Compressive behaviour of the soil in buffer zones under different management practices in Finland
Räty, Mari; Horn, Rainer; Rasa, Kimmo; Yli-Halla, Markku; Pietola, Liisa (2010)
Räty, Mari
Horn, Rainer
Rasa, Kimmo
Yli-Halla, Markku
Pietola, Liisa
Julkaisusarja
Agricultural and Food Science
Volyymi
19
Numero
2
Sivut
160-172
MTT Agrifood Research Finland The Scientific Agricultural Society of Finland MTT Agrifood Research Finland The Scientific Agricultural Society of Finland
2010
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015090311402
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2015090311402
Tiivistelmä
Hydrologiselta kannalta suojavyöhykkeiden ja -kaistojen tarkoitus on pintavalunnan hillitseminen ja imeynnän eli infiltraation edistäminen. Koska maan rakenne vaikuttaa keskeisesti suojavyöhykkeiden ja -kaistojen toimintaan, tässä tutkimuksessa tarkasteltiin suojakaistojen hoitotoimenpiteistä aiheutuvia mahdollisia muutoksia maan fysikaalisiin (irtotiheys ja ilmanjohtavuus) ominaisuuksiin ja maan kokoonpuristumisominaisuuksiin. Tutkittuja hoitotoimenpiteitä olivat niitto ja niittojätteen poiskorjaaminen, laidunnus sekä alueen jättäminen luonnontilaan. Jokioisilla savimaan (Vertic Cambisol) ja Maaningalla hietamaan (Haplic Regosol) koekenttien maaprofiili tutkittiin 200 cm:n (savi) ja 180 cm:n (hieta) syvyyteen saakka, ja maanäytteet otettiin kustakin horisontista. Etenkin hietamaalla oli muokkauskerroksen alapuolella kyntöantura yhä havaittavissa 10 vuotta viljelyn lopettamisen ja suojakaistan perustamisen jälkeen. Savimaan syvemmissä, todennäköisesti märkinä läpi vuoden säilyvissä horisonteissa (90-200 cm) maan irtotiheys oli pieni (< 1,19 g cm-3) ja kokonaishuokostilavuus suuri (> 0,52 cm3 cm-3), vaikka orgaanisen hiilen pitoisuus (< 0,9 %) oli erittäin alhainen. Maan rakenne on yhä massiivinen ja hyvin heikosti kehittynyt. Suojakaistojen pintamaakerroksesta (0-3 cm) ja maaprofiilien horisonteista otetut häiriintymättömät lieriönäytteet (240 cm3) kyllästettiin ja tasapainotettiin hiekkapedillä (-6 kPa). Maan ilmanjohtavuus mitattiin ja näytteitä kuormitettiin 7 tunnin ajan pystysuoralla normaalivoimalla (20, 40, 70, 100, 200 ja 400 kPa), minkä jälkeen kuormitus vapautettiin (1 tunti). Jännitystilan ja vastaavan muodonmuutostilan välistä riippuvuutta eli maan kokoonpuristumisominaisuuksia tarkasteltiin puolilogaritmisella asteikolla toisen asteen polynomin mukaisesti sovitetun jännitys-puristumakuvaajan avulla. Maan sisäistä lujuutta eli kykyä vastustaa ulkoapäin tulevia voimia arvioitiin ns. esitiivistysasteen avulla, joka johdettiin graafisesti ns. Casagranden menetelmällä. Maaprofiilin eri horisonttien kokoonpuristuminen oli riippuvainen maalajista, ei niinkään hoitotoimenpiteistä, ja se oli huomattavasti suurempaa savimaalla kuin hietamaalla. Molemmilla maalajeilla kokoonpuristuminen väheni siirryttäessä pintamaasta pohjamaahan. Tämä voi osaltaan selittyä sillä, että veden poistuminen huokosista oli estynyt, mikä esti kokoonpuristumisen. Suojakaistojen hoitotoimenpiteistä laidunnus aiheutti epäsuotuisia muodonmuutoksia savimaan rakenteessa, mikä heijastui kaistojen heikentyneenä ilmanjohtavuutena (2,7-5,1 10-5 m s-1) luonnontilaisiin kaistoihin verrattuna (15-22 10-5 m s-1). Kauttaaltaan alhaiset esitiivistysasteet voivat osin selittyä varhaisella näytteenottoajankohdalla, jolloin maan rakenne on talven jäljiltä heikoin mahdollinen. Laiduntaminen vaikutti kuitenkin maan kokoonpuristumisominaisuuksiin. Vaikka nuoren laidunkaistan tiivistyminen oli jo tiiviimmästä alkutilanteesta johtuen vähäistä, myös puristuman kimmoinen palautuminen oli kuormituksen lakattua pientä. Vanha laidunkaista oli taas helposti tiivistyvä, mutta maan pintakerrokseen kerääntynyt orgaaninen aines lisäsi kuormituksesta aiheutuneen puristuman palautumista. Tulosten perusteella laidunnusta tulisikin välttää etenkin hiljattain perustetulla nurmella.