Peltoviljelyn ravinnehuuhtoumien vähentäminen pellon vesitaloutta säätämällä – Loppuraportti

Tutkimushankkeen päätavoitteena oli selvittää vesitalouden säätömenetelmien vaikutuksia pelloilta tulevaan ravinnekuormitukseen. Tutkimus koostui viidestä osatutkimuksesta. Säätösalaojitusta ja salaojakastelua koskeva tutkimus käsitteli menetelmien vaikutuksia typpihuuhtoumiin ja satotasoon sekä niiden teknistä toimivuutta peltomittakaavassa. Tämä osio perustui kenttämittauksiin ja mallintamiseen. Fosforin osalta selvitettiin pinta- ja salaojavalunnan kautta tulevaa kuormitusta savimaissa. Salaojaveden fosforipitoisuuteen vaikuttavia tekijöitä tutkittiin laboratoriokokeiden avulla. Tutkimushankkeessa kehitettiin myös menetelmä, jolla voidaan kartoittaa peltoalueen huuhtoutumisherkkyys. Säädön vesiensuojelullista merkitystä arvioitiin vertaamalla säätöojituksen ja jätevesipuhdistamon typenpoiston kustannuksia ja hyötyjä tietyllä valuma-alueella. Lisäksi selvitettiin säätösalaojituksen ja salaojakastelun taloudellista kannattavuutta tilatasolla. Mallintamistulosten perusteella säätösalaojitus vähensi selvästi kesäaikaista typpikuormitusta ja siirsi huuhtoumia loppusyksyyn. Savipelloilta purkautuvien salaojavesien rehevöittävän fosforin pitoisuudet olivat lähes yhtä suuria kuin pintavaluntavesien. Laboratoriomittausten perusteella liukoista fosforia pidättyi tehokkaasti pohjamaahan, kun veden viipymä oli yksi vuorokausi. Säätöojituksella on todennäköisesti mahdollista vähentää salaojien kautta tulevaa fosforikuormitusta sen lisätessä veden viipymää maaperässä. Säätösalaojituksen tehokkuus ravinnekuormituksen vähentäjänä riippuu paljon pellon maalajista ja kaltevuudesta, olemassaolevasta ojituksesta, säätilasta ja säätötoimenpiteistä. Säätösalaojitusta voitaisiin tehostaa padottamalla myös valtaojia. Salaojakastelu lisäsi merkittävästi satotasoa, mutta sen vaikutus ravinnehuuhtoumiin jäi epäselväksi. Makrohuokosilla on merkittävä rooli typen ja fosforin kulkeutumisessa salaojiin erityisesti savimaissa. Säätösalaojituksen vesiensuojelullinen hyöty typpikuormituksen osalta jäi vähäiseksi verrattuna yhdyskuntien jätevesien käsittelyllä saatavaan hyötyyn. Fosforikuormitusta ei taloudellisuustarkastelussa otettu huomioon. Salaojakastelun edellyttämä sadonlisäys perunalla ja sokerijuurikkaalla oli realistinen (6-24 %), mutta viljakasveilla yli 100 %, jotta hanke olisi taloudellisesti kannattava. Huuhtoutumisherkkyyskartta koostuu paikkatietokannasta, jossa on maatutkauksen, läpäisevyyskokeiden ja korkeusmallin antama informaatio. Karttaa voidaan käyttää hyväksi täsmäviljelyssä.

The research project dealt with the impact of water table management on nutrient losses in crop production. The project consisted of five substudies: 1. Nitrogen leaching under controlled drainage and subirrigation and technical feasibility of the water table management systems in the field scale, 2. Transport of bioavailable phosphorus and suspended solids via surface runoff and subsurface drainage flow in clay fields, 3. Phosphorus sorption capacity of different soil horizons, 4. Production of a leaching sensitivity map for precision farming, and 5. Cost-benefit analysis of controlled drainage and subirrigation in the farm and watershed scale.