Peltokuivatuksen tarve Peltokuivatuksen tarve ja vesistövaikutukset Gårdskulla Gård, Siuntio 2.6.2014 Laura Alakukku, Helsingin yliopisto, maataloustieteiden laitos Maatalous-metsä tieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi 4.6.2014 1
Sisältö Hydrologinen vuosi pellolla Kuivatuksen merkitys peltoviljelyssä Maan rakenteen muodostuminen Kestävä ja tehokkaasti ravinteita käyttävä kasvintuotanto Peltotöiden ajoitus ja maan kasvukunnon ylläpito Kuivatus osa pellon vesitalouden hallintaa Yhteenveto 2
Hydrologinen vuosi peltoviljelyssä Sadanta < haihdunta - runsaat sateet, kasvien kasvu, maan rakenteen muodostuminen, maan kantavuus, tiivistymisen ehkäisy (etenkin kevät) Sadanta > haihdunta - maan kantavuus, tiivistymisen ehkäisy, monivuotiset kasvit, vesistökuormitus, kasvihuonekaasut MMM Kuva: http://www.salaojayhdistys.fi/pdf/tavoiteohjelma.pdf
Kuivatus muuttaa maan ominaisuuksia -Kuivatus savimaan kuivuminen/kostuminen kutistuminen/paisuminen makrohuokosia, muruja biologiset prosessit lierokäytäviä, juurikanavia, mikrobitoiminta eloperäiset maat: maatuminen maan vedenpidätyskyky kasvaa, K sat pienenee MMM -Vaikuttanut merkittävästi viljellyn savimaan pedogeneesiin Jokioisten savimaassa (viljelty 1700-luvulta, salaojitettu 1930-luvulla) rakenne muodostunut 150 cm:iin Lähde: Yli-Halla ym. Agricultural and Food Science (2009)
Pintavalunnan osuus salaoja- ja pintavalunnan summasta (%) 1980-81 1981-82 1982-83 1988-89 1990-91 1991-92 1994-95 1995-96 1996-97 1997-98 1998-99 1999-00 2000-01 2001-02 Share of surface runoff (%) Savimaan ominaisuudet 10 v. uusintaojituksen jälkeen Ennen Jälkeen Kyllästetyn maan vedenjohtavuus (cm/h) 0 20 cm 20 35 cm 35 55 cm v. 1989 62 0,63 0,005 v. 2001 44 1,6 0,05 100 80 Ennen MMM Jälkeen 60 40 20 0 Vuodet Period Lähde: Alakukku & Turtola XVII th Congfess of CIGR (2010)
Märkyys haittaa kasvin kasvua ja ravinteidenottoa Alakukku ym. (2012): ISTRO Conference -Kuivatus maahan ilmatilaa juurten hapensaanti ravinteidenotto, kasvu biologiset prosessit esim. denitrifikaatio/nitrifikaatio -kasvien sadontuotto, ravinteiden käytön tehokkuus -muokkauksen keventämisen onnistuminen -kasvinvuorotus: mm. typensitojat kierrossa Kyntö Sänkimuokkaus Suorakylvö Siemensato (kg/ha, %) 4960-16 -55 Typpitase (kg/ha) 33 43 78 Fosforitase (kg/ha) 0 3,2 9,6 Esimerkki vuodelta 2004 touko-elokuu sade 100 mm > ka 30v Märkyys haittasi kasvua Painannevarasto puskuroi 6
Peltotöiden ajoitus lyhyen kasvukauden hyödyntäminen Syvyys (cm) -Töiden ajoitus ja maan kuivatus: kuivatuksen nopeus ja tavoite kasvukauden hyödyntäminen (ajoitus ja kasvilaji/lajike) ravinteiden kierrätys, mm. lannan levitys keväällä maan laadun säilyttäminen maan tiivistymisriskin pienentäminen muokkauskerros välitön haitta pohjamaa pitkäaikainen haitta 0-5 Hiuesavi/hiesusavi Maan kosteus (g/100g) 0 10 20 30 40 Arvidsson ym. (2003). Soil & Tillage Research 73: 77-87 30 cm syvyys 8 tn rengaskuorma 220 kpa rengaspaine Maan kosteus simuloitu 1963-1988 -10-15 -20-25 -30-35 -40-45 Syksy 1985 Syksy1986 Syksy 1987 Syksy 1988 Kevät 1988
Vesitalouden hallinta - veden saatavuus sadon määräytyessä Sadon määräytymisen aikaan saadaan sadetta vain 30-50 % tarpeesta mm mm MMM Tulevaisuudessa ennuste: Veden saatavuus per tuotettavissa oleva biomassatonni laskee merkittävästi nykyisestään Lämpötilan nousu lisää haihduntapainetta ja kuuroluonteisten sateiden yleistyminen heikentää veden käytön tehokkuutta v. 1970-2000 sadanta ohran kasvun kannalta kriittisimpään aikaan: satoikkuna 215-465 tehoisaa lämpösummaa kylvöstä v. 1970-2000 evaporaatio ohran kasvun kannalta kriittisimpään aikaan Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L. & Hakala, K. 2011. Viljelyn vedenkäytön tehokkuutta parannettava Kastelun tarve lisääntyy Peltonen-Sainio P, Jauhiainen L, Hakala K & Ruosteenoja K, 2012.
Kuivatus osa pellon ja alueen vesitaloutta hallinta osana peltoviljelyn kestävää tehostamista Paikalliskuivatus Peruskuivatus -Peltojen vesitalous osa valuma-alueen vesitaloutta hallinta edellyttää systeemiratkaisua ja laajaa yhteistyötä esim. kosteikot, säätösalaojitus, salaojakastelu ja luonnonmukainen vesirakentaminen osana systeemiä vedenkäytön tehokkuuden parantaminen uusia ratkaisuja
Tiedon käyttö pellon vesitalouden hallinnassa -Tutkimuksen haasteena tuottaa tiedon Ohella ratkaisuja ja välineitä -Ennusteet mallit mittaukset Lähde: www.soilscout.com
Yhteenveto Kuivatus osa pellon vesitalouden hallintaa. Pellon vesitalous osa valumaalueen vesitaloutta Kasvukaudella kasvien vedensaannin varmistaminen Kasvukauden ulkopuolella ympäristökuormituksen hallinta Keväällä ja syksyllä: maan riittävä kantavuus, tiivistymisen välttäminen Ilmastonmuutoksen myötä odotettavissa suuria haasteita, joiden yhteydessä maaperän vesitalouden hallintaa on tarkasteltava kokonaisuutena
Kiitos mielenkiinnosta!