Vesitalouden hallinta vesiensuojelussa (VesiHave) – Loppuraportti 2021

← Takaisin
Tekijä Äijö, Helena; Myllys, Merja; Sikkilä, Markus; Salo, Heidi; Salla, Aleksi; Nurminen, Jyrki; Paasonen-Kivekäs, Maija; Koivusalo, Harri
Sarja Salaojituksen tutkimusyhdistys ry:n tiedotteet 32
DOI/ISBN-numero 978-952-5345-46-9
Päivämäärä 2021
Avainsanat fosforilannoitus, maan kuohkeutus, matemaattinen mallintaminen, ravinnehuuhtoumat, säätösalaojitus, salaojakastelu, salaojitus, sato, syväjuuriset kasvit, valtaojan padotus
Rahoitus Ympäristöministeriö, Salaojituksen Tukisäätiö sr, Maa- ja vesitekniikan tuki ry, Salaojayhdistys ry, Luonnonvarakeskus (Luke), Aalto-yliopisto, Sven Hallinin tutkimussäätiö sr
Organisaatio Salaojituksen tutkimusyhdistys ry
Sivut 82 s.
Kieli suomi
Saatavuus Vesitalouden hallinta vesiensuojelussa (VesiHave) - Loppuraportti 2021

Vesitalouden hallinta vesiensuojelussa (VesiHave) -hankkeen päätavoitteena oli peltoalueiden optimaalisen vesitalouden hallinnan kehittäminen. Hankkeessa selvitettiin, voidaanko peltoalueiden vesistökuormitusta vähentää ja pellon tuottokykyä nostaa täydennysojituksella, säätösalaojituksella/salaojakastelulla ja valtaojan padotuksella. Säätösalaojituksen vaikutuksia peltoalueen hydrologiaan tarkasteltiin eri ilmastoskenaarioissa. Lisaksi selvitettiin huonotuottoisen peltoalueen maan rakenteen parantamista biologisella ja mekaanisella kuohkeutuksella ja satotason nostoa fosforilannoituksella. Tutkimus toteutettiin kenttäkokeilla ja matemaattisella mallinnuksella. Hanke toteutettiin kolmena osahankkeena:

1. Peltoviljelyn tuottavuuden parantaminen ja vesistökuormituksen vähentäminen täydennysojituksella, sekä maan kuohkeutuksella syväjuurisia kasveja ja jankkurointia
käyttäen. Kohdealueena oli vuonna 2006 perustettu Nummelan salaojakoekenttä Jokioisissa. Fosforilannoituksen vaikutusta satoon tutkittiin ruutukokeessa 2019 ja 2020.

2. Peltoviljelyn tuottavuuden parantaminen ja vesistökuormituksen vähentäminen säätösalaojituksella ja salaojakastelulla ja valtaojan padotuksella. Säätösalaojituksen
ja salaojakastelun toimintaa tutkittiin Sievissä sijaitsevalla koekentällä. Valtaojan padotus toteutettiin Korvenojalla Sievin Järvikylässä.

3. Matemaattisen mallin (FLUSH) kehittäminen ja soveltaminen peltoalueiden vesitalouden suunnittelun apuvälineeksi. Mallilla tutkittiin säätösalaojituksen ja valtaojan
padotuksen vaikutuksia vesitaseen komponentteihin ja pohjaveden pinnan syvyyteen. Kohdealueena oli Sievin koekenttä. Mallilla simuloitiin ojitusten vaikutuksia hydrologiaan tulevaisuuden ilmastoskenaarioissa.

Vuonna 2014 tehty täydennysojitus ei nostanut satotasoa Nummelan koekentän koealueella. Alue oli kärsinyt märkyydestä vuosikymmeniä harvasta ojituksesta johtuen, maan fosforiluku oli alhainen (2–3 mg l-1) ja rakenne heikko. Kuivatustilan parantaminen ei riittänyt satotason nostamiseksi vaan tarvittiin lisäksi muita perusparannustoimenpiteitä ja hyvä maan ravinnetila. Maan perusparannustoimenpiteenä keväällä 2019 aloitettu kuohkeutus syväjuurisia kasveja ja jankkurointia käyttäen osoittautui pitkäaikaiseksi prosessiksi, jonka vaikutukset maan rakenteeseen ja satoon voidaan arvioida vasta muutaman vuoden päästä. Fosforilannoituksen (0, 5, 15, 30 ja 45 kg ha-1) satovaste näkyi vasta lannoitemäärillä 30 ja 45 kg ha-1. Lannoitemäärät 15–45 kg ha-1 kasvattivat pintamaan (0–10 cm) fosforipitoisuutta, mutta eivät syvempien kerrosten (10–20 ja 20–30 cm) pitoisuutta. Fosforitase oli lähellä nollaa lannoitemäärällä 15 kg ha-1 ja sitä suuremmilla määrillä selvästi positiivinen, jolloin fosforin huuhtoutumisriski kasvaa.

Pitkäaikaiset mittaukset (kesäkuu 2007 – toukokuu 2020) Nummelan savisella peltoalueella osoittivat, että täydennysojitus lisäsi salaojavaluntaa ja salaojien kautta tullutta ravinne- ja kiintoainekuormitusta valtaojaan ojitusta edeltävään ajanjaksoon verrattuna. Vastaavasti pintavalunta ja sen mukana tullut kuormitus vähenivät selvästi, mutta vähenemä oli pienempi kuin salaojavalunnan mukana tullut lisäys. Kuormituksen suuruus määräytyi pääasiallisesti valunnan määrän mukaan, silla typpi-, fosfori- ja kiintoainepitoisuudet olivat pintakerros- ja salaojavalunnassa melko lähellä toisiaan.

Sievin koekentän mittaustulokset osoittivat, että säätösalaojitetulla alueella pohjavedenpinta oli keskimäärin hieman ylempänä kuin tavanomaisesti salaojitetulla alueella (vertailualue). Sateiden ja sulannan jälkeen pohjavesi laski nopeasti myös säätösalaojitetulla alueella. Kasteluveden pumppaus salaojiin nosti pohjaveden pintaa ja hidasti sen laskua. Sadon määrä (ruis ja ohra) oli hieman korkeampi säätösalaojitetulla alueella kuin vertailualueella. Salaojavalunta säätösalaojitetulta alueelta (ilman kasteluveden pumppausta ja sen aiheuttamaa valuntaa) oli jonkin verran pienempi kuin tavanomaisesti ojitetulta alueelta. Valumavesien ravinne- ja kiintoainepitoisuuksissa ei ollut havaittavissa systemaattisia eroja eri ojitusalueiden välillä vajaan vuoden pituisella mittausjaksolla, joten kuormituksen säätösalaojitetulta alueelta ilman kastelua voidaan olettaa olevan pienempi pienemmästä valunnasta johtuen. Myös mallinnustulokset koekentältä osoittivat, että säätösalaojitus vähensi salaojavaluntaa. Samalla pohjavesivalunta lisääntyi ja tietyissä olosuhteissa myös pintavalunta, mikä tulee ottaa huomioon arvioitaessa säätösalaojituksen vaikutuksia peltoalueelta tulevaan kokonaiskuormitukseen.

Valtaojan padotus piti ojan vedenpinnan keväällä ja alkukesästä padotustasossa, kunnes se haihdunnan seurauksena kuivui lähes kokonaan. Mittauksista ei saatu vielä riittävästi tietoa padotuksen vaikutuksesta pohjavedenpinnan korkeuteen peltoalueilla. Sievin salaojakoekentälletehdyt mallisimulaatiot valtaojan kuivattavasta vaikutuksesta osoittivat, että valtaoja alensi pohjavedenpintaa jopa 100 metrin etäisyydellä ojasta verrattuna sitä kauempana olevaan peltoalueeseen. Tulokset antavat viitteitä siitä, että padottamalla vettä valtaojassa, voitaisiin hidastaa pohjavedenpinnan laskua peltoalueella.

Simulointitulokset eri ilmastonmuutosskenaarioissa osoittivat, että tulevaisuudessa vuodet muuttuvat sateisimmiksi, minkä seurauksena vuotuinen valunta kasvaa enemmän
kuin kasvukauden haihdunta lisääntyy. Säätösalaojituksen avulla salaojavaluntaa voidaan vähentää. Säätösalaojituksen merkitys tulevaisuudessa kasvaa, koska pohjavedenpinta pysyy luontaisesti pidempään salaojitussyvyyden yläpuolella. Kuivien vuosien osalta säädöllä on suurempi vaikutus pohjavedenpinnan tasoon tulevaisuudessa kuin nykyisin.

Hanke kesti 2,5 vuotta ja sen kokeellinen osuus vain 1,5 vuotta, joten tutkimustulokset ovat alustavia erityisesti säätösalaojituksen/salaojakastelun ja valtaojan padotuksen osalta. Tutkimusta jatketaan VesiHave2-hankkeessa vuosina 2021–2022 osana maa- ja metsätalouden kestävän vesienhallinnan edistämistä.