Fosforin kerrostumisen nopeus matalaan muokattujen peltojen pintamaahan ja sen vaikutukset fosforihuuhtoumaan (P-kerros)

Toteuttajat: Luonnonvarakeskus

Vastuuhenkilö: Risto Uusitalo

Rahoitus: 98 500 € (MAKERA)

Toteutusaikataulu: 2/2018 - 1/2020

Hankkeella ei toistaiseksi ole verkkosivua.

Tiivistelmä: Maatalouden ympäristöohjelmien tilatason täytäntöönpanossa muokkaustoimet ovat nousseet tärkeään asemaan. Kevennetty muokkaus ja pysyvä kasvipeitteisyys ovat parhaimmillaan tehokkaita eroosiontorjuntatoimia, mutta rehevöittävää fosforikuormaa eroosiontorjuntaa tehostamalla ei aina saada vähennettyä. Erityisesti pitkäaikainen kasvipeite, joka vähentää eroosiota, lisää usein liuenneessa muodossa kulkeutuvan fosforin kuormaa.

Maan jättäminen muokkaamatta aiheuttaa maakerrosten fosforipitoisuuksien eriytymistä siten, että kasvit kuluttavat fosforia runsaammin noin 5–20 cm:n syvyydellä, jossa juuriston tiheys on suuri. Kasvien ottamaa fosforia siirtyy maanpäällisiin osiin ja se osuus, mikä ei siirry satotuotteissa pellolta pois, jää maan pintaan hajoamaan. Hajoavasta kasvinjätteestä vapautuva fosfori pidättyy maan pintakerrokseen, mikä nostaa muutaman senttimetrin vahvuisen pintamaakerroksen helppoliukoisen fosforin pitoisuutta. Näin entiseen muokkauskerrokseen syntyy fosforikerrostuma, jossa pintakerroksen fosforipitoisuus voi nousta moninkertaiseksi alempien kerrosten pitoisuuteen verrattaessa. Pintamaan fosforipitoisuuden eriytyminen tapahtuu yllättävän nopeasti. Nopein nousu näyttää viljelymaissa tapahtuvan 4–5 vuoden kuluessa, minkä jälkeen pintakerroksen pitoisuus voi joko jatkaa kasvua hitaampaan tahtiin tai alkaa vähitellen laskea, riippuen pellolle lisättävän ja pellolta sadon mukana poistuvien fosforimäärien erotuksista usean vuoden aikana.

Fosforin pitoisuuserojen muodostuminen ei sadontuoton kannalta ole suuri ongelma, koska lannoitteiden sijoittaminen turvaa kasveille fosforia paikkaan, jossa se on juuriston hyödynnettävissä. Maan pintakerroksen fosforipitoisuuden kasvu johtaa kuitenkin sen kanssa kontaktissa olevan veden liuenneen fosforin pitoisuuden kasvuun. Pintakerroksen maan korkea fosforivaranto syöttää liuennutta fosforia sateen jälkeen pinnalle jäävään ja pintaa pitkin virtailevaan veteen. Savimailla, joissa on halkeamien sekä juuri- ja lieronkanavien muodostama syvälle ulottuva huokosverkko, veden liike pinnalta salaojiin voi olla hyvin nopeaa ja myös salaojavesien liuenneen fosforin pitoisuudet voivat kasvaa suuriksi, mikä havaittiin Kotkanojan suorakylvön ja kynnön vertailukokeessa.

Kun fosforin rikastuminen maan pintaan on yhteydessä valumavesien kasvaneeseen liuenneen fosforin pitoisuuteen, tulisi rikastumisprosessi sisältyä myös ympäristöpolitiikan päätöksenteossa käytettäviin malleihin. Hankkeessa kehitettiin laskentayhtälöt rikastumisprosessin kuvaamiseksi. Mallinnettua rikastumista verrattiin mallista riippumattomien havaintojen kanssa, joiden mukaan malli kuvasi fosforin kerrostumista kelvollisesti.

Fosforin kokonaiskuorman jakaminen liuenneeseen ja eroosioainesfosforin kuormiin auttaa hahmottamaan maatalouden vesiensuojelun vaikutuksia ja rajoitteita. Jos eroosioaineksen rehevöittävä vaikutus on pieni ja valuma-alueen eroosioherkkyys on vähäinen, eroosiontorjuntaan keskittymällä ei käytännössä koskaan saavuteta merkittäviä hyötyjä rehevöitymisen estämisessä suuremmassa mittakaavassa. Aiheesta tarvittaisiin lisätietoa, ml. valuma-alueilla tehtyjen toimenpiteiden vaikutusten analyysejä.

Tehokkaiden eroosiontorjuntakeinojen ei-toivottuja vaikutuksista voidaan kuitenkin lieventää, esimerkiksi suorakylvön kohdalla ajoittaisella kynnöllä, joka purkaa fosforin kerrostumisen. Rehevöittävän kuorman osalta kasvintuotannon kannalta tarpeettoman suurien maan P-lukujen laskeminen on vesiensuojelukeinona varmatoiminen, mutta hyvin hidasvaikutteinen keino.

Hankkeen tuotoksia: