Hydrologisten ja typen prosessien mallinnus Lintupajun suojakaistakoekentällä

Abstract

Lintupajun suojakaistakoekentällä on tutkittu vuodesta 1991 lähtien 10 metrin levyisten suojakaistojen kykyä vähentää sekä eroosiota että fosforin ja typen määrää pintavalumassa. Savimaalle perustetulla koekentällä on kolme erilaista suojakaistaa: niitetty nurmikaista, luonnonvaraisia lehtipuita, pensaita ja heiniä kasvava luonnonkaista, jota ei ole niitetty, ja laidunkaista, jota 2 - 5 nautaa on laiduntanut kesällä vuosina 2003 - 2004. Naudat ovat päässeet sekä laitumelle että kahdelle laidunnetulle suojakaistalle kolmeksi tai seitsemäksi viikoksi vuosittain. Matemaattisen COUP-mallin avulla tehtiin synteesi mittaustuloksista sekä tarkasteltiin typen kiertoa eri suojakaistoilla ja varsinaisella peltoalueella. Mallinnus perustui mitattuun pintavaluntaan, maankosteuteen ja maan fysikaalisiin, kemiallisiin ja mikrobiologisiin ominaisuuksiin. Vuosisadanta oli 584 mm vuonna 2003 ja 726 mm vuonna 2004. Mallinnettu kumulatiivinen haihdunta niitetyltä nurmikaistalta oli 130 mm suurempi kuin yläpuoliselta laitumelta tällä jaksolla. Lisäksi maankosteus oli suojakaistoilla pienempi kuin yläpuolisella pellolla johtuen tiheästä ja korkeasta kasvustosta, jolla oli suuri juuristotiheys. Mallinnettu vuosittainen epäorgaanisen typen huuhtouma maamatriisin läpi oli 22 - 23 kg ha-1 laitumelta, 7 kg ha-1 niitetyltä nurmikaistalta ja 5 kg ha-1 hoitamattomalta luonnonkasvikaistalta. Satunnainen ja lyhytkestoinen laidunnus ei näyttänyt lisäävän epäorgaanisen typen huuhtoutumista.

The retention of nutrients by 10-m-wide grass buffers and buffers under natural vegetation has been studied over 10 years in Jokioinen in southern Finland. The results have been compared with those from 70-m-long plots without buffers Grass was sown on the adjacent field and plots without buffers in 2002, and the field plots and these were grazed for 24 and 48 days in summer 2003 and 2004, respectively. The COUP model was applied both to the field and to vegetative filter strips to model water balance and nitrogen dynamics. Modelling was based on measured surface runoff, soil moisture, and physical, chemical and microbiological properties of soil. Annual precipitation was 584 mm in 2003 and 726 mm in 2004. Simulated cumulative evaporation from grass buffer was 130 mm higher than from field during this period due to dense vegetation with well-developed roots. Simulated nitrogen leaching from the fertilized pasture was 22-23, and from the unfertilized grass buffer 7 and from the unfertilized buffer under natural vegetation 5 kg ha-1 a-1. Grazing with short duration did not seem to increase leaching of inorganic nitrogen.