Turve- ja kivennäismaiden vesitaloudesta sekä rautasaostuman muodostumisesta

Tiedote koostuu viidestä artikkelista, joista kaksi on suomalaista ja kolme ulkomaista alkuperää. Ensimmäinen artikkeli käsittelee suursarkakuivatusta salaojituksen vaihtoehtona tai täydentäjänä Pohjois-Suomessa.

Suursarkamenetelmällä tarkoitetaan 30-50 metrin levyisiksi ja 2-5 %:n kuperuuteen muotoiltua sarkaa. Suursarkakuivatus on perinteisen suomalaisen sarkaojituksen ja salaojituksen yhdistelmä, jonka ensisijainen käyttökohde ovat turvevaltaiset viljelmät. Menetelmän kuivatusteho perustuu ensisijaisesti tehokkaaseen pintavesien poisjohtamiseen. Tutkimus jakautui kahteen osaan. Projektin puitteissa suunniteltiin käytännön toteutusta varten suursarkakuivatus, ja seurattiin sen toteuttamista, ja toisena osana tehtiin tilakäyntejä kohteissa, joissa suursarkaojitus oli jossain muodossa toteutettu. Tutkimuksen perusteella voitiin todeta, että ennen suursarkojen rakentamiseen ryhtymistä on tärkeää selvittää turvekerroksen vahvuus ja laatu, pohjamaan laatu, kaltevuussuhteet sekä tilan tuotantosuunta. Toteutuksessa oleellisia seikkoja ovat muotoilun ja pellon tasaustyön laatu, painumien tasaus viljelyn yhteydessä sekä päisteiden rummut ja maan pinnan muotoilun korostuminen.

Tiedotteen toisessa kirjoituksessa käsiteltiin pellon muokkaamisen ja maan häiriyttämisen vaikutuksia jäykkien savimaalajien kuivatusreaktioihin. Jäykissä savimaalajeissa turpoaminen ja kutistuminen, kastumisen ja kuivumisen aikana, routaantumisen vaikutukset sekä maan tiivistyminen traktorin pyörän alla, vaikuttavat makrohuokosten ulottuvuuksissa, jatkuvuudessa ja koossa tapahtuviin muutoksiin. Kuivatuksen suunnittelussa tulee ottaa huomioon mahdolliset maaperätaloudelliset suunnitelmat ja niiden vaikutukset kuivatusreaktioihin.

Kosteilla, leudoilla alueilla, joilla liiallisen talvisadannan tuoman veden poistaminen on tärkein huolenaihe, voidaan kuivatusta tehostaa muodostamalla muutamia suuria katkeamattomia halkeamia, jotka yhdistävät ylemmät maakerrokset ja salaojan. Kuivissa ilmastoissa maan kutistumishalkeilu saattaa olla runsasta. Tällöin saattaa pintakastelun tai sadannan yhteydessä vesi, joka muutoin varastoituisi maahan, valua ”hukkaan” salaojiin. Tässä tilanteessa tarvitaan maaperätaloudellisia menetelmiä, joilla pyritään vähentämään maan kutistumista ja sulkemaan kutistumisen myötä syntyneitä halkeamia. Savimailla kuivatuskäyttäytyminen on äärimmäisen riippuvaista maassa olevista halkeamista. Muokkauksen avulla tapahtuvalla maan häiriyttämisellä on merkittävä vaikutus maahan varastoituvan veden määrään ja kuivatusvirtauksen nopeuteen.

Kolmannessa artikkelissa selvitettiin salaojien syvyyden vaikutusta hiekkaisan maaperän kuivuuteen Kanadassa tehdyn tutkimuksen pohjalta. Neljältä hiekkapellolta Quebecissä ja Ontariossa otettiin maanäytteitä laboartoriomäärityksiä varten. Näytteistä määritettiin kosteuden pidättävyydet ja kuivatettavissa olevat huokostilavuudet. Viljelykasvien juurivyöhykkeessä käytettävissä olevan veden määrän ja sen syvyyden, jolle vedenpinta voitiin salaojituksen avulla laskea, havaittiin vaikuttavan merkittävästi kuivuuden laajuuteen. Kuivatettavissa olevan huokostilavuuden havaittiin olevan tärkein tekijä määritettäessä sitä, kuivuuko hiekkamaa liikaa salaojien vaikutuksesta. Maan kosteusvajauksen havaittiin olevan lähes lineaarisessa suhteessa siihen käytettävissä olevan maaveden määrään, jonka maa voi pidättää.

Runsaasti rautaa sisältävillä Pohjanlahden rannikkoalueilla rautasaostumat aiheuttavat salaojaputkien tukkeutumista. Oulun yliopiston vesitekniikan laboratoriossa tehdyssä tutkimuksessa vertailtiin Suomessa yleisimmin käytettyjen rautamääritysmenetelmien käyttökelpoisuutta erilaisilla mailla kenttäolosuhteissa.

Testattavista kenttäkäyttöisistä rautamääritysmenetelmistä Hachin Ferro Ver osoittautui määritysten toistettavuuden, herkkyyden ja käyttöominaisuuksien perusteella parhaaksi. Muita testattuja menetelmiä kokonaisraudan määrittämiseksi olivat Lovibond Palin-testi ja Aquamerck 11136.

Pohjaveden rautapitoisuusmäärityksellä voidaan saada ennakkoarvio mahdollisesta salaojaputken tukkeutumisherkkyydestä salaojitetulla pellolla. Pitoisuustieto ei kuitenkaan ole yksiselitteinen, vaan rautatukkeuman muodostumiseen vaikutttavat myös maaprofiilin maalaji, pH, redox-olosuhteiden muutokset, lämpötila ja salaojituksen toteuttamistapa. Tutkimuksen perusteella vaikutti siltä, että pohjavesiputkista otetun veden kokonaisrautapitoisuuden määrittäminen olisi ferroraudan määrittämistä parempi mittari rautatukkeutumisherkkyyden ennakoinnissa.

Viides artikkeli käsitteli okran muodostumisen ennakointia salaojaputkissa. Rautaokran muodostuminen on monimutkainen prosessi, mutta on usein Fe2+ okran muodostuksen kannalta rajoittava raaka-aine. Tutkimukseen välittiin seitsemän kuntaa eteläisessä Louisianassa. Vesinäytteiden Fe-konsentraation määrittämiseen käytettiin Fordin kehittämää ferrorauta- ja Hachin kokonaisrautatestivälineistöä, jotka toimivat tutkimuksessa tyydyttävästi. Niillä määritetyt rautakonsentraatiot korreloivat kohtuullisen hyvin salaojien laskuaukoista havaittujen okran muodostamista koskevien havaintojen kanssa. Okran muodostumisen todennäköisyys vaihteli eri maalajeilla. Okran muodostumisen todennäköisyys oli suurempi Commerce- ja Mhoon-maalajeissa kuin Sharkey-savessa, Convent-hiuteessa tai Jeanerette-hiesusavi-hiuteessa. Vesinäytteiden ottosyvyydet vaihtelivat tutkimuksessa välillä 91 – 218 cm. Näytteenottosyvyyden harkitseminen saattaa olla tärkeää, koska suhteellisen korkeat rautakonsentraatiot eivät aina korreloineet salaojien laskuaukkoihin kerääntynyttä okraa koskevien havaintojen kanssa.