Naudat ja vesistöjen rehevöityminen – Perttu Virkajärvi, johtava tutkija, Luke

1. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus
Perttu Virkajärvi, Kirsi Järvenranta, Mari Räty
Luke Maaninka
Naudat ja vesistöjen rehevöityminen
ProAgria Etelä-Suomi Avoimet ovet
Lappeenranta 13-11-2019

2. © Luonnonvarakeskus
Luke Kuopion tutkimusten kolme mittakaavaa
© Luke 2
• Tuhansia maa-, kasvi-, lanta- vesinäytteitä
• Jos tulokset ovat yhdensuuntaisia, ne ovat
luotettavia
2016 Maaninka (c) Perttu Virkajärvi, Luke

3. © Luonnonvarakeskus
Fosforin huuhtoutuminen pintavalunnan mukana
• Suurin osa P-kuormituksesta on tullut 2-3 viikon aikana kevään lumien sulamisvesien mukana kun
maa on vielä jäässä. Tilanne on muuttumassa, syksyn ja talven merkitys kasvaa.
• Suurin osa nurmilta tulevasta fosforista on liukoisessa muodossa – eroosiofosfori on yleensä
vähäistä (pl uusimisvuosi)
• Pellon pinnan (0-2; 0-5 cm cm) viljavuus-P, P-lannoitus sekä karjanlannan P vaikuttavat eniten -
myös levitystapa ja –aika
3 20.1.2020

4. © Luonnonvarakeskus
Nautakarjatalouden vesistökuormituksen analyysi
20.1
.202
0
4
Lähtökohta Jos näin niin…
Karjanlanta jakaantuu Suomessa
epätasaisesti
Ravinteet kertyvät karja-alueelle
Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa
typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen
Positiivinen P tase
Nurmelle käytetään paljon ravinteita. Liikaa? Positiivinen ravinnetase
Positiivisen ravinnetaseen vuoksi peltojen P-
luku nousee
Peltojen P luku korkea
karjatalousalueella
Nurmenviljelyssä pintalannoitus Fosfori kumuloituu pellon pintaan
Ravinteiden huuhtoutumisriski korkea,
erityisesti liukoinen P
Ravinnepitoisuus valumavesissä
korkea
Karjatalousalueen pinta- ja pohjavesien
laatu heikko
Erityisesti P, NO3
Karjatalous kuormittaa itämerta Koko reitillä ongelmia, Suomenlahden
itäosa ja Pohjanlahti huonossa tilassa
Miten
lähtökohtaväitteiden
seuraukset havaitaan
käytännössä?

5. 5
Eläinmäärät ja pellon P-luku kunnittain, 2014
Johtopäätös:
Nautakarjatalouden
ravinnekierto on yleisesti
fosforin suhteen
hyväksyttävällä tasolla
Lähteet:
Maataloustilastot 2014,
Kuntien P-luvut: Ylivainio et
al. 2014)
Suuret tilat enemmän eläimiä
ny/ha 0,9 ny/ha (EuroMaito-
hanke; Kajava & Sairanen
2019)

6. © Luonnonvarakeskus
Lietteen syyssijoitus vs kesäsijoitus nurmeen 2011-2016
Luke Kuopio (Räty et al 2018)
Koejäsenet:
40 tn/ha toiselle sadolle
(täydennys SS)
20 tn/ha toiselle sadolle
(täydennys SS) +
20 tn/ha myöhään syksyllä
6 20.1.2020
• Vuonna 2012 sääolosuhteet lisäsivät P:n huuhtoutumista, etenkin syyslevitys
• Vaikka keskimäärin kesä- ja syyslevityksen jälkeen huuhtoutunut
ravinnemäärä ei eronnut toisistaan, myöhään tehtävään lietelannan
levittämiseen liittyy aina sääolosuhteiden tuottama riski.

7. © Luonnonvarakeskus7 20.1.2020
Kirmanjärven osavaluma-alue
Esimerkki valunnan dynamiikasta
Räty et al. 2020 submitted
Kaksi erilaista vuotta – valunta ei ole aina kevätpainotteista
• 2012 lumitalvi, voimakas kevätvalunta, sateinen kesä ja syksy
• 2014 vähänluminen talvi, kuivahko kesä mutta märkä syksy

8. © Luonnonvarakeskus
Kuormitusarviot Kirmanjärveltä 2011-2015
8 20.1.2020
© Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus
• Mittausalueella lypsykarjaa, emolehmiä, sikoja sekä viljanviljelyä (n 1,0 ey/ha) ja
siihen nähden kuormitusarviot ovat maltillisia ( vrt Etelä-Suomi- < 0,1 ey/ha)
• Noin puolet alasta viljanviljelyssä
• Eroosio melko pientä
• Pienellä seuranta-alueella vuosivaihtelu suurta
• Pistekuormitus 12% fosforista
• Miten uudet metsävaltaisten alueiden kuormitusarviot vaikuttavat peltomaan
arvioihin?
Vuosi Valunta Kokonais-P Liukoinen P Partikkeli-P
Liukoisen
P:n osuus
Kokonais-N
Eroosio
(TSS)
mm kg ha-1
yr-1
% kg ha-1
yr-1
2011 241 0.6 0.2 0.4 32 15 287
2012 439 1.1 0.4 0.6 41 30 139
2013 338 0.8 0.3 0.5 41 13 56
2014 249 1.5 0.8 0.7 56 13 48
2015 454 1.2 0.6 0.6 49 23 46
Keskiarvo ± SD 344 ± 101 1.0 ± 0.37 0.5 ± 0.26 0.6 ± 0.12 44 ± 8.8 19 ± 7.2 115 ± 103

9. 9 20.1.2020
Nurmilta tulevan fosforikuormituksen mallintaminen - NURMAP
(Puustinen ym. 2019; data Jokioinen, Toholampi, Maaninka vuodet 1992-2017; n = 56)
Pintavalunnassa huuhtoutuvan fosforin huuhtoutumisriskin
mallintaminen, parametrit :
• Liukoisen P:n konsentraatio =f(Maan pintakerroksen P-
luku, Väkilannoitteen P, Karjanlannan P; Korjaus
syyspintalevitykselle)
• Liukoisen P:n huuhtoutuminen = pintavaluntavalunta ×
Liukoisen P:n konsentraatio
• Partikeli-P huuhtoutuminen = f(Pintavalunta, Karjanlannan
P)
ValidointiSovitus aineistoonKoko mallin rakenne
Huomiota
• Poikkeavat riskivuodet (n=5/56) tarkasteltava erikseen – ei
pystytä mallintamaan toistaiseksi
• Kuormituksen keskimääräinen taso 0,43 kg TOT P /ha/v
matala;
• Lietteen P huuhtoutuu herkemmin kuin lannoite-P
• Eroosion määrä huomattavasti alhaisempi kuin aiemmin
oletettu – TSS ei kuvaa nurmelta tulevan eroosion määrää

10. © Luonnonvarakeskus
Pintavalunnan kokonaisfosforin kuormitusarvio niittonurmilta
vertailu aiempiin arvioihin - karkea vertailu (Puustinen et al. 2019)
10 20.1.2020
Lähde Tausta-aineisto Keskim. Min Max
kg P/ha/vuosi
NURMAP - aineisto Mittaustuloksia valumakentiltä (Pintavalunta) 0.43 0.02 2.73
VIHMA Valuma-aluetason malli (nurmet , ei karjanlantaa) 0.67
Nykyinen
ominaiskuormitusarvio Pienet valuma-alueet Etelä-Suomessa (kaikki pellot) 1.1 0.39 5.37
Kirmanjärven valuma-alue
Pohjois-Savo, voimakas kotieläintuotanto, 100% pelto 1.0 0.6 1.5
Turvemaat (Myllys et al 2020) Tohmajärven huuhtoutumiskenttä 1983-2000 1.5
Ruotsi (Uhlen & Mattson 2003) Seurannat/tutkimukset 0.31
ConsEnv (Saarinen ym. 2011) Malli (nurmille, joilla käytetään karjanlantaa) 1.03
• Luvut perustuvat eri menetelmiin, alueisiin ja viljelytekniikoihin, joten suora vertailu on vaikeaa
• Kuormitus on pienempää kuin aiemmin julkaistu Suomessa ja nyt samalla tasolla kuin Ruotsissa
• Tämä tutkimus ei muuta yleiskeskiarvoa 1,1 vaan tarkentaa kuormitusta nurmien osalta
• NURMAP- laskentatyökalu soveltuu kivennäismaiden niittonurmille pintavalunnan P-kuormituksen arviointiin

11. © Luonnonvarakeskus
Lyhyt yhteenveto uusista Ylä-Savon vesistötutkimuksista
11 20.1.2020
• Päätutkijat : M. Tammelin TY, & T
Kauppila GTK
• Piileväfossiili mallinnus (noin 50
järveä)

12. © Luonnonvarakeskus12 20.1.2020
• “luontaisesti rehevät järvet yleisempiä kuin ajateltu…”
• “…niitä esiintyy sellaisilla valuma-alueilla joita luonnehtivat hienoaines ja orgaaniset sedimentit
sisältäen hienoaines- moreenin”
• ”kaikki kolme [tutkittua] järveä ovat olleet reheviä tuhansia vuosia” (Näläntö, Saarisjärvi , Porovesi)
Lyhyt yhteenveto uusista Ylä-Savon vesistötutkimuksista 2
Tammelin 2019
Myös ihmistoiminta
rehevöittänyt - matalat,
luontaisesti ravinteikkaat
järvet”

13. © Luonnonvarakeskus
Fosforin pidättyminen järviketjussa (esimerkkinä Kirmanjärvi)
Kuormitus 15 kg P/v
Poistuma 8 kg P/v
Pidättymä 46 %
Kuormitus 8 + 188 = 196 kg P/v
Pidättymä 66 %
Kuormitus 66 + 125 = 192 kg P/v
Pidättymä 18 %
Kuormitus 157 + 368 = 525 kg P/v
Pidättymä 61 %
Kuormitus 1093 kg P/v
Poistuma 240 kg P/v
Pidättymä 78 %
Kuormitus 203 + 397 = 600 kg P/v
Pidättymä 60 %
Lähde: J. Koski-Vähälä, Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistysry.
Tilakohtaistenvesiensuojelu-toimenpiteidenvaikutukset Pohjois-SavonYTR:n kokous, 26.8.2015,
• Vähennystoimenpiteet näkyvät
eniten lähimmässä vesistössä
• Kirmanjärven sisäinen kuormitus
70% koko kuormituksesta

14. © Luonnonvarakeskus
Milk
Itämeren kuormitus – Yhteys nautakarjatalouteen?
Räike ym. 2019 . Ambio49:460-474
14 20.1.2020
P N

15. 20.1
.202
0
15
Lähtökohta Seuraus Havainto
Karjanlanta jakaantuu Suomessa
epätasaisesti
Ravinteet kertyvät karja-
alueelle
Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti, mutta lannan P ei vain
nautojen mukaan
Karjanlannassa liikaa fosforia
suhteessa typpeen verrattuna kasvien
tarpeeseen
Positiivinen P tase Nautakarjan lannan N:P suhde ei kovin kaukana optimista
nurmen kannalta (Puustinen ym. 2019)
Nurmelle käytetään paljon ravinteita.
Liikaa?
Positiivinen ravinnetase Kokeissa ja maatiloilla nurmien ravinnetase usein
negatiivinen (Virkajärvi 2016; Hyvärinen 2019, Puustinen
ym. 2019)
Positiivisen ravinnetaseen vuoksi
peltojen P-luku nousee
Peltojen P luku korkea
karjatalousalueella
Ei nautakarja-alueella
Nurmenviljelyssä pintalannoitus Fosfori kumuloituu pellon
pintaan
Nykyisellä lannoitusrajoituksella ei juurikaan kumuloidu –
paitsi liete.
Ravinteiden huuhtoutumisriski korkea,
erityisesti liukoinen P
Ravinnepitoisuus valuma-
vesissä korkea
Riski on olemassa, liukoinen P, mutta pienempi kuin oletettu
Turvemaat ja laitumet – huuhtoutuminen herkempää
Karjatalousalueen pinta- ja
pohjavesien laatu heikko
Erityisesti P, NO3 Kyllä pintavedet, mutta ei ainoastaan maatalouden vuoksi
Karjatalous kuormittaa itämerta Koko reitillä ongelmia,
Suomenlahden itäosa ja
Pohjanlahti huonossa
tilassa
Vuoksen reitti spatiaalisesti vaihtelevassa kunnossa.
Reittivesissä vaikutus rajoittuu usein lähimpiin järviin.
Vuoksen vesistö, Pohjanlahti eivät ole kokonaisuudessaan
huonossa kunnossa.

16. © Luonnonvarakeskus16 20.1.2020
HS 2017. Kuva: Hari Nurminen
Kuva: Mari Räty
Kuva: Valto Kuosmanen
Suomessa tapahtuneita muutoksia nautakarjatalouden fosforikierrossa
• Nitraattiasetus (koko maa)
• Lannan talvilevityskielto
• Syyslevityksen päivämäärä- kaltevuus-, , levitysmäärä ja – menetelmäsäädökset
• Fosforilannoitussuositukset puolittuneet vuodesta 1990
• Lehmien ruokinnan fosforitarvenormeja alennettu

17. © Luonnonvarakeskus
Yhteenveto
Nurmilta ja nautakarjalannan käytöstä tulevaa vesistökuormitusta ilmeisesti yliarvioitu
• Lantakeskittymät eivät nautakarja-alueella
• Pohjois-Savon alueella luontaisesti reheviä järviä oletettua enemmän
• Vanhat tutkimustulokset yliedustettuja keskustelussa?
On silti tärkeää edelleen minimoida vesistöjen fosforikuormitusta
• Liukoinen P, edelleen vaikea pysäyttää
• Turvemailta ja intensiivilaitumilta huuhtoutuu herkästi enemmän ravinteita (pl perinnebiotoopit)
• Lietteen huolellinen käyttö tärkeää
• Pistekuormitus voi olla suurta
• Typen rooli voi muuttua suuremmaksi (N2O)
• Lannan uudet käsittely- ja levitysteknologiat eduksi
• Ilmastonmuutos muuttaa tilannetta huonompaan suuntaan (paitsi nurmen P-otto)
Vaikka pellolta tuleva kuormitus on vähentynyt nurmien osalta, on meriin päätyvän
kuormituksen taso pysynyt ennallaan (P) tai jopa kasvanut (N) – sää- ja ilmastotekijöiden
vaikutus, maaperän ja vesireittien puskurointivaikutus, metsät, suot?
17 20.1.2020

18. © Luonnonvarakeskus 20.1.2020
© Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus
18
Kiitos!