Maatalouden kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on yksi etappi matkalla hiilineutraaliin Suomeen. Päästöjä tuottavat eläimet ja viljelysmaa. Päättäjiä ja tutkijoita kiinnostavat erityisesti turvepellot.
Suomessa turvepeltoja on vain kymmenen prosenttia, mutta ne tuottavat yli puolet maatalouden päästöistä. Tällä hetkellä tutkimuksen avulla pyritään löytämään ilmaston ja ruoan tuotannon kannalta viisaita viljelytekniikoita, jotta turvepeltoja voidaan käyttää ruoantuotannossa myös jatkossa. Turvepeltojen alueellinen osuus viljelysmaasta Suomessa vaihtelee, ja paikoin ne ovat tärkeitä alueita ruoan tuotannossa.
— Viljelytekniset toimenpiteet ovat osa kokonaisuutta, jolla kasvihuonekaasupäästöihin voidaan vaikuttaa, Luonnonvarakeskuksen tutkija Saara Lind sanoo.
— Turvepelloissa on jäljellä paljon orgaanista ainesta. Pellon kuivatuksen yhteydessä turpeen hajoaminen on kiihtynyt, mikä aiheuttaa kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja dityppioksidin päästöjä ilmakehään. Pohjaveden tasoa muokkaamalla yritämme löytää tasapainon ruoantuotannon ja päästöjen vähentämisen välille.
Vedenpinnan nostaminen peltomittakaavassa on haasteellista.
Saara Lind
Tutkija, Luonnonvarakeskus
Maanviljelijät tarvitsevat tarkan tiedon siitä, mikä pohjaveden tason kannattaisi olla. Tätä varten tutkimuksen koekäyttöön on valjastettu pohjoissavolainen turvepelto. Maaningan Särkisuo on yksi uusista Luken kasvihuonekaasuihin keskittyvistä tutkimusalustoista, jota käytetään ORMINURMI-tutkimushankeen koeasetelmissa.
— Tällä pellolla viljellään nurmea. Tänä vuonna nurmi on perustettu kauran ja vehnän muodostamaan suojaviljaan, ja nurmilajeina ovat timotei ja nurminata. Pellolla on myös vahva luonnon siemenpankki, joten täällä näkyy myös muita lajeja. Alue on entistä ojitettua suota, ja vedenpinnan tason säätelyä tehdään salaojituksen avulla, Lind toteaa.
Luken vastuulla on pellon viljely, Itä-Suomen yliopisto on mukana muun muassa kasvihuonekaasujen mittauksessa. Tutkimuksessa selvitetään myös biomassaa, juuriston kehitystä ja sadon määrää.
Väitöskirjatutkija Zheng Yu Itä-Suomen yliopiston ympäristö- ja biotieteiden laitokselta tekee Särkisuon tutkimusalustalla Nesslingin säätiön rahoittamaan väitöskirjatyöhönsä liittyviä mittauksia. Pellolla tehdään kasvihuonekaasupäästöjen mittauksia, joissa tutkitaan pohjaveden luontaisen vaihtelun vaikutuksia päästöihin. Mesokosmoskokeisssa taas tutkitaan eri pohjaveden tasojen vaikutusta kasvihuonekaasupäästöihin maaperänäytteistä.
—Tavoitteena on yhdistää kaikkien mittausten tiedot ja päätellä niiden perusteella paras pohjaveden taso suhteessa kasvihuonekaasupäästöihin, sekä sadontuottoon, Zheng Yu kertoo.
— Korkea pohjaveden taso on paras tapa hidastaa turpeen hajoamista, ja vähentää sitä kautta hiilidioksidi- ja dityppioksidipäästöjä.
Korkea pohjaveden taso voi kuitenkin aiheuttaa metaanipäästöjä.
Zheng Yu
Väitöskirjatutkija, Itä-Suomen yliopisto
—Selvitän väitöskirjatutkimuksessani myös pohjaveden tason vaikutuksia typpihapokkeen ja typpimonoksidin päästöihin, joilla on merkittäviä vaikutuksia sekä ilmastoon että ilmanlaatuun, hän kertoo.
Zheng Yun kenttäkokeessa metallinen kammio, pohjasta auki oleva laatikko, laitetaan nurmen päälle, ja sen sisältä otetaan neljä kaasunäytettä yhden mittauksen aikana. Niiden kaasupitoisuudet, kuten metaanin, dityppioksidin sekä maa- ja kasvihengityksen hiilidioksidipitoisuudet, määritetään laboratoriossa kaasukromatografilla.
Toisessa pellolla suoritettavassa kokeessa seurataan hiilidioksidivaihtoa. Läpinäkyvässä kammiossa kasvit saavat valoa normaalisti, joten yhteyttämisen takia kammion sisällä hiilidioksiditasot laskevat. Kun perään tehdään pimeä mittaus, kasvien yhteyttäminen estyy. Pitoisuus määritetään kahden minuutin ajan, joka toinen sekunti.
—Kasvit eivät välttämättä sido tänään hiilidioksidia, kun varjolla eli pilvillä on vaikutusta valotasoon, tutkijat toteavat.
—Tuloksista nähdään hiilidioksidin nettovaihto. Mallintamalla selvitetään hiilidioksidin sidonnan vaste eri valotasoilla.
Kasvihuonekaasujen mittausta tehdään pellolla myös automaattisella, jatkuvatoimisella pyörrekovarianssitekniikalla. Tässä mittauksessa määritetään tuulen pyörteiden mukana kulkevien kasvihuonekaasujen pitoisuudet, tuulen suunta ja nopeus. Näiden avulla tiedetään, mihin suuntaan ja millä nopeudella kaasut liikkuvat. Näin pystytään laskemaan kasvihuonekaasujen vuo.
Kasvihuonekaasujen vuon määrittämiseksi tarvitaan hyvin tarkat ja nopeasti mittaavat laitteet, koska määritykset tehdään kymmenen hertsin taajuudella eli kymmenen kertaa sekunnissa. Mittaustornissa on anemometri tuulen määritystä varten ja erillinen analysaattori hiilidioksidipitoisuuden määrittämiseen.
—Tornin läheisyydessä olevaan laitekoppiin tulee erillinen laite ilokaasun ja metaanin pitoisuuksien määrittämiseksi. Tämä laite otetaan käyttöön vielä tänä syksynä, tutkijat kertovat.
—Lisäksi mittaustornissa on sääasema, jonka tietoja käytetään mallintamaan mitattua kasvihuonekaasuvaihtoa ja selittämään, mistä mitatut tulokset aiheutuvat. Koska on kyse jatkuvatoimisista mittauksista, mittausten onnistumisen seuranta on tärkeää. Siksi mittaustornien kuntoa ja tuloksia pystytään seuraamaan reaaliaikaisesti matkapuhelinsovelluksella.
—Näin pystytään reagoimaan nopeasti, mikäli mittauksissa on ongelmia.
—Turvepeltojen hiilidioksidipäästöjen tutkiminen on laaja kokonaisuus, jossa on vielä paljon tietoaukkoja. Mittaustapoja ja mallinnusta kehittämällä saadaan koko ajan uutta tietoa tavoista käyttää turvepeltoja. Vielä on toivoa paremmasta tulevaisuudesta ilmaston kannalta, mutta siihen muutokseen tarvitaan nyt tekoja.
— Vielä ei ole liian myöhäistä, tutkijat rohkaisevat.
Maa- ja metsätalousministeriön rahoittamassa ORMINURMI-hankkeessa Luonnonvarakeskus ja Itä-Suomen yliopisto tuottavat uutta tutkimustietoa maatalousmaiden kasvihuonekaasujen vaihdosta, osana Suomen hiilineutraalisuustavoitetta vuoteen 2023 mennessä. Hankkeessa tutkitaan erilaisia viljelytekniikoita, ja sen tavoitteena on selvittää kivennäismaiden potentiaalia hiilen sidonnan lisäämisessä. Turvepeltojen osalta selvitetään mahdollisuuksia vähentää hiilen vapautumista. Tavoitteena on tuottaa optimaalisia kokonaisratkaisuja, jotka ottavat huomioon tuotannon, talouden ja ympäristötehokkuuden.
