Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 Maatalouden ja vesihuollon sopeutumistoimet lisääntyviin kuivuusjaksoihin Tapio Salo, Merja Myllys ja Pekka Parkkila Luonnonvarakeskus, Helsinki 2021 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 Maatalouden ja vesihuollon sopeutumistoimet lisääntyviin kuivuusjaksoihin Tapio Salo, Merja Myllys ja Pekka Parkkila Viittausohje: Salo, T., Myllys, M. & Parkkila, P. 2021. Maatalouden ja vesihuollon sopeutumistoimet lisään- tyviin kuivuusjaksoihin. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021. Luonnonvarakeskus. Helsinki. 59 s. Tapio Salo ORCID ID, https://orcid.org/0000-0002-7820-122X ISBN 978-952-380-326-8 (Painettu) ISBN 978-952-380-327-5 (Verkkojulkaisu) ISSN 2342-7647 (Painettu) ISSN 2342-7639 (Verkkojulkaisu) URN http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-327-5 Copyright: Luonnonvarakeskus (Luke) Kirjoittajat: Tapio Salo, Merja Myllys ja Pekka Parkkila Julkaisija ja kustantaja: Luonnonvarakeskus (Luke), Helsinki 2021 Julkaisuvuosi: 2021 Kannen kuva: Tapio Salo Painopaikka ja julkaisumyynti: PunaMusta Oy, http://luke.juvenesprint.fi Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 3 Tiivistelmä Tapio Salo1, Merja Myllys1 ja Pekka Parkkila2 1Luonnonvarakeskus, 31600 Jokioinen 2Varsinais-Suomen ELY-keskus, 20800 Turku Ilmastonmuutokseen liittyen sään ääri-ilmiöiden arvioidaan lisääntyvän myös Itämeren alu- eella. Kasvukauden aikaiset kuivuusjaksot pienentävät viljelykasvien käytettävissä olevaa vesi- määrää, ja satotasot jäävät kuivuuden seurauksena tavanomaista alhaisemmiksi. Vakavat kui- vuusjaksot nostavat tuotteiden hintoja, vähentävät kotieläintuotannon käytettävissä olevaa re- humäärää ja voivat johtaa tuotantoeläinten pakkoteurastuksiin. Vuoden 2018 kuivuus aiheutti monien Itämeren alueen valtioiden maataloudessa suuria taloudellisia tappioita. Pitkäaikainen kuivuus vähentää myös yhteiskunnan käytettävissä olevan veden määrää, ja vesilaitoksetkin voivat joutua säännöstelemään kuluttajien ja teollisuuden vedenkäyttöä. Itämeren jäsenvaltioissa on tuettu maatalouden kuivuusjaksoista johtuneita taloudellisia vai- keuksia ja etsitty keinoja kuivuusjaksoihin varautumiseen. Keinovalikoimaan kuuluvat maape- rän kosteutta säilyttävät viljelymenetelmät kuten kevennetty muokkaus ja maan orgaanisen aineksen ylläpito tai lisääminen. Viljelykasvien ja viljelykiertojen suunnittelussa suositellaan va- rauduttavan kuivuusjaksoihin. Kasvien vedensaantia voidaan merkittävästi lisätä kuitenkin vain kastelun avulla. Kastelun osalta on viime vuosina tutkittu taloudellisen kannattavuuden rajoja viljojen ja nurmien viljelyssä. Mikäli kastelu osoittautuu ilmastonmuutoksen edetessä nykyistä useammin taloudellisesti kannattavaksi, kasteluveden varastointia kevätvalunnan aikana on li- sättävä. Kasteluveden tarpeen ja varastoinnin osalta tarvitaan valuma-alueiden tasolla tehtävää suunnittelua ja investointeja. Yhteiskunnan vesihuollon osalta kuivuusjaksojen aiheuttamat vaikeudet ovat toistaiseksi olleet paikallisia ja rajoittuneet useimmiten Itämeren saariin. Mikäli maatalouden vedenkäyttö selvästi lisääntyy kastelun kautta, vesihuollon on oltava mukana suunnittelussa ja varmistettava käyt- töveden saatavuus muuttuneessa tilanteessa. Asiasanat: ilmastonmuutos, maatalous, viljelykasvit, maaperä, kuivuus, kastelu, vesihuolto, Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 4 Abstract Tapio Salo1, Merja Myllys1 ja Pekka Parkkila2 1Natural Resources Institute Finland, 31600 Jokioinen 2Centre for Economic Development, Transport and the Environment - Southwestern Finland, 20800 Turku Climate change related weather phenomena are estimated to become more common in the Baltic sea region. Drought periods that occur during growth seasons diminish the water re- sources that are usable for the crops, resulting in subnormal yields. Severe drought seasons will increase the prices of the products and reduce the amount of fodder for the livestock that may lead to forced slaughtering of the animals. Drought of 2018 caused severe financial losses to agriculture in many of the Baltic sea countries. Long drought seasons will also reduce the availability of water for communal water supply and water companies may have to start regu- lating water usage. Drought seasons have forced the Baltic sea countries to subsidy the financial losses caused by the drought and look for proper adaptation measures for the future droughts. The main meth- ods involve cultivation techniques that increase and maintain water holding capacity in soil, such as reduced tillage and increasing soil organic content. Drought risks should be considered when selecting crops and planning crop rotations. Water availability for plants can truly be increased only through irrigation. Cost-effectiveness of irrigation in cereal and forage production should further be studied in changing climatic conditions. If irrigation turns out to be increasingly profitable, water storing during spring run- off should be increased. Catchment area level planning and investments for water storage are required. Difficulties in water management because of drought periods have so far remained local and limited mostly on the islands of the Baltic sea. If the water consumption increases significantly due to irrigation, communal water supply companies should participate in planning the catch- ment level water use and storing to ensure water supply in future. Keywords: Climate-change, agriculture, crops, soil, drought, irrigation, water supply Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 5 Esipuhe Tämä kuivuuteen keskittynyt osaraportti on osa laajempaa ’Itämeriyhteistyöllä ilmastokestä- vyyttä - tulva ja kuivuusriskien hallinta’ -hanketta. Hankkeessa kartoitettiin ilmastonmuutoksen aiheuttamien sään ääri-ilmiöihin sopeutumiseen tähtääviä suunnitelmia ja ratkaisuja Itämeren rantavaltioissa. Hankkeessa keskityttiin kolmeen teemaan, joista jokaisesta laadittiin osaraportti ja lisäksi hankkeen loppuraporttiin kerättiin keskeiset tiedot tehdyistä selvityksistä, parhaista käytännöistä sekä suosituksista Itämeren alueen ilmastonmuutokseen sopeutumiseksi tulva- ja kuivuusriskien hallinnassa. Hankkeen yhteen vetävä loppuraportti laaditaan englanniksi ja jul- kaistaan hankkeen sivuilla https://www.ymparisto.fi/fi-FI/LOSSI/Itameriyhteistyolla_ilmastokes- tavyytta). Lisäksi loppuraportissa on käsitelty Itämeren alueen ilmastonmuutoksen sopeutumis- toimia. Hankkeessa käsitellyt teemat (ja osaraportit) ovat: Kaupunkien sopeutumistoimet (hulevesien ja tulvien hallinta, luonnonmukaiset ratkaisut) - SYKE Maaseudun sopeutumistoimet (maatalouden ja vesihuollon sopeutumistoimet lisääntyviin kui- vuusjaksoihin) - Luke Vesihuollon sopeutumistoimet (viemäriverkoston ylivuotojen ja jätevedenpuhdistamojen ohi- tusten hallinnan ratkaisut Itämeren alueella) – Pirkanmaan ELY-keskus Lisäksi hankkeessa tilattiin Hallinnan sopeutumistoimien ohjausta -käsittelevä osaraportti TYRSKY-Konsultointi Oy:ltä. Ulkoministeriön rahoittama ja Maa- ja metsätalousministeriön valvoma hanke toteutettiin vuo- sina 2019–2021. Hanketta koordinoi Varsinais-Suomen ELY-keskus (Pekka Parkkila). Hank- keessa laaditut neljä osaraporttia julkaistiin tai julkaistaan alkuvuodesta 2021. Niistä vastasivat Suomen ympäristökeskus (Antti Parjanne ja Mika Marttunen), Luonnonvarakeskus (Merja Myl- lys ja Tapio Salo), Pirkanmaan ELY-keskus (Kaisa Valkonen, Pepe Lindqvist ja Riitta Syvälä) ja TYRSKY-Konsultointi Oy (Kati Berninger). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 6 Sisällys 1. Johdanto .................................................................................................................. 8 1.1. Raportin rajaukset ........................................................................................................................................... 8 1.2. Kuivuus .............................................................................................................................................................. 8 1.3. Itämeren alueen maatalous ........................................................................................................................ 9 1.4. Vesitalouden hoito Itämeren alueen maissa ........................................................................................ 9 1.5. Valtiot, maankäyttö ja maataloustuotanto.......................................................................................... 10 1.5.1. Eurostatin tilastot –tuotanto, viljelykasvit, maatalous ........................................................... 10 1.5.2. Eurostatin tilastot – kastelu ............................................................................................................. 11 1.5.3. Vesitalouden tilastot........................................................................................................................... 13 2. Ilmastonmuutos .................................................................................................... 16 2.1. Lämpötila.......................................................................................................................................................... 16 2.2. Sadanta ............................................................................................................................................................ 17 2.3. Viljelykasvit ...................................................................................................................................................... 19 2.4. Merenpinnan korkeus ................................................................................................................................. 20 3. Maataloustuotannon kuivuusriskit ..................................................................... 21 3.1. Viljelykasvien vedentarve ........................................................................................................................... 21 3.1.1. Vedenpuutteen vaikutukset ............................................................................................................ 21 3.2. Eroosio ja huuhtoutuminen ...................................................................................................................... 23 3.2.1. Tuulieroosio ........................................................................................................................................... 24 3.2.2. Satotasojen vaikutus huuhtoutumiseen ..................................................................................... 25 3.3. Kotieläintuotannon vedentarve ............................................................................................................... 27 3.3.1. Juomaveden tarve ja laatuvaatimukset ....................................................................................... 27 3.3.2. Puhdistus ja lannan käsittely ........................................................................................................... 28 3.3.3. Veden saanti .......................................................................................................................................... 28 4. Vesihuollon kuivuusriskit ..................................................................................... 29 4.1. Veden määrän väheneminen.................................................................................................................... 29 4.2. Vedenkulutuksen lisääntyminen kuivina kausina ............................................................................. 29 4.3. Veden laadun heikkeneminen ................................................................................................................. 30 5. Sopeutumistoimet ................................................................................................ 31 5.1. Maan hoito ...................................................................................................................................................... 31 5.1.1. Maan muokkaus ................................................................................................................................... 31 5.1.2. Orgaaninen aines ................................................................................................................................. 32 5.2. Veden pidättäminen maatalousmaissa ................................................................................................ 32 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 7 5.2.1. Pohjaveden pinnankorkeuden säätely ........................................................................................ 32 5.3. Viljelykasvien ja -kiertojen sopeuttaminen ......................................................................................... 35 5.3.1. Viljelykasvien ominaisuudet, juuriston syvyys, kasvuajat ..................................................... 35 5.3.2. Viljelykierrot, suunnittelu ajan ja paikan suhteen ................................................................... 36 5.3.3. Peltometsäviljely .................................................................................................................................. 36 5.4. Kastelu ............................................................................................................................................................ 36 5.4.1. Kastelumenetelmät (sprinklerit, puomit, tihku, salaojakastelu) ......................................... 36 5.4.2. Kastelun talous ..................................................................................................................................... 38 5.5. Veden varastointi .......................................................................................................................................... 38 5.5.1. Valuma-alueen vesivarastot ............................................................................................................ 38 5.5.2. Peltojen valumavesien varastointi ................................................................................................. 39 5.6. Vesihuollon sopeutumistoimet ................................................................................................................ 39 5.6.1. Veden käytön vähentäminen .......................................................................................................... 39 5.6.2. Uusien vesilähteiden hankinta........................................................................................................ 41 6. Käytössä olevat suunnitelmat kuivuuteen sopeutumiseen ............................. 43 7. Lainsäädäntö ......................................................................................................... 48 8. Lisätiedon, uusien ohjauskeinojen ja politiikkasuositusten tarve ................... 51 9. Yhteenveto ............................................................................................................. 52 Viitteet .......................................................................................................................... 53 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 8 1. Johdanto 1.1. Raportin rajaukset Tässä raportissa keskitytään ensisijaisesti kasvukauden aikaisten kuivuusjaksojen vaikutuksiin maatalouden toimintaedellytyksiin Itämeren alueella. Samalla tarkastellaan myös yhdyskuntien vesihuollon mahdollisuuksia reagoida vaikeisiin kuivuusjaksoihin. Johdannossa kuvataan Itä- meren alueen maataloutta, vesitaloutta ja kastelua. Seuraavassa luvussa arvioidaan ilmaston- muutoksen vaikutuksia maatalouteen ja vesitalouteen. Sen jälkeen käsitellään maatalouden ja vesihuollon vedentarvetta sekä vedenpuutteen vaikutuksia. Viidennessä luvussa keskitytään erilaisten maatalouden ja vesihuollon menetelmien ja prosessien mahdollisuuksia sopeutumi- sessa kuivuusjaksoihin. Kuudennessa luvussa tarkastellaan Itämeren alueen valtioissa tehtyjä toimenpiteitä, joilla on reagoitu tapahtuneisiin kuivuusjaksoihin tai varaudutaan tuleviin. Kah- dessa viimeisessä luvussa käsitellään kuivuuden torjuntaan liittyvää lainsäädäntöä ja pohditaan tulevia ohjauskeinoja. 1.2. Kuivuus Kuivuus (eng. drought) mielletään usein pelkästään pitkäksi sateettomaksi jaksoksi, jonka seu- rauksena syntyy satotappioita tai juomaveden puutetta. Kuivuutta ei saa sekoittaa luontaisesti kuivaan eli aridiin ilmastoon (eng. aridity), eikä myöskään veden niukkuuteen (eng. water scar- city), jossa ilmasto-oloihin tyypillinen sadanta ei pysty vastaamaan alueen vedentarpeisiin pit- källä aikavälillä. Kuivuus eroaa siis luontaisesta kuivuudesta ja veden niukkuudesta siten, että pitkäaikainenkin kuivuustilanne on väliaikaista ja johtuu jostain tietystä veden hetkelliseen saa- tavuuteen liittyvästä tekijästä. Kuivuus voidaan jakaa neljään eri kategoriaan sen ilmenevyyden perusteella. (EDO 2017): Meteorologinen kuivuus tarkoittaa sadannan määrää, joka on alle alueellisen keskiarvon tie- tyllä ajanjaksolla. Hydrologinen kuivuus, joka tarkoittaa pitkiä vähäisen veden jaksoja pinta- ja pohjavesissä. Maatalouden kuivuus tarkoittaa, että viljelyskasveilla ei ole riittävästi vettä maaperässä, minkä seurauksena viljelyskasvien kasvu hidastuu. Sosioekonominen kuivuus tarkoittaa tilannetta, jossa yhteiskunnan veden tarve ylittää käy- tettävissä olevan veden määrän, jonka seurauksena ainakin jonkin hyödykkeen kuten esimer- kiksi juomaveden, rehun tai energian tuotanto vaarantuu. Sosioekonomisen ja hydrologisen kuivuuskauden syynä on yleensä meteorologinen kuivuus, jolloin alueen sademäärä on selvästi pienempi kuin keskimääräinen sademäärä. Tässä rapor- tissa tarkastellaan ensi sijassa maataloudellista kuivuuskautta, jolloin viljelmät kärsivät veden puutteesta, mutta myös sivutaan yhteiskunnallista veden hankintaa, johon liittyvät riskit ovat Suomessa lähinnä sosioekonomisia riskejä. Mikäli vettä on saatavilla altaissa tai joissa, kastelu on yksi keinoista lievittää ja torjua satotappioita. Suomessa kasvukauden sadanta olisi yleensä riittävä viljelykasveille, mutta tietyissä vaiheissa kasvukautta maasta kasvien saatavilla vesi voi rajoittaa kasvien kasvua. Kuivuudesta kärsivät eniten luontaisesti kuivat alueet, joilla on luontaisesti pienempi kyky so- peutua ja ennakoida kuivuuden aiheuttamia ongelmia vastaan (resilienssi). European Drought Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 9 observatory:n (https://edo.jrc.ec.europe.eu) vuoden 2020 raportin (EDO 2020) mukaan jo kol- mantena vuonna peräkkäin Euroopan maat ovat kärsineet tavanomaista kuivemmista ajanjak- soista. Kuivuuden vaikutus maankosteuteen tapahtuu eri puolilla Eurooppaa eri aikoina. Keski- Eurooppaa on koetellut erityisesti keskikesän ja alkusyksyn kuivuus, kun taas Itämeren alueella kuivuutta on esiintynyt enemmän keväällä ja alkukesästä. (EDO 2020). Kuivuudelle ominaista on, että se kestää pitkän ajanjakson ja vaivaa samaan aikaan laajoja alueita. 1.3. Itämeren alueen maatalous Itämeren alueen yhteistyötä tehdään monien foorumien kautta. Itämeren suojelukomissio (HELCOM) on laatinut Itämeren maiden yhteistyönä Itämeren suojelun toimenpideohjelman (HELCOM 2007), jossa on laadittu suosituksia myös maataloutta ja vesihuoltoa koskien. Euroo- pan unioni on laatinut vuonna 2009 Itämeri-strategian (Council of the European Union 2009), jota päivitetään säännöllisesti. Uusimmassa päivityksessä mainitaan maa- ja metsätalouden ve- sienhoidon kehittäminen, jotta tulvien ja kuivuusjaksojen haittoihin sopeutuminen paranee (EC 2021). Euroopan alueellinen yhteistyö on sisältänyt myös useita laajoja maatalouden ja vesi- huollon hankkeita. Itämeren suojelun yhtenä keskeisenä tavoitteena on ollut maatalouden yh- teinen kehittäminen ja hyvistä käytännöistä oppiminen. Maatalous on merkittävä elinkeino Itämeren rantavaltioissa, ja lähes 25 % Itämeren valuma- alueen pinta-alasta käytetään maatalouteen. Ruotsin, Saksan, Suomen ja Tanskan maatalous- tuotanto on tehostunut voimakkaasti 1970-luvulta lähtien, ja samalla maatalouden ympäristö- vaikutuksiin on kiinnitetty runsaasti huomiota. Baltian maiden ja Puolan maatalous on edelleen muutoksessa, joka käynnistyi maiden liityttyä EU:iin vuonna 2004. Itämeren valuma-alueeseen kuuluvat myös EU:n ulkopuolella olevat Venäjän ja Valko-Venäjän alueet. Näissä maissa maa- talous perustuu suuriin valtion ohjaamiin yksiköihin, ja ympäristökysymykset eivät ole nousseet esille yhtä paljon kuin EU:n alueella. 1.4. Vesitalouden hoito Itämeren alueen maissa Itämeren alueella sadanta on haihduntaa suurempi, joten liian veden johtaminen pois pelloilta etenkin kasvukauden ulkopuolella on välttämätöntä. Kasvukauden aikana Itämeren alueen maataloustuotanto on yleensä maaperään varastoituneen veden ja luonnonsateiden varassa, ja ainoastaan erikoiskasvien tuotannossa käytetään kastelua. Syynä tähän ovat sekä sadannan kohtuullinen riittävyys että kastelun kustannukset, joita ei viljojen ja nurmirehun tuotannossa yleensä pystytä kattamaan. Sateiden vähäisyys voi kuitenkin haitata viljelykasveja, ja vuoden 2018 kasvukausi oli erityisen vähäsateinen Itämeren alueen maissa. Esimerkiksi Tanskassa maataloussektorin tappioiksi ar- vioitiin noin 900 miljoonaa euroa, ja satotasot olivat 40–50 % normaalia pienemmät (https://www.nbcnews.com/news/world/drought-brings-big-worries-farmers-across-nort- hern-europe-n896096). Myös vuoden 2020 kasvukauden alku oli poikkeuksellisen kuiva Itäme- ren alueella. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 10 1.5. Valtiot, maankäyttö ja maataloustuotanto 1.5.1. Eurostatin tilastot – tuotanto, viljelykasvit, maatalous Itämeren alueen Euroopan unionin maiden peltoalasta suurin osuus on Puolassa (Kuva 1). Sak- san Itämeri-ohjelmaan kuuluvissa pohjoisen Saksan osavaltioissa (Berliini, Brandenburg, Bre- men, Hampuri, Lüneburg, Mecklenburg-Vorpommern ja Schleswig-Holstein) on yli neljä mil- joonaa peltohehtaaria. Pohjoismaiden ja Liettuan peltopinta-alat ovat 2–3 miljoonaa hehtaaria. Kuva 1. Maatalousmaan pinta-ala Itämeren alueen EU-valtioissa vuonna 2016 (Eurostat). Sak- san osalta ovat mukana Itämeren alueen ohjelmaan sisältyvät alueet (Berliini, Brandenburg, Bremen, Hampuri, Lüneburg, Mecklenburg-Vorpommern ja Schleswig-Holstein). Itämeren alueen maatalousmaasta on merkittävä osuus pysyviä, yli 5-vuotta muokkaamatta olevia, nurmia. Baltian maissa näiden osuus on maatalousmaasta 26–31 %, Puolassa 22 % ja Saksan Itämeren ohjelmaan kuuluvilla alueilla 26 %. Jos Itämeren alueen EU:n jäsenmaiden maatalousmaan käyttöä tarkastellaan viljelykierrossa mukana olevien (arable) maatalousmai- den vuoden 2016 tilanteen mukaan, nähdään viljantuotannon merkitys 58 %:n osuudella maa- talousmaasta (Kuva 2). Nurmien ja vihreänä rehuksi korjattavien kasvien osuus oli 20 % ja eri- laisten teollisuudelle jalostettavien öljy- ja kuitukasvien 9 %. Kastelun osalta taloudellisesti par- haiten kannattavien viljelykasvien kuten hedelmien, marjojen, juurikasvien ja vihannesten osuus maatalousmaasta on yhteensä noin viisi prosenttia. 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 16 000 1 0 0 0 h a Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 11 Kuva 2. Itämeren alueen EU-valtioiden viljellyn maatalousmaan prosentuaalinen pinta-alaja- kauma vuoden 2016 Eurostat-tilastojen mukaan. 1.5.2. Eurostatin tilastot – kastelu Itämeren rantavaltioissa kasteltavissa olevan tai vuosittain kastellun peltomaan osuus on Tans- kaa lukuun ottamatta vain muutamia prosentteja (Kuvat 3 ja 4). Kastelu keskittyy erikoiskasvien ja vihannesten tuotantoon. Suomen tilastoissa avomaan puutarhatuotannossa kasteltavissa oleva pinta-ala, 3 300 ha, oli 40 % tuotantosuunnan viljelypinta-alasta vuonna 2016 (https:// stat.luke.fi/viljelysmaan-hoito-ja-kastelu). Näillä tiloilla sadetus oli käytettävissä 79 %:lla tiloista ja tippu- tai tihkukastelu 40 %:lla. Useilla tiloilla ovat valittavissa molemmat kastelumenetelmät. Itämeren alue kuuluu boreaalisen ja mantereiseen ilmastovyöhykkeisiin, joilla kastelun tarve on pienempi kuin esim. Välimeren ilmastossa. Välimeren alueen maissa kasteltavissa olevan maa- talousmaan osuus on 15–30 %, ja siitä kastellaan vuosittain yli 60 %. Maatalousalueiden kaste- lun arvioidaan lisääntyvän ilmastonmuutoksen myötä (Häggblom ym. 2020). 58 3 3 9 20 3 1 1 2 04 Viljat Palkokasvit Juurikasvit Öljy- ja kuitukasvit Nurmi- ja rehukasvit Kesanto Vihannekset Siementuotanto Hedelmät ja marjat Muut Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 12 Kuva 3. Itämeren alueen EU-maiden kasteltavissa olevat maatalousmaan osuudet vuosina 2005, 2007, 2010, 2013 ja 2016 (Eurostat). Saksan osalta ovat mukana Itämeren alueen ohjel- maan sisältyvät alueet (Berliini, Brandenburg, Bremen, Hampuri, Lüneburg, Mecklenburg-Vor- pommern ja Schleswig-Holstein). Kuva 4. Itämeren alueen EU-maiden kastellun maatalousmaan osuudet vuosina 2005, 2007, 2010, 2013 ja 2016 (Eurostat). Saksan osalta ovat mukana Itämeren alueen ohjelmaan sisältyvät alueet (Berliini, Brandenburg, Bremen, Hampuri, Lüneburg, Mecklenburg-Vorpommern ja Schleswig-Holstein). 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tanska Saksa - Itämeri Eesti Latvia Liettua Puola Suomi Ruotsi K as te lt av is sa o le va o su u s m aa ta lo u sm aa st a, % 2005 2007 2010 2013 2016 0 2 4 6 8 10 12 14 Tanska Saksa - Itämeri Eesti Latvia Liettua Puola Suomi Ruotsi K as te lt u o su u s m aa ta lo u sm aa st a, % 2005 2007 2010 2013 2016 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 13 Taulukko 1. Kasteltavissa olevan ja kasteltu maatalousmaa Itämeren alueen EU-valtiossa vuonna 2016. (Eurostat ja Luke tilastot). Maa Kastelevissa oleva maatalousmaa (ha) Kasteltu maatalousmaa (ha) Eesti 2 730 1 930 Latvia 670 590 Liettua 4 490 2 060 Puola 271 000 132 660 Ruotsi 156 660 52 400 Saksa -Itämeren ohjel- man alue 284 320 201 810 Suomi 53 594 8 000 Tanska 217 770 145 480 Yhteensä 991 234 544 930 Vuonna 2016 kasteltavissa oleva maatalousmaan pinta-ala ja kasteltu pinta-ala olivat 991 000 ja 545 000 hehtaaria. Jos taulukon 1 mukaisia pinta-aloja sadetettaisiin keskimäärin 60 mm vuodessa, koko kasteltavissa olevan alueen tarvitsema vesimäärä olisi 595 miljoonaa kuu- tiometriä ja vuoden 2016 kasteluveden käyttö olisi ollut 327 miljoonaa kuutiometriä. Suomessa kastelutietojen keruu tapahtuu yhteistyössä Eurostatin kanssa, joten Suomen kan- salliset tilastot vastaavat hyvin Eurostatin tietoja. Eurostatin ohjeiden mukaan kaikissa EU-val- tioissa toteutetaan säännöllisesti ns. Maatalouden rakennetutkimus, jossa kysytään myös kas- teluun liittyvä tietoja. Ruotsissa vedenkäyttöön liittyvät tiedot kerätään viiden vuoden välein (SCB 2017) ja seuraava tilastojen julkistus on lokakuussa 2021. Eurostatin tilastoinnin lisäksi on olemassa YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestön, FAO:n, ke- räämä kastelu- ja vedenkäyttötilastointi (fao.org/aquastat). FAO:n tiedonkeruu perustuu kan- sallisiin kontakteihin, joten tiedoissa voi olla eroja eri maiden tilastoviranomaisten Eurostatille välittämiin tietoihin. FAO:n tilastoissa ovat pääasiassa samat kastelualoja koskevat tiedot kuin Eurostatin tilastoissa. Lisäksi tilastoissa esitetään arviot pinta- ja pohjaveden käytöstä kasteluun ja tärkeimmät viljelykasvit, joita on kasteltu. FAO:n arvio kastelun vaikutuksesta satotasoon pe- rustuu ”Agriculture Towards 2030–2050” -arviointiin, jossa Itämeren alueella esitetään sadon lisääntyvän kastelun avulla 7 %. 1.5.3. Vesitalouden tilastot Suomen peltopinta-alasta 67 % oli salaojitettu vuonna 2013. Loput peltoalasta oli avo-ojissa tai ei tarvitse ojitusta. Salaojitetusta alasta 5 %:lla oli mahdollisuus säätää vedenpinnan kor- keutta vuonna 2013, (https://stat.luke.fi/viljelysmaan-hoito-ja-kastelu), mutta säätösalaojituk- sen pinta-ala on kasvanut ja oli noin 50 000 ha vuonna 2017 (Hyvönen ym. 2020). Itämeren alueen maiden ojitetusta peltopinta-alasta ei ole koottu yhtä tarkkaa tilastoa kuin Suomesta, mutta taulukko 2 luettelee ICID:n (International Commission on Irrigation and Drainage) kokoamat tiedot peruskuivatuksen vaikutuspiirissä olevasta peltopinta-alasta. (Sak- sasta on mukana koko maa.) Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 14 Taulukko 2. Peruskuivauksen piirissä olevat alueet. (World Drained Area, ICID Annual Report 2018–2019). Maa Peruskuivatettu alue (miljoona hehtaaria) Vuosi Lähde Tanska 1,77 2012 Annual Report ICID 2016-2017 Eesti 0,64 2017 ICID-National Committee Suomi 2,0 2017 ICID-National Committee Saksa 4,9 1993 Annual Report ICID 2016-2017 Latvia 1,58 1995 Annual Report ICID 2016-2017 Liettua 2,58 2011 Annual Report ICID 2016-2017 Puola 4,21 1999 Annual Report ICID 2016-2017 Ruotsi 1,1 1996 Annual Report ICID 2016-2017 Taulukon 2 tiedot ovat kuitenkin osittain melko vanhoja, ja päivitettyä tietoa löytyy lisäksi ha- janaisista lähteistä. Esimerkiksi Jacks (2019) mukaan Ruotsissa on salaojitettuja lohkoja 1.6 mil- joonaa hehtaaria, ja tällä hetkellä noin 20 % ojituksesta tarvitsisi kunnostusta (Jordbruksverket 2018). Peruskuivatuksen ja salaojituksen pinta-alojen erojen syynä voivat olla erilaiset tietoläh- teet tai maatalouden rakennemuutos. Esimerkiksi Liettuassa oli vuoden 2002 tilastojen mukaan 3,01 miljoonaa hehtaaria ojitettua peltoa, joka käsitti 89 % koko peltopinta-alasta (Maziliauskas 2004). Liettuan peruskuivatuksen piirissä oleva maatalousmaan pinta-ala on edellä mainittua pienempi ICID:n tilastoissa (Taulukko 2). Tanskassa on arvioitu noin 50 % maatalousmaasta olevan ojitettua (Olesen 2009), mikä vastaa melko hyvin ICID:n tilastoja. Raja-arvoja kasteluveden laadusta annetaan sekä EU:n uudelleen käytettävän jäteveden säädöksessä (EU 2020/741) että ISO-standardeissa: ISO 16075-1:2015: Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 1: The basis of a reuse project for irrigation https://www.iso.org/standard/62756.html ja ISO 16075-2:2015: Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 2: Development of the project. Vedenhankinnan vesilähteet vaihtelevat merkittävästi Itämeren rantavaltioissa. Suurin osa ve- destä otetaan pintavesistä 60 % ja pohjavesistä sekä muista eli harmaasta vedestä ja suolaisesta vedestä puhdistettua vettä tuotetaan molempia noin 20 %. Taulukossa 3 on kerättynä eri maiden tietoja niiden vedentuotannon lähteistä ja määristä. On huomioitavaa, että lähteiden ajankohdat ja tarkkuus vaihtelevat toisistaan, mutta taulukko an- taa kuvan eri maiden tuotantolähteiden suunnista. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 15 Taulukko 3. Vedenhankinnan vesilähteet Maa Vesilähteet (milj m3) Vesilähteet (%) Makeat pintavedet Pohja- vedet Muut Sum- ma Makeat pintavedet Pohja- vedet Muut Lähteet Suomi 266 241 0 508 52 % 48 % 0 % SYKE 2019 Ruotsi 2 010 365 10 700 13 075 15 % 3 % 82 % Eurostat Tanska 70 672 0 742 9 % 91 % 0 % Eurostat Saksa 18 362 5 963 0 24 325 75 % 25 % 0 % Eurostat Puola 8 094 2 558 260 10 912 74 % 23 % 2 % Eurostat Latvia 97 111 0 208 47 % 53 % 0 % Eurostat Liettua 136 156 58 350 39 % 45 % 17 % Eurostat Viro 1541 247 4 1 792 86 % 14 % 0 % Eurostat Venäjä 53 690 10 720 0 64 410 83 % 17 % 0 % FAO 2021 Valko- Venäjä 589 811 0 1 400 42 % 58 % 0 % FAO 2021 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 16 2. Ilmastonmuutos 2.1. Lämpötila Ilmastonmuutoksen vaikutuksesta on esitetty arvioita, joissa lämpötilat voisivat nousta 2–4 °C Itämeren alueella. Lämpötilan noustessa lisääntyvät useimpien ennusteiden mukaan myös sää- vaihtelut ja sään ääri-ilmiöt. Lämpötilan nousu lisää uusien viljelykasvien lajien ja lajikkeiden viljelymahdollisuuksia. Sekä kasvukauden pituus (Kuva 5) että kasvukauden lämpötilasumma nousevat selvästi 2077–2099 aikajaksolle siirryttäessä (Ruosteenoja ym. 2016). Kuva 5. Kasvillisuuden aktiivisen jakson pituus (pv). Jakson lasketaan alkavan keväällä siitä päi- västä, jona keskimääräinen päivittäinen yhteyttäminen ylittää 15 % kesäajan arvostaan. Vastaa- vasti jakso päättyy, kun päivittäinen yhteyttäminen laskee syksyllä alle 15 %:iin kesäaikaisesta arvostaan. Vertailujakso on 1981–2010, johon verrataan skenaarioiden 2041–2070 ja 2071– 2100 muutoksia. Käytetty ilmastomalli on CanESM2 (https://ilmasto-opas.fi/fi/datat/vaikutuk- set#SykeDataPlace:vaikutukset). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 17 Kuva 6. Haihduntasumma (mm) 30 vuoden keskiarvona ajanjaksolta 1971–2000 ja muutokset (%) vertailujaksosta ajanjaksoille 2040–2069 ja 2070–2099. Ilmastoskenaario on RCP8.5. (https://il- masto-opas.fi/fi/datat/vaikutukset#SykeDataPlace:vaikutukset). Toisaalta korkeat lämpötilat ja helteet kasvukauden aikana heikentävät monien kasvien kas- vuedellytyksiä (Peltonen-Sainio ym. 2016c). Korkeat lämpötilat lisäävät myös veden haihtu- mista (Kuva 6) ja kuivuutta. Kun haihdunta yhdistetään sadannan muutoksiin, maan kosteuden ennustetaan pienentyvän Pohjois-Euroopassa huhti-toukokuussa 5–7 % ja kasvukauden lopulla 3–5 % (Ruosteenoja ym. 2018). 2.2. Sadanta Ilmastonmuutoksen vaikutusta on vaikeampi mallintaa sadannan määrään ja ajoittumiseen kuin lämpötilan muutokseen. Vuosittaisen sadannan oletetaan lisääntyvän Itämeren alueella, mutta kasvukauden aikainen sadanta lisääntyisi vain hyvin vähän (Kuva 7). Sateiden intensitee- tin arvioidaan myös kasvavan ilmastonmuutoksen edetessä, jolloin rankoista sateista aiheutu- vat haitat lisääntyvät. Esimerkiksi sateiden lisääntyminen syksyllä vaikeuttaa korjuuolosuhteita ja lisää riskiä maan tiivistymiseen (Peltonen-Sainio ym. 2016d). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 18 Kuva 7. Kesäkuukausien sadannan muutos Europpassa 2071–2100 verrattuna jaksoon 1971– 2000 ilmastoskenaariossa RCP 8.5. (https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/pro- jected-changes-in-annual-and-5, Copyright holder: EURO-CORDEX, Jacob ym. 2013) Kuivuuden merkitys tulevaisuuden potentiaalisena kasvintuotannon haasteena todettiin sääil- miöiden haitallisuustutkimusten perusteella ILMAPUSKURI-hankkeessa (Peltonen-Sainio ym. 2016a). Kasvukauden pidentymisen ja jalostuksen ansiosta lisääntyvän viljelykasvien satopo- tentiaalin realisoitumisen saattaa estää sadannan vähyys (Peltonen-Sainio & Palosuo 2016). Rankkojen sadejaksojen yleistyminen lisää kuivatuksen ja vesitalouden säätelytarpeen haas- teita. Euroopan ympäristöviraston laskemissa ennusteissa havaitaan rankkojen sadejaksojen yleistyvän talvikaudella 25–35 % ja kesäkaudella 5–15 % (Kuva 8). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 19 Kuva 8. Rankkojen sadejaksojen muutokset verrattaessa ajanjaksoa 1971–2000 ilmastoske- naarion RCP8.5 ennustamaan ajanjaksoon 2071–2100 (https://www.eea.europa.eu/data-and- maps/figures/projected-changes-in-20-year-2; Julkaisuoikeuksien haltija: EURO-CORDEX.) 2.3. Viljelykasvit Lämpö- ja kuivuusstressi tulevat lisäämään satovaihteluja tulevaisuudessa, vaikka potentiaali- nen satotaso kasvaa (Tao ym. 2015). Sään vaihtelujen ja ääri-ilmiöiden aiheuttamien suorien satotappioiden lisäksi ilmastonmuutos lisää sellaisten kasvitautien, tuholaisten ja rikkakasvien osuutta, jotka eivät tämänhetkisessä ilmastossamme menesty (mm. Peltonen-Sainio ym. 2017). Ilmapuskuri-hankkeen loppuraportissa (Peltonen-Sainio & Palosuo 2016) listattiin viljelykas- vien haitallisimmat sääilmiöt: 1) Kevätviljoilla haitallisimpia sääilmiöitä ovat: a) kuivuus kasvustojen ja sadon rakentumisen aikaan sekä laatutappioiden myötä jyvien täyttyessä b) kasvua viivästyttävä yöhalla alkukasvukaudella c) kohonneet lämpötilat sadon rakentuessa sekä jyvien täyttyessä d) toistuvat sateet puintikaudella. 2) Öljykasveilla tärkeimpiä haittoja ovat: a) kirppatuhoja suosivat säät b) alkukesän yöhalla c) kohonneet lämpötilat ennen kukintaa ja sen aikana tai sen jälkeen d) kukinnan aikainen yöhalla e) toistuvat sateet puintikaudella. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 20 3) Syysviljoilla näitä ovat: a) talvituhoriskejä aiheuttavat lämpimät talviaikaiset jaksot, joita seuraa merkittävästi kylmempi jakso b) myöhäiseksi venynyt esikasvin puinti c) kylvöjen viivästyminen jatkuvista syyssateista johtuen. 4) Nurmilla tärkeimpiä säähaittoja ovat: a) vaihtelevat talviolot syysviljojen tapaan b) suojaviljan aikainen lakoontuminen runsaista sateista johtuen sekä c) nurmien jälleen kasvua rajoittavat kohonneet lämpötilat. Edellä mainituista haitallisista sääilmiöistä suurin osa voi lisääntyä ilmastonmuutoksen seurauk- sena. Tämän raportin aiheena oleva kuivuus on arvioitu haitalliseksi ennen kaikkea kevätviljoille, joiden sadonmuodostus ratkeaa alku- ja keskikesällä suhteellisen lyhyen jakson aikana. 2.4. Merenpinnan korkeus Itämeren alueella maan kohoaminen jääkauden jäljiltä hidastaa ilmastonmuutoksen aiheutta- maa merenpinnan nousua. Ilmasto-oppaan (https://Ilmasto-opas.fi) lähteiden mukaan Suo- menlahdella merenpinta nousisi ilmastonmuutoksen rajoitustoimien onnistuessa noin 30 cm, mutta pahimmassa skenaariossa jopa 90 cm vuoteen 2100 mennessä. Pohjanlahdella maanko- hoaminen jatkuu merenpinnan nousua voimakkaampana, ja Pohjanlahden pohjoisosissa maata vapautuisi edelleen meren alta. Perämeren kohdalla arviot vaihtelevat 30 cm:n merenpinnan laskusta vastaavaan suuruiseen nousuun. Selkämeren kohdalla ilmastonmuutoksen hidastu- mistoimien onnistuessa maan kohoaminen ja meren pinnan nousu tasapainottaisivat toisensa, mutta ilmastonmuutoksen kiihtyessä merenpinta voisi nousta jopa 65 cm 2000–2100 aikana (Johansson ym. 2014). Merenpinnan korkeuden muutos ja siitä seuraavat mahdolliset tulvajaksot eivät suoraan vai- kuta maatalouden kuivuuden kestävyyteen. Suolaisen veden tulvat voivat heikentää maaperän rakennetta tai aiheuttaa vesihuollon käyttäminen vesivarojen suolaantumista. Tulviin varautu- minen penkereitä rakentamalla vaikuttaa valuma-alueen vesivarastoihin, mutta luultavasti li- säämällä niitä. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 21 3. Maataloustuotannon kuivuusriskit 3.1. Viljelykasvien vedentarve Veden haihtuminen perustuu auringon säteilyenergiaan, joka lämmittää maaperää ja viljelykas- veja. Ilman suhteellinen kosteus, lämpötila ja tuulen nopeus vaikuttavat myös potentiaaliseen haihduntaan. Veden haihtumista tapahtuu sekä kasvien ilmarakojen kautta (transpiraatio) että maan pinnasta (evaporaatio). Evaporaatio kuivattaa maata, ja ensiksi keväällä muokkauskerros kuivuu sopivaksi viljelytoimia varten. Kuivumisen edetessä pidemmälle maan muokkaus vai- keutuu etenkin savespitoisilla mailla ja siementen itävyys heikkenee. Kasvit haihduttavat juurten kautta ottamaansa vettä, joten juuriston kautta maaperä voi kuivua myös syvistä maakerrok- sista. Potentiaalinen haihdunta voidaan mitata esimerkiksi vesiastiasta tai laskea säätiedoista. Todel- linen haihdunta on potentiaalista pienempi, koska veden liikkuminen yleensä hidastuu kuivassa pintakerroksessa, ja kasvit säätelevät vedenkulutusta ilmarakojensa kautta. Kasvien haihdun- taan vaikuttaa keskeisesti niiden lehtiala, joka määrittelee kasviin kohdistuvan auringon sätei- lyenergian määrän. Nuoret ja vähän maata peittävät kasvustot tarvitsevat aluksi vettä vähän ja myöhemmin kasvukaudella koko pellon pinnan peittävät kasvustot lähestyvät veden tarpeel- taan potentiaalista haihduntaa. Viljelykasvit tarvitsevat vettä 250–750 litraa yhden kuiva-ainekilon tuottamiseen (Taulukko 4). Kuiva-ainekilon tuottamiseen kuluva vesimäärä ei ole kasvikohtainen vakio vaan riippuu mm. kasvukauden säästä, kasvinravinteiden saatavuudesta ja maaperän olosuhteista (Mengel ja Kirkby 1987). Viljelykasvien kastelun kokemuksia Suomessa ovat koonneet esim. Järvenpää ja Savolainen (2015, s. 142–145). Taulukko 4. Kertoimia yhden kuiva-ainekilon tuottamiseen vaaditusta vesimäärästä (Mengel & Kirkby 1987). Viljelykasvi Veden käytön tehokkuus l/kg kuiva-ainetta Kaura 583 Kevätruis 634 Kevätvehnä 491 Ohra 527 Peruna 575 Puna-apila 698 Sokerijuurikas 443 Maissi 349 3.1.1. Vedenpuutteen vaikutukset Nestejännitys on ehto kasvien kasvulle ja normaaleille elintoiminnoille. Jos kasvista haihtuu enemmän vettä kuin mitä juuret pystyvät ottamaan, kasvin solujen nestejännitys laskee, ja kas- vin fysiologiset toiminnot kuten veden ja ravinteiden kuljetus häiriintyvät. Kun nestejännitys laskee riittävästi, ilmaraot sulkeutuvat ja haihtuminen estyy. Samalla estyy myös hiilidioksidin Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 22 otto ilmarakojen kautta, ja fotosynteesi häiriintyy. Tämä johtaa kasvin kasvun (kuiva-ainetuo- tannon) vähenemiseen, ja kasvin ikääntyminen nopeutuu. Veden puute ei ole kasville yhtä vakavaa kaikissa kehitysvaiheissa, vaan satoon vaikuttaa vesi- tilanne kriittisinä kausina. Veden puutetta kriittisenä kautena ei korvaa runsas vesimäärä muina aikoina. Riippuen siitä, mikä kasvinosa halutaan korjata sadoksi, kriittiset kaudet ajoittuvat eri kehitysvaiheisiin. Jos koko maanpäällinen kasvi korjataan sadoksi, riittävä veden saanti on tär- keää koko kasvukauden ajan, sillä vegetatiivinen kasvu on yleensä herkempi veden puutteelle kuin generatiivinen kasvu. Viljelykasvin on mahdollista tuottaa hyvä siemensato, vaikka vege- tatiivinen kasvu olisi heikentynyt, kunhan siementen lukumäärän ja koon määräytymisen aikaan vettä on riittävästi saatavilla. Vedenpuute laskee tuoresatoa enemmän kuin kuiva-ainesatoa. Kasvit pystyvät jonkin verran sopeutumaan veden puutteeseen morfologisilla muutoksilla (leh- tialan pieneneminen, lehden paksuuden kasvu) ja osmoottisesti. Tällöin soluissa olevien liuen- neiden aineiden määrä kasvaa, vettä siirtyy soluun sen ulkopuolelta ja nestejännitys kasvaa. Kasvukauden normaalia pienempi viljasato voidaan usein yhdistää tilapäisiin tai pidempiaikai- siin kuivuuskausiin. Satakunnan ELY-keskuksen kevätvehnän ja ohran keskisadot ovat vaihdel- leet 2700–5000 kg/ha vuosina 1990–2020 (Kuva 9). Vuosina 1998, 1999, 2018 ja 2020 ainakin toisen viljalajin satotaso on ollut keskimääräistä alempi. Vuonna 1999 touko-, kesä- ja heinä- kuun sadesumma oli keskiarvosta 77 % ja vuonna 2018 56 %. Vuoden 2020 alhaiselle satota- solle ei sateista tai lämpötilasta löydy muuta keskiarvoista poikkeavaa kuin toukokuun alhainen sademäärä. Kuva 9. Satakunnan ELY-keskuksen kevätvehnän ja ohran vuosittaiset keskisadot 1990–2020 (Luke Tilastot 2021). 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 1 9 9 0 1 9 9 1 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 S a to k g /h a Kevätvehnä Ohra Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 23 Myös Itämeren alueella esiintyvät satovaihtelut selittyvät yleensä kuivuusjaksoilla. Kaikissa EU- alueen Itämeren rantavaltioissa havaitaan kevätvehnän satotason laskeneen poikkeuksellisen vähäsateisena kasvukautena 2018 (Kuva 10). Kuivuuden aiheuttamat satotappiot vähentävät tuotantoeläimille tarkoitettua rehua ja voivat johtaa eläinten pakkoteurastuksiin. Kuva 10. Kevätvehnän keskisato Itämeren alueella 2010–2020 (Eurostat). 3.2. Eroosio ja huuhtoutuminen Eroosio on veden, tuulen, jään tai muun kuluttavan tekijän aiheuttamaa maaperän kulumista. Peltoviljelyssä eroosiota aiheuttaa eniten virtaava vesi, ja vaikutusta lisäävät veden mukana kul- kevat ainekset. Kuivuuden lisääntyessä veden aiheuttama eroosio ja ravinteiden huuhtoutumi- nen vähenevät, mutta tuulieroosio lisääntyy. Vesieroosiota tapahtuu kaltevilla pelloilla, joissa syntyy pintavirtailua maan pinnassa tai esimer- kiksi kyntövaon pohjalla. Virtaava vesi ottaa mukaansa maapartikkeleita ja kuljettaa niitä mu- kanaan ojien kautta isommille vesialueille. Pahimmillaan pellolle syöpyy virtausväyläksi uoma, jonka reunoilta vesi ja sen mukana liikkuvat partikkelit irrottavat mukaansa lisää partikkeleita. Tällaista uomaeroosiota tapahtuu huomattavasti myös kaivetuissa ojissa ja luonnon muovaa- missa virtausväylissä. Eroosiota aiheuttava vesi vie pellolta mukanaan maassa liuenneina olevia ravinteita ja kiven- näismaapartikkeleihin sitoutuneena olevia ravinteita ja eloperäistä ainesta. Pellolta kulkeutuu pois siis arvokkaita aineksia, ja pelto köyhtyy heikentäen sen viljelyominaisuuksia. Vesistöihin kulkeutuva aines puolestaan aiheuttaa vesistöissä rehevöitymistä. 0 1 2 3 4 5 6 7 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 S a to 1 4 % k o st e u d e ss a t n /h a Tanska Saksa Viro Latvia Liettua Puola Suomi Ruotsi Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 24 Vesieroosiota hillitsevät maan kasvipeitteisyys ja pintamaan hyvä rakenne. Kasvipeite hidastaa veden virtausta ja vähentää veden partikkeleita irrottavaa voimaa. Kasvipeite myös suojaa maanpintaa sateiden aikana vesipisaroiden iskuilta. Kun maan rakenne on hyvä, pinnalle tuleva vesi imeytyy maahan eikä lähde virtaamaan maata pitkin. Toimiva salaojitus vähentää pintavir- tailua ja siten myös eroosiota. Veden aiheuttamaa eroosiota maatalousmaista voidaan arvioida mm. pellon maalajiin, kaltevuuteen, muokkaukseen ja kasvipeitteeseen perustuen RUSLE-mal- linnuksilla (Kuva 11). Kuva 11. Joint Research Centre:n (JRC) arvioima veden aiheuttaman eroosion määrä Itämeren alueella vuonna 2016. JRC:n arvio perustuu RUSLE-mallinnuksiin. https://esdac.jrc.ec.eu- ropa.eu/content/soil-erosion-water-rusle2015. 3.2.1. Tuulieroosio Pellon pinnasta voi irrota maahiukkasia suoraan tuulen vaikutuksesta tai ihmisen toimet voivat irrottaa maahiukkasia. Kuivissa oloissa tuuli saattaa kuljettaa isojakin määriä maata uuteen paikkaan varsinkin paljaana olevan pellon pinnasta. Kun pintamaa on kuivunut, maan muok- kauksen yhteydessä havaitaan usein voimakasta pölynmuodostusta. Maan pinnasta irronnut aines kulkeutuu tuulen mukana. Tuulieroosion merkitystä pidetään vähäisenä Suomen pelloilla, ja se vähenee edelleen sitä mukaa kun peltojen kasvipeitteisyys lisääntyy. Saksassa kevään tuu- lieroosio on lisääntynyt selvästi vuosien 2018–2020 kuivien keväiden vaikutuksesta. Pohjois- Saksassa tuulieroosio onkin merkittävää vähäsateisilla alueilla. EU:n tutkimuslaitos JRC on arvioinut tuulieroosion määrää Euroopan maatalousmaasta. Tans- kassa ja Pohjois-Saksassa tuulieroosion määräksi on arvioitu suurimmillaan 1 500–3 000 kg/ha. Ruotsin, Baltian maiden ja Suomen tuulieroosion määrät ovat 10–500 kg/ha. Tuulieroosion ar- viointi perustui USA:ssa käytettyyn RWEQ (Revised Wind Erosion Equation) -malliin. Malli huo- mioi päivittäisen tuulen nopeuden, maalajin, maan kosteuden, muokkauksen ja kasvipeitteen (Borrelli ym. 2017). Mallin käyttöä suositeltiin kokeiltavan alueellisessa mittakaavassa, jolloin useita paikallisesti tuulieroosion vaikuttavia tekijöitä voitaisiin ottaa paremmin huomioon. Vuo- sittainen keskimääräinen Suomen 330 kg/ha tuulieroosio (Taulukko 5) tarkoittaisi esimerkiksi irtotiheyden 1 kg/l avulla laskettuna 0,033 mm paksuisen maakerroksen eroosiota vuosittain. Sadan vuoden aikana tuulieroosion kuluttama 33 000 kg maat vastaisi 3,3 mm maakerrosta. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 E ro o si o k g /h a Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 25 Mallinnettu maksimiarvo 16 500 kg/a tarkoittaisi vastaavasti vuodessa 1,65 mm paksuisen maa- kerroksen poistumista pellolta tuulieroosion vaikutuksesta. Taulukko 5. Mallinnukseen perustuvat keski- ja maksimiarvot tuulieroosion määrästä sekä peltomaan osuus, jossa tuulieroosiota tapahtuisi yli 3 000 kg/ha vuodessa (Borrelli ym. 2017). 3.2.2. Satotasojen vaikutus huuhtoutumiseen Koska kaikki tai suurin osa lannoituksesta annetaan kevätkylvöisillä kasveille keväällä, ravinteita jää käyttämättä epäedullisina kasvukausina. Kasvukauden kuivuus on yleensä suurin syy ravin- netaseiden (lannoitus – sadossa poistunut) suurenemiseen. Vaikka typpitase ei olekaan suo- rassa suhteessa typen hävikkeihin, typpitase kuvaa riskiä typen siirtymiselle maaperästä vesis- töihin ja ilmakehään. Hyötyä taseista-hankkeessa tuotettiin lohkokirjanpitoaineistojen pohjalta vertailuarvoja erilaisten viljelykasvien alueellisista ja vuosittaisista typpitaseen jakaumista (https://www.luke.fi/projektit/hyotya-taseista-ravinnetaseide/). Typpitaselaskuri-hankkeessa tämän aineiston pohjalta laadittiin laskentaohjelma, joka arvioi lohkon typpitaseen suhteessa alueen muiden lohkojen typpitaseisiin tarkasteluvuonna (https://maatalousinfo.luke.fi/fi/lasku- rit/nitrogenbalance). Kuvassa 12 on näkyvissä koko aineiston kautta lasketut kauran ja ohran vuosittaiset keskiarvot Etelä-Suomessa, jotka vaihtelevat 10–50 kg/ha. Esimerkiksi korkeiden typpitaseiden vuodet 1988, 1999 ja 2018 olivat kasvukauden osalta poikkeuksellisen vähäsatei- sia. ”Perusparannukset ja ravinnetase suomalaisessa peltoviljelyssä” (PERA) -hankkeessa on tutkittu peruskuivatustilan vaikutusta ravinnetaseisiin. Myös PERA-hankkeen tuloksista nähdään sato- tasojen alentuminen ja typpitaseiden kasvu, kun kesäkuun sadanta on ollut alle 50 mm (Ovaska 2020). Maa Keskiarvo (kg/a) Maksimi (kg/a) Osuus (%) > 3 000 kg/ha/a Suomi 330 16 500 3,0 Ruotsi 740 26 100 5,8 Tanska 3 000 39 900 36,3 Viro 270 15 300 2,3 Latvia 70 7 900 0,2 Liettua 100 8 100 0,1 Puola 180 11 600 0,2 Saksa 260 33 100 1,1 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 26 Kuva 12. Hyötyä taseista -hankkeen ohra-aineiston lohkokohtaisen typpitaseen vuosittaiset keskiarvot Etelä-Suomessa 1988–2018. Eurostat kerää Euroopan alueelta maatalouden tilastotietoja, joiden perusteella lasketaan myös maatalouden typpi- ja fosforitaseet. Koska tärkeimmät typpitaseen panokset eli mineraalilan- noitus ja lannankäyttö muuttuvat yleensä hitaasti, taseiden vuosien välinen vaihtelu johtuu pää- osin satotasoista. Eri maiden taseissa havaitaan suurimmillaan noin 20 kg/ha suuruista vaihte- lua lähekkäin olevien vuosien välillä (Kuva 13). Tanskassa typpitaseet ovat laskeneet selvästi tarkastelujakson aikana, mikä johtuu pääasiassa lannan typen käytön tehostamisesta. Vuoden 2018 kuiva kasvukausi erottuu selvästi edellisiä vuosia suurempana taseena Puolan ja Ruotsin luvuissa. Kuva 13. Muutamien Itämeren alueen maiden koko maatalouden typpitaseiden vaihtelu 2000– 2018 (Eurostat). 0 10 20 30 40 50 60 1988 1993 1998 2003 2008 2013 2018 T y p p it a se k g /h a 0 20 40 60 80 100 120 140 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 T y p p it a se k g /h a Latvia Puola Ruotsi Norja Tanska Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 27 3.3. Kotieläintuotannon vedentarve 3.3.1. Juomaveden tarve ja laatuvaatimukset Alkutuotantoasetus asettaa käytettävän veden turvallisuudelle vaatimuksia. Ruokaviraston oh- jeiden mukaan: ”Veden, jota alkutuotantopaikalla käytetään tuotantoeläinten juomavetenä, ve- siviljelyssä, alkutuotannon tuotteiden kastelussa, puhdistamisessa ja jäähdyttämisessä sekä al- kutuotantopaikan pintojen, laitteiden ja välineiden puhdistamiseen ja huuhteluun, on oltava puhdasta. Vedessä ei saa olla vierasta hajua tai makua eikä myöskään pieneliöitä, loisia tai vie- raita aineita niin, että vesi voisi vaarantaa alkutuotannon tuotteiden ja niistä saatavien elintar- vikkeiden turvallisuuden. Pintaveden käyttöä suunniteltaessa kannattaa vesilähteen laatuun ja laadun tasaisuuteen sekä riittävyyteen kiinnittää huomiota (https://www.ruokavirasto.fi/yrityk- set/elintarvikeala/elintarvikkeiden-alkutuotanto/veden-laatuvaatimukset/). Taulukko 6. Tuotantoeläinten päivittäinen juomaveden kulutus (Tertsunen ym. 2005). Eläin Ikä tai tuotantomuoto l/vrk Nauta Lypsylehmä 110 Emolehmä 40 Sonni 30 Hieho 30 Vasikat < 1 vuosi 23 Lammas Uuhi 12 Muut 8,5 Sika Karju 8 Emakko 20 Lihasika > 50 kg 9 Porsas 20–50 kg 5 Porsas < 20 kg 2 Siipikarja Muniva kana 0,2 Broileri 0,2 Hevonen Täysikokoinen 25 Nautojen juomaveden on täytettävä samat vaatimukset kuin ihmisten juomaveden. Kunnallis- ten ja muiden vesilaitosten vettä valvotaan viranomaisten puolesta. Omaa vesilähdettä käytet- täessä tulee näytteenotosta huolehtia itse kolmen vuoden välein. Oman vesilähteen kunnosta tulee huolehtia ja pintavesien pääsy kaivoon estää. Laitumien juoma-astiat tulee puhdistaa riit- tävän usein sekä tarvittaessa desinfioida. Turvallisin vaihtoehto on riittävä määrä helposti puh- distettavia ja tehokkaita automaattikuppeja. Seisovaa vettä sisältäviin altaisiin muodostuu hel- posti levä- ja bakteerikasvua ja linnut käyttävät niitä juomapaikkoinaan. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 28 3.3.2. Puhdistus ja lannan käsittely Juomaveden lisäksi kotieläintuotanto käyttää vettä puhdistukseen ja lannan siirtämiseen liete- lantana. Lannan ominaisuuksia määrittäneissä hankkeissa on kerätty arvioita kotieläintilojen tarvitsemista vesimääristä (Taulukko 7). Taulukko 7. Kotieläintuotannossa puhtaanapitoon käytettyjä vesimääriä lietelantajärjestel- mässä (Luostarinen ym. 2017). Eläinlaji Tuotanto Vettä eläintä tai eläinpaikkaa kohti l/a Naudat Lehmä 1 900–2 530 Sonni 1 800 Siat Emakko 850 Lihasika 68 3.3.3. Veden saanti Sorvala ym. (2006) toteuttivat kyselyn Suomen maatilojen vedenkäytön lähteistä vuonna 2004. Kyselytutkimuksen mukaan 45 % maito- ja sikatiloista käytti toimintoihinsa vain oman kaivon vettä. Kunnallista vettä käytettiin usein varavesilähteenä. Broileritiloista yli 60 % käytti pelkäs- tään kunnallista vettä ja loput 40 % omaa ja kunnallista vettä. 1980-luvulla perustetut ja sitä vanhemmat omat kaivot olivat pääosin rengaskaivoja, mutta 1990-luvulta alkaen porakaivojen osuus oli uusissa kaivoissa suurempi kuin rengaskaivojen. Ruotsissa on arvioitu, että vuonna 2015 maatalouden käyttämästä 75 miljoonasta kuutiomet- ristä 64 % käytettiin kasteluun ja 36 % kotieläintaloudessa (SCB 2017). Samassa kyselyssä (SCB 2017) 84 % maatiloista ilmoitti käyttävänsä pintavesiä kasteluun, mutta vesimääriä ei kysytty. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 29 4. Vesihuollon kuivuusriskit 4.1. Veden määrän väheneminen Pitkät kuivuusjaksot voivat aiheuttaa vesihuollolle ongelmia sekä veden määrässä että laadussa. Pohjoiset ilmasto-olot ja pitkän aikavälin ilmastoennusteet ennustavat, että Suomessa vuoden kokonaissadanta tulisi kasvamaan ja siksi niin pohja- kuin pintavedetkään eivät ole määrällisesti vaarassa. Pitkään jatkuvissa kuivuusjaksoissa pohjaveden pinnankorkeus laskee sateen puut- teen ja haihdunnan seurauksena. Pohjavettä muodostuu eniten kasvukauden ulkopuolella su- lan maan aikaan, jolloin sateena tulevalla vedellä on parhaat mahdollisuudet imeytyä pohjave- siin asti. Kylmät ja vähälumiset talvet yhdistettynä kesän pitkiin kuivuusjaksoihin, voivat toistu- essaan aiheuttaa paikallisesti ongelmia pienille pohjavedenottamoille, mutta etenkin kotita- louksille, joiden vedensaanti on rengaskaivojen varassa. Alhaiset pohjaveden tasot herkistävät pohjavedet myös pilaantumiselle, sillä vesimuodostuman pinnan laskiessa sen virtaussuunnat voivat muuttua ja pohjaveteen voi päätyä haitta-aineita joko maaperästä tai pintavesistä. (Vie- nonen ym. 2012, s. 31–33). Isoilla vesihuoltolaitoksilla käyttövettä tuotetaan useasta lähteestä ja laitoksilla on yleensä ole- massa myös varajärjestelmiä häiriötilanteiden varalta. Vesihuollolle haasteita syntyy, kun vesi- varaston veden laatu heikkenee samalla kun vedenkulutus lisääntyy. Laajoissa kuivuustilan- teissa, joissa kuivuus vaikuttaa useamman valuma-alueen alalla vesihuollon ongelmaksi voi tulla, että kuivuus ja ongelmatilanteita varten suunnitellut varajärjestelmät ovat jo käytössä tai vaarantuneet. Tämä voi olla seurausta siitä, että vesihuoltolaitos tukeutuu varajärjestelmä esi- merkiksi viereisellä valuma-alueella olevaan pohjavesialueeseen tai siirtoputkistoon, joka tuo vettä kauempaa. Tilanteessa, jossa useammat vesihuoltolaitokset tukeutuvat samaan vesiläh- teeseen voi tulla eteen tilanne, jossa varajärjestelmienkin vedet hupenevat vähiin. Vesihuoltolaitosten tuleekin varautua myös tilanteisiin, kun varajärjestelmätkään eivät toimi, tällöin tulee olla suunnitelmat siitä, miten ja mistä ja kenelle pystytään turvaamaan riittävä ma- kean veden saanti. 4.2. Vedenkulutuksen lisääntyminen kuivina kausina Kuivina kausina veden tarve on akuutti kaikilla vettä käyttävillä sektoreilla. Tämän takia kuiva- kausilla vedenkulutus voi kasvaa merkittävästikin. Tanskan Vesiyhdistys DANVA:n tuottamassa vesisektorin vuosiraportissa todetaan, että vuonna 2018 yhdistyksen jäsenyritysten myymän veden määrä kasvoi 105 litraan/henkilö/päivä kun päiväkohtainen keskiarvo oli 103 litraa/hen- kilö vuorokaudessa. Muutosta selittää vuoden 2018 kesän pitkän kuivuusjakso ja sen seurauk- sena kasvanut puutarhan kastelun, metsäpalojen ja uima-altaiden käytön lisääntyminen. (DANVA 2019, s. 3) Samaan aikaan lisääntyneen vedenkulutuksen kanssa Tanskassa ilmeni toinen veden kulumista lisäävä tekijä - putkirikot. Tanskassa on veden hävikkien tasoa saatu vähänemään tasaisesti aina vuodesta 2011 vuoteen 2017, saakka. Kunnes vuonna 2018 tulokset osoittivat, että vesijärjes- telmän hävikki kasvoi maanlaajuisesti 7,22 %:sta 8,05 %:iin. DANVA:n jäsenyritysten raportit vahvistivat, että putkirikkojen määrä kasvoi tuona vuonna 6 %:lla. Kuivuuden kytkös putkirik- koihin selittyy sillä, että kuivana ajanjaksona putkia ympäröivän maa-aineksen kosteus piene- nee ja se ei enää jaksa kannatella putken painoa. (DANVA 2019, s. 16) Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 30 4.3. Veden laadun heikkeneminen Kuivuus aiheuttaa veden hankinnan kannalta ongelmia myös veden laadun heikkenemisen kautta. Suomen ilmastopaneeli listasi kuivuuden aiheuttamia haittoja veden laatuun (Meriläi- nen ym. 2019). Kuivuuden seurauksena virtaamat vesistöissä laskevat, mistä seuraa sisäisen kuormituksen lisääntymistä. Sisäisellä kuormituksella tarkoitetaan tilannetta, jossa vesistön pohjaan kertyneitä ravinteita ja haitta-aineita vapautuu hapettomissa oloissa ympäröivään ve- teen. Tästä voi seurata runsaita leväkukintoja, joilla negatiivinen vaikutus pintaveden laatuun. Kuivuuden vaikutukset pohjaveden laatuun vaikuttavat samalla tapaa pintavesien kanssa. Poh- javesien pinnan tason laskemisen myötä veden happitilanne muuttuu, jonka seurauksena syn- tyy happikato. Pohjavesissä happikadon seurauksena veteen voi liueta rautaa- ja mangaania, mutta myös haju- ja makuhaittoja aiheuttavia yhdisteitä kuten ammoniumin, metaania ja rikki- vetyjä. Haja-asutusalueiden pieniä pohjavesivarantoja hyödyntävät kaivot voivat kuivua pitkillä kuivuusjaksoilla kokonaan tai niiden veden laatu voi heikentyä. Kuivuus voi vaarantaa veden laatua myös epäsuorasti, kun heikentyneitä putki- ja kaivoraken- teita ympäröivä maa kuivuu ja sen kantavuus heikkenee, jonka seurauksena voi syntyä putki- rikkoja. Haljenneesta kaivosta voi päästä humusta tai muita vierasaineita raakaveden sekaan ja aiheuttaa veden laadun heikkenemistä. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 31 5. Sopeutumistoimet 5.1. Maan hoito 5.1.1. Maan muokkaus Muokkausmenetelmävalinnalla voidaan jonkin verran vaikuttaa maan vesitalouteen ja kuivuu- denkestävyyteen. Oleellista on säilyttää kevätkosteus maassa niin hyvin kuin mahdollista, jotta kevätkylvöiset kasvit itävät ja taimettuvat hyvin. Muokkauksen avulla maahan pyritään saamaan kylvöalusta, joka tarjoaa haihtumissuojan siementen päälle ja säilyttää maan kosteutta kyl- vösyvyydessä. Toisaalta voimakkaiden sateiden varalta kylvöalustan pitäisi tarjota siemenelle tai taimelle myös ilmaa sisältävää huokostilaa sekä estää maan pinnan liettyminen ja kuorettu- minen. Perinteinen muokkausmenetelmä eli kyntäminen kuivattaa tehokkaasti maan pintaa ilmavir- tausten päästessä kyntökerrokseen. Tämän takia kyntö on sopiva muokkausmenetelmä mär- kyyteen taipuvaisilla pelloilla, mutta turhan haihtumisen estämiseksi kynnöksen pinta on muo- kattava hienoksi heti, kun maa on kuivahtanut muokkauskuntoon. Kevennetyssä muokkauksessa maata ei kynnetä, vaan kyntöaura korvataan äkeellä, jyrsimellä tai kultivaattorilla. Sänki ja maan pinnassa olevat kasvintähteet sekoittuvat kevyesti pintamaa- han. Suorakylvössä maata ei muokata lainkaan. Kylvökoneessa on maata leikkaavat terät tai kiekot, joiden avulla siemenet ja lannoitteet sijoitetaan suoraan edellisen kasvuston sänkeen. Kevennetyn muokkauksen ja suorakylvön etuna on, että maan pintaan jäävä kasvustotähde vähentää veden haihduntaa pintamaasta, mikä säästää maan kosteutta ja pidentää myös kyl- vöaikaa. VEHMAS-hankkeen tulosten perusteella muokkauksen keventäminen ja suorakylvön käyttö vähentävät alkukesän kuivuuden vaikutuksia viljasatoon (Alakukku & Peltonen-Sainio 2014). Aiemmissa tutkimuksissa on myös todettu, että kevennetysti muokatussa maassa on yhtenäinen, syvälle jatkuva makrohuokosverkosto, jota kyntö ei ole katkaissut. Tämän on to- dettu nopeuttavan juurten kasvua pohjamaahan, mikä varmistaa kasvin vedenottoa. Sateisina kasvukausina kevennetty muokkaus voi kuitenkin heikentää satoja, ja suorakylvössä satotappiot voivat olla huomattavat kyntöön verrattuna. Muokkaamaton maa ei pysty vastaan- ottamaan vettä yhtä hyvin kuin kynnetty. Märkänä keväänä muokkaamaton maa ja maan pin- nalla oleva kasvustotähde voivat hidastaa maan kuivumista, viivästyttää kylvöä ja lisätä sato- tappion riskiä merkittävästi (Alakukku & Peltonen-Sainio 2014). Muokkausmenetelmän keventäminen onnistuu vain hyvärakenteisilla peltolohkoilla, joiden oji- tus on kunnossa. Tällöin kevennetyllä muokkauksella voidaan todennäköisesti korvata osa kas- telutarpeesta kuivana alkukasvukautena (Alakukku & Peltonen-Sainio 2014). Syysviljat eivät kärsi kevätkuivuudesta kevätkylvöisten viljojen tavoin, koska niille on jo ehtinyt kehittyä juu- risto, jolla ne voivat ottaa vettä paksummasta maakerroksesta. Satovuonna 2015–2016 yli puolet Suomessa kylvetystä peltoalasta oli kynnetty. Kevennetyn muokkauksen osuus oli vajaa 30 prosenttia, ja suorakylvön vajaa kymmenys kylvöalasta (https://stat.luke.fi/viljelysmaan-hoito-ja-kastelu). Muokkaustavan valintaan vaikuttavat tiloilla kuivuudenkestävyyden parantamisen lisäksi myös mm. energian- ja työnsäästö ja peltolohkon muut ominaisuudet sekä kasvitautitilanne. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 32 Kuivien jaksojen harvoja hyviä puolia on se, että olosuhteet salaojitukselle ja maan syvien ker- rosten muokkaukselle ovat hyvät maan ollessa kuivaa. Kuivuus on tärkeää erityisesti savimailla, koska vain kuiva maa voi muodostaa muruja, mikä on savimaan rakenteen paranemisen edel- lytys. Kuivissa oloissa salaojakaivanto voidaan täyttää murustuneella maalla, mikä helpottaa veden pääsyä salaojiin. Jos käytetään aurasalaojamenetelmää tai muokataan maan syviä ker- roksia jankkurin avulla, kuivuus parantaa mekaanisesti aikaansaadun kuohkean rakenteen säi- lymistä. 5.1.2. Orgaaninen aines Orgaanisen aineksen kyky pidättää vettä ja muodostaa huokosia maapartikkelien kanssa lisää maassa kasveille käytettävissä olevan veden määrää. Kivennäismailla kaikki orgaanista ainesta ylläpitävät tai lisäävät toimenpiteet lisäävät kasvien mahdollisuuksia selvitä kuivuusjaksoista vähäisin vaurioin. Multa- ja turvemaiden orgaanisen aineksen määrä on vesitalouden kannalta yleensä riittävä, ja orgaanisen aineksen määrän muutokset eivät vaikuta niin selvästi kasveille käyttökelpoisen veden määrään. Orgaanisen aineksen ja sen sisältämän hiilen merkitykseen maaperässä liittyvät myös hiilen sitominen ilmakehästä ja orgaanisen aineksen maan raken- netta ja ravinnetaloutta parantavat vaikutukset. Maan orgaanisen aineksen lisäämiseen on viime vuosina keskitytty useissa hankkeissa. Orgaa- ninen aines maan tuottokyvyn kulmakivenä ja OSMO – Osaamista ja työkaluja resurssitehok- kaaseen maan kasvukunnon hoitoon yhteistyöllä ovat esimerkkejä tuoreista päättyneistä hank- keista, joissa verrattiin orgaanisen ainekseen roolia muihin maan kasvukuntoon vaikuttaviin te- kijöihin. Tällä hetkellä ovat menossa mm. Carbon Action- ja Maanviljelyn monihyötyiset ratkai- sut ilmastokestävään ruokajärjestelmään-hanke, jotka etsivät tehokkaita menetelmiä maan or- gaanisen aineksen lisäämiseen viljelymaissa. Orgaanisen aineksen ylläpitoon pyritään yleensä muokkauksen keventämisen ja kasvinjättei- den peltoon jättämisen avulla. Aktiivisempia keinoja ovat kerääjä- ja aluskasvien viljely, jolloin maahan voidaan lisätä normaaliin viljelytapaan nähden ylimääräistä biomassaa. Viljelykiertoihin voidaan mahdollisuuksien mukaan sisällyttää runsas- ja syväjuurisia kasveja. Maanparannusai- neet ovat myös hyvä vaihtoehto tuoda lohkolle lisää orgaanista ainesta. Orgaanisen aineksen laatu vaikuttaa sen hajoamiseen ja kestävän orgaanisen aineksen muo- dostumiseen. Kasvinjätteiden hajoamisnopeus riippuu mm. niiden hiilen ja typen suhteesta sekä selluloosan ja ligniinin suhteesta (Jensen ym. 2005). Maanparannusaineiden hiilen vapau- tumisnopeutta tutkittiin Maanparannusaineiden hiilitasevaikutuksen mallinnus (MAHTAVA) -hankkeessa. Tuloksista havaittiin mm. juurten hajoavan versoja hitaammin ja prosessoinnin lisäävän lannan orgaanisen aineksen pysyvyyttä (Regina 2019). Orgaanisen aineksen säilymiseen maaperässä vaikuttavat myös maaperän ominaisuudet. Saves suojaa orgaanista ainesta mikrobien hajotukselta, joten savimaiden orgaanisen aineksen yllä- pito ja lisääminen on karkeita kivennäismaita helpompaa. 5.2. Veden pidättäminen maatalousmaissa 5.2.1. Pohjaveden pinnankorkeuden säätely Suomen peltopinta-alasta 67 % oli salaojitettu vuonna 2013. Salaojien syvyys on keskimäärin yksi metri, joten ojat pystyvät poistamaan maasta vettä enimmillään noin yhden metrin Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 33 syvyydeltä. Kuivatustarve on suurimmillaan lumen sulamisen jälkeen sekä syyssateiden aikaan. Myös kasvukauden aikaisten rankkasateiden vedet on johdettava pois pellolta tehokkaasti. Kui- vatuksen päätavoitteet ovat saada pellolle riittävä kantavuus viljelytoimia varten sekä varmis- taa, ettei kasvusto kärsi hapenpuutteesta. Itämeren ympäristön maissa vallitsevassa ilmastossa haihdunta on kesäisin suurempaa kuin sadanta. Sadannan vajauksen takia maa kuivuu (Kuva 14), ja vedestä tulee viljelykasvien kasvua rajoittava tekijä. Kuivina kausina pohjavesi voi laskea useitakin metrejä salaojasyvyyden alapuo- lelle. Maan huokosrakenteesta riippuu, kuinka paljon maa pystyy varastoimaan kasveille käyttökel- poista vettä pohjavedenpinnan yläpuolella ja kuinka hyvin vesi pystyy nousemaan kapillaari- sesti pohjavedenpinnasta kohti juuria ja maanpintaa. Nämä ominaisuudet määrittävät yhdessä, kuinka poudankestävää maa on. Savimaa pidättää runsaasti vettä niin tiukasti maahiukkasten ympärille, etteivät kasvit pysty sitä ottamaan, ja kasvit kärsivät savimaalla helposti veden puut- teesta. Karkeat maat puolestaan eivät pysty pidättämään vettä huokosiinsa tehokkaasti vaan sadevesi valuu maan läpi. Hienot hietamaat ovat kaikkein poudankestävimpiä kivennäismaala- jeja, sillä ne varastoivat paljon vettä, ja vesi siirtyy maassa kosteammasta paikasta kuivempaan melko nopeasti. Hiesumaat pidättävät hyvin runsaasti kasveille käyttökelpoista vettä, mutta vesi liikkuu niissä kapillaarisesti niin nopeasti, että vettä tuhlaantuu tarpeettomaan haihduntaan ja vesivarastot ehtyvät nopeasti. Turvemaat pystyvät varastoimaan suuria määriä kasveille käyt- tökelpoista vettä ja ovat kaikkein poudankestävimpiä maalajeja. Kuivina kasvukausina elope- räisiltä mailta saadaan paremmat sadot kuin kivennäismailta (Kuva 15). Vettä voidaan jonkin verran varastoida peltoon säätösalaojituksella, jolla vettä padotetaan sa- laojastoon, kun kuivatusta ei tarvita. Valunta pois pellolta vähenee, ja kasveilla on enemmän vettä käytettävissään. Samalla veden mukana kulkeutuvien ravinteiden huuhtoutuminen pie- nenee. Säätösalaojitus voi vähentää typen ja fosforin huuhtoumia kymmenillä prosenteilla va- lunnan vähenemisen ansiosta (Carstensen ym. 2019). Turvemailla padotuksen aikaansaama korkeampi vedenpinta ohentaa hapellista maakerrosta ja haittaa hajottajamikrobien toimintaa. Turpeen hajoaminen hidastuu, ja sen myötä vähenevät myös kasvihuonekaasupäästöt ilmake- hään ja ravinteiden huuhtoutuminen vesistöihin. Turvemaiden kasvihuonekaasupäästöt voivat vähentyä 23–42 prosenttia, jos vedenpintaa nostetaan 70 cm:stä 30 cm:iin (Regina ym. 2015). Padotus ei pysty pitämään vettä padotuskorkeudessa kuivina aikoina, vaan pohjavedenpinta painuu syvemmälle kasvien vedenoton, haihtumisen ja pohjavesivalunnan takia. Vedenpinnan laskua on mahdollista estää salaojakastelulla pumppaamalla salaojastoon vettä ulkopuolisesta vesilähteestä (Kuva 16). Salaojakastelun on todettu soveltuvan hyvin perunanviljelyyn (Myllys ym. 2009) ja sitä on käytetty menestyksekkäästi korkean vedenpinnan ylläpitämiseksi happa- milla sulfaattimailla (Uusi-Kämppä ym. 2013). Säätösalaojitus ja salaojakastelu ovat yleistyneet viime vuosina, jolloin ne ovat olleet maatalou- den ympäristökorvausjärjestelmän toimenpiteitä. Vuonna 2017 säätösalaojituksesta maksettiin korvausta vajaan 42 000 hehtaarin alalle ja salaojakastelusta vajaan 11 hehtaarin alalle (Hyvö- nen ym. 2020). Säätösalaojitus ja salaojakastelu soveltuvat tasaisille maille. Säätösalaojituksessa pellon kaltevuus saa olla korkeintaan kaksi prosenttia ja salaojakastelussa yksi prosentti. Maan pitää olla hyvin vettä läpäisevää ja pohjamaan puolestaan huonosti vettä läpäisevää https://www.salaojayhdistys.fi/fi/2015/10/saatosalaojitus/. Salaojakastelu edellyttää, että käy- tettävissä on vedenlähde, josta vettä voidaan pumpata. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 34 Kuva 14. Sadanta, valunta ja haihdunta Suomessa eri kuukausina. Salaojayhdistys ry. Kuva 15. Lohkokirjanpitoaineistosta lasketut kevätviljojen satotason estimaatit ja 95 %:n luot- tamusvälit Etelä-Suomen eloperäisille ja kivennäismaille vuosilta 1988, 1999 ja 2018, jolloin kui- vuus heikensi viljojen satoa. 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 Eloperäinen Karkea kivennäismaa Savimaa S a to ta so n e st im a a tt i, k g /h a Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 35 Kuva 16. Salaojituksen, säätösalaojituksen ja salaojakastelun periaatteet. Salaojayhdistys ry. 5.3. Viljelykasvien ja -kiertojen sopeuttaminen 5.3.1. Viljelykasvien ominaisuudet, juuriston syvyys, kasvuajat Kasvinjalostus on viimeisten vuosikymmenten aikana nostanut merkittävästi tärkeimpien vilje- lykasvien satotasoja. Uusien lajikkeiden kuivuusstressin sietokyvyn parantaminen on kuivien kasvukausien seurauksena otettu myös tarkastelun kohteeksi (https://qgg.au.dk/en/qgg- news/artikel/danish-plant-species-to-prevent-drought-loss-for-billions/). Juuriston kehitysno- peuden ja juuriston syvyyden lisääminen ovat keinoja reagoida kuivan alkukesän aiheuttamaan vesistressiin. Lisääntyvän väestön ja ilmastonmuutoksen vuoksi kuivuuden kestävyyden paran- taminen on yksi kasvinjalostuksen painopisteitä. Berliinissä marraskuussa 2019 järjestetty ”Ge- netic diversity-the key for improving drought stress tolerance in crops” asiantuntijakokous ko- kous esitti kasvinjalostuksen osalta mm. seuraavia toimia: Olemassa olevien resurssien geneet- tisen vaihtelun kartoittamista kuivuudenkestävyyden osalta on jatkettava. Kuivuutta kestäviä lajikkeiden tunnistamista on edelleen kehitettävä, jotta voidaan tunnistaa paremmin kuivuuden kestävyyteen vaikuttavia geenejä ja geenialueita. Julius Kuhn - Instituutti (JKI) on aloittanut vehnän lämmön ja kuivuuden kestävyyttä kehittävien jalostushankkeiden koordinoinnin. VEHMAS-hankkeessa kiinnitettiin huomiota syysviljojen kevätviljoja nopeampaan ja syvem- mälle ulottuvaan juurten kasvuun. Syysviljan juuriston on havaittu yltävän jo huhtikuussa puo- len metrin syvyyteen, minkä seurauksena kasvi hyödyntää hyvin kevätkosteutta ja pohjamaan vesivaroja (Alakukku & Peltonen-Sainio 2014). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 36 5.3.2. Viljelykierrot, suunnittelu ajan ja paikan suhteen Viljelykasvien veden käytön tehokkuus oli merkittävästi parantunut oloissamme viime vuosi- kymmenten aikana (Peltonen-Sainio ym. 2016b). Veden käytön tehostaminen viljelytoimin ja kasvinjalostuksen keinoin ei kuitenkaan ole yksinään riittävä toimenpide vastaamaan tulevai- suuden todennäköisiin kuivuushaasteisiin. Jos säävaihtelu lisääntyy ennakoidusti ILMAPUS- KURI-hankkeen johtopäätösten mukaan (Peltonen-Sainio & Palosuo 2016), alkukasvukauden voimakkaat kuivuusjaksot vaativat muitakin keinoja satotasojen turvaamiseksi. Viljelykasvien sijoittelu peltojen kuivuudenkestävyyden ja kastelumahdollisuuksien mukaan varmentaa tuot- toisimpien satokasvien kohtuullisen menestymisen myös kuivuusjaksojen aikana. Tärkeintä on panostaa kokonaisvaltaisten ja ympärivuotisten vesitalouden hallintajärjestelmien kehittämi- seen VEHMAS-hankkeen johtopäätösten mukaisesti (Peltonen-Sainio ym. 2015a ja 2015b). 5.3.3. Peltometsäviljely Peltometsäviljelyssä (agroforestry) ruoantuotantoon yhdistetään puuvartista kasvillisuutta mo- nipuolisten tuotannollisten hyötyjen ja ympäristöhyötyjen saavuttamiseksi. Puiden ja peltokas- vien yhdistäminen vähentää haihtumista hidastamalla tuulen nopeutta ja myös riski maan kul- keutumiselle pois lohkolta tuulieroosion takia vähenee. Suomessa aikoinaan yleinen metsä- laidunnus on myös esimerkki peltometsäviljelystä. Suomessa maiseman monimuotoisuus ja isojen yhteisten peltoalueiden vähäisyys tuo luontaisesti peltometsäviljelyn etuja. 5.4. Kastelu VEHMAS-hankkeessa todettiin suomalaisten peltojen hyvä kastelupotentiaali, jota on mahdol- lista hyödyntää ilmastomuutoksen kuivuusjaksoihin sopeutumisessa (Alakukku ja Peltonen-Sai- nio 2014). Samassa tutkimuksessa todettiin myös ankaran, kasvien kannalta kriittiseen hetkeen osuvan kastelutarpeen aiheuttama suuri hetkellinen vedentarve, jolloin vesivarojen riittävyy- destä ei ole takuita. Viljelyskasvien kehitysrytmin nopeutuminen kohoavien lämpötilojen takia ajoittanee kriittisen kasteluhetken lyhyeksi ajanjaksoksi. Pyhäjärvi-instituutin 2009 ja 2012 toteuttamissa tutkimuksissa tarkasteltiin kasteluveden ottoa ja käyttöä Satakunnan alueella (Salo ym. 2018). Maatilat ottivat kasteluvettä yleensä useista eri paikoista. Vettä otettiin järvistä, joista ja kastelualtaista. Viljelijöiden havaintojen mukaan kas- teluveden otosta ei ollut haittaa ympäristölle, mutta kuivimpana kesinä veden määrä vähenee niin paljon, että kastelua ei pienimmistä vesivaroista voida enää tehdä. 5.4.1. Kastelumenetelmät (sprinklerit, puomit, tihku, salaojakastelu) Sadetta jäljittelevät sadetusmenetelmät, tykki- ja puomikastelu sekä tihkukastelu ja salaojakas- telu ovat Suomessa ja Itämeren alueella yleisimmin käytetyt kastelumenetelmät (Taulukko 8). Niiden välillä on eroja vedenkulkeutumistavassa maahan (Kuva 17), laitteistojen käyttötavoissa, työnmenekissä ja kustannuksissa. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 37 Taulukko 8. Kastelumenetelmien plussat ja miinukset tekniikan kannalta Kastelu- mene- telmä Edut (+) Haitat (-) Tykkikastelu + perusmenetelmä - raju kastelu + helppo siirtää - kastelu ei täysin tasaista + edullisempi kuin puomi - herkkä tuulelle + intensiteetin säätö helppoa (vain yksi suutin) Puomikastelu (Ramppikastelu) + mahdollisuus suureen sade- tustehoon - työläämpi kuin tykkikastelu + tasainen kastelu - kalliimpi kuin tykkikastelu + hellävarainen kastelu - täyttöturvallisuusriskejä enemmän kuin tykkikastelussa + ei herkkä tuulelle Tihkukastelu + säästää vettä - suuret vuosittaiset kustannukset + mahdollisuus lannoitukseen kasvukauden aikana - suuri työnmenekki asennuksessa + asennuksen jälkeen käyttö- valmis koko kasvukauden ajan - muovijätteen määrä - hallinta ja säädöt vaativampia kuin muissa menetelmissä Salaojakastelu (Altakastelu) + pitkäikäinen - soveltuu vain tasaisille ja vettä hyvin lä- päiseville maille + pienet käyttökustannukset - muita suurempi veden tarve + vähentynyt ravinteiden huuh- toutuminen vesistöön Satakunnan alueella vuonna 2009 (Salo ym. 2018) sprinklerit olivat yleisin menetelmä (45 %). Tihkukastelua käytettiin 33 %:lla tiloista, sadetustykkiä hieman yli 10 %:lla ja puomisadetusta muutamalla prosentilla vastanneista maatiloista. Salaojakastelua käytetään jonkin verran erityi- sesti perunanviljelyssä. Kastelumenetelmien yksityiskohtia ovat kuvanneet Järvenpää ja Savo- lainen (2015, s. 146–160). Säätösalaojitus nosti satotasoja 5,6–10 % kuivina kasvukausina (sadanta 73–75 % keskiarvosta) Liettuassa 2000–2007 tehdyssä koesarjassa (Ramoska ym. 2011). Samalla valunta väheni 25 % ja nitraatin huuhtoutuminen 20–28 %. Suomessa typen huuhtoutuminen on säätösalaojituksen avulla vähentynyt 30 % tavanomaiseen salaojitukseen verrattuna (Haataja 2000). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 38 Kuva 17. Veden kulkeutuminen maahan eri kastelumenetelmissä. 5.4.2. Kastelun talous Suomessa tuorein kastelun kannattavuuden arviointi tehtiin ”Lounais-Suomi sopeutuu muut- tuvassa ilmastossa voimistuvaan kuivuuteen” hankkeessa ( https://www.ymparisto.fi/fi- FI/LOSSI/Lossi_hanke). Hankkeessa todettiin, että viljojen kastelu ja sadetuslaitteistoon inves- tointi olisi ollut kannattavaa vuosien 1971–2020 sään perusteella isoilla ja keskiarvoa korkeam- pia satoja tuottavilla maatiloilla. (Peltonen-Sainio ym. 2021). Sadannan vaihtelut ilmastonmuu- toksen myötä ovat niin epävarmasti ennustettavia, että ilmastonmuutos ei näytä vaikuttavan kasteluinvestoinnin kannattavuuteen. Peltonen-Sainio ym. (2021) kiinnittävät huomiota myös kastelumahdollisuuden ravinnehävikkejä vähentävään vaikutukseen. Koivisto ja Salo (2021) arvioivat vihannesten kastelun kannattavuutta kolmenkymmenen vuo- den sääaineiston ja kasvumallinnuksen avulla. Kastelu oli taloudellisesti kannattavaa kaikilla ar- vioiduilla vihanneksilla (keräkaali, porkkana ja sipuli), ja kastelun kannattavuus näytti lisäänty- vän viimeisten vuosien aikana. Kastelun tuottamat sadonlisäykset olivat niin merkittäviä, että suuretkaan kasteluinvestoinnit eivät poistaneet kannattavuutta. 5.5. Veden varastointi 5.5.1. Valuma-alueen vesivarastot Järvet ovat luonnon omia vesivarastoja. Usein järvien vedenpinnan korkeutta voidaan säädellä, mikä vaikuttaa alajuoksulla virtaavan ja käytettävissä olevan veden määrään. Tekoaltaita tai - järviä on Suomessa noin 40 kpl (https://fi.wikipedia.org/wiki/Luokka:Suomen_tekojärvet). Niitä on perustettu sähköntuotantoa, teollisuuden tai yhdyskunnan raakaveden ottoa, tulvansuoje- lua tai jätevesien käsittelyä varten. Muutamia tekojärviä on perustettu myös virkistyskäytön tai maa-aineksen oton takia. Nykyisin monilla tekojärvillä on useita yhteisiä käyttötarkoituksia. Te- kojärvet sijoittuvat pääasiassa Pohjanmaan rannikkojokien latva- tai keskiosille sekä Kemijoen vesistöön Lapissa. Muutamia tekojärviä on tehty patoamalla merenlahtia (Järvenpää 2003). Itä- meren veden suolapitoisuus on melko matala, joten sen käyttö kasteluun pitkien kuivuusjak- sojen tarjoaa mahdollisuuden vähentää satotappioita. Kasvilajien välillä on tunnettuja eroja Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 39 suolan kestävyydessä ja kasteluveden mukana tulevien suolojen pitää kulkeutua myöhemmin kasvukauden aikana pois maaperästä (Marmolin 2010). 5.5.2. Peltojen valumavesien varastointi Peltojen valumavesien varastointi sekä lisää kasteluun käytettävissä olevan veden määrää että vähentää ravinnekuormitusta valumavedet vastaanottavissa vesistöissä. Pienissä kastelualtaissa tai kosteikoissa tapahtuva veden varastointi ilman kasteluakin vähentää ympäristökuormitusta, koska kiintoainesta laskeutuu altaan pohjalle, denitrifikaation kautta poistuu typpeä ja kasvilli- suus ottaa ravinteita. Vesien varastointimäärät jäävät helposti pieniksi, ja perustamisessa on yleensä hyödynnettävä luontaisia pinnanmuotoja, jotta kustannukset pysyvät kohtuullisina. Jär- venpää ja Savolainen (2015, s. 161–169) tarkastelevat kasteluveden hankintaan vaikuttavia te- kijöitä. Valumavesien varastoinnin ja kastelukäytön hyödyt riippuvat kasvukausien sateen määrästä ja kasteluun varastoitavissa olevan veden määrästä. Jos kasvukauden aikana varaudutaan 60 mm kastelumäärään ja kasteltava pinta-ala on 10 ha, kastelualtaasta olisi saatava 600 m3/ha * 10 ha = 6 000 m3 vettä. Jos altaan syvyys olisi kaksi metriä, sen pinta-alan tulisi olla 3 000 m2. Näin laskettuna 10 hehtaarin kasteluun riittävän altaan mitat olisivat esimerkiksi 30 m * 100 m. Kas- telualtaan suhde kasteltavaan pinta-alaan olisi 0,3 ha/10 ha = 3 %. Mikäli altaan syvyys olisi neljä metriä, pinta-alan tarve pienenee 0,15 hehtaariin ja 1,5 %:iin suhteessa kasteltavaan pinta- alaan. Yhdysvaltojen Keski-lännessä on kerätty kattava tietopaketti valumavesien kierrätyksestä (https://transformingdrainage.org/practices/drainage-water-recycling/ ja Frankenberger ym. 2017). Suomen ympäristökorvausjärjestelmässä 2015–2020 oli yhtenä toimenpiteenä valittavissa kui- vatusvesien kierrätys. Kuivatusvesien kierrätyksessä peltoalueelta kertyvät valumavedet on va- rastoitava kevätvalunnan ja rankkasateiden aikana erilliseen altaaseen, josta ne kuivana kautena johdetaan tai kasteluvetenä takaisin pellolle. Hehtaarikohtainen korvaus toimenpiteestä on 250 € vuodessa. Tukialan suuruus on ollut vain 338 ha. Syynä lienee osittain se, että kastelujärjestel- mäksi hyväksytään vain säätösalaojitus tai -kastelu. 5.6. Vesihuollon sopeutumistoimet Kuivuuskausina makean veden puute koskettaa kaikkia sektoreita. Yksi tärkeimmistä sopeutu- mistoimista on kuivuuteen varautumisen suunnittelu niin kansallisella tasolla kuin myös paikal- lisesti. 5.6.1. Veden käytön vähentäminen Kuivuustilanteissa nousee erityisen tärkeään rooliin veden käytön vähentäminen. Tätä tapahtuu joko säännöstelemällä veden käyttöä, vähentämällä veden hävikkiä tai kierrättämällä käytettyä vettä. Euroopan vesitilastojen mukaan veden jakelun hävikit olivat vuonna 2017 julkaistun ra- portin mukaan keskimäärin 23 %. Hävikki oli määritelty laskemalla tuotetun makeanveden määrä, josta vähennetään kuluttajilta laskutettu vesimäärä (eng. Non-revenue water). Tällöin hävikkeihin laskettiin mukaan myös esimerkiksi paloposteista otettu sammutusvesi. Suurin osa todellisesta hävikistä syntyy putkistossa olevien vuotojen seurauksena. (EurEau 2017, s. 15) Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 40 SYKE:n 2016 julkaisemassa raportissa ”Kohti vesiviisasta kiertotaloutta” arvioidaan Suomessa veden hävikin olevan noin 15 % kaikesta tuotetusta talousvedestä, jonka todettiin vastaavan noin 100 miljoonaa euroa keskimääräisellä veden käyttöhinnalla. (Salminen ym. 2017, s. 54) Tanskassa asetettiin vuonna 1993 sakkoa yrityksille, joiden putkistoista tapahtui hävikkiä yli 10 %. Valvontaa tehostettiin määräämällä kuluttajille vaatimus vesimittarin asentamisesta. Tanska on- kin yksi vähiten veden hävikistä kärsivä maa Euroopassa ja heidän hävikkimääränsä on ollut tasaisessa laskussa koko 2010-luvun, poissulkien vuoden 2018 kuivaa ja kuumaa kesää, jonka seurauksena putkirikkoja ilmeni tavanomaista enemmän. Tanskassa vesilaitokset ovat kasvat- taneet etäluettavien vesimittarien määrää kaikista mittareista vuoden 2013 lukemasta 15 % vuoden 2018 51 % tiin. Etäluettavat mittarit mahdollistavat vuotojen ja putkirikkojen havaitsemi- sen nopeasti ja siten ovat yksi helppo tapa veden hävikin vähentämiseksi. (DANVA 2019, s. 16). Kuivuustilanteissa ja alueilla, jossa makeaa vettä on vähän, houkutteleva raakaveden käyttöä vähentävä menetelmä on veden kierrätys. Veden kierrätyksessä olennaista on kierrätettävän veden laatu ja veden suunniteltu käyttötarkoitus. Nämä määrittävät veden käsittelyvaatimukset ja siten myös hinnan. Veden kierrätyksessä on eroteltavissa kaksi eri tyyppiä, suora veden kier- rätys ja epäsuora veden kierrätys. Epäsuorassa veden kierrätyksessä kierrätettävä vesi laimen- netaan sekoittamalla se pinta- tai pohjaveteen. Tällöin suhteellinen haitta-ainemäärä vedessä on pienempi ja myös puhdistustarve on pienempi. Suorassa veden kierrätyksessä vesi tuodaan joko puhdistettavaksi tai käytetään sellaisenaan. Veden käyttötarkoitus määrittelee puhdistuk- sen tarpeen ja siksi veden kierrätys on hyvä tapa lisätä käytettävissä olevan veden määrää, jos käyttökohteet ovat sopivat (Climate ADAPT 2015). Tilanteissa, jossa kuivuuden seurauksena veden hankinta vaarantuu, vesilaitosten on otettava käyttöön veden jakelua säännösteleviä menetelmiä. Säännöstelyn menetelmistä yleisin on ke- hotus veden säästämiseen, välttämällä mm nurmikkojen kastelua, autojen pesua tai uima-al- taiden täyttöä. Muita tilapäisiä menetelmiä ovat veden paineen alentaminen putkistossa tai veden käytön säännöstely. Säännöstelyn tulisi olla tilapäistä, ja kuivuustilanteiden pitkittyessä tai yleistyessä tulisi kehittää muita veden kierrätyksen tai säästämisen ratkaisuja (Climate ADAPT 2016). Mörbylånga Ruotsissa Öölannissa Mörbylångan kunnassa valmistui vuonna 2019 Euroopan ensimmäinen suoran vedenkierrätyksen laitos, jossa käsitellään Itämeren rannikolta kaivosta saatavaa mur- tovettä ja esipuhdistettua elintarviketeollisuuden jätevettä. Laitos tuottaa noin 75 % Mörbylån- gan päivittäisestä vedentarpeesta. Teollisuuden jätevettä esikäsitellään ensin teollisuuslaitok- sen omassa puhdistuslaitoksessa, jossa jätevedestä poistetaan haitta-aineet mekaanisesti, bio- logisesti ja kemiallisesti. Jätevesi saatetaan erilliseen esikäsittelylaitokseen, jossa vesi hygieni- soidaan ultrasuodatuksella ja UV-valolla. Teollisuuden jätevettä käytetään yhdessä rannikko- kaivoista saatavan murtoveden kanssa, jotta veden suolapitoisuus laskisi ja syntyvän liuoksen jatkokäsittelyn energiatehokkuus paranee. Lisähyötynä arvokasta makeaa vettä ei menetetä elintarvikelaitoksen pesuvesien mukana, vaan se voidaan pitää hyötykäytössä vähävetisessä saaressa. Lisäksi yhdistämällä makeaa vettä murtoveteen vähennetään suhteellisesti laitoksessa käytettävän käänteisosmoosin sivutuotteena syntyvän suolaliemen pääsyä Itämereen (https://www.water-reuse-europe.org/morbylanga-dwtp/#page-content). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 41 5.6.2. Uusien vesilähteiden hankinta Tekopohjavesi Tekopohjavedellä tarkoitetaan pohjavesivarantojen keinotekoista täyttämistä pintaveden avulla. Menetelmässä pumpataan puhdistettua pintavettä pohjavesialueen päälle varatuille alu- eille, josta vesi imeytyy ja suodattuu osaksi pohjavesivarantoja. Pohjaveden varantoja voidaan täyttää aktiivisesti ympäri vuoden, jolloin kuivuustilanteisiin on voitu valmistautua ennakoivasti. Jos tekopohjaveden suunnittelussa on otettu huomioon pitkään jatkuvat kuivuustilanteet ja suuri veden tarve, niin raakaveden lähteeksi on valikoitunut suuri vesistö. Käytettävän vesistön pintaveden määrän pitäisi olla niin suuri, että pumppauksesta tuleva lisäkulutus ei horjuta ve- sistön toimintaa (Sprenger ym. 2017). Tekopohjaveden edut: • Saadaan ensiluokkaista käyttövettä • Vettä voidaan varastoida ennalta • Kustannuksiltaan edullisempaa kuin vedenpuhdistus suoraan pintavedestä Tekopohjaveden haasteet: • Sopivien pohjavesialueiden löytäminen • Kuivuustilanteessa raakaveden laadun heikkeneminen Ruotsin Karlskronassa on varauduttu kaupungin läpi kulkevan Lynckeby-joen veden ja samalla kaupungin ainoan vedenlähteen pilaantumiseen tekopohjavesilaitoksen rakentamisen kautta. Lynckeby-joki on luontaisesti samea ja sen veden laatu vaihtelee merkittävästi. Karlskronan rat- kaisussa vettä otetaan Lynckeby- joesta ja puhdistetaan vedenkäsittelylaitoksessa, josta se joh- detaan harjulle nimeltä Johannishusåsen. Siellä vesi laskeutetaan harjuun, joka toimii vesiva- rastona. Veden varastointiaika on noin 14 päivää, jonka jälkeen vesi pumpataan takaisin Karlsk- ronaan, jossa juomakelpoisuus varmistetaan puhdistuslaitoksella. Putki ylittää matkan varrella Nättraby -joen, joka toimii hätätilanteissa lisävesilähteenä. Laitos aloitti toimintansa vuonna 2015 ja maksoi 375 miljoonaa kruunua eli noin 36 miljoonaa euroa (Klimatanpassining 2018a). Makean veden valmistus merivedestä Pitkissä kuivuustilanteissa merenranta-alueilla on käytettävä suolaista merivettä, joka ei sellai- senaan ole käyttökelpoista juomavedeksi tai suurissa määrissä kasteluun. Suolan poistoon me- rivedestä on käytetty kahta eri menetelmää tislaamista ja käänteisosmoosia. Suolan erottami- nen vedestä tislaamalla, mukailee luonnollista sateen syntymisen mekaniikkaa, jossa ulkoisen lämmönlähteen avulla saadaan vesimolekyylit höyrystymään irti suolamolekyyleistä. Tämä me- netelmä on perinteisesti käytössä kuivilla merenranta-alueilla, joissa aurinkoenergiaa ja suo- laista vettä on runsaasti. Teollisessa vedentuotannossa on yleistymässä käänteisosmoosin hyödyntäminen juomaveden valmistuksessa. Käänteisosmoosissa suolaista merivettä syötetään puoliläpäisevälle kalvolle, joka ei päästä suolaa lävitseen. Tällöin kalvon läpäissyt vesi on makeaa vettä ja kalvon toiselle puolelle jäänyt vesi on rikastettua suolavettä, joka voidaan päästää takaisin mereen. Menetel- män etuna haihdutukseen verrattuna on, että käänteisosmoosi ei prosessina vaadi energiaa veden haihduttamiseen, ja pystyy siten tuottamaan juomavettä pelkällä pumpun paineella. Käänteisosmoosin yhteydessä käytetään esi- ja jälkikäsittelyä käänteisosmoosikalvon käyttöiän kasvattamiseksi ja lopputuotteen puhtauden varmistamiseksi (Puretec 2020). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 42 Käänteisosmoosin etuja: • Nopeampi ja energiatehokkaampi kuin tislaus • Makean veden tekeminen suolaisesta vedestä. Käänteisosmoosin haasteita: • Korkeammat kustannukset per litra verrattuna juomaveden valmistukseen makeasta vedestä. Esimerkkejä Ruotsissa Gotlannissa Katthammarsvik:ssä jouduttiin vuonna 2015 turvautumaan tankkiautoilla kuljetettavaan veteen. Veden puute aiheutti merkittävää haittaa alueen kehitykselle. Tähän haasteeseen vastattiin rakentamalle Herrvikin suolanpoistolaitos, joka perustuu käänteisos- moosiin ja tuottaa vettä noin 2000 hengelle. Järjestelmässä vesi ohjataan ensiksi 200 metriä pitkään putkeen, jonka vedenottopäässä on 2 mm suodatin. Vesi kuljetetaan automaatti- suodattimien läpi, joista viimeisenä on ultrasuodatin, joka poistaa pienet partikkelit ja pieneliöt. Sen jälkeen vesi ohjataan käänteisosmoosiin, jossa poistetaan vedessä olevat suolat. Lopuksi vedestä poistetaan bakteerit UV-valon avulla, ja veden pH ja suolatasapaino palautetaan hy- väksyttävälle tasolle. Laitos kuluttaa runsaasti energiaa, ja siksi aurinkopaneeleja on asennettu alentamaan sähkökustannuksia. Herrvikin laitoksen kokonaisuus maksoi 30 miljoonaa kruunua eli noin 2,9 miljoonaa euroa (Klimatanpassining 2018b). Saksassa Helgolandin saarella asuu 1500 ihmistä, ja saaren vedestä 80 % tuotetaan käänteis- osmoosilla suoraan suolaisesta Itämerestä. Helgolandin saarella oli kunnianhimoinen tavoite saavuttaa nollapäästöisyys vuoteen 2020 mennessä. Saaren yksi monista päästövähennystä ta- voittelevista menetelmistä on ollut käänteisosmoosi-laitoksen tehokkuuden parantaminen. Tä- hän pyrittiin ottamalla käyttöön uudet tehokkaat pumput ja asentamalla energiakeräimet lai- toksen aliteveden paine-energian talteenottoon. Näillä muutoksilla energiankulutus lähes puo- littui ja vuosittaista säästöä saatiin 115 000 euroa (Greening the Islands 2019). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 43 6. Käytössä olevat suunnitelmat kuivuuteen sopeutumiseen Suomi Kokonaisvaltaisten vesitalouden ympärivuotisten hallintajärjestelmien kehittämiseen tulee pa- nostaa VEHMAS-hankkeen johtopäätösten mukaisesti (Peltonen-Sainio ym. 2015 a ja b). VEH- MAS-hankkeessa suositeltiin jatkoselvityksiä kestävän veden käytön varmistamiseksi ja poten- tiaalisen kastelualan tarkentamiseksi käytettävissä olevaan kasteluveden määrään perustuen (Alakukku & Peltonen-Sainio 2014). ILMAPUSKURI-hankkeen tulosten perusteella kasvien veden käyttö on jatkuvasti tehostunut, mutta sen edelleen tehostaminen viljelytoimin ja/tai kasvinjalostuksella ei riitä vastaamaan tulevaisuudessa todennäköisesti vahvistuviin kuivuushaasteisiin ja siksi myös ILMAPUS- KURI-hanke suositteli vesitalouden hallintajärjestelmien kehittämistä ilmastonmuutokseen sopeutumisen toimenpiteenä (Peltonen-Sainio & Palosuo 2016). Rimkus ym. (2017) arvioivat Baltiassa kuivuuskausien esiintymistä ja vaikutuksia sadannan vajauksen ja NDVI-arvojen kautta. Suomessa kasteluhankkeen suunnittelua ja toteutusta käsitellään Ympäristöhallinnon ohjeissa 4/2015 (Järvenpää & Savolainen 2015). Ohjeita annetaan myös kastelun tilakohtaiseen suun- nitteluun ja kannattavuuden arviointiin. Salminen ym. (2017) pohtivat teknisten vesien käyttöä Suomessa kasteluun, mutta sen mahdollisuuksia heikentävät pienehköt teollisuuslaitokset ja laitosten usein pitkät etäisyydet viljelypelloista. Maa- ja metsätalouden kestävän vesitalouden tavoitteista (Häggblom ym. 2020) kuivuuteen sopeutumista auttavat vesienhallinnan sopeuttaminen muuttuvaan ilmastoon, veden viivyttä- misen ja vesitalouden säätömahdollisuuksien edistäminen ja kansainvälisen yhteistyön ja tie- donvaihdon ylläpitäminen sekä kastelun kehitystarpeiden selvittäminen. Selvityskohteina mai- nitaan • Kasteluveden tarve ja kastelun kannattavuus nyky- ja tulevaisuuden maataloudessa tulee selvittää. • Eri vesivarastojen, kuten järvien, jokien, muiden vesistöjen, maaperän, peruskuivatusuomien ja metsäalueiden, hyödyntämismahdollisuudet kasteluveden varastoimiseksi tulee selvittää. • Maatalouden kasteluvalmiutta tulisi nostaa edistämällä säätösalaojitusta siihen soveltuvilla pelloilla, sekä säätöojitusta siihen soveltuvilla alueilla. Ruotsi Ruotsin hallitus on määritellyt ilmastonmuutoksen sopeutumiseen liittyvät tavoitteet, eri orga- nisaatioiden tehtävät ja strategiat asetuksessa vuonna 2018 (2017/18:163 - Nationell strategi för klimatanpassning). Maatalouden osalta vastuu on pääasiassa Ruotsin Elintarvikevirastolla (Livsmedelsverket) ja Maatalousvirastolla (Jordbruksverket). Ilmastonmuutoksen ja kuivuuden maatalouteen liittyviä vaikutuksia käsittelee Ruotsissa Maa- talousvirasto (Jordbruksverket 2017). Tietoa on kerätty heidän internet-sivuilleen (https://jord- bruksverket.se/om-jordbruksverket/krisberedskap/vattenbrist). Eläinsuojelulaki määrittelee kotieläinten juomaveden saannin, ja maatilojen on varmistettava vaihtoehtoisen juomaveden Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 44 laatu. Tuotantoeläinten vedentarpeesta on käytettävissä ohjekirja, Vatten till husdjur (https://webbutiken.jordbruksverket.se/sv/artiklar/vatten-till-husdjur.html). Ruotsin ilmatieteen ja hydrologian laitos (SMHI) ja Ruotsin Geologian tutkimuslaitos (SGU) jul- kaisevat vesitilannetta arvioivaa palvelua, Risk för vattenbrist (https://www.smhi.se/vader/var- ningar-och-risker/risk-for-vattenbrist). Viranomaisten kriisitiedotus-sivusto, ”krisinforma- tion.se”, käsittelee myös tarvittaessa vesipulaa. Esimerkiksi vuoden 2019 tiedotteet on arkistoitu seuraavalle sivustolle (https://www.krisinformation.se/detta-kan-handa/handelser-och-stor- ningar/2019/risk-for-vattenbrist-2019) ja vastaavasti vuoden 2018 kuivuustiedotus sivustolle (https://www.krisinformation.se/detta-kan-handa/handelser-och-storningar/2018/torkan- 2018). Kesän 2018 kuivuus aiheutti Ruotsin maataloudelle vakavia ongelmia, koska sadot jäivät alhai- siksi, ja tuotantoeläimiä jouduttiin teurastamaan rehunpuutteen takia (Rende 2019). Ruotsi val- tio osoitti kuivuuskriisistä kärsineille viljelijöille 1,2 miljardin kruunun tuen (117 miljoonaa €) jaettavaksi 2018–2019. Rende (2019) selvitti Mälären-laakson viljelijöiden sopeutumissuunni- telmia vuoden 2018 kuivuusjaksojen jälkeen. Viljelijät pitivät tärkeinä kuivuutta kestäviä viljely- kasveja, investointeja sadetuslaitteisiin ja kastelualtaisiin, viljelypinta-alan lisäämistä ja vaihte- levia peltoja maan vedenpidätyskyvyn ja pohjaveden korkeuden suhteen. Suurimpina esteinä sopeutumiskeinojen toteuttamisessa viljelijät pitivät investointien rahoitusta ja kannattavuutta, kasteluveden huonoa saatavuutta ja ilmastonmuutoksen aiheuttamien olosuhteiden vaihtelua. Viljelijöiden pitäisi varautua sekä kuivuusjaksoihin että tulviin. Ruotsissa kansallinen juomaveden koordinointiryhmä on perustanut erityisen kuivuutta ja ve- den niukkuutta käsittelevän työryhmän kesäkuussa 2020. Työryhmän tehtävänä on ensisijai- sesti kerätä ja jakaa eri viranomaisilta tällä hetkellä saatavissa olevia tietoja, kuten pohjaveden pinnankorkeus, vesipulan riski ja kastelukiellon laatiminen. Ryhmässä tehty tilannearvio voi- daan jakaa muissa verkostoissa alueellisella ja valtakunnallisella tasolla. Juomaveden kansalli- sen koordinointiryhmän välityksellä päästään tarvittaessa myös lähelle asiaankuuluvien viran- omaisten päätöksiä. Työryhmää johtaa Ruotsin elintarvikevirasto ja siihen osallistuvat Ruotsin meri- ja vesiviranomainen, Ruotsin geologinen tutkimuskeskus, SMHI, Ruotsin vesi, Ruotsin kunnat ja alueet, Ruotsin siviilioikeusvirasto, Maatalousvirasto, Ruotsin kemikaalivirasto ja Öre- bron läänin lääninhallitus. Akuutin vesipulan tai muun juomavesiin liittyvän kriisin sattuessa kunnat voivat hakea tukea Elintarvikeviraston VAKA-ryhmältä. Sydvatten (www.sydvatten.se) on Länsi-Skånen kuntien yhteinen vesilaitos, jonka alueella esiin- tyy paljon kastelua käyttävää maataloutta. Vesilaitoksen ilmastonmuutokseen varautumista kä- sittelevässä selvityksessä (Sydvatten 2019, s. 21–23) listataan seuraavat mahdollisuudet maata- loudelle reagoida lisääntyvään kilpailuun veden käytöstä: • Tehokkaat ja älykkäät kastelutekniikat • Pintaveden käytön lisääminen ja veden maaperässä säilymisen lisääminen • Hyödyntää uusia vedenlähteitä kuten puhdistettua jätevettä • Kastelu- ja ojitusyhteisöt • Valuma-alueen yhteistyön lisääminen • Huolehtia maataloustuotteiden laadusta puhtaiden vesivarojen ja hyvän valvonnan avulla • Monikäyttöiset padot • Tiedonvälitys, koulutus ja hyvät esimerkit • Viljelyn sopeuttaminen paikkaan ja tilanteeseen Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 45 Ruotsissa tehdyn hitaasti vaikuttavien ilmastomuutoksen riskien arvioinnissa (Jaramillo ym. 2021) mainitsevat maatalouden sopeutumiskeinoksi alueille, joissa pohjaveden määrä voi laskea kriittiseksi vähemmän vettä käyttävien viljelykasvien (esim. kvinoa) ja -menetelmien valinnan. Niillä alueilla, joilla pohjaveden määrät voivat pienentyä kuivuusjaksoina kriittiselle rajalle, olisi vältettävä maatalouden ja yhteiskunnan lisäinvestointeja. Maatalouden neuvontajärjestöt tarjoavat palveluja kastelun ja maan vesitalouden hallintaan (esim. https://hushallningssallskapet.se/tjanster/vatten/). Ruotsin maataloustuottajin keskus- liitto (LRF) on myös laatinut oppaan kastelun suunnitteluun ja toteutukseen jo vuonna 2010 (Lantbrukarnas Riksförbund 2010). Ruotsin maatalousyliopisto (SLU) on käynnistänyt hankkeita, joissa tutkitaan kastelun kannattavuutta ja kastelutarpeen arviointia. Tuoreissa SLU_n opinnäy- tetöissä on keskitytty sadetuksen kannattavuuteen viljan- ja nurmentuotannossa (Gilbertsson 2019, Larsson 2020, Tor 2020). Viljelijöiden ja neuvojien käyttöön on tuotettu mm. tietoisku veden varastoaltaan suunnittelusta (Alsanius & Jakowlev 2017a) ja raportti kasteluveden laa- dusta (Livsmedelverket ym. 2019). Tanska Tanskan sopeutumista ilmastonmuutokseen arvioitiin vuoden 2012 raportissa (Danish nature agency 2012). Vuoden 2012 raportissa tunnistettiin ilmastonmuutoksen kuivia kausia lisäävä vaikutus ja kastelun lisäämisen tarve. Kohonneiden lämpötilojen lisäys haihdutustarpeeseen arvioitiin tasoittuvan kohoavan hiilidioksidipitoisuuden vaikutuksesta. Maissin viljelyn lisäänty- misen arvioitiin lisäävän kastelun tarvetta. Kastelun lisääntyessä virtaamat vesistöissä vähenisi- vät kesäkautena. Ilmastonmuutokseen sopeutumista varten tarjolla on mm. maatalouden suunnitteluun ohjelmisto (AgriWIzard, https://en.klimatilpasning.dk/tools/agriwizard/) ja pal- velu ilmastonmuutoksen vaikutuksesta eri alueilla (ClimateMap; https://www.dmi.dk/klima-at- las/data-i-klimaatlas/). Paikallisen tason esteitä ilmastonmuutokseen sopeutumiseen arvioitiin raportissa, jossa mm. sopeutumiskeinojen ja paikallisten etujen välinen ristiriita todettiin yh- deksi ongelmaksi (Jensen ym. 2016). Tanskassa reagoitiin vuoden 2018 kuivuusjaksoihin laatimalla helpotuksia lisäkastelutarpeen lupamenettelyyn. Kunnille annettiin keväällä 2019 valtuudet antaa lyhytkestoisia (3 kk) lisäkas- teluveden ottoon oikeuttavia lupia, kun varmistutaan ettei vedenotosta aiheudu haittaa. Elo- kuussa 2018 laadittiin myös kuivuuden vaikutuksia helpottamaan tarkoitettu ” Tørkepakke” eli kuivuuspaketti (https://www.regeringen.dk/publikationer-og-aftaletekster/toerkepakke/). Tanskan maatalouden neuvontajärjestö, SEGES, tarjoaa viljelijöille ohjeita ja sopeutumiskeinoja kuivuuden hallintaan. Esimerkiksi meriveden käyttö kasteluvetenä poikkeustilanteissa vaatii ti- lannekohtaisen riskiarvion suolaisen veden vaikutuksesta kasveille ja maaperälle (https://www.landbrugsinfo.dk/public/b/5/2/vanding_vanding_med_saltholdigt_vand). Kaste- lun suunnitteluun on käytössä palvelu: Vandregnskab Online (https://onlinebestil- ling.dlbr.dk/Order/Shop/vandregnskabonline). Tanskan kastelutarvetta ja sen vaihtelua arvioi- tiin Aarhusin yliopiston selvityksessä (Ten Damme & Neumann Andersen 2018). Tanskassa on vuosittain sadetettavissa 464 000 ha, ja koska kasteluntarve voi vaihdella vuosittain suuresti samalla lohkolla ja kasville (esim. 82–244 mm/ha) kasteluveden tarpeen erot ovat vuosittain myös hyvin suuret. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 46 Saksa Saksassa kasvukaudet 2018 ja 2019 olivat vähäsateisia, ja talven sateet eivät täyttäneet pienen- tyneitä vesivarastoja (https://www.umweltbundesamt.de/themen/trockenheit-in-deutschland- fragen-antworten). Saksan ilmatieteen laitoksen seurannan mukaan huhtikuu 2020 oli aurin- koisin ja kolmanneksi vähäsateisin mittausten alkamisvuodesta 1881 laskettuna. Esimerkiksi Mecklenburg-Vorpommernin osavaltiossa vuoden 2020 kuivuus aiheutti merkittäviä satotap- pioita. Sopeutumiskeinoina osavaltiossa käytettiin rehun tekoa ekologisilta suoja-alueilta ja harkittiin tavanomaisesti tuotetun rehun käyttöä luonnonmukaisessa eläintuotannossa. Sak- sassa kriittisen vesitilanteen rajana pidetään 20 % vedenottoa vesivaroista. Tällä hetkellä Saksan kokonaistilanne on hyvä, koska vedenkäyttö on noin 13 % vesivaroista. Paikallisesti veden saanti voi nousta kriittiselle tasolle, koska käyttö vaihtelee suuresti alueiden välillä ja nitraatin korkea pitoisuus pohjavesissä voi olla ongelma intensiivisillä maatalousalueilla. Lisääntyvät kui- vuusjaksot lisäävät maatalouden kasteluveden tarvetta, joka korostuu puutarhatuotantoon keskittyneillä alueilla. Vesivarojen vähentyminen lisää kilpailua ja vaatii käytön tehostamista. Yhtenä mahdollisuutena nähdään puhdistetun veden uudelleenkäyttö, joskin kierrätyksessä on pidettävä tiukat laadulliset kriteerit. Kuivuuden haittoina Saksassa nähdään myös tuulieroosio, jolle alttiita karkeita kivennäismaita löytyy Itämeren rannalta Schleswig-Holsteinista ja osista Mecklenburg-Vorpommern:ia. Syys- viljojen avulla nämä pellot voitaisiin suojata kuivan kevään aikana tapahtuvalta tuulieroosiolta. Saksan ympäristöviraston (Umweltbundesamt) mielestä pitkäaikaiset ja kertakorvauksena to- teutettavat tukitoimet, jotka parantavat maatalouden kuivuuden hallintaa ja jakavat riskiä koko yhteiskunnalle, ovat suositeltavia. Muokkauksen keventäminen, kuivuutta kestävät lajit ja lajik- keet sekä monipuolinen tuotanto ovat myös keinoja sietää kuivuusjaksoja. Tuulieroosiota es- tävät maan pintaan jätetty kasvinjäte, pinnan epätasaisuuden ja maan orgaanisen aineksen li- sääminen. Peltoympäristön puusto tai peltometsäviljely (agroforestry) vähentävät tuulen no- peutta ja eroosiota. Saksan liittovaltio ja osavaltiot valmistautuivat tukemaan maatalouden vuoden 2018 kuivuuden aiheuttamia tappioita 340 miljoonalla eurolla. Kesäkuuhun 2019 mennessä 6949 toimijaa oli saanut tukea yhteensä 228 miljoonaa euroa. Tukea oli mahdollista saada, jos kuivuuden aiheut- tamat tappiot olivat yli 30 % aikaisempien vuosien keskimääräisestä tuloksesta, jolloin tappi- oista korvattiin 50 %. Tukisumma yhdellä yrityksellä voi olla 2500–500 000 € (https://www. bmel.de/DE/themen/landwirtschaft/klimaschutz/extremwetterlagen-zustaendigkeiten.html). Saksassa on myös keskusteltu kuivuusvahinkoihin liittyvän vakuutuksen käyttöönotosta. Itäval- lassa on ollut käytössä kuivuustappioille vakuutus (Dürreversicherung) vuodesta 2015, ja myös Saksassa on tarjolla vastaavia vakuutuksia (mm. https://www.greensurance.de/duerreversiche- rung/). Vakuutus perustuu puolueettoman tahon laskemaan indeksiin, jonka raja-arvon saavut- taminen johtaa korvausperusteiden toteutumiseen (Myyrä & Pietola 2012). Indeksivakuutuksia pidetään usein tuottajien taholta kalliina ja niihin toivotaan valtion tukea. Indeksiin perustuvan vakuutuksen yksi ongelmista on, että indeksi saavutetaan usein hyvin laajasti ja korvaustapaus- ten määrä on suuri. Indeksiarvoa ei myös sidota todelliseen vahinkoon. Hollannissa indeksin raja-arvon saavuttaminen on yhdistetty toteutuneen vahingon arviointiin, ja vakuutus on hyvin suosittu (https://www.dlg.org/fileadmin/downloads/landwirtschaft/themen/publikatio- nen/kompakt/DLGKompakt_04_20.pdf). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 47 Puola Waterdrive-hankkeen (https://water-drive.eu/) pilottialueella Kutnossa, Puolassa, kuivuusjaksot ovat yleisiä. Kuivuuden aiheuttamat satotappiot ovat lisänneet viljelijöiden kiinnostusta veden varastointiin. Waterdrive- hankkeen edustajat arvioivat vesitalouden parantamiseen tarvittavan ojitusjärjestelmän kunnostamisen veden virtausnopeuden hidastamiseksi, viljelykäytäntöjen muuttamisen maan vedenpidätyskyvyn lisäämiseksi ja maisemarakenteen muutoksen veden kierron säätelemiseksi. Alueen viljelijät ja sidosryhmät olivat huolestuneita kuivuuden vaikutuk- sesta maatalouden kannattavuuteen, vallitseva vesienhallintajärjestelmä koettiin pirstaloitu- neeksi ja heikosti toimivaksi. Sidosryhmät halusivat kuivuusjaksojen torjuntaan ja niihin sopeu- tumiseen systemaattisen lähestymistavan, joka olisi tasapuolinen. Tällä hetkellä hankkeessa et- sitään yhdessä sidosryhmien kanssa parhaita toimenpiteitä kuivuusjaksoihin sopeutumiseksi (Katarzyna Izydorczyk, henkilökohtainen tiedonanto 23.11.2020). Maailman ilmatieteen järjestön (WMO) Global Water Partnership-hankkeen Itä- ja Keski-Eu- roopan osassa ovat mukana Baltian maat ja Puola (https://www.gwp.org/en/GWP-CEE/). Hanke on tuottanut mm. ohjeet kuivuudenhallinta suunnitelmien tekemiseen (Global Water Manage- ment 2015a) ja pienten luonnonmukaisten vedenvarastointimenetelmien (Global Water Mana- gement 2015b) toteutukseen. Euroopan komission ympäristöjaoston raportti on esittänyt useita ehdotuksia maatalouden käyttämän veden säästämiseksi (European Commission 2012). Ohjeet on laadittu koko Euroop- paa ajatellen, mutta niitä voidaan soveltuvin osin harkita myös Pohjois-Euroopassa. • Pato- ja vesialtaiden haihtumisen vähentäminen • Veden jakelujärjestelmän hävikkien vähentäminen • Kasvien haihdunnan vähentäminen o Rikkakasvien haihdunnan vähentäminen o Viljelykasvien haihdunnan vähentäminen tarkennetulla kastelulla tai juuristovyöhykkeen osittainen kastelu • Pinnoilta tapahtuvan haihtumisen vähentäminen o Kastelukanavista o Tuulikulkeutuman vähentäminen • Kastellun maan haihtumisen vähentäminen, o Katteet o Muokkauksen vähentäminen o Kasveille kohdennettu kastelu o Kastelu maan pinnan alapuolelle • Pintavalunnan vähentäminen • Salaojavalunnan vähentäminen Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 48 7. Lainsäädäntö EU:n lainsäädäntö Euroopan komission DG ympäristö ohjaa veden käyttöä useiden säännösten kautta. Vesipoli- tiikan puitedirektiivin (VPD, 2000/60/EY) tavoitteena on suojella, parantaa ja ennallistaa vesiä niin, ettei niiden tila heikkene ja vesistöjen tila nostetaan hyväksi. Nitraattiasetus turvaa pohja- ja pintaveden laatua. Lannoitteiden ja lannan levitysmäärät on pidettävä kohtuullisina ja niitä ei saa levittää ajanjaksoina, jolloin ravinteiden huuhtoutumisriskit ovat suuria. Lisäksi levityk- selle on minimietäisyydet ojiin ja vesistöihin nähden. Vesipuitedirektiivin tarkoituksena on osal- taan vaikuttaa kuivuuden vaikutusten lieventämiseen. Suomen vesipuitedirektiivin toimeenpa- nossa mainitaan vesien tilan ylläpidosta tai parantamista olevan mahdollista poiketa poikkeus- olojen kuten kuivuuden aikana. EU:ssa on annettu ohjeet (2020/741) uudelleen käytettävän käsitellyn jäteveden laadusta. Ve- den laatuluokat jaetaan kasteltavien kasvien käyttötarkoituksen mukaan (Taulukko 9). Laatu- luokitus sisältää raja-arvoja hygieniaindikaattorille (E. coli), biologiselle hapenkulutukselle (BOD), kiintoainekselle (TSS) ja sameudelle (Taulukko 10). Taulukko 9. Uusioveden laatuluokat ja sallittu käyttö maataloudessa sekä kastelumenetelmä (European union 2020). Uusiove- den vähim- mäis- laatu- luokka Viljelykasvikategoria (*) Kastelumenetelmä A Kaikki raakana kulutettavat ravintokasvit, joiden syötävä osa on suoraan kosketuksessa uusioveteen, sekä raakana kulutettavat juurikasvit Kaikki kastelumenetelmät B Raakana kulutettavat ravintokasvit, joiden syötävä osa tuotetaan maan päällä niin, ettei se ole suoraan kosketuk- sessa uusioveteen, käsiteltävät ravintokasvit ja muut kuin ravintokasvit, mukaan lukien maitoa ja lihaa tuottavien eläinten ravinnoksi käytetyt kasvit Kaikki kastelumenetelmät C Raakana kulutettavat ravintokasvit, joiden syötävä osa tuotetaan maan päällä niin, ettei se ole suoraan kosketuk- sessa uusioveteen, käsiteltävät ravintokasvit ja muut kuin ravintokasvit, mukaan lukien maitoa ja lihaa tuottavien eläinten ravinnoksi käytetyt kasvit Tippukastelu (**) tai muu kastelumenetelmä, jossa vältetään suoraa koske- tusta kasvin syötävään osaan D Teollisuus-, energia- ja siemenkasvit Kaikki kastelumenetelmät (***) (*) Jos samantyyppinen kasteltu viljelykasvi kuuluu useampaan taulukon 1 luokkaan, siihen on sovellettava tiukimpien vaatimusten luokkaa. (**) Tippukastelu (kutsutaan myös pisarakasteluksi) on mikrokastelujärjestelmä, jonka avulla kasveja voidaan kastella ve- sipisaroilla tai pienillä vesivirroilla ja johon sisältyy veden tihkuttaminen maaperään tai suoraan sen pinnan alle hyvin al- haisilla nopeuksilla (2–20 litraa tunnissa). Järjestelmä koostuu ohuista muoviputkista, jotka on yhdistetty pisaroittimiksi kutsuttuihin ulostuloihin. (***) Sadetta jäljitteleviä kastelumenetelmiä käytettäessä olisi kiinnitettävä erityistä huomiota työntekijöiden ja sivullisten terveyden suojeluun. Tätä varten on toteutettava asianmukaisia ehkäiseviä toimenpiteitä. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 49 Taulukko 10. Uusioveden laatuvaatimukset maatalouden keinokastelussa (European union 2020). Uusioveden laatuluokka Laatuvaatimukset E. coli (määrä/100 ml) BOD (mg/l) TSS (mg/l) Sameus (NTU) Muu A ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 5 Legionella spp.: < 1 000 pmy/l, jos on olemassa ae- rosolisoitumisriski Suoliston sukkulamadot (suolimadon munat): ≤ 1 muna/l laidun- ten tai rehukasvien kaste- luun B ≤ 100 91/271/ETY 91/271/ETY - C ≤ 1 000 - D ≤10 000 - Käsitellyn jäteveden käyttö uusiovetenä kasteluun on aina luvanvaraista toimintaa. Näytteitä on keinokastelun aikana otettava kerran viikossa. Käsitellyn jäteveden mikrobiologisia riskejä arvioitiin Ruotsin maatalousyliopiston opinnäytetyössä (Quach 2021). Tässä arvioinnissa todet- tiin tarvittavan lisää tietoa käsitellyn jäteveden laadusta, jotta sitä voitaisi raakana käytettävien vihannesten kasteluun. Maakohtaiset erot Itämeren valtioiden neuvosto (Council of the Baltic Sea States, CBSS) on Itämeren alueen mai- den hallitustenvälinen yhteistyöjärjestö. CBSS:llä on tärkeä rooli Itämeren alueen poliittisena keskustelufoorumina ja alueellisena projektiorganisaationa, joka osallistuu esimerkiksi EU:n Itä- meri-strategian toimeenpanoon. CBSS:n ja Tukholman ympäristöinsituutin Tallinnan yksikön (SEI Tallin) kokoamassa raportissa (Tuhkanen ym. 2019) tarkasteltiin Itämeren valtioiden roolia ilmastonmuutokseen sopeutumisessa. Puolassa on tarjolla kansallinen rahoitus ympäristön- suojelun ja veden hoidon edistämiseksi (http://nfosigw.gov.pl/en/). Rahoitusta voidaan käyttää mm. vesialtaiden ja sadeveden keräysjärjestelmien rakentamiseen. Suomen vesilaki (587/2011) käsittelee vedenottoa ja kastelua useassa eri pykälässä (Salo ym. 2018). Tiivistettynä voidaan todeta, että pintavettä voidaan ottaa omaan käyttöön ilman mää- rärajoja, mikäli otto ei vaikuta veden laatuun tai haittaa merkittävästi muita veden käyttäjiä. Suurissa vedenkäyttömäärissä luvan hakeminen on suositeltavaa. Pohjaveden otossa yli 100 m3/vrk määristä on tehtävä ilmoitus ja mikäli vedenotto on suurempi kuin 250 m3/vrk on haettava lupa. Ruotsin vesilainsäädännön mukaan vesivarat ovat yksityisessä omistuksessa (Alsanius & Jakow- lew 2017b). Näin ollen vedenkäyttöön liittyvät oikeudet ja velvollisuudet ovat yksityisten taho- jen vastuulla. Kastelu on Ruotsissa sallittua, mutta siihen tarvitaan lupa ja kasteluveden otosta ei saa aiheutua vahinkoa muille vesistön käyttäjille tai ympäristölle. Lääninhallituksen ohjeistus valvoo kasteluveden ottoa ja käyttöä Ympäristösäännösten kappaleen 11 pohjalta (Miljöbalken kapitel 11; https://www.riksdagen.se/sv/dokument-lagar/dokument/svensk-forfattningssam- ling/miljobalk-1998808_sfs-1998-808). Kunnallisen veden käytöstä kasteluun päättää kunta. Monet lääninhallitukset ovat laatineet vedenottoon lisäksi omia sääntöjään, jotka määrittelevät milloin riittää ilmoitus vedenotosta ja milloin on haettava lupa (Alsanius & Jakowlew 2017b). Esimerkiksi Skånen ohjeet ja neuvonta on koottu lääninhallituksen sivuille: https://www.lanssty- relsen.se/skane/bevattning. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 50 Saksassa kasteluvedenottoon tarvittava vesilain mukainen lupa sisältyy maataloustukien täy- dentävien ehtojen vaatimuksiin. Schleswig-Holsteinin osavaltiossa kasteluveden ottoon on ha- ettava lupa (http://www.schleswig-holstein.de/DE/Fachinhalte/E/eu_direktzahlungen/Down- loads/Neuregelung_CC_Bewaesserung.pdf?__blob=publicationFile&v=1). Osavaltiossa kastel- laan pääasiassa puutarhakasveja (70 %) ja peltokasvien sadetukseen käytetään 30 % otetusta vedestä. Suurin osa vedenotosta tapahtuu pohjavedestä, mutta se on vain 1,5 % osavaltion vuosittaisesta pohjaveden käytöstä. Pohjaveden kastelukäyttöön tarvitun luvan puuttumisesta rangaistaan valvonnassa 3 % maataloustukien takaisinperinnällä. Myös Saksan vesilaki edellyt- tää, ettei kasteluveden otto vaikuta oton kohteena olevaan vesistöön. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 51 8. Lisätiedon, uusien ohjauskeinojen ja politiikkasuositusten tarve • Kastelutarpeen mallinnus (IL, Luke, SYKE) • Virtaamat ja pohjaveden korkeudet (Hydrologinen tiedote) • Rakennetaan yo. tiedoista palvelu, joka laskee erilaisten kasvilajien, maaperän ja säätiedot/sääennuste yhdistelmien kastelutarvetta ja yhdistetään tähän virtaamatietoja. Järjestelmän avulla voidaan arvioida kuivuusjaksojen vaikutuksia eri valuma-alueilla ja kohdentaa toimenpiteitä kriittisimpiin kohtiin. • Vettä säästävien muokkausmenetelmien ja maanhoitotoimien tiedon keruu (review- artikkeli Itämeren alueelta), toimenpiteiden neuvonta veden säästämisen kannalta, kvantitatiivinen arvio eri toimenpiteiden mahdollisuudesta lisätä kasvien veden saatavuutta. • Tiekartta eri toimenpiteiden (maan hoito, kasvinjalostus, kastelualtaat jne.) avulla saavutettavaan hyötyyn ja kustannusanalyysi (systeemianalyyttinen tarkastelu). • Selkeät ohjeet kastelun lupakäytäntöihin. • Valuma-aluekohtainen suunnittelu kastelualtaiden sijoittamiseen, jossa otetaan huomioon valuma-alueen maalajien soveltuvuus erikoisviljelyyn ja maalajien kuivuudenkestävyys. • Valtakunnallisten vedenhankintalukujen kerääminen mahdollisimman täydellisinä vesihuollon tilastoinnissa. • Suunnitelmat ja toimenpiteet vesihävikin vähentämiseksi. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 52 9. Yhteenveto Itämeren rantavaltioissa ilmastonmuutoksen seurauksena lisääntyvien kuivuusjaksojen merkit- tävin haitta on maatalouden satotappioiden lisääntyminen. Vesihuolto ei ole yhtä herkkä kui- vuuden haittavaikutuksille, ja merkittäviä ongelmia onkin aiheutunut vain alueille, joilla on jo ennestään hyvin rajallinen makeanveden lähde. Tällaisia alueita on tyypillisesti Itämeren saaret ja ranta-alueet. Näille alueille makean veden saannin turvaamiseksi on investoitu suolan pois- tamiseen, tekopohjavesilaitoksiin ja siirtoputkistoihin. Maatalouden sopeutumiskeinoista merkittävin on kastelumahdollisuuksien lisääminen niin, että kastelu on kuivuusjaksoina viljelijöille taloudellisesti järkevä vaihtoehto. Kastelun avulla voidaan satoon korjata talteen ravinteita, jotka muutoin huuhtoutuisivat Itämereen. Alueilla ja kasveilla, joilla kastelu ei ole sopivien vesiesiintymien tai kannattavuuden takia mahdollista, olisi panostettava viljelymenetelmiin, jotka varastoivat mahdollisimman paljon vettä maaperään. Myös viljelykasvien valinnalla voidaan vaikuttaa veden riittävyyteen. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 53 Viitteet Alakukku, L. & Peltonen-Sainio, P. 2014. Peltoviljelyn vesitalouden hallinnan käytännön toimet energian ja ravinteiden käytön tehostamiseksi ilmaston muuttuessa: VEHMAS 2011- 2014, loppuraportti. 15 p. Helsingin yliopisto, Maataloustieteiden laitos. Saatavissa in- ternetistä: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014110646090 Alsanius, B. & Jakowlew, G. 2017a. Anläggning av bevattningsmagasin. LTV-fakultetens fakta- blad. Fakta från Biosystem och teknologi 2017:37. 4 s. Saatavissa internetistä: https://pub.epsilon.slu.se/14877/1/LTV%20fakta%202017-37.pdf Alsanius, B. & Jakowlew, G. 2017b. Lagar och regler vid uttag av vatten för bevattning. LTV- fakultetens faktablad. Fakta från Biosystem och teknologi 2017:34. 4 s. Saatavissa in- ternetistä: https://pub.epsilon.slu.se/14855/8/alsanius_et_al_171207.pdf Borrelli, P., Lugato, E., Montaneralla, L. & Panagos, P. 2017. A new assessment of soil loss due to wind erosion in european agricultural soils using a quantitative spatially distributed modelling approach. Land degradation & development 28: 335–344. https://doi.org/10.1002/ldr.2588 Carstensen, M., Borgesen, C., Ovesen, N., Poulsen, J., Hvid, S. & Kronvang, B. 2019. Controlled Drainage as a Targeted Mitigation Measure for Nitrogen and Phosphorus. Journal of Environmental Quality 48: 677-685. Climate-ADAPT 2015. Water Recycling 2015. The European Climate Adaptation Platform. Saa- tavissa internetistä: https://climate-adapt.eea.europa.eu/metadata/adaptation-opti- ons/water-recycling Climate-ADAPT 2016. Water restrictions and consumption cuts. The European Climate Adap- tation Platform. Saatavissa internetistä: https://climate-adapt.eea.europa.eu/meta- data/adaptation-options/water-restrictions-and-consumption-cuts Council of the European Union. 2009. Presidency conclusions of the Brussels European Council (29/30 October 2009). 25 p. Saatavissa internetistä: https://www.consilium.eu- ropa.eu/uedocs/cms_data/docs/pressdata/en/ec/110889.pdf Danish nature agency. 2012. Mapping climate change - barriers and opportunities for action. 98 p. Saatavissa internetistä: https://en.klimatilpasning.dk/media/600858/130206_map- ping_climate_change_final.pdf DANVA. 2019. Water in figures 2019. the Danish Water and Wastewater Association. Saatavissa internetistä: https://www.danva.dk/media/6355/2019_water-in-figures_web.pdf EDO. 2017. What is drought? European drought observatory. Saatavissa internetistä: https://edo.jrc.ec.europa.eu/edov2/php/index.php?id=1001 EDO. 2020. EDO Analytical report. Drought in Europe - September 2020. Saatavissa internetistä: https://edo.jrc.ec.europa.eu/documents/news/EDODroughtNews202009_Europe.pdf EurEau. 2017. Europe´s water in figures- An overview of the European drinking water and wastewater sectors 2017 edition. The European Federation on National Associations of Water Services. s 15. Saatavissa internetistä: https://www.eureau.org/resources/publica- tions/1460-eureau-data-report-2017-1/file Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 54 European Commission DG ENV. 2012. Water saving potential in agriculture in Europe: findings from existing studies and application in case studies. 222 s. Saatavissa internetistä: https://ec.europa.eu/environment/water/quantity/pdf/BIO_Water%20sa- vings%20in%20agiculture_Final%20report.pdf European union. 2020. Regulation (EU) 2020/741 of the European Parliament and the council of 25 May 2020 on minimum requirements for water reuse. 24 s. Saatavissa internetistä: englanniksi: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32020R0 741&from=EN; suomeksi: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FI/TXT/PDF/?uri= CELEX:32020R0741&from=EN Eurostat. 2021. Water statistics. Water abstration. Viitattu 4.8.2021 https://ec.europa.eu/euros- tat/statistics-explained/index.php?title=Water_statistics#Water_abstraction FAO. 2021. Aquastat. Food and agriculture organization of the United nations. Viitattu 4.8.2021 http://www.fao.org/aquastat/statistics/query/index.html;jsessio- nid=584644B0A3D5DD5E36C5AF2B436CBFE0 Frankenberger, J., Reinhart, B., Nelson, K., Bowling, L., Hay, C., Youssef, M., Strock, J., Jia, X., Helmers, M. & Allred, B. 2017. Questions and Answers About Drainage Water Recycling for the Midwest. Purdue extension ABE-156-W. 8 s. https://www.extension.pur- due.edu/extmedia/ABE/ABE-156-W.pdf Gilbertsson, I. 2019. Bevattning av spannmål – en ekonomisk analys. Institution för ekonomi. SLU. Uppsala. 38 s. Saatavissa internetistä: https://stud.epsilon.slu.se/14839/11/gilberts- son_i_190711.pdf Global Water Partnership. 2015a. Guidelines for preparation of the Drought Management Plans. Development and implementation of risk-based Drought Management Plans In the context of the EU Water Framework Directive – as part of the River Basin Manage- ment Plans. Global Water Partnership Central and Eastern Europe. 48 s. Saatavissa in- ternetistä: https://www.gwp.org/globalassets/global/gwp-cee_images/idmp-guide- lines-pdf-small.pdf Global Water Partnership. 2015b. Natural small water retention measures combining drought mitigation, flood protection and biodiversity conservation. Guidelines. Global Water Partnership Central and Eastern Europe. 25 s. Saatavissa internetistä: https://www.gwp.org/globalassets/global/gwp-cee_files/idmp-cee/idmp-nswrm-final- pdf-small.pdf Greening the Islands. 2019. Holistic energetic optimization of the drinking water supply for the offshore, Helgoland. Winner GTI Awards 2019-Water. Greening the islands. http://www.greeningtheislands.net/index.php/nproject/holistic-energetic-optimiza- tion-of-the-drinking-water-supply-for-the-offshore-helgoland/ Haataja, K. 2000. Säätösalaojituksen ja salaojakastelun kustannukset ja hyödyt. Maatalouden taloudellinen tutkimuslaitos, selvityksiä 5/2000. MTTL, Helsinki. 33 s. Saatavissa interne- tistä: https://salaojayhdistys.fi/wp-content/uploads/2016/05/25-2000.pdf HELCOM. 2007. Baltic Sea Action Plan. HELCOM Ministerial Meeting. Krakow, Poland, 15 No- vember 2007. 101 s. Saatavissa internetistä: https://helcom.fi/media/documents/ BSAP_Final.pdf Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 55 Hyvönen, T., Heliölä, J., Koikkalainen, K., Kuussaari, M., Lemola, R., Miettinen, A., Rankinen, K., Regina, K. & Turtola, E. 2020. Maatalouden ympäristötoimenpiteiden ympäristö- ja kus- tannustehokkuus (MYTTEHO): loppuraportti. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 12/2020. Luonnonvarakeskus. Helsinki. 76 s. Saatavissa internetistä: http://urn.fi /URN:ISBN:978-952-326-919-4 Häggblom, O., Härkönen, L., Joensuu. S., Keskisarja, V. & Äijö, H. 2020. Maa- ja metsätalouden vesitalouden suuntaviivat muuttuvassa ympäristössä. Maa- ja metsätalousministeriön julkaisuja 2020:6. 70 s. Saatavissa internetistä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-366-186-8 Jacks, G. 2019. Drainage in Sweden -the past and new developments. Acta Agriculturae Scan- dinavica, Section B – Soil & Plant Science 69: 405–410. https://doi.org/10.1080/ 09064710.2019.1586991 Jensen, L.S., Salo, T., Palmason, F., Breland, T.A., Henriksen, T.M., Stenberg, B., Pedersen, A., Lundström, C. & Esala, M. 2005. Influence of biochemical quality on C and N minerali- sation from a broad variety of plant materials in soil. Plant and soil 273: 307–326. Jensen, A., Ørsted Nielsen, H. & Lilleøre Nielsen, M. 2016. Climate adaptation in local govern- ance: Institutional barriers in Danish municipalities. Scientific Report from DCE – Danish Centre for Environment and Energy no. 104, 2016. Saatavissa internetistä: https://dce2.au.dk/pub/SR104.pdf. Johansson, M.M., Pellikka, H., Kahma, K.K. & Ruosteenoja, K. 2014. Global sea level rise scenar- ios adapted to the Finnish coast. Journal of Marine Systems 129: 35–46. Saatavissa in- ternetistä: http://dx.doi.org/10.1016/j.jmarsys.2012.08.007 Jordbruksverket. 1999. Vatten till husdjur. Jordbruksinformation 13 – 1999. 36 s. Saatavissa in- ternetistä: https://webbutiken.jordbruksverket.se/sv/artiklar/vatten-till-husdjur.html Jordbruksverket. 2017. Handlingsplan för klimatanpassning. Jordbruksverkets arbete med kli- matanpassning inom jordbruk- och trädgårdssektorn. Rapport 2017:17. 48 s. Saatavissa internetistä: https://webbutiken.jordbruksverket.se/sv/artiklar/ra177.html Jordbruksverket. 2018. Avvattning av jordbruksmark i ett förändrat klimat. Rapport 2018: 19. 55 s. Saatavissa internetistä: https://www2.jordbruksverket.se/download/18.5bd82a 281633701bda755c49/1525767877499/ra18_19.pdf Jarmolin, F., Lund, V., Stock, B. & Piemontese, L. 2021. Slow-onset risks from climate change in Sweden in 2050. Swedish Civil Contingencies Agency (MSB). 88 s. Saatavissa internetistä: https://bolin.su.se/polopoly_fs/1.556181.1621343178!/menu/standard/file/Final%20re- port%20MSB%20Fernando%20Jaramillo%2003-01.pdf Järvenpää, E. 2003. Suomen tekojärvet vesipolitiikan puitedirektiivin mukaisessa tarkastelussa. Suomen ympäristö 647. 92 s. Saatavissa internetistä: https://helda.helsinki.fi/bitstream/ handle/10138/225856/SY_647.pdf?sequence=1 Järvenpää, L. & Savolainen M. (toim.) 2015. Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu. Ympäris- töhallinnon ohjeita 4/2015. 191 s. Saatavissa internetistä: https://www.salaojayhdis- tys.fi/pdf/opas_makas_maankuivatuksenjakastelunsuunnittelu.pdf Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 56 Livsmedelsverket, FOI, Folkhälsomyndigheten, RISE, SVA & SLU. 2019. Bevattningsvatten. Livs- medelsverkets samarbetsrapport S 2019 nr 02. Uppsala. Ladattavissa internetistä: https://www.livsmedelsverket.se/globalassets/publikationsdatabas/rapporter/2019/s- 2019-nr-02---bevattningsvatten.pdf Luostarinen, S., Grönroos, J., Hellstedt, M., Nousiainen, J. & Munther J. 2017. Finnish normative manure system. System documentation and first results. Natural resources and bioe- conomy 48/2017. 74 s. Saatavissa internetistä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-326-443-4 Klimatanpassning. 2018a. Safe drinking water in Karlskrona. Swedish Portal for Climate Change Adaptation. Saatavissa internetistä: http://www.klimatanpassning.se/en/cases/safe- drinking-water-in-karlskrona-1.117373 Klimatanpassning. 2018b. Brackish waterworks for drinking water on Gotland. Swedish Portal for Climate Change Adaptation. Saatavissa internetistä: http://www.klimatanpass- ning.se/en/cases/brackish-waterworks-for-drinking-water-on-gotland-1.112558 Koivisto, A. & Salo, T. 2021. Kastelun taloudellisuus. Julkaisussa: Suojala-Ahlfors, T., Hurme, T., Jaakkola, S., Koivisto, A., Laine, P., Pihala, J., Salo, T., Uusitalo, R., Ventelä, A.-M. & Ylivai- nio, K. 2021. Vihannestuotannon kestävä ravinnehuolto. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 42/2021. Luonnonvarakeskus. Helsinki. s. 44–54. Saatavilla internetistä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-225-4 Lantbrukarnas Riksförbund. 2010. Bevatning. Kraftsamling Växtodling. Lantbrukarnas Riksför- bund. Stockholm. 36 s. Saatavissa internetissä: https://www.lrf.se/globalassets/doku- ment/mitt-lrf/_regioner/skane/bevattning-webversion.pdf Larsson, Å. 2020. Tillskottsbevattning i vårsäd – effekter på markvattenbalans och skörd. In- stitutionen för mark och miljö. SLU. Uppsala. 56 s. Saatavissa internetissä: https://stud.epsilon.slu.se/16688/5/larsson_a_210326.pdf Länsstyrelsen Skäne. 2021. Våtmarker och bevattning. 8 s. Saatavissa internetistä: https://www.lansstyrelsen.se/down- load/18.28b736e116b92f026bc4605/1582107770745/Broschyr%20V%C3%A5tmar- ker%20och%20bevattning.pdf Marmolin, C. 2010. Grönsaksproduktion i Sverige 2040. Delrapport 4 i Projektet Gradvis. Hus- hållningssällskapet. 41 s. Saatavissa internetissä: https://docplayer.se/18024551-Gron- saksproduktion-i-sverige-2040-christina-marmolin-klimatoptimerar-svenskt-lant- bruk.html Maziliauskas, A. 2004. Land Use And Water Management Challenges In Lithuanian Rural Areas. Irrigation and Drainage 53: 315–323. Mengel, K. & Kirkby, E. 1987. Principles of plant nutrition. 4th ed. International Potash Institute. Bern. Switzerland. 687 s. Meriläinen, P., Lanki, T., Miettinen, I., Hokajärvi, A-M., Simola, A., Tiittanen, P. & Yli-Tuomi, T. 2019. Ilmastonmuutos ja vesihuolto – varautuminen ja terveysvaikutukset. Suomen il- mastopaneeli. Raportti 10/2019. 39 s. Saatavissa internetistä: https://www.ilmastopa- neeli.fi/wp-content/uploads/2019/12/Ilmastonmuutos-ja-vesihuolto_final.pdf Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 57 Myllys, M., Virtanen, E., Forsman, K. & Jauhiainen, L. 2009. Perunan kastelumenetelmien vertailu. Maa- ja elintarviketalous 139. 58 s. Saatavissa internetissä: http://urn.fi/URN:ISBN:978- 952-487-224-9 Myyrä, S. & Pietola, K. 2012. Indeksipohjaiset sopimukset maatilojen sato- ja tuloriskien hallin- nassa (RIMAC). MTT Raportti 63. 35 p. Saatavissa internetistä: https://ju- kuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/438269/mttraportti63.pdf?sequence=1 Olesen, S.E. 2009. Kortlægning af potentielt dræningsbehov på landbrugsarealer opdelt efter landskabselement, geologi, jordklasse, geologisk region samt høj/lavbund. DJF Mark- brug Nr. 21. Marts 2009. Aarhus University. 31 s. Saatavissa internetistä: https://pure.au.dk/portal/files/45277971/intrma21.pdf Ovaska, S. 2020. Perusparannukset ja ravinnetase suomalaisessa peltoviljelyssä (PERA), Esitys MATO-seminaarissa 13.10.2020. Saatavissa internetissä: https://mmm.fi/docu- ments/1410837/0/5-Ovaska_MATO-seminaari13.10.2020_PERA.pdf Peltonen-Sainio P., Jauhiainen, L. & Alakukku, L. 2015a. Stakeholder perspectives for switching from rainfed to irrigated cropping systems at high latitudes. Land Use Policy 42: 585– 593. Peltonen-Sainio P., Laurila, H., Jauhiainen, L. & Alakukku L. 2015b. Proximity of waterways to Finnish farmlands and associated characteristics of regional land use. Agricultural and Food Science 24: 24–38. Peltonen-Sainio, P. & Palosuo, T. 2016. Säävaihtelun ja ääri-ilmiöiden aiheuttamien riskien hal- linta haavoittuvuuden vähentämiseksi ja puskurointi- ja palautumiskyvyn paranta- miseksi. Loppuraportti, Ilmapuskuri. 22 s. Saatavissa internetissä: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016062021836 Peltonen-Sainio, P., Venäläinen, A., Mäkelä, H.M., Pirinen, P., Laapas, M., Jauhiainen, L., Kaseva, J., Ojanen, H., Korhonen, P., Huusela-Vesitola, E., Jalli, M., Hakala, K., Kaukoranta, T. & Virkajärvi, P. 2016a. Harmfulness of weather events and the adaptive capacity of farmers at high latitudes of Europe. Climate Research 67:221-240. doi:10.3354/cr01378 Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., Palosuo, T., Hakala, K. & Ruosteenoja, K. 2016b. Rainfed crop production challenges under European high latitude conditions. Regional Environmen- tal Change 16: 1521–1533. Peltonen-Sainio, P., Pirinen, P., Mäkelä. H.M., Hyvärinen, O., Huusela-Veistola, E., Ojanen, H. & Venäläinen, A. 2016c. Spatial and temporal variation in weather events critical for boreal agriculture: I Elevated temperatures. Agricultural and Food Science 25: 44–56. Peltonen-Sainio, P., Pirinen, P., Laapas, M., Mäkelä. H.M., Ojanen, H. & Venäläinen A. 2016d. Spatial and temporal variation in weather events critical for boreal agriculture: III Frost and winter time fluctuation. Agricultural and Food Science 25: 71–80. Peltonen-Sainio, P., Sorvali, J., Müller, M., Huitu, O., Neuvonen, S., Nummelin, T., Rummukainen, A., Hynynen, J., Sievänen, R., Helle, P., Rask, M., Vehanen, T. & Kumpula, J. 2017. Sopeu- tumisen tila 2017. Ilmastokestävyyden tarkastelut maa- ja metsätalousministeriön hal- linnonalalla. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 18/2017. 87 s. Saatavissa interne- tistä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-326-381-9 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 58 Peltonen-Sainio, P., Juvonen, J., Korhonen, N., Parkkila, P., Sorvali, J. & Gregow, H. 2021. Climate change, precipitation shifts and early summer drought: An irrigation tipping point for Finnish farmers? Climate Risk Management 33: Saatavissa internetistä: https:// doi.org/10.1016/j.crm.2021.100334 Puretec. 2020. What is Reverse Osmosis? Puretec Industrial Water. Saatavissa internetistä: https://puretecwater.com/reverse-osmosis/what-is-reverse-osmosis Quach, J. 2021. Återanvändning av avloppsvatten för bevattning inom trädgårdsodling – ur ett mikrobiologiskt perspektiv. Fakulteten för landskapsarkitektur. Alnarp. Sveriges lant- bruksuniversitet, SLU. 52 s. Saatavissa internetistä: https://stud.epsilon.slu.se/ 16935/1/quach_j_210628.pdf Regina, K. 2019. Maanparannus – mahtava mahdollisuus? Esitys loppuseminaarissa 25.03.2019. Saatavissa internetissä: https://www.ilmase.fi/site/wp-content/uploads/2019/03/Re- gina_Kristiina_Mahtava_25-03-2019.pdf Regina, K., Sheehy, J. & Myllys, M. 2015. Mitigating greenhouse gas fluxes from cultivated or- ganic soils with raised water table. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change volume 20: 1529–1544. DOI 10.1007/s11027-014-9559-2 Rende, S. 2019. What can be learnt from the 2018 drought and how to adapt Swedish agricul- ture to a changing climate? – An exploratory study with farmers from Mälardalen. Mas- ter’s Thesis. Department of Urban and Rural Development. Uppsala. 53 s. Saatavilla in- ternetistä: https://stud.epsilon.slu.se/14966/1/rende_s_190827.pdf Ruosteenoja, K., Räisänen, J., Venäläinen, A. & Kämäräinen, M. 2016. Projections for the dura- tion and degree days of the thermal growing season in Europe derived from CMIP5 model output. International Journal of Climatology 36: 3039–3055. Ruosteenoja, K., Markkanen, T., Venäläinen, A., Räisänen, P. & Peltola H. 2018. Seasonal soil moisture and drought occurrence in Europe in CMIP5 projections for the 21st century. Climate Dynamics. 50: 1117–1192. Salminen, J., Tikkanen, S. & Koskiaho, J. 2017. Kohti vesiviisasta kiertotaloutta. Suomenympä- ristökeskuksen raportteja 16/2017. 54 s. Saatavissa internetissä: https://helda.hel- sinki.fi/bitstream/handle/10138/188599/SYKEra_16_2017.pdf?sequence=1&isAllo- wed=y Salo, T., Pihala, J. & Lahdenperä, A-M. 2018. Studies on Selected Crop Species for Biosphere Assessment in Southwest Finland. Appendix 6. Irrigation situation in Satakunta. Posiva working report 2017-36. 36 p. Saatavissa internetistä: http://www.posiva.fi/files/ 4981/Appendix_6_Irrigation_situation_in_Satakunta_web.pdf SCB. 2017. Vattenanvändningen i Sverige 2015. Enheten för miljöekonomi och naturresurser. Stockholm. 57 s. Saatavissa internetistä: https://www.scb.se/contentassets/bcb304eb5 e154bdf9aad3fbcd063a0d3/mi0902_2015a01_br_miftbr1701.pdf Sorvala, S., Puumala, M. & Lehto, M. 2006. Käyttöveden riittävyys ja laatu maatalouden suurissa tuotantoyksiköissä. MTT selvityksiä 108. 34 s. Saatavissa internetistä: https://ju- kuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/441678/mtts108.pdf?sequence=1&isAllowed=y Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 87/2021 59 Sprenger, C., Hartog, N., Hernández, M., Vilanova. E., Grützmacher, G., Scheibler, F., & Hannap- pel, S. 2017. Inventory of managed aquifer recharge sites in Europe: historical develop- ment, current situation and perspectives. Hydrogeology Journal 25: 1909–1922. Saata- vissa internetistä: https://link.springer.com/article/10.1007/s10040-017-1554-8 Syke. 2019. Laitosten vedenottomäärät. Vuodelta 2019. Viitattu 4.8.2021. Saatavissa interne- tissä: https://raportit.ymparisto.fi/ReportServer/Pages/ReportViewer.aspx?%2fJulkira- portti-Laitosten%20vedenottomaarat Sydvatten. 2019. Klimatsäkert vatten – hur räcker vattnet till allas behov och vem ska se till att det räcker? Sydvatten. 49 s. Saatavissa internetissä: https://sydvatten.se/app/uploads/ 2019/06/Klimatsakert-vatten-rapport-20190625.pdf Tao, F., Rötter, R.P., Palosuo, T., Höhn, J., Peltonen-Sainio, P., Rajala, A. & Salo, T. 2015. Assessing climate effects on wheat yield and water use in Finland using a super-ensemble-based probabilistic approach. Climate Research 65: 23–37. Ten Damme, L. & Neumann Andersen, M. 2018. The gross- and net-irrigation requirements of crops and model farms with different root zone capacities at ten locations in Denmark (1990-2015). DCA report 112. DCA - Danish Centre for Food and Agriculture. 89 s. Saa- tavissa internetistä: https://dcapub.au.dk/djfpublikation/djfpdf/DCArapport112_net.pdf Tertsunen, S., Tertsunen, V., Jauhiainen, P., Liskola, K., Arosilta, A., Haapala, H. & Kallioniemi, M. (toim.). 2005. Kotieläintilojen huoltovarmuus. Agro-Elektro Oy, Maa- ja metsätalousmi- nisteriö, Suomen ympäristökeskus, Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus. 35 s. Saatavissa internetistä: https://jukuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/441534/mtts99 .pdf?sequence=1&isAllowed=y Thor, G. 2020. Bevattning i vallodling. Institutionen för mark och miljö. SLU, 2020:05. 41 s. Saa- tavissa internetistä: https://stud.epsilon.slu.se/15633/7/thor_g_200615.pdf Tuhkanen, H., Piirsalu, E. & Lahtvee, V. 2019. The Role of Local Governments in Adapting to the Climate: A Regulatory Requirements and Support Mechanisms Overview. Council of the Baltic Sea States. 38 p. Saatavissa internetistä: https://cbss.org/wp-content/up- loads/2020/03/the_role_of_local_governments_in_adapting_to_the_climate-1.pdf Uusi-Kämppä, J., Virtanen, S., Rosendahl, R., Österholm, P., Mäensivu, M., Westberg, V., Regina, K., Ylivainio, K., Yli-Halla, M., Edén, P. & Turtola, E. 2013. Ympäristöriskien vähentäminen happamilla sulfaattimailla – Opas pohjaveden pinnan säätämiseksi. MTT Raportti 74. 24 s. Saatavissa internetistä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-487-422-9 Vienonen, S., Rintala, J., Orvomaa, M., Santala, E. & Maunula, M. 2012. Ilmastonmuutoksen vai- kutukset ja sopeutumistoimet vesihuollossa. Suomen ympäristökeskus. Suomen ympä- ristö 24/2012. 86 s. Saatavissa internetistä: http://hdl.handle.net/10138/38739WRE 2020 Luonnonvarakeskus Latokartanonkaari 9 00790 Helsinki puh. 029 532 6000