Kipsikäsittelylle on vaihtoehtoja: Myös rakennekalkki ja teollisuuden sivutuotteena syntyvät kuidut vähentävät peltojen fosforivaluntaa

Ravinnekuidut ja rakennekalkit levitetään pellolle samoilla koneilla kuin perinteinen maatalouskalkki. Niiden levitysajankohdan suhteen on syytä olla tarkka, jotta haluttu lopputulos vesiensuojelussa saavutetaan. Kuvassa levitetään ravinnekuituja. Kuva: Kari Salonen

Viime vuosina peltojen fosforivalumien vähentämiskeinoksi löydetty kipsikäsittely ei sovi kaikille pelloille. Esimerkiksi järvien läheisyydessä kipsiä ei voida ravinnevalumien ehkäisyssä käyttää.

Kipsille on kuitenkin vaihtoehtoja. Vesiensuojelumielessä pelloilla käytettäväksi sopivat esimerkiksi rakennekalkki ja erilaiset kuidut, joita valmistetaan teollisuuden sivutuotteista.

Vuodenvaihteessa päättyneessä Rakuve-hankkeessa todettiin, että sekä rakennekalkki että kalkkistabiloitu ravinnekuitu vähentävät merkittävästi sekä valumavesien fosforipitoisuutta että pelloilta vesistöihin päätyvän kiintoaineksen määrää. Lisäksi ravinnekuitu saattaa vähentää salaojaveden liukoisen orgaanisen hiilen pitoisuutta korkeiden virtaamien aikana.

"Tutkimuksemme perusteella voidaan sanoa, että peltojen fosforivalumien ehkäisyyn on tarjolla kolme käyttökelpoista vaihtoehtoa, joista on mahdollista valita eri kohteisiin parhaiten soveltuva menetelmä", toteaa tutkija Paula Luodeslampi Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistyksestä.

Sopivan menetelmän valintaan vaikuttavat esimerkiksi käsiteltävän lohkon sijainti – kipsi ei sovellu järvien äärelle – tai käsittelyyn käytettävän materiaalin saatavuus – kuituja on parhaiten tarjolla metsäteollisuuden tehtaiden lähettyvillä. Tai vaikkapa se, onko tarvetta maan pH:n nostamiseen.

"Rakennekalkki nostaa maan pH:tä, kun taas kipsikäsittelyllä ei siihen ole vaikutusta", kertoo toinen tutkimuksen tekijöistä, Suomen ympäristökeskus Syken erikoistutkijaksi sittemmin siirtynyt Pasi Valkama.

Mihin kuidun ravinteita pidättävät vaikutukset sitten perustuvat?

Luodeslammen mukaan maahan muokattu kuitu on ruokaa mikrobeille ja parantaa siten mikrobien elinoloja. Kuituja hajottaessaan mikrobit erittävät liima-aineita, jotka parantavat murujen kestävyyttä. Maa-ainesta ja siihen sitoutunutta fosforia lähtee vähemmän valumaveden mukaan.

Kuitu parantaa myös pellon vedenpidätyskykyä, mistä on etua kuivina kausina.

Sateisina kausina kuitu puolestaan vähentää pintavaluntaa. Kun maan rakenne on kuitujen ansiosta huokoisempi, sadevesi ei hakeudu "oikovirtausreiteille" vaan imeytyy maahan.

Ensimmäisenä keväänä levityksen jälkeen kuitukäsittely vähensi nitraattitypen ja kokonaistypen huuhtoutumista. Tämä johtuu Luodeslammen mukaan siitä, että maaperän mikrobit tarvitsevat typpeä alkaessaan hajottaa maahan lisättyä ravinnekuitua.

Tämän jälkeen typen huuhtoumat kuitenkin kasvoivat ja sitä oli salaojavedessä enemmän kuin käsittelemättömillä vertailulohkoilla.

Kokonaisuudessaan määrät olivat kuitenkin pieniä eikä se muodosta estettä sille, että kuitua voi pitää hyvänä vesiensuojelumenetelmänä, Luodeslampi toteaa.

Kerääjäkasvin käyttö kuidun kanssa voi olla kuitenkin eduksi, jotta kaikki typpi saadaan talteen pellolta.

Myös rakennekalkin ravinteita pidättävä vaikutus perustuu siihen, että se parantaa maan mururakennetta. Savihiukkasten väliset sidokset ovat käsitellyillä mailla lujempia kuin käsittelemättömillä lohkoilla.

Vaikutukset kiintoainefosforin huuhtouman vähentämisessä johtuvat Valkaman mukaan todennäköisesti johtoluvun noususta. Näin ollen mekanismi on sama kuin kipsikäsittelyssä.

Tutkimuslohkoilla rakennekalkin todettiin nostavan pintamaan johtolukua ja pH:ta heti käsittelyn jälkeen. Korkeimmillaan pH oli vuoden kuluttua levityksestä. Maan syvemmissä osissa pH noudatteli pintamaan muutoksia pienellä viiveellä, Valkama kertoo.

Rakennekalkin ja kalkkistabiloidun ravinnekuidun vaikutuksia valumavesiin tutkittiin Rakuve-hankkeesa sekä valuma-alue- että lohkotasolla toteutetuissa kokeissa.

Kuitukäsittelyn tehoa tutkittiin neljällä vierekkäin sijiatsevalla lohkolla, joista kaksi käsiteltiin syksyllä 2018 kalkkistabiloidulla ravinnekuidulla, ja toiset kaksi jätettiin käsittelemättä. Kaikkia lohkoja viljeltiin tämän jälkeen samalla tavalla.

Rakennekalkin vaikutusta puolestaan tutkittiin vertailemalla fosforikuormitusta ennen ja jälkeen valuma-alueen peltojen käsittelyä.

Kummassakin kohteessa valumaveden kiintoaine- ja fosforipitoisuutta seurattiin jatkuvatoimisilla mittareilla suurimpien virtaamien aikana eli keväällä ja syksyllä.

Lisäksi veden laatua arvioitiin seuraamalla veden sameutta vesinäytteistä.

Ravinnekuitu vähensi mittausten perusteella salaojaveden kiintoaine- ja kokonaisfosforipitoisuutta keskimäärin puoleen. Rakennekalkilla vähenemä oli vuoden päästä käsittelystä peräti 78 prosenttia, mutta neljän tutkimusvuoden aikana se kutistui 13 prosenttiin.

"Kuidulla käsiteltyjen ja käsittelemättömien lohkojen välillä sameusero oli silminnähtävä", Luodeslampi kertoo.

Myös rakennekalkki vähensi veden sameutta. Kahden vuoden päästä levityksestä sameus oli lähes kolmanneksen vähäisempää ja neljän vuoden päästä vielä 16 prosenttia vähäisempää kuin ennen käsittelyä. Tämän jälkeen tilanne palautui ennalleen: jo puoli vuotta myöhemmin oltiin mukaan palattu lähtötasolle, Valkama kertoo.

Sekä ravinnekuiduilla että rakennekalkilla vaikutus ravinnevalumiin kestää useamman vuoden. Ravinnekuidulla vaikutus kestää vähintään kaksi vuotta ja rakennekalkilla neljä vuotta.

Kuitututkimusta jatketaan vielä seuraavat kaksi vuotta, jotta kuidun vaikutusajasta saadaan lisää tietoa. Luonnonvarakeskuksen Ravinnekuitu-hankkeessa kuidun vaikutus kesti ainakin neljä vuotta.

Rakennekalkin vaikutus saattaa Valkaman mukaan kestää pidempäänkin. Hyvät tulokset kuitenkin edellyttävät, että levitys tehdään hyvissä olosuhteissa ja tarkasti ohjeiden mukaan.

• Suomen sellu- ja paperiteollisuudessa syntyy vuosittain 420 000 kuiva-ainetonnia orgaanisia sivutuotteita, jotka päätyvät tällä hetkellä pääosin poltettavaksi.
• Kuituja voitaisiin kuitenkin hyödyntää peltoviljelyssä.
• Kuitujen levitysmäärä hehtaarille on 20–40 tonnia. Vuosittaiseen peltolevitykseen kuituja riittäisi näin ollen 10 500–21 000 hehtaarille.
• Markkinoilla on jo nykyisin useita erilaisia ravinnekuituja. Niiden koostumus riippuu pitkälti siitä, millaisesta teollisuusprosessista ne ovat peräisin.
• Viime vuonna erilaisia kuitutuotteita, kuten kompostoitua ravinnekuitua, kalkkistabiloitua kuitua ja nollakuitua, levitettiin noin 1 400 hehtaarille.
• Rakennekalkki sisältää tavanomaisen maatalouskalkin eli kalsiumkarbonaatin lisäksi reaktiivisena aineena joko poltettua kalkkia eli kalsiumoksidia tai sammutettua kalkkia eli kalsiumhydroksidia.