Mallinnetun vesitaseen tarkastelu täydennysojitetulla savipellolla

Nykyisin 60 – 70 % koko peltopinta-alastamme (2,3 milj. ha) on salaojitettu. Avo-ojissa on 20 – 25 % ja ilman ojitusta voidaan viljellä 10 – 15 % peltopinta-alasta. Valtaosa ojituksista on tehty 1960 –1980-luvuilla. Uusinta- ja täydennysojituksen tarvetta on paljon johtuen mm. aiempaa painavammista maatalouskoneista, tuotantosuuntien muutoksista, maan tiivistymisestä ja putkien tukkeutumisesta.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella märkyydestä kärsivän savisen peltolohkon vesitasetta ja pohjavedenpinnan syvyyttä ennen ja jälkeen täydennysojituksen sekä arvioida ojitustoimenpiteiden vaikutusta peltolohkon kuivatukseen, kun pellolla viljeltiin kevätviljaa. Tutkimuksen kohteena oli Luken Nummelan koekentän 3,4 ha peltoalue, joka täydennysojitettiin vuonna 2014 10,7 metrin ojavälillä. Peltoalue oli alun perin salaojitettu 1950-luvulla 32 m ojavälillä. Täydennysojituksen vaikutuksia pellon vesitaseeseen tutkittiin yhdistämällä hydrologisia mittauksia ja matemaattista mallintamista. Tutkimuksessa toteutettiin FLUSH-mallilla kaksi eri 2D mallisovellusta, joista yksi kuvasi pellon hydrologista tilaa ennen täydennysojitusta ja toinen täydennysojituksen jälkeen. Molempien mallisovellusten kalibrointiin ja validointiin käytettiin sekä tunnittaisia valuntamittauksia (salaoja- ja pintakerrosvalunta) että noin kahdesti viikossa mitattuja pohjavedenpinnan syvyystietoja salaojien puolivälistä. Täydennysojituksen vaikutusta pellon vesitaseeseen arvioitiin vertaamalla kummankin mallisovelluksen simulointijakson 6/2008–5/2016 tuloksia toisiinsa vuosi- ja kuukausitasolla.

FLUSH-mallin toimintaa arvioitiin salaoja- sekä pintakerrosvalunnan osalta Nash-Sutcliffen hyvyysluvulla (0,22 – 0,38 tunnittaiselle salaojavalunnalle) ja pohjavedenpinnan osalta keskimääräisellä absoluuttisella virheellä (0,09 – 0,49 m). Mitatun ja simuloidun valunnan välinen virhe oli suurimmillaan talvisin ja keväisin lumipeitteen aikaan.

Täydennysojitus muutti aitosavisen peltoalueen valuntasuhteita huomattavasti. Laskentatulosten mukaan ojavälin tihentyessä 32 metristä 10,7 metriin salaojavalunta kasvoi vuositasolla keskimäärin 2,6 kertaiseksi, kun taas pintakerrosvalunta ja pohjavesivalunta vähenivät vastaavasti 54 % ja 16 %. Täydennysojitus ei vaikuttanut simuloituun haihduntaan eikä pitkällä aikavälillä varaston muutokseen. Täydennysojitus nopeutti pellon kuivumista keväisin lumensulannan jälkeen. Tiheämmällä ojavälillä riittävä kuivatustila (pohjavedenpinnan syvyys > 60 cm maanpinnasta) saavutettiin keskimäärin viisi (vaihteluväli 3 – 9) päivää aikaisemmin verrattuna harvan ojavälin skenaarioon.

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