Kivennäismaan kasvukauden aikaiset vesipitoisuusmuutokset ja niiden paikallinen pysyvyys
Avainsanat:
Maan kosteus, dielektrisyys, geofysikaaliset mittauksetAbstrakti
Maa- ja elintarviketeollisuuden (MTT), Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) ja
Helsingin yliopiston (HY) yhteisissä hankkeissa Maaperäfysiikka ja sato I ja II tutkittiin
peltomaan geofysikaalisten ominaisuuksien paikallista ja ajallista vaihtelua. Hankkeiden
yhtenä tavoitteena oli selvittää, voidaanko lohkon maan vesipitoisuuden muutosta ennustaa
yhden jatkuvatoimisen mittauspisteen tulosten perusteella, kun lohkon ominaisuuksien
alueellinen jakauma tunnetaan.
Hankkeissa perustettiin neljälle koealalle kiinteä mittausasema, jossa seurattiin
jatkuvatoimisesti kolmen vuoden ajan maaperän lämpötilaa, vesipitoisuutta ja
sähkönjohtavuutta 30, 60 ja 90 senttimetrin syvyydessä. Kaksi mittausasemaa oli savipellolla
(Jokioinen ja Vihti), yksi hietapellolla (Hausjärvi) ja yksi moreenipellolla (Juva). Savipelloilla
seurattiin lisäksi salaojakaivon veden sähkönjohtavuutta ja lämpötilaa. Mittaustiheys oli
kolme tuntia. Edellä mainittujen asemien lisäksi tutkimuksen tausta-aineistona käytettiin
Ylistarossa olevaa, vanhalle peltoalueella perustettua, GTK:n maaperän lämpötila ja
vesipitoisuusseuranta-aseman tuloksia. Peltoalueiden sähköiset ominaisuudet mitattiin kolme
kertaa kasvukauden aikana 10*10 m mittausverkossa.
Seuranta-asemien mittausten perusteella havaittiin, että ruokamultakerroksen
alapuolella maan kosteuden muutokset olivat suhteellisen pieniä. Kasvukaudella 75 % kahden
viikon aikana tapahtuneista maan kosteuden muutoksista oli pienempiä kuin 5
tilavuusprosenttiyksikköä. Voimakkaitten sateiden jälkeen peltomaassa voi tapahtua nopeasti
suuria kosteuspitoisuuden muutoksia. Suurimmat maan kosteuden muutokset kahdessa
viikossa havaittiin Jokioisten savipellolla, missä maa kuivui yhdessä prosentissa tapauksista
20 (30 cm:ssä) ja vettyi 22 (60 cm:ssä) tilavuusprosenttiyksikköä kahdessa viikossa. Kun yli
20 mm kesäsateet imeytyivät muokkauskerrosta syvemmälle, niiden vaikutukset voitiin
havaita 30 cm:n syvyydessä 10−14 vuorokauden ajan maalajista riippumatta.
Kenttämittausten perusteella maan kosteuden muutokset olivat spatiaalisesti pysyviä ja
siten hallittavia yhden seuranta-aseman tulosten perusteella. Tutkimuksessa luotiin
yksinkertainen malli, jossa jatkuvasti mittaavan seuranta-aseman ja keväällä tehdyn
kertamittauksen perusteella kuvattiin kasvukauden aikana päivittäin peltoalueen vesitilaa ja
sen muutosta.
Seurattujen maakerrosten pääsääntöisesti lähes yhtaikaiset vesipitoisuusmuutokset
osoittavat, että peltomaan veden liike riippuu pikemminkin oikovirtausreiteistä kuin maan
materiaaliominaisuuksista.
