Jatkuvatoiminen ravinnekuormituksen seurantaverkosto Kirmanjärven valuma-alueella

Kirjoittajat

• Mari Räty
• Kirsi Järvenranta
• Perttu Virkajärvi Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT, Kotieläintuotannon tutkimus, Halolantie 31 A, 71750 Maaninka
• Erkki Saarijärvi Vesi-Eko Oy Water-Eco Ltd, Yrittäjäntie 12, 70150 Kuopio
• Hanna Kröger Savonia-ammattikorkeakoulu, Ympäristötekniikka, PL 6 (Microkatu 1), 70201 Kuopio

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.75299

Avainsanat:

fosfori, typpi, hajakuormitus, jatkuvatoiminen veden laadun seuranta, valuma-alue, nurmenviljely, sisävesistöt

Abstrakti

Valuma-alueen maankäyttömuodot ja viljelykäytännöt vaikuttavat fosforikuormituksen määrään ja laatuun. Nurmelle pintaan levitetty lannoitefosfori ja lietelanta kerryttävät huuhtoumalle altista fosforia maan pintakerrokseen. Nurmialueilta pintavesiin huuhtoutuvasta fosforista valtaosa on liukoista, leville suoraan käyttökelpoisena pidettyä fosforia. Suomen peltoalasta yli kolmannes on nurmia, joten niiden ravinnekuormituksen tunteminen on tärkeää vesiensuojelun kannalta. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää nurmenviljelyalueelta tulevan kuormituksen määrä ja dynamiikka pienen valuma-aluetason mittakaavassa. MTT Maaninka perusti vuonna 2010 valuma-aluetason automaattisen ja jatkuvatoimisen ravinnekuormituksen seurantaverkoston Pohjois-Savoon Kirmanjärvelle. Tutkimusvaluma-alueen (3,0 km2) peltoprosentti on 32, metsän osuuden ollessa 50 % ja soiden 18 %. Nurmien osuus peltoalasta on merkittävä. Vallitseva maalaji on hiekkamoreeni, mutta pellot ovat hienojakoisia lajittuneita kivennäismaita. Seurantaverkosto koostuu viidestä eri mittauspisteestä, joista jokainen sisältää ohjelmoitavan näytteenotto- ja virtaamamittauslaitteiston. Seuranta-alueet, joiden ojissa mittauspisteet sijaitsevat, vaihtelevat maankäytöltään peltovaltaisesta (pelto-% 100) metsävaltaiseen (metsä-% lähes 100). Valuma-alueella sijaitsee kosteikko (1,7 ha; kosteikko/valuma-alue -suhde 1,7 %), jota on kunnostettu paikallisen metsästysseuran toimesta. Kaksi mittauspisteistä sijaitsee kosteikkoon laskevissa ojissa ja yksi on välittömästi kosteikon alapuolella, joten kosteikkoon tulevan ja sieltä lähtevän veden laatua voidaan seurata. Virtaama lasketaan paineantureiden ja V-mittapadosta saatavien vedenkorkeustietojen avulla tai mitataan akustisella virtaamamittarilla. Vesinäytteistä määritetään kokonaisfosfori, liukoinen fosfori, kiintoaines, kokonaistyppi, nitraattityppi, ammoniumtyppi, liukoinen orgaaninen hiili, liukoinen kalsium, pH ja sähkönjohtokyky. Vuonna 2011 sademäärä oli noin 690 mm ja sateisen vuoden 2012 vuosisadanta oli noin 800 mm. Koko tutkimusvaluma-alueella kokonaisfosforin huuhtouma oli keskimäärin 0,6 kg ha^-1 a^-1 ja peltoviljelyalueella 1,0 kg ha^-1 a^-1. Liukoisena oleva fosfori muodosti lähes puolet vesinäytteiden kokonaisfosforista, mutta sen osuus vaihteli paljon näytteenottopisteen ja -ajan suhteen. Metsäalueelta tulevan ojaveden ajoittain korkeat fosforipitoisuudet olivat seurausta pistemäisestä kuormituslähteestä, joka nosti fosforihuuhtoumaa luonnontilaisiin metsäalueisiin verrattuna. Peltoviljelyalueelta tulevan typen kuormitus (26 kg ha^-1 a^-1) oli moninkertainen metsäalueeseen (2,3 kg ha^-1 a^-1) verrattuna. Suurin osa ravinnekuormituksesta syntyy lumen sulamisen aiheuttaman ylivaluman aikana. Virtaama ja ravinnekuormitus vaihtelevat vuositasolla voimakkaasti riippuen etenkin hydrologisista tekijöistä, minkä takia nurmialueilta tulevan kuormituksen luotettava arviointi edellyttää monivuotista seurantatutkimusta.