Viherkesanto maatalousmaan ravinnekuormituksen hallinnassa muuttuvissa ilmasto-oloissa

Kirjoittajat

• Kirsti Granlund Suomen ympäristökeskus, PL 140, 00251 Helsinki
• Pirjo Peltonen-Sainio Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 31600, Jokioinen
• Kaija Hakala Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 31600, Jokioinen
• Markku Puustinen Suomen ympäristökeskus, PL 140, 00251 Helsinki

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.76887

Avainsanat:

maatalous, typpi, ilmastonmuutos, valuma-alue, mallinnus, viherkesannointi

Abstrakti

Ilmaston lämpeneminen ja sademäärän ennustettu kasvu tulevaisuudessa voivat lisätä ravinteiden
huuhtoutumista maatalousmaalta. INCA-N typpimallia (Integrated Nutrients from Catchments – Nitrogen
model) sovellettiin Savijoen maatalousvaltaisella tutkimusvaluma-alueella ILMASOPUtutkimusprojektissa
(katso www.mtt.fi, Tutkimus-Hankehaku-ILMASOPU). Malli laskee veden virtauksen
sekä epäorgaanisen typen prosessit maaperässä ja jokivedessä. Tutkimuksen tavoitteena oli
selvittää mallintamisen keinoin 1) miten ilmastonmuutos vaikuttaa maatalousmaan typpihuuhtoutumaan
viljelytoimenpiteiden jatkuessa muuttumattomina ja 2) missä määrin peltomaan viherkesannointi
vähentää valuma-alueen typpikuormaa nykyilmastossa sekä muuttuneissa ilmasto-oloissa neljän erilaisen
ilmastoskenaarion perusteella. Savijoki (pinta-ala 15 km2) edustaa Lounais-Suomen tehokkaasti
viljeltyjä viljantuotantoalueita.
INCA-N mallin hydrologinen osio on aiemmin kalibroitu jaksolle 1981–2000. Tässä tutkimuksessa
mallin uusin versio kalibroitiin jaksolla 2004–2007 ja mallia testattiin jaksolla 2000–2003. Mallin
kalibroinnissa käytettiin vertailutietoina Savijoessa mitattuja virtaama-arvoja sekä nitraatti- ja ammoniumtyppipitoisuuksia.
Mallilla lasketut ja havaitut epäorgaanisen typen pitoisuudet Savijoessa
vastasivat keskimäärin hyvin toisiaan kalibrointi- ja testausjaksoilla. Käytetyt ilmastoskenaariot edustavat
jaksoa 2071–2100 ja niiden mukaan vuoden keskilämpötila nousisi 2.8–4.7 ºC ja sadanta kasvaisi
10.1–23.6 %. Skenaarioiden mukainen lämpötilan kohoaminen ja sadannan lisääntyminen erityisesti
talvella vaikutti voimakkaasti mallinnettuun lumipeitteen ja valunnan jakautumiseen Savijoella. Myöhäissyksyn
ja talven valunta lisääntyi huomattavasti korvaten nykyisen lumen sulamisesta aiheutuvan
kevätvaluntapiikin.
Viljelytoimenpiteiden jatkuminen muuttumattomina tulevissa ilmasto-oloissa aiheutti valumaalueen
typpikuorman kasvun n. 46 %:lla (vaihteluväli eri skenaarioilla 29–64 %). Huuhtoutuma lisääntyi
erityisesti marraskuun ja helmikuun välisellä jaksolla. Huuhtoutuman kasvu johtui mineralisaation
kiihtymisestä ja valunnan lisääntymisestä kasvukauden ulkopuolella. Mallitulosten mukaan koko peltoalueen
viherkesannointi vähentää valuma-alueen epäorgaanisen typen kuormaa nykyilmastossa n. 50
%. Tulevaisuuden ilmastossa vähenemä olisi keskimäärin vain 26 % nykytilan kuormaan verrattuna.
Simuloinneissa viherkesantokasvuston typenotto kasvoi keskimäärin 26 % nykytilaan verrattuna. Valunnan
ja osittain typen mineralisaation lisääntyminen talvikaudella kuitenkin heikensi viherkesannon
kykyä vähentää typpikuormitusta.
Peltomaan vesitalouden hallintaan on tulevaisuudessa kiinnitettävä entistä enemmän huomiota.
Maatalouden typpikuormituksen vähentäminen ilmaston muuttuessa voi vaikeutua entisestään lounaisilla
viljelyalueilla, jotka nykyisin kuormittavat Saaristomerta. Intensiivisen maanmuokkauksen korvaaminen
pysyvän kasvipeitteen kaltaisilla vaihtoehdoilla on keskeinen toimenpide kuormitusherkillä
alueilla.