Korkeampi pohjaveden pinta ratkaisu happamien sulfaattimaiden päästöille?

Authors

• Jaana Uusi-Kämppä MTT, Kasvintuotannon tutkimus, 31600 Jokioinen
• Kari Ylivainio MTT, Kasvintuotannon tutkimus, 31600 Jokioinen
• Kristiina Regina MTT, Kasvintuotannon tutkimus, 31600 Jokioinen
• Peter Österholm Åbo Akademi, Geologi och mineralogi, Tuomiokirkontori 1, 20500 Turku
• Rainer Rosendahl ProAgria Österbottens Svenska Lantbrukssälskap, Handelsesplanaden 16D, 65100 Vaasa
• Vincent Westberg Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus, PL 262, 65101 Vaasa
• Merja Mäensivu Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus, PL 262, 65101 Vaasa
• Seija Virtanen Helsingin yliopisto, Maaperä- ja ympäristötiede, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto
• Markku Yli-Halla Helsingin yliopisto, Maaperä- ja ympäristötiede, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto
• Eila Turtola MTT, Kasvintuotannon tutkimus, 31600 Jokioinen

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.75659

Keywords:

hapan sulfaattimaa, pH, pohjavedenkorkeus, huuhtoutuminen, typpi, metallit, kasvihuonekaasupäästöt

Abstract

Rannikkoalueidemme sulfidipitoiset maat ovat muinaiseen Itämereen kerrostuneita sedimenttejä. Meren pohjan hapettomiin oloihin vajonneesta kasvijätteestä ja meriveden sulfaatista syntyi bakteeritoiminnan ansiosta rikkiyhdisteitä, joista on muodostunut sulfidisavikerrostumia. Jos sulfidikerrostuma hapettuu, syntyy rikkihappoa, joka happamoittaa sekä maan että valumaveden, ja seurauksena voi olla esim. kalakuolemia. Happamuusongelman syntymistä on pyritty välttämään pitämällä sulfidisavet pohjaveden peitossa. Tasaisilla peltomailla pohjaveden korkeutta voidaan säätää säästösalaojituksen avulla. Säätösalaojituksessa pohjaveden korkeuden säätöä voitaneen tehostaa myös asentamalla pellon reunaan muovikalvo, joka estää veden valumista pellolta, sekä pumppaamalla salaojiin lisävettä. Söderfjärdenin pilottikentällä (18,5 ha) Vaasassa on seurattu kesäkuusta 2010 lähtien kolmea erilaista salaojitusta: 1) säätösalaojitus ja lisäveden pumppaus, 2) säätösalaojitus ja 3) normaali salaojitus. Tavoitteena on selvittää eri salaojitusmenetelmien vaikutuksia sulfidisaven hapettumiseen ja siitä aiheutuvaan happamuusongelmaan. Kentällä mitattiin mm. pohjaveden korkeus sekä salaojaveden pH, asiditeetti, sulfaatti- ja typpipitoisuudet, kasvihuonekaasupäästöjä (CO₂ ja N₂O) sekä maan ja kasvien ravinne- sekä metallipitoisuuksia.
Säätösalaojitus yhdistettynä lisäveden pumppaamiseen piti pohjaveden pinnan sulfidikerroksen yläpuolella melkein koko viljelylohkolla ympäri vuoden. Ainoastaan lohkon yläosassa elokuun lopulla sulfidisavea oli hapettumiselle alttiina. Suurin sulfidien hapettumisriski oli normaalissa salaojituksessa. Salaojavesissä ei kuitenkaan havaittu eroja eri ojitusmenetelmien välillä. Sen sijaan vuodenaika vaikutti vedenlaatuun. Salaojaveden alhaisimmat pH-luvut (3,8–4,1) ja suurimmat asiditeetit sekä sulfaatti- ja kokonaistyppipitoisuudet mitattiin syksyllä. Salaojaveden typpi oli pääasiassa nitraattimuodossa (6,7–31 mg l^-1). Kokonaisfosforipitoisuus (< 0,07 mg l^-1) oli pienempi kuin yleensä viljelysmailla. Kaikkien koejäsenien kasvihuonekaasupäästöistä typpioksiduuliemissiot (N₂O) olivat suuremmat kuin eloperäisillä mailla, joilla yleensä esiintyy suuria päästöjä.
Viljelymaan ja viljelykasvien ravinnepitoisuudet vastasivat tavanomaisilta mailta mitattuja pitoisuuksia. Vaikka viljelymaan happamuus liuottaa metalleja maaperästä, ohran jyvistä ja oljista mitatut raskasmetallipitoisuudet eivät olleet epätavallisen suuria eivätkä ylittäneet terveydelle haitallisia raja-arvoja. Viljelijöiden mukaan säätösalaojitus yhdistettynä muovikalvon asentamiseen ja lisäveden pumppaamiseen on toiminut hyvin.
Säätösalaojitus yhdistettynä lisäveden pumppaukseen näyttää alustavien tulosten mukaan pitävän pohjaveden korkeuden riittävän korkealla, jotta sulfidien hapettuminen kasvukauden aikana estyy. Toistaiseksi pohjaveden korkeudella ei todettu olevan vaikutusta valumaveden tai kasvien ravinne- ja metallipitoisuuksiin. Seuranta jatkuu vielä vuoden 2012.