Rehevöityminen on Itämeren suurin meren tilaa heikentävä tekijä
Monet ovat kuulleet, että Itämeri on saastunut, mutta kaikki eivät tiedä, että merkittävin osa tästä saastumisesta on todellisuudessa ylimääräisten ravinteiden kertymistä mereen. Itämeren ravinnekuormitus on haitallisia-aineita huomattavasti merkittävämpi ongelma. Ylimääräiset ravinteet, etenkin typpi ja fosfori, johtavat rehevöitymiseen, joka vaikuttaa kaikilla Suomen merialueilla ja on nähtävissä etenkin rannikkoalueilla. Maatalous on suurin kuormittaja, joka vastaa vaajasta 70 % ihmisperäisistä fosforipäästöistä ja 50 % typpipäästöistä. Ympäristöministeriön ohjauksessa ELY-keskukset päivittävät joka kuudes vuosi Suomen merenhoitosuunnitelman ja siihen pohjautuvan toimenpideohjelman. Asiantuntija-arvioiden mukaan Suomen merenhoitosuunnitelman toimenpideohjelmaan vuosille 2022–2027 kirjatut toimenpiteet eivät vielä riitä rehevöitymisen kokonaistilanteen muutokseen johtuen vuosikymmenien mittaisesta meren palautumisajasta. Kelluvat kasvualustat ovat nimenomaan pistekohtaisen ravinnekuormitukseen ja rehevöitymiseen vaikuttava työkalu. (Laamanen ja muut, 2021.)
Kosteikko- ja suolasietoisetkasvit
Perinteisillä kelluvilla kosteikoilla kasvatetaan yleisesti kosteikkokasveja, minkä takia näitä rakennelmia kutsutaankin kelluviksi kosteikoiksi. Kosteikkokasvit eroavat tavallisista maakasveista niiden tuuletussolukon ansiosta. Tuuletussolukon kautta kosteikkokasvit pystyvät tuomaan juuristoonsa happea kasvin latvan kautta, jolloin juuret saavat riittävästi happea, vaikka ympäristö olisikin vähähappinen (Björn ja muut, 2022). Tätä kykyä ei tyypillisillä maakasveilla ole, joten tärkeä osa projektia oli selvittää, onko rannikoiden pintavesissä tarpeeksi liuennutta happea, jolloin hapenpuutteesta ei tulisi ongelma, jos maakasveja halutaan kasvattaa. Tutkimuksessa selvisi, että happea on riittävästi, myös pilotoidulla joen suulla, jolloin maakasvien kasvattaminen on mahdollista. Koska maakasvien viljely on mahdollista, näitä rakennelmia, kutsutaan kelluviksi kasvualustoiksi, jotta käyttötarkoituksen ero selviää nimestä.
Itämeri on kuitenkin suolainen, joten tutkimuksessa kokeiltiin suolasietoisia maakasveja. Pilotoinnin kautta selvisi, että pelkästään kasvin suolasietoisuudesta ei voida ennakoida sen menestymistä meriympäristössä, koska myös eräät kuivuutta sietävät kasvit menestyivät kokeiluissa hyvin, kuten sipuli, lipstikka ja iisoppi. Näin ollen kasvien menestyminen merivedessä on riippuvainen kasvien yleisestä kyvystä sietää stressiä, joka on etenkin merkittävää, kun viljelyä yritetään meriympäristössä. Jokien suilla suolaisuus on alhaisempi makean veden sekoittuessa meriveteen, jolloin viljelyyn sopivien kasvien kirjo on laajempi.
Pinnan alla tapahtuu enemmän kuin pinnan päällä
Kelluvalla kasvualustalla kasvien juuret pääsevät kasvamaan vapaasti veteen, jolloin koko juuristo on kosketuksissa veden kanssa, mikä mahdollistaa koko juuriston potentiaalin käytön ravinteiden sitomiseen vedestä. Juuriston pintaan kasvaa myös biofilmi, joka on yhteisö erilaisia mikro-organismeja. Biofilmin osuus voi olla jopa 80 % koko kelluvan kosteikon puhdistustehosta (Grosshans ja muut, 2019). Biofilmin bakteerit voivat mm. muuntaa typenlähteitä kasveille hyödynnettävään muotoon ja saostaa vedestä pois raskasmetalleja.
Kasvualustojen purkuvaiheessa juurten seasta löydettiin mm. sudenkorennon toukkia ja muita hyönteisiä, mikä osoitti, että kasvualusta ei vain puhdista vettä, mutta myös lisää paikallista biodiversiteettiä. Kasvualustojen läheisyydessä ja alla oli yleistä myös nähdä parvia kalanpoikasia, jotka mahdollisesti saivat kasvualustan toukista ravintoa ja suojapaikan esim. petolinnuilta.
Muovittoman kelluvan kasvualustan rakentaminen
Kasvualusta perustuu kolmeen eri komponenttiin; kelluvuutta tuovaan materiaaliin, kasveja tukevaan ja paikallaan pitävään kasvualustaan, sekä rakenteeseen, joka pitää näitä muita komponentteja kasassa. Sama materiaali voi toimia useampana komponenttina samaan aikaan, mutta nämä kolme osaa tulisi miettiä kasvualustaa suunniteltaessa. Kelluvan materiaalin tiheyden tulee olla pienempi kuin veden, mikä yleensä tarkoittaa, että kappaleseen on vangittu kaasua – yleisesti ilmaa.
Projektin aikana kokeiltiin erilaisia helposti saatavilla olevia materiaaleja, joista yksi oli järviruoko. Järviruo’on tuuletussolukko pystyy vangitsemaan happea sisäänsä, minkä ansiosta se on kelluva materiaali ja mm. osa ihmiskunnan ensimmäiseksi valmistamista veneistä oli rakennettu järviruo’osta. Kuvassa 3. järviruokopötköt on kiinnitetty narulla puurunkoon, jonka päälle on punottu pujosta verkko. Tämän päälle laitettiin hamppuverkosta, lampaanvillasta ja ruo’oista tehty kasvualusta, minkä varaan kasvit istutettiin. Järviruoko, kuten muutkin luonnonmateriaalit imevät vettä itseensä, mikä heikentää niiden kelluvuutta ajan kanssa. Ruokolautat kuitenkin säilyttivät kelluvuutensa yhden kasvukauden, jonka jälkeen käytetyt materiaalit voidaan esim. kompostoida.
Toisena potentiaalisena vaihtoehtona kokeiltiin vaahtolasia kelluvuutta tuovana materiaalina. Laudoista rakennettiin kehikko, jonka pohjaan kiinnitettiin rautaverkko. Tämän päälle lisättiin vaahtolasia, joka vangittiin rakenteeseen toisella rautaverkolla. Rautaverkkoa käytettiin seulomaan vaahtolasia, jolloin vain rautaverkon silmäkokoa isompaa vaahtolasia oli verkkojen välissä. Vaahtolasin päälle lisättiin leca-soraa, joka toimi kasvualustana ja tukena kasveille.
Projektin aikana huomattiin vaahtolasiin imeytyvän enemmän vettä, kuin alun perin oletettiin. Vaahtolasin kelluvuus näin ollen heikkenee kasvukauden aikana. Vaikka vaahtolasin kelluvuus oli riittävä yhteen kasvukauteen, vaatii se talven aikana kuivausta, jotta sitä voi käyttää useampana vuonna. Tulevaisuudessa kokeillaan mm. lämpökäsiteltyä puuta.
Kasvien valinta ja kasvatus
Kokeilluista kasveista tyypilliset kosteikkokasvit, kuten osmankäämi ja rantakukka menestyivät odotetusti. Suolasietoisista kasveista mm. mustakaali, helmisulkahirssi, suolayrtti, tarhapäivänlilja ja lanttu pärjäsivät hyvin. Yllätyksenä olivat kuivuutta sietävien lajien menestyminen kuten aikaisemmin mainitut sipuli, lipstikka ja iisoppi. Tutkimusten perusteella pääteltiin, että huonoissa maaperissä pärjäävät kasvit ovat kaikista potentiaalisimpia maakasveja kasvamaan merivesiympäristössä. Tulevaisuudessa kokeiltavia lajia ovat mm. lehtimangoldi, venäjänrakuuna ja portulakka.
Kasveista kannattaa kasvattaa taimia ennen kuin ne siirretään kelluvalle kasvualustalle. Suositus on, että taimet olisivat kasvattaneet vähintään neljä lehteä, ennen kuin ne siirretään. Tätä nuoremmat kasvit ovat vielä erityisen herkkiä suolaisuudelle ja voivat menehtyä, ennen kuin ne ehtivät sopeutua meren suolapitoisuudelle.
Kasvualustan rakentamisen ja kasvien siirron jälkeen kasvatus on sinänsä helppoa, koska kastelua ei tarvita ja lannoittamista ei tehdä, jotta kasvit käyttäisivät vain jo vedessä olevia ravinteita. Kun kasvit on siirretty kasvualustaan, tulisi kasvualusta sitoa rantaan ja ankkuroida, esimerkiksi kiveen sidottuna. Kasvualusta on hyvää pitää n. 1 m syvyisessä vedessä, jolloin juuristo saa vapaasti liikkua ja juuristo ei näin myöskään laskuveden aikana ala juurtumaan vedenpohjaan.
Artikkeli liittyy Vaasan ammattikorkeakoulussa ympäristöteknologian insinööriksi opiskelleen Johannes Näsmanin opinnäytetyöhön ”Muovittomat kelluvat kasvualustat ja suolasietoisten kasvien vesiviljely”, joka on tehty Aktion Österbottenin toimeksiannosta.
