Maaperän vesitalouden säädön vaikutus ravinteiden huuhtoutumiseen ja satoon peltoalueilla

Tämän työn tavoiteena oli tarkastella laskennallisesti vesitaloudellisen säädön vaikutusta peltoalueiden ravinnehuutoumiin ja satoon. Sadon ja typen huuhtoumien osalta laskelmat on tehty CROPWTN-mallilla. Määritettäessä maaprofiilille fosforin huuhtoumaa, on se tässä työssä laskettu mallista saatavien salaojavalunnan ja pintavalunnan arvojen perusteella. Mallilla on laskettu tuloksia eri säätövaihtoehdoille (tavallinen salaojitus, säätösalaojitus ja pohjavesikastelu), eri maalajeille (hieta, hiesu ja savi), eri viljakasveille (ohra ja peruna), eri laskennallisille sääalueille (4 sääaluetta) ja eri ojaväleille (7, 10, 14, 18, 28 ja 42 m) sekä eri ojasyvyyksille (80, 90, 100, 110, 120 ja 130 cm).

Laskelmien perusteella typpeä huuhtoutuu salaojien kautta hietamaalla (ohra, ojaväli 18-28 m) 22-31 kg/ha/v, hiesumaalla (ojaväli 14-18 m) 10-13 kg/ha/v ja savimaalla (ojaväli 14 m) 5-7 kg/ha/v. Huuhtouma kasvaa hieman siirryttäessä etelästä pohjoiseen. Tarkasteltaessa typen huuhtoumaa eri säätövaihtoehtojen välillä havaittiin, että säätötoimenpiteillä oli eniten vaikutusta typen huuhtouman vähenemiseen silloin kun kyseessä on hieta- tai hiesumaa (8-10 % / säätövaihtoehto) sekä pienet ojavälit. Ojasyvyyden havaittiin vaikuttavan typpihuuhtoumaan eniten silloin kun kyseessä on tavallinen salaojitus. Tällöin typpihuuhtouma väheni hietamaalla noin 26 % (ojaväli 18 m), hiesumaalla (ojaväli 14-18 m) noin 35 % ja savimaalla (ojaväli 14 m) noin 41 %. Säätösalaojituksen tai pohjavesikastelun typpihuuhtoumiin ojasyvyydellä ei havaittu olevan huomattavaa vaikutusta. Tulosten mukaan ohralla typen huuhtouma jäi hiukan korkeammaksi kuin perunalla.

Fosforin huuhtoumaksi saatiin hietamailta (ojaväli 18 m) noin 1,5 kg/ha/v, hiesumailta (ojaväli 14-18 m) noin 1,5 – 3 kg/ha/v ja savimailta (ojaväli 14 m) 3- 4,5 kg/ha/v. Tulosten perusteella viljakasvilla ei näyttäisi olevan olennaista vaikutusta fosforin huuhtoumaan. Hietamaalla (ojaväli 18 m) vaihtelua eri sääalueiden välillä esiintyi suurimmillaan noin 0,5 kg/ha/v ja sekä hiesu- (ojaväli 14-18 m) että savimailla (ojaväli 14 m) noin 1 kg/ha/v. Fosforin huuhtouma hietamaalla väheni siirryttäessä tavallisesta salaojituksesta säätöojitukseen (3 %) tai pohajvesikasteluun (5 %). Hiesu- ja savimailla puolestaan säätöslaojitukseen tai pohjavesikasteluu siirtyminen lisäsi fosforin huuhtoumaa. Tällöin fosforin huuhtouma lisääntyi tulosten mukaan hiesumaalla 3-4 % ja savimaalla 6-8 %.

Sadon osalta tulokset osoittivat, että hietamaa soveltuu parhaiten niin ohran kuin perunan viljelyyn, edellyttäen että kosteusolot ovat hyvät. Ohran sato (tavallinen salaojitus) kasvoi noin 45 % ja perunan noin 38 % siirryttäessä alueelta 4 alueelle 1 riippumatta maalajista. Siirryttäessä hietamaalla (ojaväli 18 m) tavallisesta salaojituksesta säätösalaojitukseen ohran sato suurenee noin 2 % (70 kg/ha/v) ja perunan noin 1 % (160 kg/ha/v). Jos vastaavasti siirryttiin tavallisesta salaojituksesta pohjavesikasteluun, saatiin ohralle noin 5 % (190 kg/ha/v) parempi sato ja perunalle noin 3 % (370 kg/ha/v). Tämä pätee ilmastoalueella 1. Sääalueilla 2-3 hietamaalla säätövaihtoehto vaikutti satoon yhä positiivisesti, mutta ei niin paljon kuin alueella 1. Sääalueella 4 säätövaihtoehto ei vaikuttanut millään maalajilla satoon. Hiesumaalla (ojaväli 14-18 m) salaojituksen muuttaminen säätösalaojitukseen tai pohjavesikasteluun ei lisää satoa, vaan jopa vähentää sitä. Lisäksi voitiin havaita, että savimaalla säätösalaojitus tai pohjavesikastelu ei vaikuta satoon.

Tarkasteltaessa ojavälin vaikutusta (hieta, alue 1) todettiin, että ojavälin kasvattamisella (esimerkiksi 18 metristä 28 metriin) on satoa lisäävä (2 %) ja typen huuhtoumaa vähentävä vaikutus. Ojaväli ei huomattavasti vaikuta fosforin huuhtoumaan, muutoin kuin erittäin suurilla ojaväleillä. Optimiojavälin määrittäminen kullekin maalajille, säätövaihtoehdolle, sääalueelle ja viljakasville, ottaen huomioon sadon määrä sekä ympäristönäkökohdat, edellyttäisi kustannus-hyötyanalyysiä, jossa määritettäisiin ympäristöhyödylle (typen ja fosforin huuhtouman väheneminen) euromääräinen arvo.