Tuotantosuunnan muutoksen vaikutus savipellolta tulevaan ravinne- ja kiintoainekuormaan – Gårdskullan kartanon mittaustulokset 2008–2017

Tutkimuksessa tavoitteena oli selvittää veden ja aineiden kulkeutumisreittejä ja kuormitusta
peltolohkon mittakaavassa ja etenkin sitä, miten valunta ja valumavesien ravinne- ja
kiintoainepitoisuudet ja -huuhtoumat muuttuivat siirryttäessä tavanomaisesta viljanviljelystä
luonnonmukaiseen nurmiviljelyyn ja lihakarjan laidunnukseen.
Tutkimus toteutettiin Gårdskulla Gårdin tutkimusalueen kahdella peltolohkolla Siuntion Kirkkojoen
varrella. Alueiden maalaji on savea (HeS, HsS ja AS). Alueen 1 (5,7 ha) keskikaltevuus on noin 1 % ja
alueen 2 (4,7 ha) noin 5 %. Lohkot on salaojitettu 1940-luvulla keskimäärin 16 metrin ojavälillä.
Vuosina 2007–2010/2011 koealueilla viljeltiin kevät- ja syysviljoja kivennäislannoitteita ja
tavanomaisia muokkausmenetelmiä käyttäen. Alue 1 on ollut jatkuvasti nurmella syksystä 2011 ja
alue 2 keväästä 2011 lähtien lihakarjan laitumena (nurmi perustettiin keväällä 2010).
Tuotantosuunnan muutoksen yhteydessä koealueilla siirryttiin luomutuotantoon. Tämä tutkimus
käsitti mittasaineiston vuosilta 2008–2017.
Molemmilla koealueilla salaojavalunta muodosti 80–90 % mitatusta valunnasta
(salaojat+pintakerros) sekä ennen tuotantosuunnan muutosta että sen jälkeen. Valunnasta (s+p)
90–95 % muodostui kasvukauden ulkopuolella. Pintakerrosvalunnan mittauksissa oli kuitenkin
useana keväänä epävarmuutta, etenkin alueella 2.
Muutos tavanomaisesta viljanviljelystä luonnonmukaisesti viljellylle monivuotiselle nurmelle (ei
lannoitusta eikä muokkausta) näkyi selvimmin kokonaistypen huuhtouman vähenemisenä ja
liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin (PO4-P) huuhtouman kasvuna. Typpi- ja
kiintoainehuuhtoumien laskun pääsyynä oli pitoisuuksien pieneneminen sekä salaoja- että
pintakerrosvalunnassa. Liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin huuhtouman kasvu selittyy
suurelta osin pitoisuuden nousulla, etenkin pintakerrosvalunnassa. Kiintoainehuuhtoumissa oli
nähtävissä lievää laskua ja kokonaisfosforin huuhtoumat pysyivät likimain ennallaan.
Muutos viljanviljelystä luonnonmukaiseen lihakarjan laidunnukseen (ei lannoitusta eikä
muokkausta) vaikutti valumaveden pitoisuuksiin ja kuormiin samansuuntaisesti kuin siirtyminen
nurmiviljelyyn. Laidunalueella kokonaistypen huuhtoumat vähenivät likimain yhtä paljon kuin
nurmiviljelyssä. Liukoisen epäorgaanisen fosfaattifosforin huuhtouma lisääntyi ja liukoisen fosforin
osuus kokonaisfosforihuuhtoumasta lisääntyi selvästi. Kokonaisfosforihuuhtouma oli kuitenkin
pienempi kuin viljanviljelyssä, koska salaojavalunnan fosforipitoisuudet laskivat tuotantosuunnan
muutoksen myötä. Kiintoainehuuhtoumat pienenivät laidunalueella enemmän kuin nurmialueella.
Tutkimus jatkuu, jotta saadaan kattavampaa tietoa nurmiviljelyn ja laidunnuksen toimenpiteiden,
esim. nurmen uusimisen, vaikutuksista ravinne- ja kiintoainekuormitukseen sekä typen
kaasumaisista häviöistä ja ravinnetaseista.

————–

The aim of the study was to examine the routes of water flow and nutrient transport on the fieldscale.
The specific aim was to study how the runoff, nutrient and sediment concentrations and loads
change, when the production changed from the conventional grain cultivation to the organic grass
cultivation and the beef cattle grazing.
The study was carried out by monitoring two field plots of the Gårdskulla estate along the River
Kirkkojoki in Siuntio, Southern Finland. The soil type of the field plots is clay. The average slope of
plot 1 (5.7 ha) is about 1% and plot 2 (4.7 ha) about 5%. The plots have been subdrained in the 1940s
with an average drain spacing of 16 meters. During 2007-2010/2011, spring and autumn crops were
cultivated in the test plots using mineral fertilizers and conventional soil tillage methods. Plot 1 has
had permanent grass since autumn 2011 and plot 2 pasture for cattle from spring 2011 (the grass
was established in spring 2010). In the test plots, there was also a change towards organic
production in 2011. The measurement data of this study covered the years 2008–2017.
In the test plots, 80-90% of the measured total discharge (drain discharge + tillage layer runoff) was
drain discharge, both before and after the change of the production type. 90-95% of the discharge
was formed outside the growing season. However, there were uncertainties in the measurements
of tillage layer runoff in the thawing seasons, especially in the plot 2.
The change from the conventional grain cultivation to the organic perennial grass cultivation (no
fertilization or soil tillage) was most evident as a decrease in total nitrogen load and an increase in
soluble inorganic phosphate phosphorus (PO4-P) load. The main reason for the decline in nitrogen
and sediment loads was the decreased concentrations in both drain discharge and tillage layer
runoff. The increased soluble inorganic phosphate phosphorous load was explained to a large extent
by the increased concentrations, especially in the tillage layer runoff. There was a slight decrease in
sediment loads, and the total phosphorus loads remained virtually unchanged.
The change from the grain cultivation to the organic pasture (no fertilization or soil tillage) affected
the nutrient and sediment concentrations and loads in the same way as the transition from the grain
cultivation to the grass cultivation. In the pasture field, the total nitrogen loads decreased roughly
as much as in the grass field. The soluble phosphate phosphorus load increased and the proportion
of the soluble phosphate phosphorus in the total phosphorus load increased clearly. However, the
total phosphorus load was smaller than in the grain cultivation because the phosphorus
concentrations of the drain discharge decreased in the pasture. The sediment load decreased more
in the pasture field than in the grass field.
The study will be continued to provide more comprehensive knowledge on the effects of grass
cultivation and pasture measures, such as grassland renewal, on nutrient and sediment loads and
on the gaseous losses of nitrogen and nutrient balances.

Keywords: clayey fields, nutrient and sediment loads, the line of production, grain cultivation,
organic grass cultivation, organic pasturage