta. Aineistoa tarkasteltaessa on kuitenkin otettava huomioon keilausajankohdan vesitilanne. Tulvaherkät pellot pintavaluntamallilla Tulvaherkät pellot tunnistettiin Potut-hankkeessa (2022b) kehitetyllä valuma-aluetasoisella tulvakartoituksella. Taustakartta ja ilmakuva: Maanmittauslaitos. 11 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta. Valumavesi-hankkeessa kehitettiin puolesKuva 2. Sen suuruus tiettynä ajankohtana voi indikoida kuivatustilaa. Hankkeessa kehitetty yleispiirteinen kuivavara-aineisto kuvaa laserkeilauksen aikaista pellon pinnan ja ojan vedenpinnan korkeuseroa. tuottaa myös valtakunnallisina, jolloin niitä voidaan hyödyntää vesienhallintatoimien kohdentamisessa niin valtakunnallisella, alueellisella kuin paikallisellakin tasolla. karttapalvelussa, jossa on mahdollista myös mm. Tulva-alueiden tulkinta satelliittikuvien avulla Satelliittikuvia voidaan hyödyntää tulvien kartoittamiseen laajoille alueille kustannustehokkaasti ja lähes reaaliaikaisesti. Tulvakeskuksen käytössä on Suomen olosuhteisiin räätälöity kaupallisiin satelliitteihin ja etukäteen tilattaviin kuviin perustuva tulkintamenetelmä FC-FloDa (Cohen ym. Aineiston avulla pystytään esittämään peltolohkojen ja valuma-alueen eri osien suhteelliset erot ja valitsemaan ongelmalohkot edelleen tarkempaan tarkasteluun. Yleispiirteinen kuivavara laserkeilausaineistosta Kuivavaralla tarkoitetaan maan pinnan sekä pohjaveden tai uomissa olevan vapaan vedenpinnan välistä korkeuseroa (Kuva 2 ). Lisätietoja on saatavilla em. Imeytymisen ja virtausvastuksen laskennan osalta käytetään maanpeiteja maaperäaineistoja. 2022), joka tunnistaa myös metsän peitossa olevat tulva-alueet. Menetelmässä hyödynnetään pintavaluntamallinnusta sekä SYKEn Vesistömallijärjestelmää (SYKE 2022c). Lähtötietona käytetään Maanmittauslaitoksen KM2-korkeusmallia, johon on koverrettu rummut HydroRDI-Network-hankkeessa kehitetyllä menetelmällä. Yli 30 % tarkoittaa, että ruudussa on runsaasti kenttäkerrosta. Kartalla on kuvattu myös esimerkki matalan kasvillisuuden tiheyden tulkinnasta laserkeilausaineistosta. Seuraavissa kappaleissa käydään läpi kuivatustilan arviointimenetelmiä tarkemmin
Säännöllinen kuvausrytmi ja kuva-arkisto mahdollistavat tulva-aluetulkinnan menneistä tulvatilanteista, mikä tarjoaa mahdollisuuden arvioida kuivatustilaa valtakunnallisesti. Kartalla on esitetty tulvan peittävyys ja vesisyvyys maksimissaan 48 tunnin laskentajakson ajalta. Kehitetyn menetelmän toimintaperiaate perustuu siihen, että tunnistetaan korkeudelta 0,25–2 m heijastuneiden laserpulssien prosentuaalinen osuus kaikista 4 × 4 m ruudussa heijastuneista laserpulsseista. 120 mm). 12 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta. Kartoitusta ei kuitenkaan tulisi käyttää yksittäisten lohkojen tai alueiden kuivatusinvestointipäätösten perusteena, vaan jatkossakin siihen tarvitaan maastokäynti ja asiantuntijan tekemä selvitys. Johtopäätökset Hankkeessa selvitetyt ja kehitetyt arviointimenetelmät antavat osviittaa kuivatuksen toimivuudesta. Parhaat mahdollisuudet kuivatustilan arvioimiselle valtakunnan tasolla tarjoaa yleispiirteisen kuivavaran arviointimenetelmä. Hankkeessa tutkittiin, miten pintamaan kosteuden muutosta voidaan tulkita optisista Sentinel-2-satelliittikuvista (Kuva 4 ). Taustakartta: Maanmittauslaitos. Pintamaan kosteus satelliittikuvista Arvio maaperän kosteudesta on tärkeä tieto arvioitaessa peltojen kuivatustilaa. Kartalla on esitetty myös Sentinel1-tutkasatelliittikuvasta tehty tulva-aluetulkinta 1.4.2021 aamulta sekä drone-kuvaa vastaavalta ajankohdalta. Menetelmä soveltuukin käytettäväksi lähinnä lohkon sisäisten (sama kasvilaji, samat viljelytoimenpiteet) kuivatustilan erojen tarkasteluun. Jos pellon kuivatustila on heikko, voidaan kasvillisuustiedon perusteella tulkita, voisiko uomien umpeenkasvu olla syynä siihen. Tämä osuus kuvaa kasvillisuuden tiheyttä. taan maksuttomiin Sentinel-1-tutkasatelliittikuviin perustuva tulkintamenetelmä keskittyen peltoalueisiin (Kuva 3 ). Mallilla saadaan tulkittua kosteutta vain pintamaan osalta tai jos kasvillisuutta on paljon, niin vain kasvillisuuden pinnasta. Matalan kasvillisuuden tiheys laserkeilausaineistosta Laserkeilausaineistoa voidaan käyttää myös virtausta rajoittavan matalan kasvillisuuden tunnistamisessa (Kuva 2 ). Vastaavaan analyysiin ei ole aiemmin löytynyt menetelmää. Mallin korrelaatioksi laskettiin riippumattomalla testidatalla (N:52): 0,71. Valuma-aluetasoinen tulvakartta perustuen sadantaan 10 mm tunnissa 12 tunnin ajan (yht. Kehitetty malli perustui siihen, että tietyillä näkyvän valon aallonpituusalueilla vesimolekyylit absorboivat säteilyn, jonka seurauksena kohteen kosteuden kasvaessa se heijastaa huonommin säteilyä. Toisaalta kasvillisuus uomien varrella on tärkeää monimuotoisuuden kannalta. Kuva 3. Kartoitus kuitenkin antaa mahdollisuuden valita mahdollisia ongelmakohtia tarkempaan tarkasteluun ja kohdentaa näihin kuivatustilan parantamiseen tähtäävät selvitykset ja mahdolliset toimenpiteet. Kaukokartoituksessa sähkömagneettista säteilyä mittaamalla saadaan tietoa, jolla kohteen kosteus voidaan laskea. Tietoa matalan kasvillisuuden tiheydestä voidaan hyödyntää myös virtausmallinnuksen karkeuskertoimen määrittämisessä
https://doi.org/10.1111/jfr3.12744 Copernicus (2022) Euroopan avaruusjärjestön Copernicus-ohjelman kaukokartoitussatelliitit: https://www.copernicus.eu/fi/copernicus/ infrastruktuuri MML (2022) Maanmittauslaitoksen sivusto laserkeilauksesta ja ilmakuvauksesta: https://www.maanmittauslaitos.fi/laserkeilausja-ilmakuvaus Puustinen, M., Merilä, E., Palko, J. Mahdolliset lohkon sisäiset kuivatuksen toimivuuden erot tulevat myös esille. Valumavesi-hankkeen kotisivut: https://www.syke. 323 s. On myös muistettava, että eri kartoitusmenetelmät soveltuvat eri tarkoituksiin. Kirjallisuus Cohen, J., Heinilä, K., Huokuna, M., Metsämäki, S., Heilimo, J. 13 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta. Tulosten tulkinta vaatii taustatietoa tarkasteltavasta alueesta ja menetelmä soveltuu näin ollen parhaiten lohkon sisäiseen tarkasteluun ja joko maanomistajien tai paikalliskuivatuksen suunnittelijoiden käyttöön. Ensimmäisessä 17.4.2021 kartassa valtavärinä on punainen eli pellot ovat talven jäljiltä varsin kosteita. Satelliittiaineistoon perustuva maan kosteuden estimointi antaa korkearesoluutioista tietoa, mutta on kuivatuksen toimivuuden lisäksi herkkä muillekin tekijöille, kuten muutoksille kasvipeitteisyydessä ja maan muokkauksessa. & Seuna, P. Valumavesija Laservesi-hankkeissa laadittuun karttapalveluun voi tutustua sivun https://www.syke.fi/hankkeet/laservesi kautta. Estimoitu pintamaan kosteus (%) peltoalueilta. Sen tulevia käyttäjiä ovat todennäköisemmin viranomaiset ja valumaaluetason vesienhallinnan suunnittelijat. (1994) Kuivatustila, viljelykäytäntö ja vesistökuormitukseen vaikuttavat ominaisuudet Suomen pelloilla. http:// hdl.handle.net/10138/340431 SYKE (2022a) Laserkeilaus vesien hallinnassa osana kestävää maankäytön ja metsien suunnittelua (LaserVesi) -hankkeen kotisivut: https://www.syke.fi/hankkeet/laservesi SYKE (2022b) Potentiaaliset tulvametsät ja metsäluhdat (Potut) -hankkeen kotisivut: https://www.syke.fi/hankkeet/potut SYKE (2022c) Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) vesistömallijärjestelmä: https://www.syke.fi/vesistomallijarjestelma SYKE (2022d) Tietopohjaa ilmastoviisaaseen maankäyttöön (TIIMA) -hankkeen kotisivut: https://www.syke.fi/hankkeet/tiima Kuva 4. Yleispiirteinen kuivavara -aineisto sekä tulvivien peltojen tunnistaminen sen sijaan soveltuvat paremmin alueellisen tai valtakunnallisen tason tarkasteluun. & Sane, M. fi/hankkeet/valumavesi Kiitokset Kiitos myös muille työpakettiin osallistuneille SYKEläisille Faris Alsuhail, Mikko Huokuna, Minna Kaartinen, Joonas Kahiluoto, Sari Metsämäki, Harri Myllyniemi, Markus Törmä ja Sakari Väkevä sekä Salaojayhdistyksen Helena Äijölle. (2022) Satellite-based flood mapping in the boreal region for improving situational awareness. Vesija ympäristöhallitus, Helsinki. Journal of Flood Risk Management, 15(3), e12744
Tiivis, huonorakenteinen pelto on altis eroosiolle ja ravinnehuuhtoumille. Luonnon monimuotoisuus lisääntyy . M onet peltoja koskevat tiedot, kuten pinta-ala, tuotantokasvi, maalaji, kasvipeitteisyys ja lannoitustasot päätyvät kansallisiin tilastoihin. Vedenpidätyskyky paranee . Sen merkitys vain korostuu tulevaisuudessa, sillä lumipeitteen sijaan pellot saavat entistä useammin talvisateita pintaansa. Rikkojen ennaltaehkäisy vahvistuu . Ongelmat liittyvät niin maaperään kuin ojitukseen. Vettä ja ravinteita on kasvin saatavilla tarpeellinen määrä. Äärisäiden sietokyky paranee Maan kasvukunnon parantaminen tuottaa monenlaisia hyötyjä JENNI JÄÄSKELÄINEN MMK projektikoordinaattori, uudistava maatalous, Baltic Sea Action Group jenni.jaaskelainen@bsag.fi VEERA NAUKKARINEN MMM, agronomi suunnittelija, uudistava maatalous, Baltic Sea Action Group veera.naukkarinen@helsinki.fi 14 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta. Kun aiemmat lannoitusmäärät eivät enää takaa entisenkaltaisia satoja, ja kun kuivuus ja märkyys vuoron perään kiusaavat, on katseet suunnattu maaperään. Ravinteidenpidätyskyky paranee . Biologinen typensidonta tehostuu . Hiilen varastointi paranee . Sadon määrä ja satovarmuus kasvaa . Kuva: Eija Hagelberg. Sen sijaan maan kasvukuntoon vaikuttavia tekijöitä, kuten tiivistymiä ja vesitalousongelmia, ei ole kartoitettu. Ihannepellossa juuret pääsevät kasvamaan syvälle ja kasvi kasvaa vahvana. Kun maan rakenne on hyvä, maa-aines ja ravinteet pysyvät pellossa kasvien käytössä. EIJA HAGELBERG FM projektijohtaja, uudistava maatalous, Baltic Sea Action Group eija.hagelberg@bsag.fi Monet viljelijät ovat havahtuneet peltojen ongelmiin. Carbon Action -alustan viljelijäyhteistyössä on huomattu, että tiivistymät ja vesitalouden haasteet ovat yllättävän yleisiä. Pelto kuin pesusieni – siinä tavoitetila jokaiselle pellolle . Ihannepelto on mureaa, kuohkeaa, tummanruskeaa, kellarilta tuoksuvaa sekä täynnä juuria, lieronreikiä ja pieneliöitä. Maan kasvukunnon parantaminen hyödyttää sekä viljelijää että ympäristöä
Pellon kunnostaminen lisää satovarmuutta, mikä on viljelijän palkkio tehdystä työstä. Tuomas Mattila ja Jukka Rajala ovat kääntäneet sen suomeksi englanninkielisestä VESS-kortista. Arvioinnin perusteella maapaakut voidaan luokitella viiteen luokkaan erittäin tiiviistä (1) murenevaan (5) ihannepeltoon. Ihannepelto varastoi vettä ja luovuttaa sitä kasveille tasaisesti. Siinä otetaan lapiollinen maata ja tarkastellaan maan ominaisuuksia. Ylärajaa pellon kasvukunnossa ei ole. Biologisia tekijöitä ovat muun muassa kasvien juuret ja juurieritteet, maaperäeläimet, mikrobit eli pieneliöt ja eloperäinen aines. Se siis toimii kuten pesusieni. Linkki MARA-korttiin: https://carbonaction.org/wp-content/uploads/2021/01/MARA-kortti-191015.pdf Maan rakenteen arviointi tehdään MARA-kortin avulla aistinvaraisesti pellolla. Maaperän kolme ominaisuutta Hyvässä maaperässä maan biologiset , fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat tasapainoisesti hyvässä kunnossa ja vuorovaikutuksessa keskenään. Fysikaalisiin ominaisuuksiin vaikutHyvä menetelmä maan kasvukunnon arvioimiseksi on MARA-kortti – Maan rakenteen aistinvarainen arviointi. MARA-kortti 15 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta. Maalajikohtaiset erot on huomioitava tavoitteiden asettelussa, mutta kaikkien peltojen kuntoa voi parantaa. Vaikka pikavoittoja ei olekaan tarjolla, voi muutamassa vuodessa korjata pellon hyvään kuntoon
Monet viljelijät osallistuvat mielellään maaperään liittyviin koulutuksiin ja tutkimushankkeisiin. Kuva: Eija Hagelberg 16 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta. Mitä paremmin omaa peltomaataan ymmärtää, sen paremmin sitä osaa myös parantaa. talviaikaisen kasvipeitteisyyden toteuttamiseen, kerääjäkasvien viljelyyn, maanparannuskasvien viljelyyn (uusi!) ja ravinteiden kierrätykseen. tavat ennen kaikkea maan lajitekoostumus ja maan rakenne. Uusi CAP-ohjelma ja maan kasvukunto Vuoden 2023 alussa käynnistyvä CAP-ohjelmakausi tarjoaa korvauksia ja rahoitusmahdollisuuksia maan kasvukunnon parantamiseksi. Koulutuksia viljelijöille tarjoavat tällä hetkellä myös useat elintarvikeketjun yritykset. 2022). Viljelijöiden pienryhmät ja kaikenlainen vertaistuki vahvistavat intoa. Vaikka CAP-ohjelmalla on omat rajoituksensa, tarjoaa se kuitenkin mahdollisuuksia kaikille tiloille. Maaperä kiinnostaa viljelijöitä Ilmiselvä havainto viime vuosilta: Maaperä on alkanut kiinnostaa viljelijöitä entistä enemmän. Korvausta löytyy mm. Investointituissa maaperän hoito näkyy nyt entistä paremmin. Kemiallisia reaktioita tapahtuu eri aineiden välillä, ja kemian tuntemuksesta onkin hyötyä esimerkiksi ravinnetarpeiden kartoittamisessa (Uudistavan viljely opisto 2021). Neuvojille lisäoppia Osaavia ja koulutettuja neuvojia tarvitaan välittämään viljelijöille tutkimustietoa maan kasvukunnosta, ratkaisemaan käytännön haasteita ja laatimaan suunnitelmia maaperän hoitoon. Sinimailasen juuret voivat ihanneolosuhteissa kasvaa jopa kahden metrin syvyyteen. Viljelijöille biologisten ominaisuuksien tuntemus on tärkeää. Viime keväänä 16 kasvintuotannon neuvojaa valmistui maan kasvukunnon huippuosaajiksi Carbon Action -alustan MAANEUVO-valmennuksesta. Huippuosaajia tarvitaan lisää, joten koulutus tulisi saada osaksi maatalousoppilaitosten kurssitarjontaa. Jotkut kasvit ovat erityisen syväjuurisia ja voivat siten parantaa maan rakennetta. Carbon Action -viljelijätyössä on tuettu viljelijöitä niin tiedon jakamisessa kuin vertaisoppimisessa (Mattila ym. Neuvo2030-toimenpide mahdollistaa maaperään, vesitalouteen ja hiilen varastoitumiseen liittyvää neuvontaa
Neuvojan osallistuminen sopimusneuvotteluihin voi tuoda pöytään uudenlaisia ratkaisuja esimerkiksi kustannusten jaosta. Asetetaan tavoitteeksi saada kaikki pellot toimimaan pesusienen lailla ja tehdään toimintasuunnitelma tavoitteeseen pääsemiseksi. Ratkaisujakin on olemassa, ne ovat enää tekemistä vaille: Maanomistajille tulisi tarjota tietoa, jotta hekin ymmärtäisivät maan kasvukunnon vaikutuksen pellon arvoon. (2022) kirjallisuuskatsauksessa esiin nousivat moni puolisen kasvivalikoiman ja maan mikrobiston merkitys ekosysteemien toiminnalle. Tuoreita tutkimustuloksia Carbon Action -alustalta Tunnistettu haaste: vuokrapellot Maan kasvukunnon parantaminen vaatii monenlaista osaamista, ja viljelijän tiellä on myös hidasteita. Monimuotoisella kasvillisuudella ja mikrobistolla on vaikutusta muun muassa ravinteiden kierrätykseen, maan rakenteeseen ja hiilivarastoon. Viljelymenetelmillä voidaan vaikuttaa maaperän ominaisuuksiin. Kun kaikki maaperän ominaisuudet ovat hyvässä kunnossa, satovarmuus paranee ja ympäristökuormitus pienenee. Selkeä tavoite Pellot ovat korjattavissa. Niihin lukeutuvat vuokrapeltojen kunnostamiseen liittyvät haasteet. 2021). Biologiset tekijät Fysikaaliset tekijät Kemialliset tekijät 17 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta. Lounais-Suomessa kevätviljalla kylvetyllä savimaalla tehdyssä tutkimuksessa maan muokkaamatta jättäminen vähensi eroosiota 56 prosenttia, vaikka pintavalunta oli suurempaa muokkaamattomilta pelloilta. Carbon Action -alustalla tutkitaan hiilen kiertokulkua ja varastoitumista peltomaahan jo yli 20 eri hankkeessa. Tutkimuksessa todettiin, että vaikka maan muokkaamatta jättäminen on tehokas keino vähentää eroosiota ja lisätä pintamaan hiilipitoisuutta, tarvitaan muitakin keinoja maan hiilivaraston kasvattamiseksi, erityisesti savimaiden syvemmissä kerroksissa. Pidemmät vuokrasopimukset motivoisivat vuokraviljelijää panostamaan maan kasvukuntoon. Vuokrapeltoja on noin kolmannes kaikista pelloista, joten mistään pikkuasiasta ei ole kyse. Muokkaamattomilla pelloilla pintamaassa oli enemmän suuria maamuruja ja niihin sitoutunutta orgaanista hiiltä (Honkanen ym. Cappellin ym. Viime aikoina on julkaistu runsaasti tieteellisiä artikkeleja, ja julkaisutahti vain kiihtyy. Maanomistajille ja vuokralaisille tulisi tarjota yhteisiä investointitukia ja enemmän ohjeistusta yhdessä tekemiseen ja työnjakoon. Tässä katsaus maaperään liittyviin tuloksiin: Maan kasvukunnon parantaminen, maan hiilivaraston kasvattaminen, vesistöjen suojelu ja luonnon monimuotoisuuden vaaliminen linkittyvät vahvasti toisiinsa. Sitten kaikki ovat voittajia
Mattilan ja Rajalan (2021a) tutkimuksessa vertailtiin viittä maaperän ravinnetasojen arviointiin käytettävää maaperätestiä. Omilla pelloilla se houkuttelee enemmän kuin vuokrapelloilla. Testien tulokset korreloivat vahvasti keskenään, mutta testit näyttivät keskenään erilaisia puutteita ravinteissa. Kuva Eija Hagelberg 18 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta. Tieto maan ravinnetilanteesta apuna toimenpiteiden suunnittelussa Tarkempi tieto maaperän ravinnetilanteesta auttaa viljelijöitä tekemään päätöksiä lannoituksesta, kalkituksesta ja muista toimista. Maan kasvukunnon parantaminen kiinnostaa. Tulosten perusteella nämä perinteiset menetelmät aliarvioivat kationinvaihtokapasiteetin, ja arviointimenetelmiä tulisi päivittää. Testien tulkintaan tarvitaan paikallista kalibraatiota ravinnepuutosten osalta. Mattilan ja Ezzatin (2022) tutkimuksen mukaan Mehlich-3 maaperätesti on toimiva työkalu fosforin huuhtoutumiselle alttiiden alueiden paikantamiseksi ojaverkostossa. Mattila ja Rajala (2021b) vertailivat toisessa tutkimuksessaan kahta kationinvaihtokapasiteetin arviointimenetelmää: Mehlich-3:a ja AAc:tä. Yleisesti käytetyllä Mehlich-3 maaperätestillä voidaan mitata fosforin saturaatiota eli kyllääntymistä ja maahan kerääntyneiden fosforivarojen määrää myös peltojen kuivatusojista
A common agricultural soil test can identify legacy P hotspots in a drainage ditch network. & Salo, T. https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105204 Mattila, T. 38. & Joona, J. 2020). (2020) tutkimuksessa osoitettiin maaperän orgaanisen hiilen ja savespitoisuuden olevan määrääviä tekijöitä typen mineralisaatiolle ja viljan satotasoille kivennäismailla. Glob Change Biol. & Regina K. 302. Plant biodiversity promotes sustainable agriculture directly and via belowground effects. https://doi.org/10.1002/saj2.20340 Ollikainen, M., Lankoski, J. Erityisesti entiset eloperäiset maat olivat alttiita suurille hiilen menetyksille (Heikkinen ym. (2021b). Luku 2: Maaperä. Journal of Environmental Management. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2022.02.003 Fer, I., Gardella, A. https://doi.org/10.1111/ejss.13033 Heikkinen, J., Keskinen, R., Kostensalo, J., & Nuutinen, V. & Rajala, J. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113876 Mattila, T., Hagelberg, E., Söderlund, S. A., Loaiza, V., & Laine, A-L. 27: 13– 26. (2021). (2022). Kirjallisuus Cappelli, S. 2022). Soil Use and Management. (2022). Pellon korkeampi savespitoisuus vaatii siis enemmän orgaanista hiiltä riittävien satojen saavuttamiseksi. Karkeilla kivennäismailla typen käytön tehokkuus kasvoi maan orgaanisen hiilen myötä. Savimailla, joissa on korkea savespitoisuus suhteessa hiilen määrään, todettiin olevan riski mataliin satotasoihin. (2022). https://doi.org/10.23986/afsci.85830 Soinne, H., Keskinen, R., Räty, M., Kanerva, S., Turtola, E., Kaseva, J., Nuutinen, V., Simojoki, A. 2020). Climate change mitigation and agriculture: measures, costs and policies – A literature review. K., Shiklomanov, A. (2021a). https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105043 Mattila, T. 72, no. https://doi.org/10.1111/ sum.12738 Mattila, T. Soil and Tillage Research. https:// doi.org/10.1111/ejss.13003 Uudistavan viljelyn opisto (2021). Agricultural and Food Science 29. European Journal of Soil Science, vol. 1497-1512. 105204. 2020). Beyond ecosystem modeling: A roadmap to community cyberinfrastructure for ecological data-model integration. Johdonmukaista tietoa peltojen hiilivarastoista tarvitaan myös viljelytoimenpiteisiin liittyvien taloudellisten kannustimien suunnitteluun (Ollikainen et al. Trends in Plant Science, 27(7), 674-687. & Nuutinen, V. & Lötjönen, S. 215. Kansallisen maaperäseurannan mukaan suomalaisilla viljelykäytössä olevilla kivennäismailla pintamaan hiili väheni vuosittain keskimäärin 0,35 % vuosien 2009– 2018 aikana. Climate change induces carbon loss of arable mineral soils in boreal conditions. Global Change Biology, 28, 3960– 3973. L., Domeignoz-Horta, L. Estimating cation exchange capacity from agronomic soil tests: Comparing Mehlich-3 and ammonium acetate sum of cations. (2022). Maaperän ominaisuudet (https://courses.minnalearn.com/fi/courses/regenfarming/maapera/maaperan-ominaisuudet/) 19 Vesitalous 1/2023 Maatalouden kestävä vesienhallinta. https://doi.org/10.1111/gcb.15409 Heikkinen, J., Keskinen, R., Regina, K., Honkanen, H. Maaperän ominaisuudet. Soil organic carbon and clay content as deciding factors for net nitrogen mineralization and cereal yields in boreal mineral soils. Soil Science Society of America Journal. Response of boreal clay soil properties and erosion to ten years of no-till management. Maaperässä luontaisesti esiintyvän, kasveille käyttökelpoisen typen määrän arviointi on tarpeen typpilannoitteen liiallisesta levittämisestä aiheutuvien haittojen välttämiseksi. Eur J Soil Sci. Do different agronomic soil tests identify similar nutrient deficiencies. Soil and Tillage Research 212, 105043. 72: 934– 945. Tältä pohjalta kehitetään hiilensidonnan todentamisjärjestelmää osana Carbon Action -tutkimusta (Fer et al. 86. Koko tiedeyhteisön asiantuntemusta hyödyntävien, helposti saavutettavien ja toistettavien työkalujen käyttö tutkimuksessa on avainasemassa mittaustulosten ja mallien tuottaman tiedon yhdistämisessä. Estimation of carbon stocks in boreal cropland soils methodological considerations. & Rajala, J. Sointeen ym. (2020). Tärkeimpiä hiiltä vähentäviä tekijöitä ovat olleet kesälämpötilojen nousu ja sademäärän lisääntyminen. Hiilivarastojen muutosten arviointi maanäytteistä vaatii suuren määrän näytteitä, joten todentamisen tueksi tarvitaan mallinnusta sekä lohkotason aineiston keruuta esimerkiksi kaukokartoituksen avulla (Heikkinen ym. N., ym. Tutkimusta hiilivarastoista lämpenevässä ilmastossa tarvitaan Neljäsosa maaperän hiilestä sijaitsee pohjoisella havumetsävyöhykkeellä, jossa myös ilmasto lämpenee nopeasti. & Ezzati, G. 4, pp. (2020). Lessons learned from 105 carbon-farming plans. 113876. https://doi.org/10.1111/gcb.16164 Honkanen H., Turtola E., Lemola R., Heikkinen J., uutinen V., Uusitalo R., Kaseva J. (2021). How farmers approach soil carbon sequestration. (2021)
Tutkimuskenttä on rakennettu karjatilan rehuntuotannossa olevan turvepellon vesistöja ilmastovaikutusten tutkimiseen (Kuva 1 ). Luonnonvarakeskuksen NorPeattutkimusalusta Ruukissa Luonnonvarakeskuksen Ruukin tutkimuskenttä (NorPeat-tutkimusalusta) on 26 hehtaarin säätösalaojitettu turvepelto, missä turpeen paksuus vaihtelee välillä 15–75 cm. Viime vuosina yhteiskunnallisessa keskustelussa on ollut erityisen paljon esillä turvepeltojen ilmastovaikutusten hillintä korotetun pohjaveden pinnan avulla, mutta tutkittua kansallista tietoa säätösalaojituksen vaikutuksesta kasvihuonekaasupäästöihin on vähän. T urvepeltojen vesitalouden hallinnassa on aiemmin korostunut peltojen kuivatus, jonka ensisijaisena tavoitteena on poistaa liiallinen maavesi ja turvata viljelykasveille otollinen kasvuympäristö. Peltojen kuivatuksen muuttaminen avo-ojituksesta salaojitukseen vähentää pintavalunnan kautta syntyvää vesistöjen ravinnekuormitusta. Kuivatusvesien mukana pelloilta poistuu sekä lannoituksessa lisättyjä että maaperästä irtoavia ravinteita. Säätösalaojituksella voidaan nostaa ojituksen kuivatussyvyyttä tarpeen mukaan. Turvemaat ja niiden kestävä viljely vesienhallinnan keinoin Kuva 1. Säätösalaojituksesta on hyötyä happamien sulfaattimaiden alueilla, sillä korotettu pohjaveden pinnankorkeus estää happaman sulfaattimaan kerrostumien hapettumisen ja mahdollisen happaman vesistökuormituksen. Oikein käytettynä säätösalaojitus pienentää valunnan määrää ja ylläpitää korkeampaa pohjavesipintaa tavanomaiseen salaojitukseen verrattuna. Luonnonvarakeskuksen Ruukin tutkimusaseman NorPeat-tutkimusalustalla mitataan rehuntuotannon ilmastoja vesistövaikutuksia. Kontrolloitu vesienhallinta hillitsee peltomaassa esiintyvien rautayhdisteiden hapettumisen salaojia tukkivaksi ruosteeksi. Monet vesienhallintatoimet palvelevat kuitenkin kaikkia maanomistajia ja keskusteluyhteyden syntyminen esimerkiksi ojitusyhteisön kautta voi hyödyttää kaikkia saman valuma-alueen tahoja. Samalla varmistetaan pellon kantavuus, jotta viljelytoimet voidaan suorittaa oikeaaikaisesti. Kenttä sijaitsee Pohjois-Pohjanmaalla Siikajoella MAARIT LIIMATAINEN tutkija, Luonnonvarakeskus, Tuotantojärjestelmät, Nurmet ja kestävä maatalous, Oulun yliopisto maarit.liimatainen@luke.fi TIMO LÖTJÖNEN tutkija, Luonnonvarakeskus, Tuotantojärjestelmät, Maatalouden teknologiat TONI LIEDES yliopistonlehtori, Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Älykkäät koneet ja järjestelmät MIIKA LÄPIKIVI väitöskirjatutkija, Luonnonvarakeskus, Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Vesi, energia ja ympäristötekniikka HANNU MARTTILA associate professor, tenure track, Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Vesi, energia ja ympäristötekniikka ERKKI JOKI-TOKOLA erityisasiantuntija, Luonnonvarakeskus, Tuotantojärjestelmät, Nurmet ja kestävä maatalous Maatalouden vesienhallintaa ei voi Suomessa ajatella erillisenä metsätalouden vesienhallinnasta vaan viljelijät, metsänomistajat ja muut maa-alueiden omistajat jakavat saman valuma-alueen. Tämä tarkoittaa, että maanomistajilla voi olla hyvinkin erilaisia intressejä vesienhallinnan suhteen. (Kuva: Maarit Liimatainen, Luke) 20 www.vesitalous.fi Maatalouden kestävä vesienhallinta. Pelto on jaettu kahdeksaan reilun kolmen hehtaarin lohkoon