Säätösalaojituksen toteutus Mustialassa
Mustialassa tehtiin säätösalaojitus 9.12.2015. Tässä video säätösalaojituksesta:
Säätösalaojitus- ja verrokkialueen havainnointijärjestelmä
Kuvia säätösalaojituslohkolta ja mittauksista
Havaintokohde kartalla
Havaintokohteen esittelyä
Lohkolle, jolla on säätösalaojitusalue ja verrokkialue, rakennettiin havainnointijärjestelmä, jolla voidaan systemaattisesti mitata ja havainnoida säätösalaojituksen vaikutuksia pellon vesitalouteen. Havaintojärjestelmään kuuluu pohjaveden korkeuden mittaaminen sekä maaperän kosteuden mittaaminen. Lisäksi lohkolla on sääasema. Kasvukauden aikana seurataan sadon kehittymistä. Vesinäytteitä otetan säännöllisesti.
Lohkon mittauspisteet säätösalaojitus- ja verrokkialueilla (Kuva: Marko Rantanen, HAMK) ja kuva lohkosta (Kuva: Katariina Manni, HAMK).
Pohjaveden korkeutta mitataan sekä säätösalaojitus- että verrokkialueella. Molemmilla alueilla sijaitsee kaksi mittauspistettä.
Toukokuussa 2016 säätökaivojen asentamisen jälkeen lohkolle asennettiin kolme erillistä pohjaveden havaintoputkea säätöalueelle sekä kaksi alapuoliselle verrokkilohkolle. Ennen havaintoputkien asentamista paikannettiin kaivettujen imuojien sijainti kevyen maaperärassin avulla. Tämän putkilinjojen paikannuksen kautta voitiin varmuudella suorittaa havaintoputkien asennus imuojien keskelle. Pohjaveden korkeuden mittausputken asennusta varten maahan kairattiin reikä, johon asennettiin suojaputki ja sen sisään varsinainen mittausputki.
Havaintoputkiin liittyvän seurannan avulla voidaan säätöalueella mm. varmistaa, että säädetty pohjavesi on oikealla korkeudella niin kasvin kuin mahdollisten suoritettavien työvaiheiden aikana.
Maahan kairattu reikä, johon pohjaveden korkeuden mittausputki asennettiin (Kuva: Katariina Manni, HAMK)
Pohjaveden korkeuden mittausjärjestelmä valmiina mittauksia varten (Kuva: Katariina Manni, HAMK)
Matti Ylösmäki mittaamassa pohjaveden korkeutta (Kuva: Katariina Manni, HAMK)
Maaperän kosteusmittauksia varten lohkolle asennettiin maaperän kosteusmittarit, kaksi säätösalaojitusalueelle ja kaksi verrokkialueelle. Asennuksissa oli jonkin verran haasteita, koska mittauslaitteet piti saada maahan niin, että ne eivät vaurioidu pellolla ajettaessa ja toisaalta myös niin, että ne eivät haittaa liiaksi peltotöitä. Lopputulos oli kuitenkin onnistunut.
Kosteusmittaus perustuu laitteeseen, joka mittaa maaveden jännitettä. Mittaukset tehtiin kolmesta eri syvyydestä, jotka olivat 0 cm, 40 cm ja 70 cm. Mittauslaitteisto on Eijkelkampin maaperän kosteusmittari (sivu 9):
Lähde: https://www.eijkelkamp.com/files/media/downloads/p022esoilmoisture.pdf
Mittauslaitteisto, jonka avulla määritetään maaperän vesitaloutta. (Kuva: Rauno Laine, HAMK)
Maaperän kosteusoloja mittaamassa Heikki Pietilä ja Matti Ylösmäki, HAMK. (Kuvat: Katariina Manni, HAMK)
Vesinäytteitä otetaan säännöllisin väliajoin säätösalaojitus- ja verrokkialueilta. Vesinäytteistä määritetään kokonaistyppi ja -fosfori, fosfaatti, nitraatti, ammonium, liuennut orgaaninen hiili (DOC), kokonaishiilipitoisuus (TOC), johtokyky, pH, sameus ja kiintoaine.
Vesinäytteidenottoa säätösalaojakaivosta ja verrokkilohkon kaivosta. Näytteitä ottamassa Jussi Vilen ja Marja-Leena Vitie, HY, Lammin biologinen tutkimusasema. (Kuvat: Katariina Manni, HAMK)
Sääasema lohkon reunalla mittaa lämpötilaa, ilmankosteutta, sademäärää sekä tuulen suuntaa ja nopeutta.
Sääasema säätösalaojitus- ja verrokkilohkon vieressä. (Kuva: Katariina Manni, HAMK)
Kasvustonäytteillä seurataan säätösalaojituksen mahdollisia vaikutuksia sadon määrään ja laatuun. Lohkolla viljeltävä kasvi nurmi (timotei, nurminata, englanninraiheinä, ruokonata), joka korjataan säilörehuksi. Ennen jokaista säilörehuntekoa nurmikasvustosta otetaan raaka-ainenäytteet kehikkonäytteinä, joista analysoidaan koostumus ja lasketaan rehuarvot. Samanaikaisesti kasvuston korkeus mitataan. Raaka-ainenäytteet punnitaan ja lasketaan kuiva-ainesato.
Nurmikasvustoa säätösalaojitusalueella. (Kuva: Katariina Manni, HAMK)
Säätösalaojituksen vaikutusten seuranta
Säätösalaojitus- ja verrokkilohkon maaperän kasvukuntoa arvioitiin kaivamalla molemmille lohkoille n. 50 cm:n syvyinen kuoppa ja tekemällä siitä silmämääräistä arviota. Silmämääräisesti arvioituna lohkojen välillä ei ollut eroa. Multakerrosta oli n. 45 cm:n syvyyteen saakka, jonka jälkeen alkoi savikerros. Nurmen juuriston syvyys ylettyi 50 cm:n syvyyteen saakka. Maaperässä oli havaittavissa juurten muodostamia kasvukäytäviä ja multakerros oli kuohkeaa. Myös lieroja havaittiin.
Sekä säätösalaojitus- että verrokkilohkolla nurmikasvuston juuristo ylettyi 50 cm:n syvyyteen. Lieroja löytyi molemmilta lohkoilta. (Kuvat: Katariina Manni)
Juuriston tekemiä kasvukäytäviä löytyi sekä säätösalaojitus- että verrokkilohkolta. (Kuvat: Katariina Manni)
Säätösalaojitus- ja kontrollilohkolta mitattiin kasvukaudella 2016 pohjaveden korkeutta, maaperän kosteutta ja nurmen pituuskasvua syyskuun loppuun saakka. Lohkolla kasvaneesta säilörehunurmesta otettiin korjuun yhteydessä raaka-ainenäytteet sekä säätösalaojitus- että verrokkilohkolta. Analyysit tehtiin Valion laboratoriossa. Näytteistä analysoitiin koostumus ja laskettiin rehuarvot. Lisäksi molemmilta lohkoilta otettiin toisen säilörehun teon yhteydessä kehikkonäytteet sadonmääritystä varten. Kehikkonäytteet punnittiin ja tulos muunnettiin vastaamaan hehtaarikohtaista kuiva-ainesatoa.
Säätösalaojitus- ja verrokkilohkon välillä oli jonkin verran eroja pohjaveden korkeudessa. Säätösalaojituslohkolla pohjaveden pinnan korkeus oli keskimäärin verrokkilohkoa korkeammalla. Maaperän kosteudessa havaittiin, että säätösalaojituslohkolla kosteus pysyi tasaisempana ja maaperä oli kosteampaa verrokkilohkoon verrattuna. Erityisesti 40 cm:n syvyydessä ero oli havaittavissa koko mittausjakson ajan, mikä on kasvin vesitalouden ja kasvun kannalta merkityksellinen syvyys.
Maaperän kosteusmittauksen arvojen tulkinta:
Säilörehunurmen pituuskasvussa ei ollut eroja verrattaessa säätösalaojituslohkoa verrokkilohkoon. Raaka-ainenäytteiden perusteella toisen säilörehusadon raakavalkuaispitoisuus ja sulavuus olivat jonkin verran verrokkilohkoa korkeammat. Hehtaarisatoja verrattaessa verrokkilohkon sato oli 3 416 ja säätösalaojituslohkon 2 874 kg ka/ha. Yhden säilörehusadon perusteella ei vielä voida päätellä, johtuuko erot säätösalaojituksesta, kasvustonvaihtelusta vai jostain muusta mahdollisesta syystä. Silmämääräisesti arvioituna kasvustoissa ei näyttänyt olevan eroja.
Nurmikasvuston pituuskasvua säätösalaojitus- ja verrokkilohkoilla kasvukaudella 2016.
Sadekertymää kasvukaudella 2016.
Kahdesta säätösalaojakaivoista ja verrokkilohkon kaivosta otettiin touko-marraskuun aikana kerran kuussa vesinäytteet. Säätösalaojakaivoista otetuissa vesinäytteissä kokonaistypen ja -fosforin määrä vaihteli välillä 745-3360 ug N l-1 ja 52-294 ug P l-1. Nitraattipitoisuudet laskivat selvästi kasvukauden aikana kevään korkeista pitoisuuksista. Analyysitulosten avulla voidaan arvioida mm. sääolosuhteiden ja lannoituksen vaikutusta lohkoilta huuhtoutuvan veden laatuun ja viereiseen ojaa kohdistuvaa kuormitusta.
Nyt saadut tulokset perustuvat yhden kasvukauden aikaisiin tuloksiin tietyissä sääoloissa, joten niiden perusteella on vielä vaikea sanoa pitkälle meneviä johtopäätöksiä säätösalaojituksen vaikutuksia. Kulunut kasvukausi oli melko sateinen, jonka vuoksi säätösalaojituksen mahdollisia vaikutuksia erityisesti kuivana kautena ei saatu selvitettyä. Alustavana johtopäätöksenä voidaan kuitenkin todeta, että säätösalaojitus piti pellon vesitalouden ainakin hieman vakaampana verrokkilohkoon verrattuna, millä saattaa olla positiivinen vaikutus kasvien vesitalouteen erityisesti kuivana ajanjaksona. Kasvustoon säätösalaojituksella ei kyseisenä seurantajaksona ollut vaikutusta, mikä osaltaan saattoi johtua siitä, että kasvukauden sääolot olivat melko sateiset eikä säätösalaojituksen tuomia mahdollisuuksia pidättää kosteutta maaperään kuivana aikana pystytty hyödyntämään.
Säätösalaojituksen toimintaperiaate
Säätösalaojituksella tarkoitetaan salaojitusta, jonka kuivatustehokkuutta voidaan säätää kasvuston tai ympäristön kannalta edullisemmaksi kuin perinteisellä salaojituksella. Säätösalaojituksessa kokoojaojiin asennetaan säätökaivoja, joista purkautuvan veden määrää voidaan säätää erilaisilla patolaitteilla. Joissain tapauksissa pohjaveden pintaa voidaan säätää avo-ojaan tehdyllä säätöpadolla. Säätömekanismilla pohjaveden taso pidetään niin ylhäällä kuin se on viljelyn kannalta mahdollista. Runsaiden sateiden sekä sadonkorjuun ja syystöiden aikana salaojien kuivatus säädetään toimimaan täydellä tehollaan. Näin parannetaan pellon kasvuolosuhteita ja vähennetään ravinnehuuhtoumia.
Säätösalaojitus soveltuu pelloille, joiden kaltevuus on enintään 2 %. Maalajin tulee olla hyvin vettä läpäisevää. Kevyillä hietapitoisilla mailla maan kevätkosteuden säästäminen kasvukaudelle vähentää sadetuksen tarvetta ja antaa kasvulle lisävauhtia alkukesän kuivina kausina. Tämä parantaa ravinteiden käytön hyötysuhdetta.
Säätökastelulla tarkoitetaan menetelmää, jossa hyödynnetään salaojaverkostoa tai avo-ojia kasteluun. Säätökastelua varten tarvittava salaojitus on toimintaperiaatteiltaan samanlainen kuin säätösalaojitus. Erona säätösalaojitukseen on, että säätökastelussa johdetaan järjestelmään lisää pintavettä. Kasteluvesi saadaan luonnon vesistä ja usein lisäveden johtamista varten tarvitaan pumppaamo.
Lisätietoa:
Säätösalaoijitus, Maaseutuverkoston esite 2009