Kuivatustehokkuuden mallintaminen eri ojaväleillä Nummelan koekentällä

Pohjoisissa oloissa peltoviljely edellyttää tehokasta maankuivatusta, jotta viljelytoimet voidaan tehdä parhaana mahdollisena ajankohtana ja estetään kasvuston vettymishaitat kasvukaudella. Kuivatus edesauttaa maan rakenteen muodostumista ja parantaa heikosti vettä johtavan savimaan kantavuutta keväällä lumen sulannan jälkeen vähentäen maan tiivistymisriskiä. Salaojituksen kuivatustehokkuus on tärkeää suunnitella mahdollisimman optimaaliseksi sekä kasvintuotannon että ympäristön kannalta. Työn tavoitteena oli tutkia pohjavedenpinnan syvyyttä ja peltolohkon valuntakomponentteja eri ojaväleillä käyttäen matemaattista mallinnusta ja mittausaineistoa Jokioisten Nummelan koepellolta. Tutkimuksessa selvitettiin mallinnetun pohjavedenpinnan syvyyden hyödynnettävyyttä kuivatustehokkuuden arvioinnissa sekä tarkasteltiin eri ojavälien kuivatuskykyä ja siihen vaikuttavia tekijöitä.

Mallinnettava peltolohko (1,7 ha) oli täydennysojitettu kesäkuussa 2008, jolloin alkuperäistä 16 m:n ojaväliä tihennettiin 8 metriksi. Mallisovelluksessa käytettiin tunnittaisia valuntamittauksia (salaojaja pintakerrosvalunta) ja noin kahdesti viikossa kerättyjä pohjavedenpinnan havaintoja vuosilta 2008–2014. Maaperäparametrisoinnissa käytettiin peltolohkolta kerättyjen viiden häiriintymättömän maaprofiilin mitattuja ominaisuuksia 0–0,2, 0,2–0,4 ja 0,4–0,6 m:n syvyyksiltä. Simulaatiot toteutettiin kolmiulotteisella (3-D) spatiaalisesti hajautetulla FLUSH-mallilla, joka simuloi ympärivuotisia hydrologisia prosesseja salaojitetuilla savisilla viljapelloilla. Malli kuvaa veden virtausta maaperässä erikseen maamatriisissa ja makrohuokostossa, minkä avulla voidaan simuloida
savimaalle tyypillistä oikovirtailua.

Peltolohkoa simuloitiin ojavälimittakaavassa malliskenaarioilla, joissa käytettiin kolmea eri ojaväliä (8, 16 ja 32 m) ja viittä eri maaperäkuvausta, joihin maakerrosten hydrauliset johtavuudet, huokoisuus ja makrohuokoisuus johdettiin suoraan mittauksista. Mallin toimintaa testattiin
vertaamalla simulaatiotuloksia valuntamittauksiin ja pohjavedenpinnan havaintoihin. Ojavälin ja makrohuokoisen savimaan vaikutuksia peltolohkon kuivatukseen arvioitiin vertaamalla simulaatiotuloksia eri skenaarioista.

Simulaatioissa ojavälin kasvattaminen pienensi salaojavalunnan osuutta ja maakuvauksesta riippuen lisäsi pintakerros- tai pohjavesivaluntaan. Pohjavedenpinnan syvyyden todennäköisyysjakaumat soveltuivat pellon kuivatuskyvyn arviointiin keväällä. Pohjavedenpinnan tasoon ojien välissä vaikutti
enemmän ojaväli kuin maan ominaisuudet, mutta keväisin 32 m:n ojituksella maan ominaisuudet vaikuttivat selvemmin pohjavedenpinnan tasoon verrattuna 16 ja 8 m:n ojituksiin.

Tutkimus oli osa Toimivat salaojjitusmenetelmät peltoviljelyssä (TOSKA) tutkimushanketta (2014- 2016), jota rahoittivat Salaojituksen Tukisäätiö sr, maa- ja metsätalousministeriö ja Maa- ja vesitekniikan tuki ry.