Source: http://docplayer.fi/17779240-Happamien-sulfaattimaiden-huomioiminen-tilusjarjestelyissa.html
Timestamp: 2018-12-14 08:43:23+00:00
Document Index: 22682689

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN TILUSJÄRJESTELYISSÄ - PDF
Download "HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN TILUSJÄRJESTELYISSÄ"
1 Seinäjoen ammattikorkeakoulun julkaisusarja B Anna Saarela, Heikki Harmanen & Juha Tuorila HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN TILUSJÄRJESTELYISSÄ Jalasjärven Luopajärvi ja Ilmajoen Tieksin alue (Etelä-Pohjanmaa), Siikajoen Karinkanta (Pohjois-Pohjanmaa)
3 Seinäjoen ammattikorkeakoulun julkaisusarja B. Raportteja ja selvityksiä 97 Anna Saarela, Heikki Harmanen & Juha Tuorila HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN TILUSJÄRJESTELYISSÄ Jalasjärven Luopajärvi ja Ilmajoen Tieksin alue (Etelä-Pohjanmaa), Siikajoen Karinkanta (Pohjois-Pohjanmaa) Seinäjoki 2014
4 Seinäjoen ammattikorkeakoulun julkaisusarja Publications of Seinäjoki University of Applied Sciences A. Tutkimuksia Research reports B. Raportteja ja selvityksiä Reports C. Oppimateriaaleja Teaching materials D. Opinnäytetöitä Theses SeAMK julkaisujen myynti: Seinäjoen korkeakoulukirjasto Kalevankatu 35, Seinäjoki puh fax ISBN (verkkojulkaisu) ISSN (verkkojulkaisu)
5 3 Tiivistelmä Happamilla sulfaattimailla tarkoitetaan maaperässä luonnollisesti esiintyviä rikkipitoisia vanhan merenpohjan sedimenttejä. Suomessa happamia sulfaattimaita esiintyy lähinnä Pohjalahden rannikolla Sirppujoen ja Liminganlahden välisellä rannikkoalueella. Maatalouskäytössä happamia sulfaattimaita arvioidaan olevan noin hehtaaria. Happaman sulfaattimaan tunnistaminen peltomaasta voi olla hankalaa, sillä kerrostuma sijaitsee muokkauskerroksen alapuolella. Sulfaattimaa voi paljastua esimerkiksi ojia kaivettaessa. Hapan sulfaattimaa aiheuttaa ongelmia ympäristölle, kun sitä kuivataan ja muokataan viljelykelpoiseksi ja maaperän sulfidikerros pääsee kosketuksiin hapen kanssa. Happamia sulfaattimaita ei ole sellaisenaan huomioitu nykyisessä lainsäädännössä, mutta maankäytön suunnittelussa, kuten ojitustoiminnassa, sulfaattimaiden riskit huomioidaan lupia myönnettäessä. Kansallinen happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen vähentämisen strategia valmistui vuonna Uudessa, valmisteilla olevassa Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelmassa happamien sulfaattimaiden vesiensuojeluun liittyy uusia ohjauskeinoja. Happamoitumisen estämiseksi sulfaattimaa tulisi pitää pohjaveden kyllästämänä, jolloin kerrostuma ei pääse hapettumaan. Sulfaattimailla happamoitumista hillitseviä keinoja ovat mm. säätösalaojitus ja -kastelu, kalkkisuodinojat sekä pilottina toteutettu, säätösalaojitukseen liittyvä muovikalvon asentaminen lohkon ympärille. Ongelmallisimmilla mailla voidaan pellot siirtää pitkäaikaiselle nurmelle, laitumiksi tai viljellä pienemmän kuivatussyvyyden vaativia kasveja. Tilusjärjestelyissä tehdään tyypillisesti perusparannustoimia, kuten ojituksia ja peltoteiden korjauksia laajalle alalle, jolloin toimenpiteiden vesiensuojelullinen näkökulma on erityisen tärkeää. Sulfaattimaiden sosiaalisia ja taloudellisia vaikutuksia on tutkittu maassamme vasta vähän ja lisätietoa tarvitaan. Tämän selvityksen tavoitteena oli kartoittaa, miten happamia sulfaattimaita huomioidaan vai huomioidaanko lainkaan tilusjärjestelyjä tehtäessä. Selvityksen kohderyhmä oli tilusjärjestelyihin osallistuneita toimijoita kolmella alueella Etelä- ja Pohjois-Pohjanmaalla. Haastatelluille maanomistajille happamat sulfaattimaat tai niiden esiintyminen omilla mailla ei ollut kovin hyvin tiedossa. Ojitussuunnittelijoille ja lupaviranomaisille happamat sulfaattimaat ja niiden aiheuttamat riskit sen sijaan olivat tuttuja. Tilusjärjestelyissä happamia sulfaattimaita ei viljelijöiden mukaan kuitenkaan erikseen huomioitu. Mahdolliset toimenpiteet, mitä viljelijät voi-
6 sivat tehdä happamien valumien riskiä vähentääkseen, olivat pitkäaikainen nurmi sekä säätösalaojitus ja -kastelu. Selvityksessä kävi ilmi sulfaattimaista saatavilla olevan tiedotusmateriaalin olevan hajanaista ja tiedonvälitykselle ja koulutukselle olevan selkeää tarvetta.
7 5 SISÄLLYS TIIVISTELMÄ... 3 ESIPUHE JOHDANTO MITÄ HAPPAMAT SULFAATTIMAAT OVAT JA HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN SYNTY HAPPAMAT SULFAATTIMAAT VESIENSUOJELUN JA VILJELYN KANNALTA Happamien sulfaattimaiden tunnistaminen maastossa Sulfaattimaaesiintymän arviointi ojavesistä HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN LAINSÄÄDÄNNÖSSÄ JA TOIMENPIDEOHJELMISSA KÄYTÖSSÄ OLEVIA HAPPAMUUDEN TORJUNNAN KEINOJA Säätösalaojitus ja säätökastelu happamuuden torjumisessa Muita keinoja vähentää pelloilta tulevaa hapanta valumaa TILUSJÄRJESTELYÄ KOSKEVAT OHJEET JA SUOSITUKSET HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN TILUSJÄRJESTELYISSÄ HAASTATTELUSELVITYS Tutkimusalueet...30 Luopajärvi Karinkanta...31 Ilmajoen tilusjakoalue Haastattelut YHTEENVETO JA JATKOSELVITYSTARPEET LÄHTEET LIITE 1. SAATEKIRJE LIITE 2. KYSYMYKSET LIITE 3. SUOSITUKSIA HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMISEKSI TILUSJÄRJESTELYISSÄ... 51
8 TAULUKOT Taulukko 1. Happaman sulfaattimaan riskiluokitus Edénin ym. (2014) mukaan...12 Taulukko 2. Suuntaviivoja happaman sulfaattimaan tunnistamiseen Edénin ym. (2014) mukaan...17 Taulukko 3. Luopajäven järvikuivion alueelta otettujen vesinäytteiden analyysituloksia...19 Taulukko 4. Arvio happamien sulfaattimaiden happamuuden hallinnan toimenpiteistä maataloudessa Happamien sulfaattimaiden (2011) mukaan...28 KUVIOT Kuvio 1. Pintavesien ekologinen tila Etelä- ja Pohjois-Pohjanmaalla vuonna Kuvio 2. Sulfaattimaiden huomioiminen viljelyssä Nuotion (2009) mukaan...27 Kuvio 3. Luopajärven kartoituspisteet. Geologian tutkimuskeskus...31 Kuvio 4. Karinkannan kartoituspisteet. Geologian tutkimuskeskus...32 Kuvio 5. Ilmajoen kartoituspisteet. Geologian tutkimuskeskus...33 Kuvio 6. Haastatellut maanviljelijät (n=33) tunnistivat happaman sulfaattimaan vaihtelevasti...34 Kuvio 7. Maanviljelijät olivat tietoisia tilallaan esiintyvistä sulfaattimaista eniten perimätiedon perusteella...35 Kuvio 8. Maanviljelijöiden arviot omilla pelloillaan esiintyvästä sulfaattimaasta (n=31)...36 Kuvio 9. Haastateltujen maanviljelijöiden (n=33) kiinnostus eri toimenpiteisiin happamoitumisen hillitsemiseksi...36 KUVAT Kuva 1. Kuva 2. Potentiaalinen hapan sulfaattimaa on tyypillisesti väriltään tumman harmaata tai mustaa. Hapettuneessa maakerroksessa erottuu rautasaostumia...17 Reunamuovin tarkoitus on ylläpitää pohjavesi riittävän korkealla ojan vierustan helpommin kuivuvalla alueella...26
9 7 ESIPUHE Tässä raportissa tarkastellaan happamien sulfaattimaiden huomioimista tilusjärjestelyissä Pohjois-Pohjanmaalla Siikajoen Karinkannan tilusjakoalueella ja Etelä-Pohjanmaalla Jalasjärven Luopajärvellä sekä lisäksi Ilmajoen Tieksin alueella, jossa tilusjärjestelyä vasta suunnitellaan. Selvitys kuuluu Hydro- Pohjanmaa -hankkeen toimenpiteisiin. Hankkeen tavoitteena on löytää keinoja maatalouden vesistökuormituksen vähentämiseksi ja sitä toteuttavat yhteistyössä Seinäjoen ja Oulun ammattikorkeakoulut. Rahoitus on saatu Manner-Suomen maaseutuohjelmasta Etelä- ja Pohjois-Pohjanmaan Ely-keskusten myöntämänä. Tekijät kiittävät selvityksessä mukana olleita maanviljelijöitä, ojitussuunnittelijoita ja -urakoijia sekä viranomaisia ja asiantuntijoita. Kiitos kuuluu myös raportin esitarkastajille, Samu Palanderille, Jussi Esalalle ja Heikki Koskimiehelle. Ilmajoella Anna Saarela
11 9 1 JOHDANTO Happamia sulfaattimaita esiintyy paikoitellen koko maapallolla, pääosin tropiikissa Kaakkois-Aasiassa, Länsi-Afrikan rannikolla sekä Australiassa ja USA:ssa. Pohjolassa, lähinnä Suomen ja Ruotsin rannikkoalueella esiintyvät happamat sulfaattimaat ovat syntyneet jääkauden jälkeisen Litorinameren pohjasedimenteissä ja täällä esiintymä on kooltaan Euroopan laajin. Suomessa happamia sulfaattimaita esiintyy lähinnä Suomen- ja Pohjanlahden rannikolla Sirppujoen ja Liminganlahden välisellä rannikkoalueella Etelä- Suomessa noin 40 metrin ja Pohjois-Suomessa noin 100 metrin korkeuskäyrän alapuolella. Kartoitustyötä on tehty Suomessa mm. Åbo Akademissa, Helsingin yliopistossa sekä Suomen ympäristökeskuksessa ja Geologian tutkimuskeskuksessa. Geologian tutkimuskeskus (GTK) aloitti happamien sulfaattimaiden yleiskartoituksen vuonna 2009, jonka perusteella niiden esiintymisen laajuus ja riskiluokat voidaan määrittää. Kartoituksen arvioitiin valmistuvan vuoteen 2015 mennessä, mutta tähän mennessä tehdyn työn perusteella jatkoaikaa tarvitaan. Potentiaaliset happamat sulfaattimaat ovat usein hyvin paikallisia, joten paikalliset havainnot ja maanäytteet ovat edelleen tarpeen happamien sulfaattimaiden tarkempaa esiintymistä määritettäessä. Vesipuitedirektiivin edellyttämää, pintavesien hyvää tilaa ei Länsi-Suomessa pystytä saavuttamaan 2015 mennessä osin happamilta sulfaattimailta tulevan kuormituksen takia. Pohjanmaalla ravinnekuormituksen lisäksi vesien kemiallista laatua huonontavat raskasmetallit, joiden liukoisuus kasvaa happamassa maassa. Uudessa vesienhoitosuunnitelman ( ) luonnoksessa pintavesien hyvän tilan tavoite on velvoitettu toteutuvaksi viimeistään vuonna Vuonna 2011 valmistui happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen vähentämiseen perustetun työryhmän raportti Happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen vähentämisen suuntaviivat vuoteen Sen keskeisiä tavoitteita on edistää happamuuden hallinnan ohjauskeinoja sekä kehittää kestäviä maankäytön ja kuivatuksen ratkaisuja. Strategiassa kirjatun, vuoteen 2020 ulottuvan vision mukaan sulfaattimaiden erityistarpeet on sisällytetty kansalliseen lainsäädäntöön ja tukijärjestelmiin. Visiossa todetaan edelleen, että happamien sulfaattimaa-alueiden toimijat ovat tietoisia alueensa erityispiirteistä ja tarvittavista kustannustehokkaista toimenpiteistä. Haittojen vähentämiseksi tehtävien toimenpiteiden tulisi olla tehokkaita, vaikutuksiltaan todennettuja ja riittävän luotettavaan kartoitustietoon perustuen vaikeimmille ongelma-alueille kohdistettuja.
12 10 Tässä raportissa tarkastellaan happamien sulfaattimaiden huomioimista maatalouden tilusjärjestelyjä tehtäessä, jolloin kuivatus- ym. perusparannustoimenpiteitä tehdään laajalla alueella. Selvitys tehtiin haastattelututkimuksena kolmen tilusjärjestelyalueen toimijoille. Haastattelun tulosten perusteella on laadittu kooste hyvistä käytänteistä kun tilusjärjestelyjä tehdään happamien sulfaattimaiden alueella.
13 11 2 MITÄ HAPPAMAT SULFAATTIMAAT OVAT JA HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN SYNTY Happamilla sulfaattimailla tarkoitetaan maaperässä luonnollisesti esiintyviä rikkipitoisia vanhan merenpohjan sedimenttejä, jotka ovat maalajiltaan tyypillisesti savea, hiesua tai hienoa hietaa ja sisältävät orgaanista materiaalia (liejua). Meren pohjan hapettomissa olosuhteissa kasvijätteestä ja meriveden sulfaatista syntyi bakteerien toimesta rikkiyhdisteitä, jotka ovat ajan kuluessa muodostaneet sulfidisavikerrostumia. Suomessa ja Ruotsissa yleisin happamien sulfaattimaiden rautasulfaatti on maaperässä mustana erottuva rautamonosulfidi (FeS). Vedellä kyllästettynä sulfidisedimentti ei ole ympäristölle haitallista ja sen ph-arvo on lähellä neutraalia, yleensä ph 6 7. Hapellisissa oloissa maaperässä oleva rikki hapettuu rikkihapoksi (H 2 SO 4 ) ja maan ph laskee sulfidikerroksissa keskimäärin ph arvosta 6 7 alle 4,5:een ja paikoin jopa alle 3,5:een (Edén ym. 2012). (Uusi- Kämppä ym. 2013; Yli-Halla 2012.) Suomen rannikolla happamat sulfaattimaakerrokset ovat syntyneet Itämeren lämpimämmän ja suolaisemman Litorinavaiheen aikana noin vuotta sitten. Litorinameren ylin rantaviiva rajaa happamien sulfaattimaiden esiintymistä, joka vaihtelee noin 40 metrin korkeuskäyrältä noin 100 metrin korkeudelle meren pinnan yläpuolelle. Happamista sulfaattimaista noin 70 % arvioidaan sijaitsevan Pohjanmaalla Kristiinankaupungin ja Oulun välisellä alueella. Litorinameren altaan lisäksi happamia sulfaattimaita esiintyy paikoitellen mustaliuskealueilla Pohjois-Pohjanmaalla ja Kainuussa sekä Hämeessä ja Pohjois-Savossa. Nykyisen Itämeren pohjassa syntyy edelleen happamia sulfaattisedimenttejä, jotka maankohoamisen myötä kuivuvat ja maakerrokset pääsevät hapettumaan. (Happamien sulfaattimaiden 2011.) Happamat sulfaattimaat jaetaan todelliseen ja potentiaaliseen happamaan sulfaattimaahan, jotka esiintyvät yleisesti yhdessä maaperässä. Pohjaveden alapuolella olevaa kemiallisesti vakaata maata kutsutaan potentiaaliseksi happamaksi sulfaattimaaksi. Luontaisen maankohoamisen ja ihmisen aikaansaaman maankäytön, kuten ojituksen ja maiden kuivatuksen myötä pohjaveden pinta laskee ja sulfidisedimentit altistuvat hapettumiselle. Hapettumisen seurauksena rikkiyhdisteiden kemiallisissa reaktioissa syntyy rikkihappoa ja maasta tulee todellinen hapan sulfaattimaa. Happamien sulfaattimaiden luokitteluun on laadittu suomalaisiin oloihin mukautetut määritelmät. Riskiluokituksessa määritetään sulfidin esiintymissyvyys kuusiportaisella asteikolla (taulukko 1). Luokassa 1 sulfidikerros on korkeintaan metrin syvyydessä maanpinnasta ja luokat 2 4 jatkuvat puolen
14 12 metrin välimatkoin aina kolmen metrin syvyyteen. Luokassa 5 sulfidikerros on kokonaan hapettunut ja luokassa 6 sulfidia ei esiinny lainkaan. Lisämääreenä luokittelussa käytetään maastossa mitattua ph-arvoa 0 3 metrin syvyydellä, joka kertoo hapettumisen ja happamoitumisen nykytilanteesta. Maastossa mitattu alhainen ph ilmentää sulfidien hapettumista ja maaperän happamoitumista. (Edén ym ) Maan ongelmallisuutta määritetään myös sen sisältämällä rikkipitoisuudella (S tot ). Jos rikkipitoisuus ylittää raja-arvon 0,2 %, maa määritetään sulfaattimaaksi. (Edén ym ) Taulukko 1. Happaman sulfaattimaan riskiluokitus Edénin ym. (2014) mukaan. Luokka Sulfidin alkamissyvyys (m) Maastossa mitattu min. ph 0 3 m syvyydellä (lisämääre) 1 0 1,0 A < 3,5 I > 1 Kokonaisrikkipitoisuus (%) (lisämääre) 2 1,0 1,5 B 3,5 3,9 II 0, ,5 2,0 C 4,0 4,4 III 0,2 0,6 4 2,0 3,0 D >4,5 IV < 0,2 5 sulfidi kokonaan hapettunut 6 ei sulfidia 0 3 m syvyydellä
15 13 3 HAPPAMAT SULFAATTIMAAT VESIENSUOJELUN JA VILJELYN KANNALTA Suomessa etenkin Pohjanmaan joet ovat rehevöitymisen, kiintoainekuormituksen ja happamien sulfaattimaiden takia luokiteltu monin paikoin hyvää huonompaan ekologiseen tilaan (kuvio 1). Sulfaattimaista aiheutuvia ongelmia ovat maaperän ja vesistöjen happamoituminen sekä haitallisten metallien liukeneminen maaperästä. Happamien sulfaattimaiden haitat Pohjanmaan vesistöihin tulivat ilmi etenkin vuoden 2006 laajojen kalakuolemien seurauksena. Nykyään Etelä-Pohjanmaan Ely-keskuksen alueella hyvää huonompaan luokkaan kuuluu 72 % jokien pituudesta sekä 66 % järvien ja 45 % rannikkovesien pinta-alasta. Jokivesien laadun arvioidaan kuitenkin parantuneen vuodesta 2006 alkaneella seurantajaksolla erityisesti happamuusoloiltaan paremman jakson ansiosta (Tiedotteet 2013a). Marraskuun 2014 aikana Pohjanmaan jokien happamuustilanne oli heikentynyt jälleen kuivan kesän jälkeisen sadejakson jälkeen (Tiedotteet 2014). Pohjois-Pohjanmaalla hyvää huonompaan luokkaan kuuluvia jokivesiä on lähinnä Oulujoen eteläpuolella. Pohjois-Pohjanmaalla rannikkoalueen sulfaattimaista johtuvan kuormituksen vähentyminen on seurantajaksolla parantanut etenkin Olkijoen tilaa (Tiedotteet 2013b). Happamien sulfaattimaiden aiheuttamat vesistöhaitat ovat suurimmillaan syys- ja kevätvalunnan aikana, jolloin sadevesi ja lumen sulamisvesi huuhtovat edeltävän kuivan kauden aikana syntynyttä happamuutta vesistöihin. Vesistöjen tilan heikkenemisen näkyvimpiä seurauksia ovat ajoittaiset kalakuolemat tai herkimpien eliölajien, kuten kalkkikuoristen rapujen tai simpukoiden häviäminen vesistöistä. Kaloille kriittisenä happamuutena pidetään ph-arvoa alle 5,5, mutta monien lajien lisääntyminen häiriintyy jo ph-arvon ollessa 5,75. Lisähaittaa vesieliöille aiheuttavat liukoisessa muodossa metallit, joista esimerkiksi alumiini (Al) vahingoittaa kalojen kiduksia. (Hadzic ym. 2014; Toivonen 2013.) Vesistöhaittojen lisäksi happamista sulfaattimaista aiheutuu ongelmia maatalouden tuottavuuteen ja kasvillisuuden monimuotoisuuteen. Maatalouskäytössä happamia sulfaattimaita arvioidaan olevan hehtaaria (Yli-Halla 1997). Pinta-ala-arvion suuri vaihteluväli johtuu happaman sulfaattimaan luokitusten erilaisista kriteereistä ja se tulee tarkentumaan ja yhdenmukaistumaan GTK:n kartoituksen valmistuttua. Sulfaattimaa aiheuttaa ongelmia ympäristölle, kun sitä kuivataan ja muokataan viljelykelpoiseksi ja sulfidit pääsevät kosketuksiin ilman kanssa. Maaperän ph-arvon laskiessa maahan vapautuu raskasmetalleja, kuten alumiinia (Al), kadmiumia (Cd), kuparia (Cu) tai nikkeliä (Ni). Näiden metallien ei ole
16 14 Kuvio 1. Pintavesien ekologinen tila Etelä- ja Pohjois-Pohjanmaalla vuonna (Kuvat Pohjanmaan ja Pohjois-Pohjanmaan Ely-keskukset)
17 15 kuitenkaan todettu kulkeutuvan viljelykasveihin ja tätä myötä elintarvikeketjuun (Uusi-Kämppä ym. 2013). Vielä 1970-luvulla happamia sulfaattimaita pidettiin ainoastaan viljelyä haittaavana tekijänä ja peltojen kasvukunnon parantamiseksi suositeltiin voimakasta kalkitusta ja tehokasta maankuivatusta. Näin muokkauskerroksen happamuus saatiin neutraloitua ja syvempien maakerrosten happamuus huuhdottua vesistöihin. (Nuotio ym ) Peltojen lisäksi sulfaattimaita on metsämailla ja soiden pohjilla, joiden kuivatus voi aiheuttaa ongelmia potentiaalisesti happamien maakerrosten hapettuessa. Peltomaan muokkauskerroksen ph ei saisi laskea alle 5 6:een, jotta happamuus ei haittaisi viljelyä. Viljelykasveista erityisen herkkiä happamalle maalle ovat mailanen, sokerijuurikas ja vehnä kun taas happamuutta paremmin sietävät esimerkiksi kaura ja peruna sekä nurmiheinät. Yleensä peltomaiden tehokas kuivatus estää sulfaattipitoisen ja haitallisia alumiinisuoloja sisältävän kapillaariveden nousemisen muokkauskerrokseen, mutta paikoitellen pohjaveden kapillaarinen nousu nostaa alla olevan maan happamuutta muokkauskerrokseen. Tällaisilla lohkoilla kalkitus tulee tehdä säännöllisesti tai viljellä happamuutta paremmin sietäviä kasveja. Pintamaan kalkitus ei kuitenkaan vaikuta pohjamaan happamuuteen eikä salaojaputkien kautta vesistöihin huuhtoutuvaan veden happamuuteen. (Uusi-Kämppä ym ) Salaojituksen yleistyminen 1960-luvulta lähtien ja ojitusten ulottuminen sulfaattikerrokseen on lisännyt pelloilta tulevaa happamuus- ja metallikuormitusta. Sulfidien hapettuminen voi salaojitetussa maassa ulottua kuivan kesän aikana jopa 2 3 metrin syvyyteen (Happamien sulfaattimaiden 2011). Esimerkiksi Kyrönjoella mitattujen salaojavesien rikkipitoisuudet ovat vaihdelleet puolitoistakertaisesta jopa viisinkertaisiin verrattuna läheisten avo-ojien vesiin. Limingassa vastikään salaojitetun, noin metrin syvyydessä olevan sulfaattimaan happamuuskuormitus oli jopa kymmenkertainen avo-ojitettuun peltomaahan verrattuna. (Nuotio ym. 2009) Koska maaperän sulfaateista lähtevän happamuuden neutralisoituminen kestää useamman vuoden, vasta salaojitettujen peltojen kuormitus valuma-alueen vesistöihin on pitkäkestoinen. Salaojitusta tullaan viljelyteknisistä syistä tulevaisuudessa edelleen lisäämään. Salaojituksen tavoiteohjelman (2002) mukaan ohjelmakaudella tullaan salaojittamaan puolet vielä avo-ojitetuista pelloista sekä uudistamaan tarvittava määrä jo olemassa olevia salaojia. Vuonna 2012 Etelä-Pohjanmaalla salaojitettujen peltojen osuus kokonaispeltoalasta oli 72 % ja Pohjois-Pohjanmaalla 30 %. Koko maahan (57 %) verrattuna Etelä-Pohjanmaalla salaojitettu pinta-ala on keskimääräistä korkeampi, kun taas Pohjois-Pohjanmaalla jäädään maan keskiarvon alapuolelle (Tike 2012). Pinta-alana arvioituna salaojitustarve
18 16 tarkoittaa Pohjanmaalla hehtaarin ja Pohjois-Pohjanmaalla hehtaarin salaojitustarvetta vuodesta 2001 (Nuotio ym. 2009). Maanviljelijät ovat kohdanneet happamien sulfaattimaiden aiheuttamia haittoja lähinnä tuotannollisiin tekijöihin liittyen. Tyypillisesti peltomaa on vaatinut peruskuivatuksen lisäksi voimakasta ja usein toistuvaa kalkitusta. Toisaalta sulfaattimaat ovat yleensä tasaisia ja hyvärakenteisia maita ja ne sisältävät runsaasti orgaanista ainesta, joten kalkituksen jälkeen ne ovat hyvää ja viljavaa peltomaata. (Nuotio ym ) 3.1 Happamien sulfaattimaiden tunnistaminen maastossa Happaman sulfaattimaan tunnistaminen peltomaasta on usein hankalaa, sillä kerrostuma sijaitsee tyypillisesti muokkauskerroksen alapuolella. Maalajeista potentiaalisia happamia sulfaattimaita ovat hienorakeiset ja yleensä liejupitoiset sedimentit, kuten savi, hiesu ja hieno hieta. Geologian tutkimuskeskuksen maaperän yleiskartoilla (1: ) on kartoitettuna pohjamaalajit (< 1 m), joiden perusteella sulfaattimaiden esiintymistä voi yrittää ennustaa (taulukko 2)(Edén ym. 2014). Pellon muokkauskerroksen ph-arvo ei välttämättä kerro pohjamaan sulfaattimaasta, vaikka happamuus voi nousta kapillaarisesti muokkauskerrokseen ja pellon ph säilyä alhaisena toistuvasta kalkituksesta huolimatta. Etenkin hienoissa hieta- ja hiesumaissa pohjavedestä kapillaarisesti nouseva vesimäärä voi olla merkittävä. (Pajula & Järvenpää 2007.) Sulfaattimaan happamoittava vaikutus voi paljastua esimerkiksi ojia kaivettaessa. Potentiaalinen hapan sulfaattimaa on tyypillisesti rakenteeltaan massiivista, märkänä saippuamaista ja jopa geelimäistä liejua, eli siinä ei ole kokkareita ja väriltään maa on yleensä mustaa tai tumman harmaata (kuva 1). Sulfaattimaa voi myös haista rikille. Happamoitumisen myötä sulfidisedimentin väri muuttuu mustasta tai hyvin tumman harmaasta vaaleammaksi ja rusehtavaksi. Peltomailla hapettuneen sulfaattimaan voi tunnistaa pelkistyneen sulfidikerroksen yläpuolella olevasta happamasta maakerroksesta, jossa voi olla keltaista jarosiittia ja rautasaostumia. (Hadzic ym. 2014; Edén ym ) Varmempi tapa tunnistaa potentiaalinen sulfaattimaa on maanäytteen inkubointi ja/tai sen rikkipitoisuusanalyysi. Inkuboinnissa tehtävään happamuuden seurantaan tarvitaan ph-mittari. Sen tekemiseen ei tarvita laboratorio-olosuhteita. Inkuboinnissa maaperänäytteiden annetaan hapettua kahdesta neljään kuukautta. Näytteet tulisi pitää kosteana, joten niitä tulisi seurata ja kastella tarpeen mukaan. Monesti hapettuminen ja ph:n lasku tapahtuvat jo huomatta-
19 17 Kuva 1. Potentiaalinen hapan sulfaattimaa on tyypillisesti väriltään tumman harmaata tai mustaa. Hapettuneessa maakerroksessa erottuu rautasaostumia. (Kuva Heikki Koskimies) vasti suositeltua inkubointiaikaa aikaisemmin, jo muutamassa viikossa. Mikäli mineraalimaan ph laskee vähintään 0,5 yksikköä tai sen ph on laskenut neljään tai alle, voidaan maaperä luokitella happamaksi sulfaattimaaksi. Rikkipitoisuusanalyysissä sulfaattimaan kokonaisrikkipitoisuuden tulisi olla vähintään 0,2 % kuivapainosta. (Hadzic ym ) Taulukko 2. Suuntaviivoja happaman sulfaattimaan tunnistamiseen Edénin ym. (2014) mukaan. Hapettuneen sulfaattimaan tunnistaminen Mineraalimaan tai liejun maastossa mitattu ph < 4 Usein punaisen tai oranssinruskeita rautasaostumia ja vaaleankeltaista jarosiittia Jos maan ph 4,0 4,4 eikä selvää havaintoa sulfideista inkuboitu ph tai rikkipitoisuuden määritys Hapettumattoman sulfidipitoisen pohjamaan tunnistaminen ph yleensä > 6 Rikki sulfidimuodossa, jolloin maa on usein väriltään tummanharmaata tai mustaa Kokonaisrikkipitoisuus > 0,2 % (hiekassa riittää 0,02 %), inkuboitu ph < 4 ja pudotusta vähintään 0,5 ph-yksikköä maastossa mitattuun ph:n verrattuna
20 Sulfaattimaaesiintymän arviointi ojavesistä Happamilta sulfaattimailta tulevien valumavesien ph on ajoittain alle 5 ja sähkönjohtavuus (EC) yli 20 ms/m. Suomalaisten purojen keskiarvoihin verrattuna, joissa ph-arvo noin 6 ja veden sähkönjohtavuus alle 5 ms/m, sulfaattimaiden arvot ovat huomattavasti korkeampia. Happamien sulfaattimaiden vesien sähkönjohtavuus kuvaa hyvin sulfaatti- ja metallipitoisuuksia ja ph-arvon lisäksi se on mitattavissa kenttämittareilla suoraan ojavedestä. Sulfaattimailla syntyvän happaman kuormituksen ennakointi- ja hallintamenetelmät SuHe ( ) -hankkeessa on selvitetty happamuusriskin tunnistamista turvetuotantoalueiden ojavesistä. Hankkeessa tehtyjen mittausten perusteella veden ph:n ja sähkönjohtavuuden lisäksi laboratoriossa analysoitava sulfaattipitoisuus antaa hyvän yleiskäsityksen turvetuotantoalueen alla olevan sulfaattimaan kuormituksesta. (Hadzic ym ) Turvetuotantoalueilla käytetty menetelmä ei ole suoraan sovellettavissa pelloilta tulevan happamuusriskin arviointiin. Pelto-ojien veden sähkönjohtavuuteen vaikuttavat muutkin veteen liuenneet ionit, kuten kalium (K), kalsium (Ca), mangaani (Mg) sekä yhdisteistä mm. karbonaatit (CO 3 2 ) ja kloridit (Cl - ). Pelto-ojista otetuista vesinäytteistä olisi hyvä määrittää sähkönjohtavuuden lisäksi ainakin 2 sulfaatti (SO 4 ) sekä metallipitoisuudet (esim. Al ja Fe). Hydro-Pohjanmaa -hankkeella kokeiltiin happaman sulfaattimaan tunnistamista vesinäytteestä Luopajärven järvikuivion alueelta. Alue on ollut viljelykäytössä pitkään ja mahdollisesti happamuus on jo suurelta osin huuhtoutunut, mutta edelleen alueen pohjamaassa on potentiaalista sulfaattimaata GTK:n tekemän kartoituksen perusteella (kuva 5). Vesinäytteet otettiin kahdesta kohdasta, järvikuivion yläpuolisesta valtaojasta sekä järvikuiviolta laskevasta valtaojasta. Molemmissa näytteissä ph oli 6,8 ja sähkönjohtavuus poikkesi vain hieman yläjuoksulla (16 ms/m) ja alajuoksulla (18 ms/m). Kokonaisfosfori ja kokonaistypen määrä eivät poikenneet eri näytteissä. Sen sijaan ojaveden sulfaattiarvot olivat alajuoksulla kaksinkertaiset yläjuoksun näytteeseen verrattuna (34 mg/l ja 17 mg/l). Samoin analysoitujen metallien, alumiinin ja raudan, pitoisuudet olivat järvikuivion alapuolella korkeammat (taulukko 3). Tuloksen perusteella erityisesti sulfaattien ja metallien määrittäminen potentiaalisten happamien sulfaattimaiden peltojen valumavesissä vaatii jatkoselvitystä.
21 19 Taulukko 3. Luopajäven järvikuivion alueelta otettujen vesinäytteiden analyysituloksia. ph EC (ms/m) Kok-P (mg/l) Kok-N (mg/l) SO 4 (mg/l) Al (mg/l) Fe (mg/l) Yläjuoksu 6,8 16 0,10 4,4 17 0,52 1,6 Alajuoksu 6,8 18 0,098 3,9 34 1,6 2,2 Vedenlaadun mittaukset eivät kerro potentiaalisten sulfaattimaiden tarkkaa sijaintia, sillä esiintymien pienialaisuus, hapettumisen vaiheet ja hydrologiset vaihtelut vaikuttavat merkittävästi vedenlaatuun (Hadzic ym. 2014). Yksinomaan ojavesien vedenlaadun arviointi ei siis riitä paikantamaan mahdollisia happamia sulfaattimaita, mutta saattaa antaa viitettä niiden esiintymisestä alueella. Vesinäytteenotto olisi helppo tapa saada viittausta mahdollisesta potentiaalisesta sulfaattimaasta, jonka perusteella voitaisiin ottaa maaperän kairausnäyte tarkempia tutkimuksia varten.
22 20 4 HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN LAINSÄÄDÄNNÖSSÄ JA TOIMENPIDEOHJELMISSA Lainsäädännölliset ohjauskeinot sulfaattimailta tulevan happamuuden torjuntaan liittyvät yleisesti vesiensuojelun toimenpiteisiin, sillä nykyisessä lainsäädännössä happamia sulfaattimaita ei sellaisenaan ole mainittu. Vesilaissa on määritetty yleinen ilmoitusvelvollisuus alueelliselle viranomaiselle, jos tehdään muu kuin vähäinen ojitus. Vesilain mukaisessa luvassa voidaan määrätä esimerkiksi pitoisuuksien raja-arvoja tai muita toimenpidevelvoitteita veden happamuuden torjumiseksi. Happamien sulfaattimaiden aiheuttamien haittojen vähentämisen suuntaviivat vuoteen strategia (2011) painottaa happamien sulfaattimaiden huomioimista lainsäädännössä, ohjelmissa, maankäytön suunnittelussa sekä tukijärjestelmissä. Vesienhoidon toteutusohjelmassa esitettiin happamien sulfaattimaiden kartoitusta ja riskien arviointia yhtenäisin menetelmin vuoteen 2015 mennessä. Ohjelman mukaan happamat sulfaattimaat tulisi huomioida kuivatustilaa muuttavissa hankkeissa ja niiden aiheuttamien haittojen vähentämiseksi tulisi kehittää ja ottaa käyttöön kustannustehokkaita menetelmiä. Vesienhoitosuunnitelman tavoitteena on sisällyttää happamien sulfaattimaiden vesiensuojelutoimenpiteet yhä paremmin maa- ja metsätalouden sekä kuivatuksen tukijärjestelmiin. Suunnitelmakaudella maatalouden happamien sulfaattimaiden säätösalaojitukseen oli saatavissa investointitukea. (Vesienhoidon toteutusohjelma , 2011.) Vesienhoidon suunnittelukausi on tällä hetkellä valmisteilla ja luonnoksen mukaan tulevalla kaudella pyritään saavuttamaan edellisellä kaudella asetettuja tavoitteita. Vesien hyvän ekologisen tilan tavoitetta on jouduttu edelleen siirtämään seuraavalle kaudelle niin, että tavoitetila saavutettaisiin vuoteen 2027 mennessä. Taloudellisista ohjauskeinoista merkittävin maatalouden happamien sulfaattimaiden hallintaan liittyvä ohjelma lienee Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelma. Nykyisen kehittämisohjelman ( ) toimenpiteissä sulfaattimailta tulevaa kuormitusta on suositeltu torjuttavaksi pitämällä pohjavedenpinta riittävän korkealla muokkauskerroksen alapuolella (Nuotio ym. 2009). Uudessa, valmisteilla olevassa Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelmassa happamien sulfaattimaiden vesiensuojeluun liittyy uusia ohjauskeinoja. Riittävän kokonaiskuvan saamiseksi happamien sulfaattimaiden esiintymisalue kartoitetaan ja niiden kuormitusriskit arvioidaan yhtenäisin menetelmin. Tiedotusta ja neuvontaa tullaan lisäämään ja happamat sulfaattimaat sisällytetään valtakunnallisiin ja alueellisiin ohjelmiin. Maankäytön suunnittelussa sulfaattimaiden huomioiminen varmistetaan jo hankkeiden
23 21 suunnitteluvaiheessa joko lainsäädännön muutoksilla tai nykyistä lainsäädäntöä täydentävällä ohjeistuksella. (Esitys Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelmaksi , 2014.) Uuden ohjelmakauden ympäristökorvausjärjestelmään on kirjattu sulfaattimaihin liittyvänä erillisenä tarpeena happamien huuhtoumien vähentäminen. Käytännön toimenpiteenä tästä ovat happamien sulfaattimaiden pysyvät nurmet, jotka tulevat uuden luonnonhaittakorvauksen piiriin. Ympäristönurmien muokkaaminen ei ole sallittua, mutta nurmen saa tarvittaessa uudistaa suorakylvöllä. Happamien sulfaattimaiden säätösalaojitettua alaa tulisi lisätä merkittävästi ja tähän on myös uudella ohjelmakaudella saatavissa investointitukea. Tuen kohdentamisalueena on rannikkoseutu, jossa pintavesien ekologinen tila on hyvää huonommalla tasolla ja jossa suuri osa sulfaattimaista sijaitsee. Tuen tarkempi kohdentaminen perustuu joko GTK:n tekemään kartoitukseen tai näytteillä todennettuun sulfaattimaahan. (Esitys Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelmaksi , 2014.)
24 22 5 KÄYTÖSSÄ OLEVIA HAPPAMUUDEN TORJUNNAN KEINOJA Sulfaattimailta lähtöisin olevien happamien valumavesien torjunta kannattaa tehdä pellolla ennen haittojen pääsyä vesistöön, sillä sen jälkeen ongelmaa on vaikeampi korjata. Nykyinen viljelytekniikka vaatii yleensä paikalliskuivatukseen salaojituksen. Se tehokkaan kuivatusvaikutuksen ansiosta lisää happamilta sulfaattimailta tulevaa happamuus- ja metallikuormitusta. Pellolla sulfaattien hapettumisen estäminen edellyttää pohjaveden pinnan pitämistä korkeammalla tasolla kuin perinteisessä salaojituksessa. Keskikesällä pinnan korkeuden määrää sulfidikerrosten esiintymisen taso; mitä lähempänä maanpintaa sulfidikerrokset ovat, sitä korkeammalla pohjaveden pinta tulisi pitää. Vanhastaan käytössä ollut keino vähentää maan happamuutta on peltojen pintakalkitus, jossa muokkauskerroksen kalkituksella on pyritty saamaan maa kasvien kasvun kannalta parempaan kuntoon. Sen sijaan pohjamaahan voimakaskaan kalkitus ei juuri vaikuta. Pintamaan kalkitusta tehokkaampia toimenpiteitä ovat esimerkiksi säätöojitus ja -kastelu sekä vähäisemmässä määrin kokeillut kalkkisuodinoja-ratkaisut. 5.1 Säätösalaojitus ja säätökastelu happamuuden torjumisessa Tavanomaisessa salaojituksessa pohjavesi virtaa salaojitussyvyydessä salaojiin ja purkautuu putkistosta, kunnes vedenpinta laskee alle ojitussyvyyden. Kesän kuivina ajanjaksoina salaojitetuilla pelloilla pohjaveden pinta voi laskea 1,5 2,5 metriin, joka on alempana kuin peruskuivatus vaatisi. Kuivat ajanjaksot ovat salaojitetuilla pelloilla kriittisiä sulfidien hapettumisen kannalta. Säätösalaojitus on alun perin kehitetty turvaamaan viljelykasvien vedentarvetta ja vähentämään ravinteiden huuhtoutumista ja esimerkiksi fosforin ja kiintoaineen pidättämisessä salaojat ovat avo-ojia parempi ratkaisu (Säätösalaojitus 2005). Säätösalaojituksella voidaan pyrkiä pitämään potentiaaliset happamat maakerrokset vedellä kyllästettyinä ja ajoittaa valumavesien päästön vesistöön niin, että niistä olisi mahdollisimman vähän haittaa ympäristölle. (Edén ym. 2012; Pajula & Järvenpää 2007.) Säätösalaojia on asennettu happamille sulfaattimaille pääasiallisena keinona pitää ongelmallinen maakerros vedellä kyllästettynä, mutta aina siitä ei ole ollut mainittavaa hyötyä. Esimerkiksi Edénin ym. (2012) mukaan säätösalaojitus ei välttämättä ole auttanut toivotulla tavalla verrattuna tavanomaiseen salaojitukseen. Syyksi säätöjen toimimattomuuteen on esitetty usean tekijän
25 23 yhteisvaikutusta, kuten syvien maanhalkeamien ulottumista salaojitussyvyyden alapuolelle, kasvien runsasta haihdutusta sekä puutteellista säätöjen hoitoa. Säätösalaojituksen hoito vaatii maanomistajalta viitseliäisyyttä ja pellon pohjaveden pinnan seurantaa, jotta se toimisi optimaalisesti. Säätösalaojituksen toimivuus happamuuden torjunnassa riippuu myös happaman sulfaattimaan sijainnista maaprofiilissa. Jos kerrostuma on riittävän syvällä, saadaan säätösalaojituksella pidettyä sulfidikerros veden kyllästämänä. Jos hapan sulfaattimaa on lähellä pintaa, etenkin kuivana aikana maa pääsee kuivumaan säätömahdollisuudesta huolimatta ongelmalliseen maakerrokseen, jolloin säätömahdollisuuden lisäksi tarvitaan lisäkeinoja pitää sulfidikerros pohjaveden alapuolella. (Happamien sulfaattimaiden 2011.) Uusi-Kämppä (2013) suosittelee säätösalaojituksen hoitoon säännöllistä pohjaveden korkeuden tarkkailua. Lohkoa tai säätökaivoa kohden tulisi asentaa vähintään yksi pohjavesiputki. Keväällä säätö tulisi aloittaa riittävän ajoissa, jotta osa sulamisvesistä saataisiin varastoitua peltoon. Kasvukaudella pohjaveden tason tulisi olla noin cm:n syvyydellä maanpinnasta. Jos vesi nousee tai laskee toivotusta korkeudesta, säätöjä avaamalla tai mahdollisella altakastelulla voidaan korjata tilannetta. Ennen sadonkorjuuta ja syyssateita padotuskorkeutta voidaan tarvittaessa laskea, jolloin maan kantokyky paranee ja veden varastointikapasiteetti kasvaa. Talveksi padotuskorkeus säädetään mahdollisimman korkealle, mutta ei kuitenkaan 60 cm lähemmäksi maanpintaa. Viljelijöiden säätökäytännöt vaihtelevat, koska vuosien saatossa on annettu erilaisia ohjeita. Vuosien ja v.2009 tukioppaassa yleisohjeeksi todetaan, että säätö on talvella poissa, joskin todetaan, että säädön yksityiskohtaisemmat ohjeet ja tilakohtaisista erityisolosuhteista johtuvat lisäohjeet määritellään suunnitelma-asiakirjoissa. Maaseutuverkoston esitteessä 2009 kehotetaan poistamaan padotus talveksi jäätymisvaaran vuoksi muulloin kuin leutoina talvina. Tarvitaan sulfaattimaatietämystä ja kohteen hyvä tunteminen, että säädössä päästään parhaaseen lopputulokseen. Salaojituksen perustavoitteita on laskea pohjavedenpinta riittävän alas ja mahdollistaa aikainen kylvöille meno ja mahdollistaa sadonkorjuu sateisinakin syksyinä. Samalla pyritään säilyttämään riittävät kosteusolot ja estämään kasvien kannalta haitallisen roudan muodostus. Kapillaarimailla vedennousu saattaa olla jopa 3 mm/vrk jopa 3 m syvyydestä. Niille muodostuukin herkästi roustetta ja kerrosroutaa, jotka katkovat talvehtivien syysviljojen ja nurmien juuria. Karkeilla mailla veden kapillaarinen nousu on vähäisempää ja savisemmilla kerrosroutaa ei muodostu veden liikenopeuden ollessa hidas, eikä pohjavedenpinta laske yhtä voimakkaasti roudanmuodostuksessa kuin hienojakoisilla
26 24 mailla. Sulfaattimaiden kivennäisaine voi vaihdella HHt lajitteesta savekseen. Syvälle alle salaojasyvyyden haljenneilla pohjamailla voidaan säädöllä varastoida runsaasti vettä potentiaalisesti happaman sulfaattimaan (sulfidikerroksen päälle) ja estää sen lisähapettuminen niin kesällä kuin talven aikanakin. Kun etäisyys salaojasyvyydestä sulfidikerrokseen on pieni, on padotuksen säätö ja säätökastelu edellistä tarkempaa. Säätösalaojituksen hyödystä pintaveden laadulle ei ole vielä laajempaa seurantatietoa. Jotta säätösalaojituksesta olisi etua vesien laadulle, tulisi sen kattaa valtaosa valuma-alueen sulfidipitoisista pelloista. Äärimmäisen kuivina kesinä säädöillä ei pystytä estämään syvempien maakerrosten hapettumista, mutta keskimääräisinä vuosina menetelmästä voisi olla apua pintavesien tilan parantamiseksi. Oikein toimiessaan säätösalaojat vähentävät myös pellolta huuhtoutuvien ravinteiden määrää ja vähentävät lannoituksen tarvetta. Säätösalaojituksen arvellaan pystyvän myös lieventämään valuma-aluekohtaisia tulvia ja vähän veden ajanjaksoja. (Uusi-Kämppä ym ) Ilmastonmuutoksen myötä mahdollisten voimakkaampien tulvien ja kuivuusjaksojen myötä toimivalla säätösalaojituksella voi olla useita hyötyjä sekä viljelijälle että ympäristölle. Pohjaveden pysymistä riittävän korkealla tasolla voidaan tehostaa pumppaamalla salaojastoon lisää vettä. Tätä ns. säätökastelua varten tarvittava salaojitus on toimintaperiaatteiltaan samanlainen kuin säätösalaojitus. Lisävettä voidaan johtaa salaojaverkostoon joko veden luontaista virtausta hyödyntäen tai pumppaamalla. Kasteluun käytettävää vettä voidaan kerätä pellolta purkautuvia vesiä varastoimalla, josta vesi pumpataan tarvittaessa takaisin salaojaverkostoon. (Pajula & Järvenpää 2007) Kuivien kesien aikana varastoitua vettä ei välttämättä riitä koko kasvukauden ajalle ja pumppaamisesta tulee viljelijälle lisäkustannuksia. Esimerkiksi Catermass-hankkeen koekentällä Söderfjärdenissä lisäveden pumppaamisesta aiheutunut vuosikustannus ilman pumpun hankintaa oli /ha pumpattavasta vesimäärästä riippuen (Uusi-Kämppä ym. 2013). MTT on testannut Ruukin koekentällä perinteisen salaojituksen, säätösalaojituksen ja säätö kastelun toimivuutta happaman valuman ehkäisyssä. Kokeiden perusteella säätökastelu on pitänyt ojavesien ph-arvon hieman pelkkää säätösalaojitusta korkeammalla (Suomela 2012). Salaojakastelu on kuitenkin menetelmänä työläs ja vaatii useimmiten pumpun ja virtalähteen pumpulle, joten sen laajamittaista käyttöönottoa ei pidetä todennäköisenä. Ongelmallisimmilla alueilla, kuten rannikon alavilla pengerrysalueilla, menetelmä voi silti olla harkinnan arvoinen (Happamien sulfaattimaiden 2011).
27 25 Säätökastelua ja kuivatusvesien kierrätystä eli altakastelua pidetään oikein toteutettuina hyvinä menetelminä hallita happamia valumavesiä. Happamien sulfaattimaiden riskialueilla, joita ei vielä ole salaojitettu, avo-ojituksen säilyttäminen on happamuuden hallinnan kannalta suositeltava ratkaisu, sillä avoojitetuilla pelloilla pohjaveden pinta pysyy luonnostaan korkeammalla. Kastelua voidaan toteuttaa myös avo-ojitetuilla pelloilla, jolloin ojiin rakennetaan kastelua varten tarvittavat padotusjärjestelmät. (Happamien sulfaattimaiden 2011.) Sulfaattimaiden kivennäisaines voi sisältää eri määräsuhteissa savesta, hiesua tai hienoa hietaa. Kuivuessaan tällaisella liejupitoisilla sulfaattimailla muodostuu runsaasti pysyviä halkeamia, jotka helpottavat veden virtausta, eli maa niin sanotusti urpaantuu. Nämä halkeamat eivät tartu maan uudelleen kostuessa umpeen kuten tavallisilla savimailla, siksi halkeillut maa johtaa vettä hyvin. Aiemmin salaojien ojavälisuositus oli kivennäisaineksen, liejun ja halkeilun määrästä riippuen m. Nykyisin urpaantuneilla mailla ojavälisuositus on m. Monella sulfaattimaalla halkeamat ulottuvat salaojasyvyyttä alemmaksi ja siksi niillä säätösalaojituksen ja -kastelun vedentarve on suuri ja vaikutus on heikko runsaan ohivirtauksen vuoksi. Pohjavedenpinnan alapuolella maa on kuitenkin lähes vettä läpäisemätöntä. Tällaisiin kohteisiin on kehitetty Catermass-hankkeessa ohivirtausta estävää muovisulkua (kuva 2). Catermass-hankkeessa on tehty Söderfjärdenin koekentälle pilottikokeiluna muovikalvon asennus peltolohkon valtaojan varteen, jonka tarkoituksena on pidättää vettä peltolohkolla myös kuivina kausina. Menetelmän periaatteena on, että reunaojien läheinen maa kuivuu helpommin kuin lohkon keskiosa, jolloin muovikalvolla saataisiin estettyä pellon reunamaiden hapettuminen (Rosendahl 2014). Riittävän syvälle kaivetun reunamuovin tarkoitus on ylläpitää vedenpinnan korkeus muovitetun alueen sisällä kuin uima-altaassa. Kalvon sijoittamiseen tarvitaan erityinen salaojitusvaunuun lisättävä laite, jolla saadaan asennettua muovikalvo salaojakaivannon reunaan siten, että se ei ruttaannu kaivannon pohjalle. Muovikalvon materiaali- ja sijoituskustannus on noin 5 / juoksumetri (Uusi Kämppä ym. 2013). Muovikalvojen toimintaa Söderfjärdenillä seurataan edelleen BEFCASS -hankkeessa. Useihin Pohjanlahden jokivesistöihin on rakennettu tulvapenkereitä kuten mm. Ilmajoella Kyrönjokeen Tieksin ja Rintalan alueilla. Kyseisillä alueilla on myös eristysojia, joilla yläpuoliset vedet kierrätetään alapuoliseen vesistöön siten, että niitä ei tarvitse pumpata. Näitä vesiä olisi ehkä mahdollista käyttää tehokkaasti säätökasteluun suunnittelemalla laajoja korkeusvyöhykkeittäin olevia säätöalueita joko valtaojapadotuksella, jolloin ei tarvita muovitusta, tai säätökaivojen ja tarvittaessa muovituksen avulla.
28 26 Kuva 2. Reunamuovin tarkoitus on ylläpitää pohjavesi riittävän korkealla ojan vierustan helpommin kuivuvalla alueella (Kuva Heikki Harmanen) Olemassa olevia pumppaamoja voisi ehkä myös hyödyntää veden pumppaamisessa alueen eri korkeusvyöhykkeille. Esimerkiksi laajojen tilusjärjestelyiden yhteydessä tällaiset mahdollisuudet olisi hyvä selvittää. 5.2 Muita keinoja vähentää pelloilta tulevaa hapanta valumaa Eräs keino neutraloida happamia valumavesiä on yhdistää säätösalaojitukseen kalkkisuodin. Helpointa tämä on toteuttaa uusia salaojia kaivettaessa. Kalkkisuodinojituksessa kaivantoon lisätään poltettua kalkkia noin 3 10 % täyttömaasta, jolloin salaojaputkeen valuva vesi neutraloituu ja maan vedenläpäisevyys paranee (Happamien sulfaattimaiden 2011). Säätökaivoilla saadaan lisättyä kalkkisuodinojan tehokasta toiminta-aikaa, joka olisi vain muutamia vuosia ilman säätömahdollisuutta. Menetelmä on melko lyhytaikainen jatkuvassa käytössä tai voimakkaan happamassa maassa, jossa metallit ovat helppoliukoisessa muo-
29 27 dossa. Etelä-Pohjanmaalla kalkkisuodinojien asentamiseen on edellisellä EU:n ohjelmakaudella myönnetty tukea Lapväärtinjoen ja Ähtävänjoen jokilaaksojen happamille sulfaattimaille (Väisänen 2014). Kalkkisuotimia on kokeiltu myös SuHe-hankkeella turvekenttien avo-ojissa. Näiden ongelmana oli pohjapatojen nopea tukkeutuminen mm. metallien saostuessa niihin. (Hadzic ym ) Maatalouden monivaikutteisten kosteikkojen tarkoituksena on yleensä vähentää maataloudesta tulevaa ravinnekuormitusta, mutta kosteikot sopivat myös happamien sulfaattimaiden pitämiseen vedellä kyllästettynä. Happamien sulfaattimaiden esiintymisalueelle Selkä- ja Perämereen laskevien jokien valuma-alueille on kuluvalla EU-ohjelmakaudella saanut ei-tuotannollista investointitukea. Kosteikko perustetaan ensisijaisesti patoamalla luontaisiin notko- ja painannepaikkoihin, tulva-alueille tai pengerretyille kuivatusalueille. (Monivaikutteisen kosteikon perustaminen 2012.) Kaikkein hankalimmilla alueilla happamuuden hallintakeinoja ovat kuivatuksesta luopuminen ja maiden käyttö esimerkiksi laitumina (kuvio 2). Nykyisessä tukijärjestelmässä ei ole tukea, joka voitaisiin suunnata riskialttiimpien alueiden peltojen käyttötapojen muuttamiseen tai pienempää kuivatussyvyyttä vaativien kasvien viljelyyn, mutta uuden ohjelmakauden luonnokseen on ympäristökorvauksen piiriin kirjattu happamien sulfaattimaiden nurmiviljely. (Esitys Manner- Suomen maaseudun kehittämisohjelmaksi , 2014). Kuivatuksen huomattavalla vähentämisellä on suuri vaikutus maatalouden harjoittamiseen ja tuotannon kannattavuuteen, joten nämä toimenpiteet tulisi kohdistaa vain kaikkein ongelmallisimmille alueille (Yli-Halla 2010). Hapan sulfaattimaa Sulfidit lähellä maan pintaa < 1,5 m Sulfidit syvemmällä maakerroksissa Alueen poisto viljelystä tai pienempää kuivatussyvyyttä vaativien kasvien viljely Säätösalaojituksen, säätökastelu ja vastaavien menetelmien käyttö Kuvio 2. Sulfaattimaiden huomioiminen viljelyssä Nuotion (2009) mukaan. Kaikki edellä mainitut toimet vaativat tilakohtaista suunnittelua tilan tuotantosuunta huomioiden sekä tukijärjestelmien kehittämistä. Mainituista keinoista nykyisellä tekniikalla käyttökelpoisin ja kustannustehokkain ratkaisu lienee säätösalaojitus (taulukko 4). Säätösalaojitus sellaisenaan ei vielä riitä, vaan säädöt vaativat huolellista hoitoa, jotta pellon vesitalous pysyisi kunnossa vuoden ympäri. Tilatasolla toimenpiteitä tulisi kohdentaa kustannustehokkaasti
30 28 kaikkein kuormittavimmille lohkoille (Happamien sulfaattimaiden 2011). Tilan tuotantosuunnasta riippuen ongelmallisimmat lohkot voidaan siirtää pysyvästi nurmen viljelyyn tai laitumeksi. Taulukko 4. Arvio happamien sulfaattimaiden happamuuden hallinnan toimenpiteistä maataloudessa Happamien sulfaattimaiden (2011) mukaan. Toimenpide Toteuttamiskustannukset (mahd. tuki?) Tehokkuus happamuuden torjunnassa Säätösalaojitus Melko kallis Melko tehokas, osin epävarma 1) Säätökastelu ja kuivatusvesien kierrätys Pohjapadot, kosteikot ja ojituksen vesiensuojelurakenteet Viljelykasvin muutos ja kuivatussyvyyden vähentäminen Kalkkisuodinojat (myös säätösalaojituksessa) Melko kallis Melko tehokas, osin epävarma 1) Suositeltavuus vesien happamuuden torjunnassa Suositeltava Suositeltava Melko kallis Tehokas Suositeltava Edullinen 2) Hyvin tehokas Suositeltava Kallis Melko tehokas, osin epävarma 3) Edellyttää lisätietoa Anaerobiset pohjapadot Hyvin kallis Epävarma Ei suositella 1) mailla, joissa sulfidikerrokset ovat melko syvällä 2) yksittäiselle toiminnanharjoittajalle voi aiheutua huomattavia kustannuksia 3) vaikutus lyhytaikainen
31 29 6 TILUSJÄRJESTELYÄ KOSKEVAT OHJEET JA SUOSITUKSET Tilusjärjestelyillä pyritään korjaamaan nykyistä, paikoittain hyvinkin pirstoutunutta tilusrakennetta vaihtamalla tiluksia maanomistajien kesken. Arviolta yli 30 prosenttia maatilojen peruslohkoista on kooltaan alle kahden hehtaarin suuruisia ja laajenevien maatilojen hallintaan tulevat uudet lohkot sijoittuvat kauemmaksi tilakeskuksesta. Jotta tilakoon kasvulla saataisiin tuotannollisia etuja, tulisi peltolohkojen olla riittävän isokokoisia. Pienten lohkojen ojat vaativat usein kunnostusta ja salaojitusta, jotta ne soveltuisivat paremmin nykyisiin viljelymenetelmiin. (Tilusjärjestely 2014.) Tilusjärjestelyitä haetaan maanmittaustoimistoista ja niihin on saatavissa tukea Maa- ja metsätalousministeriön kautta. Maanomistajien aloitteesta tehty tilusjärjestely alkaa ottamalla yhteyttä oman alueen maanmittauslaitokseen. Maanmittauslaitoksella laaditaan tarveselvitys ja mikäli kannatusta löytyy, tilusjärjestelyhanke voidaan aloittaa. Tilusjärjestelyille on kysyntää erityisesti Pohjanmaalla, jossa happamat sulfaattimaat suurelta osin sijaitsevat. (Nuotio ym ) Tilusjärjestelyiden tuissa ei ole tähän mennessä erikseen huomioitu ympäristön suojeluun tai hoitoon liittyviä tehtäviä. Happamien sulfaattimaiden hallintaa koskevassa työryhmän mietinnössä ehdotetaan tilusjärjestelyiden tukemissäädöksissä huomioitavan vesiensuojelun näkökohdat maankuivatustoiminnan kanssa sulfaattimaiden alueilla (Nuotio ym. 2009). Tilusjärjestelyiden yhteydessä tehtävissä perusparannustoimenpiteissä usein kaivetaan uusia valtaojia ja uusitaan tai asennetaan salaojia, jolloin toimenpiteiden vesiensuojelullinen näkökulma on erityisen tärkeää.
32 30 7 HAPPAMIEN SULFAATTIMAIDEN HUOMIOIMINEN TILUS- JÄRJESTELYISSÄ HAASTATTELUSELVITYS Yli-Halla (2010) on arvioinut korkean riskiluokan maatalous- tai metsäalueiden käytön muutoksen aiheuttavan merkittäviä sosio-ekonomisia vaikutuksia tilatasolla. Alueellisella tasolla Suomelan (2014) selvityksen mukaan sulfaattimaille suunnitelluilla toimenpiteillä tulisi olemaan vaikutuksia Pohjois-Pohjanmaan maa- ja metsätaloustuotannolle. Kaikkiaan sulfaattimaiden sosiaalisia ja taloudellisia vaikutuksia on tutkittu maassamme vasta vähän ja lisätietoa tarvitaan. Hydro-Pohjanmaa -hankkeella tehdyn haastattelun tavoitteena oli selvittää, miten happamia sulfaattimaita huomioidaan vai huomioidaanko lainkaan tilusjärjestelyjä (uusjakoa) tehtäessä. Lisäksi tavoitteena oli löytää ratkaisuja tilusjakohankkeiden toteuttamiselle sulfaattimaiden alueilla. 7.1 Tutkimusalueet Tutkimusalueeksi valikoitui kolme tilusjärjestelyaluetta, jolla toimitus on menossa eri vaiheissa. Pohjois-Pohjanmaalla Siikajoella sijaitsevan Karinkannan uusjako (TN ) on saatu päätökseen tammikuussa Etelä-Pohjanmaalla tilusjärjestelyt ovat meneillään Jalasjärven Luopajärvellä (TN ) ja Ilmajoella tilusjakoalueen maanviljelijöiden halukkuutta tilusjärjestelyihin selvitetään parhaillaan. Luopajärvi Luopajärven kylä sijaitsee Etelä-Pohjanmaalla noin 10 km Jalasjärven keskustaajamasta pohjoiseen. Luopajärvi oli 1700-luvulla Kyrönjoen alueen suurin järvi, joka on asteittaisten järvenlaskujen avulla muutettu kokonaan viljelyalueeksi (Luopajärven kesätulvien torjunta 2013). Luopajärvi sijaitsee Litorinameren ylimmällä rantaviivalla, jossa happamia sulfaattimaita esiintyy paikoitellen. Erityisen happamia alueita sisämaassa ovat ns. järvikuiviot eli vanhat kuivatetut järvet, jollainen Luopajärvikin on. Maan painuminen järvikuivion alueella on todennäköisesti osaltaan lisännyt pohjamaasta lähtöisin olevaa rikkiyhdisteiden ja happamuuden nousua muokkauskerrokseen. Geologian tutkimuskeskuksen kartoituksen perusteella Luopajärven järvikuivion alueella on havaittu potentiaalisia happamia sulfaattimaita (kuvio 3). Kartoitetut alueet löytyvät Geologian tutkimuskeskuksen karttapalvelusta
33 31 Kuvio 3. Luopajärven kartoituspisteet. Punaisella merkityissä pisteissä on kairausnäytteessä ollut sulfaattimaata. Geologian tutkimuskeskus Luopajärven tilusjärjestelyalueen kohteena on Luopajärven kylän viljelysalueet ja erityisesti vanha järvikuivio. Jakoalueen pinta-ala on noin 2500 hehtaaria ja toimituksessa on asianosaisena noin 160 viljelmää. Hankkeen edellytys- ja laajuuspäätös tehtiin toukokuussa 2006 ja hanke on edelleen käynnissä vuonna (Luopajärven tilusjärjestelyhanke.) Karinkanta Karinkannan kylä sijaitsee Pohjois-Pohjanmaalla noin 10 km Siikajoen kylältä koilliseen. Karinkanta on lähellä merenrantaa, jossa maankohoamisen seurauksena paljastuu uutta potentiaalisesti hapanta sulfaattimaata. Karinkannan alueella tehdyn kartoituksen perusteella tilusjakoalueella on potentiaalisia happamia sulfaattimaita (kuvio 4). Karinkannan tilusjakoalueen kokonaispintaala on noin 4670 ha, josta viljelysmaata on 1500 ha. Toimituksessa on noin 480 asianosaista. Alueen palstat vaihtuivat lokakuussa 2011 ja saman vuoden syksyllä valmistuivat valta- ja salaojahankkeet. Toimitus lopetettiin tammikuussa (Karinkannan uusjako.)
34 32 Kuvio 4. Karinkannan kartoituspisteet. Geologian tutkimuskeskus Ilmajoen tilusjakoalue Ilmajoen tilusjärjestely on vasta alkuvaiheessa. Keväällä 2014 mahdollisen tilusjärjestelyalueen maanomistajilta on kyselty halukkuutta tilusjärjestelyihin. Henkilökohtaisissa tapaamisissa maanomistajat ovat saaneet tutustua ehdotettuun maanjakoon kartalta. Jakoalueen pinta-ala on noin 1200 hehtaaria ja GTK:n tekemän kartoituksen perusteella alueella on potentiaalisia happamia sulfaattimaita (kuvio 5).
35 33 Kuvio 5. Ilmajoen kartoituspisteet. Geologian tutkimuskeskus 7.2 Haastattelut Selvityksen kohderyhmä oli tilusjärjestelyihin osallistuneet maanomistajat, ojitussuunnittelijat ja -urakoijat sekä Etelä- ja Pohjois-Pohjanmaan Ely-keskusten lupaviranomaiset. Lisäksi Maanmittauslaitoksen toimitusinsinööreille lähetettiin verkkopohjainen (Webropol) kysely. Ilmajoen tilusjärjestelyalueen ja Maanmittauslaitoksen selvityksen teki Juha Tuorila, Luopajärven ja Karinkannan alueen haastattelut sekä suunnittelijoiden, urakoijien ja lupaviranomaisten haastattelut teki Anna Saarela. Haastattelut tehtiin keväällä Eri alueiden maanomistajien vastaukset olivat samansuuntaisia, joten haastatteluja tarkasteltaessa eri alueilta saatuja vastauksia on yhdistetty. Jos eri ryhmien vastausten erittely on nähty tarkoituksenmukaiseksi, näkyvät ne kuvassa omana osuutenaan. Luopajärven järvikuivion alueella on maanomistajia 45 henkilöä, joista haastateltaviksi poimittiin 10 viljelijää satunnaisotannan perusteella. Karinkannan tilusjakoalueelta haastateltiin 8 uusjakoalueen viljelijää. Maanomistajien yhteystiedot saatiin Maanmittauslaitoksen ylläpitämästä kiinteistörekisteristä. Ennen haastatteluja Luopajärven alueen maanomistajille lähetettiin opasmateriaalia happamiin sulfaattimaihin liittyen sekä lyhyt saatekirje mahdollisuudesta osallistua haastattelututkimukseen (liite 1). Ennakkoon lähetetyn kirjeen tarkoituksena oli antaa etukäteistietoa aiheeseen liittyen, jolloin vastaajat saataisiin paremmin sitoutettua ja motivoitua vastaamaan kyselyyn. Saatekirjeen perusteella tuli muutama yhteydenotto, jossa viljelijä ei halunnut osallistua tutkimukseen viljelyn lopettamisen tai muun syyn perusteella. Saatekirje oli myös monella jäänyt