Maaperän kosteus- ja lämpötilaseuranta

Talvikaudella Yara Kotkaniemessä mitataan maaperän routatilannetta. Katso tuoreet tulokset täältä.

Maaperän kosteus- ja lämpötilaolot vaikuttavat maaperän toimintaan. Kuva on Yara Kotkaniemen muokkauskokeesta.

Maaperän kosteus- ja lämpötilaoloilla on tärkeä merkitys kasvin ravinteiden ottoon ja kasvin kasvuun. Yara Kotkaniemen ainutlaatuisessa pitkäaikaisessa muokkauskokeessa toteutetaan talvella routaseurantaa ja kasvukaudella seurataan lämpötilan ja kosteusprosentin kehitystä pellon eri kohdissa.

Routatilanne nyt

Kartan routamittaustulokset päivittyvät automaattisesti kerran tunnissa, sen sijaan kartan Google-maisemakuva ei päivity. Näkymää voi säädellä kartan oikean alakulman + ja -painikkeilla.

Mittauspisteet ovat pitkäaikaisessa muokkaustapakokeessa. Vasemmanpuolinen mittauspiste on suorakylvetty, keskimmäinen sänkimuokattu ja oikeanpuolinen kynnetty.

Soil scout -anturit ovat asennettu 10 cm, 20 cm ja 30 cm syvyyksiin siten, että karttanäkymässä 10 cm on ylimpänä ja 30 cm alimpana. (Huom. Tällä hetkellä mittaustulosta ei ole saatavilla muokkaamaton 20 cm -mittausanturista.)

Miten routamittaus tehdään? Katso video!

Routamittaus Yara Kotkaniemessä

Johannes Tiusanen ja Juha Liespuu esittelevät Yara Kotkaniemen routamittausta. Katso lyhyt video!

Routamittaus Yara Kotkaniemessä

 

 

Mitä maaperässä on tapahtunut?

5.5.2017

Koelohkon siirryttyä selvästi talvesta kevääseen on hyvä hetki pohtia, mitä kokeesta on opittu ja mitä kysymyksiä on herännyt. Yleisenä havaintona on ollut yllättävää nähdä, miten eri tavoilla muokkausruudut reagoivat säätilan muutoksiin. Toisaalta ainakin päättyneen routakauden olosuhteissa sillä oli yllättävän vähän vaikutusta pellon sulamisen ajankohtaan. 

Ennen kuin pellot alkavat varsinaisesti haihduttaa vettä ja kasvuston vedenotto alkaa monimutkaistaa mittauksia, voidaan nähdä miten pelkkä peltomaa käyttäytyy kosteuden suhteen. Suorakylvöruudun pinta laskee aina sateen jälkeen noin 45 % kosteuteen, kun taas kevytmuokatun ruudun pinta laskee 40 %:iin. Muokkaamaton pintakerros pystyy siis pidättämään enemmän kosteutta kuin muokattu. Hieman syvemmällä kyntöruudun kosteus alenee sateiden jälkeen nopeammin kuin kevytmuokatun välikerros. Suurin ero kosteuskäyttäytymisessä näkyy 30 cm syvyydellä: suorakylvöruudun pohjamaa kastuu vain hetkellisesti sateen sattuessa mutta pysyttelee lopun aikaa muidin ruutuihin verrattuna suorastaan kuivana. 

Toukokuun alussa yö-päivä lämpötilat vaihtelevat 30 cm syvyydellä 1 asteen (4-5 °C), 20 cm syvyydellä 2 astetta (4,5-6,5 °C) ja 10 cm syvyydellä jopa 5 astetta (4-9 °C) muokkaustavasta riippumatta. Vain suorakylvöruudun pinta on noin 1 °C muita kylmempi. Tästä nouseekin uusi kysymys: jos esimerkiksi rapsi suositellaan kylvettäväksi, kun maan pinnan lämpötila on 12 °C ja kuitenkin pinnan lämpötila vaihtelee jopa 10 °C vuorokaudessa, miten ohjetta pitäisi tulkita? Suositukset on todennäköisesti tutkittu astiakokeilla kontrolloiduissa lämpötiloissa. 

Yara Kotkaniemellä on ollut käytössään Suomen laajin Soil Scout -järjestelmä, josta routaseurantalohko on vain yksi osa. Järjestelmän laajentaminen toteutetaan kaikessa yksinkertaisuudessaan hautaamalla lisää antureita maahan. Tänä keväänä järjestelmä laajennettiin kattamaan kaksi uutta koelohkoa, joista toiselle pystytettiin radiosignaaleja kaiuttava aurinkokäyttöinen Soil Scout Echo. Yara Kotkaniemestä tullaan siis jatkossakin oppimaan paljon uutta viljelysmaasta.

Yara Kotkaniemeen on asennettu uusi Soil Scout Echo -mittausjärjestelmä.

Maaperän tutkimus jatkuu Yara Kotkaniemessä. Sinne on nyt asennettu uudet aurinkokennuiset Soil Scout Echo -mittarit.

SoilScout maaperä mittaustulos (kosteus ja lämpötila)

18.4.2017

Tasaisen maaliskuun lopulla alkoi vihdoin peltomaan sulaminen. Tätä ennen vain maaliskuun 1. päivänä kyntökerroksen pinta suli hetkeksi jäätyäkseen taas seuraavan yönä.

Kyntöruudun vesi alkoi 24.3. sulaa uudelleen kaikilla mitatuilla syvyyksillä ja muutaman syklin jälkeen maan lämpötila pomppasi nousuun nollasta 8.4., mikä tarkoittaa että kaikki vesikiteet olivat muuttuneet nestemäisiksi ja lämpöenergiaa ei enää tarvittu jään sulattamiseen. Kosteudet pomppasivat samalla kattoon, kun löyhän kynnöksen kaikki kolot täyttyivät sulamisvedestä.

Kevytmuokatun ruudun sulaminen käynnistyi paljon hitaammin. Hitaan sulamisvaiheen jälkeen maaprofiili suli yllättäen kahdessa päivässä 2-3.4. Pinnan lämpötila nousi asteen plussalle jo 4.5. ja myös 30 cm syvyydeltä 8.4. kuten kyntöruudullakin. Vaikka kynnetty maa näytti sulaneen nopeammin, maan lämpeneminen käynnistyi silti käytännössä samaan aikaan.

Suorakylvetyn ruudun pintamaa suli kunnolla 5.4. ja nousi samana päivänä lämpöasteille. Pohjamaa 30 cm syvyydessä yritti sulaa 8.4. mutta palasi jäätyneeksi vielä kolmen päivän ajaksi, alkaakseen lämmetä 11.4. eli niinikään kolme päivää myöhemmin. Sulamishetken jälkeen kevytmuokatun ruudun pinta alkoi kuivua nopeasti 6.4. ja muukin maaprofiili vähitellen. Muokkaamattoman maan kosteus on myös alkanut alentua hiljaa, kun taas kyntöruutu on pysynyt pintaa lukuunottamatta täysin märkänä koko huhtikuun alkupuolen. Ero näkyy siinäkin, miten kevytmuokatun ruudun lämpötila 30 cm syvyydellä kävi jo +3,5 asteessa 11- 12.4. kun vastaava syvyys kyntöruudussa ei vielä ole ylittänyt +2 asteen lämpötilaa ja suorakylvetyn maan huhtikuun alun korkein lukema on ollut +1,5. Kevytmuokattu ruutu on ainoa, jossa näkyy jopa 0,5 asteen yö-päivä lämpötilavaihtelu 30 cm syvyydellä.

8.3.2017

Peltomaan lämpö- ja kosteusolot ovat pysyneet kutakuinkin vakaina helmikuussa. Tasaiset pikkupakkaset eivät ole jäädyttäneet maata lisää, vaan maan jäätymisaste on pysynyt ennallaan.

Lämpimän vuodenvaihteen jälkeen muokkaamaton maa ja kyntöruudun pohja eivät ole yhtä jäätyneitä, kuin mitä joulukuun puolivälin rajut pakkaset aiheuttivat. Vain kevytmuokatun ruudun jäätymisaste on hieman aaltoillen edennyt joulukuun tasolle ja hieman sen ylikin. Helmikuu toi kuitenkin lisävahvistusta sille havainnolle, että mitä vähemmän maata on muokattu, sitä voimakkaammin sen jäätymisaste reagoi ilman lämpötilan muutoksiin.

Pintakerroksenkin lämpötila on ollut 10 cm syvyydellä varsin vakaa, pääosin lumipeitteen ansiosta. Muokkaamattoman ruudun lämpötila 10 cm syvyydellä vaihteli helmikuussa välillä -2..0 °C, kevytmuokatun hieman vähemmän välillä -1,75..-0,25 °C. Kyntöruudun pinta on pysynyt tasaisesti -0,5 °C lämpötilassa. Lämpötilojen vaihtelut ovat pieniä ottaen huomioon, että ilman lämpötila on vaihdellut välillä -20..+6 °C. Maaliskuu alkaa lämpimällä jaksolla, joka saattaa sulattaa lumen, jonka jälkeen lämpötilan muutokset saattavat näkyä maan allakin.

6.2.2017

Talvi ei varsinaisesti saapunut Suomeen tammikuussakaan. Suurimman osan kuukautta saatiin muutaman päivän pituisia pienen pakkasen ja suojan vuorottelevia jaksoja. Maan lämpötila pysytteli vastaavasti nollan tuntumilla käytännössä koko jakson ajan. Vaikka tasainen lämpötila ei paljasta routaantumista, kosteuskäyrät kertovat veden jäätymisestä. Kynnöshän suli jo jouluaattona ja muokkaamaton ruutukin sitten kaksi päivää myöhemmin. Tämä näkyy siitä, että kosteusprosentit palasivat jäätymistä edeltävälle 50 %:n tasolle.

Lyhyt jopa -20 °C pakkasten jakso 4-6.1. toi kuitenkin muokkausmenetelmien erot esiin mielenkiintoisella tavalla. Suorakylvetty muokkaamaton maa johtaa lämpöä niin hyvin, että kylmyys jäädytti ruudun 30 cm syvyydeltä käytännössä välittömästi, kun taas kynnös toimi jälleen lämpöeristeenä eikä kynnöksen pohja reagoinut kolmen päivän pakkasiin lainkaan. Kevytmuokatun ruudun pohjamaa ei myöskään ehtinyt pakastua, vaan sen sijaan alkoi hitaasti jälleen sulaa pakkasia seuranneen vaihtelevan lämpöaallon aikana. Mittauksen langattomuus tuo juuri tällaisella säällä varmuutta seurantaan, sillä toistuva jäätyminen ja sulaminen tunnetusti pyrkii vetämään langallisten antureiden kaapeleita poikki. Tarkastelujakson loppua kohti kylmyys alkoi sittenkin päästä voitolle, ja myös muokatut ruudut alkoivat kohmettua, mutta tammikuun loppuessa kummankin lämpötila on vielä nollassa tai hieman plussalla.

Kylmän helmikuun alkaessa onkin jännittävää seurata, jäätyvätkö ne lopultakaan yhtä perusteellisesti kuin muokkaamaton ruutu.

Routa- ja lämpötilamittaustulokset Yara Kotkaniemestä 2017

26.12.2016

Jatkuva langaton lämpötilojen ja kosteuksien mittaus eri syvyyksiltä Soil Scout -järjestelmän avulla tuo esiin eri muokkausmenetelmien vaikutuksia, sillä löyhä muokkauskerros johtaa lämpöä huonommin kuin muokkaamaton maa.

Muokkausmenetelmä vaikuttaa maan lämpötilakäyttäytymiseen. Monimutkaisten vaikutusten lopputulos ratkaisee sen, miten aikaisin lammikot katoavat pellolta eli miten myöhäisiä ja satoisia lajikkeita voidaan viljellä. Maaperän kosteusolot vaikuttavat myös kasvin ravinteiden ottoon.

Mielenkiintoisinta on seurata maakerroksen jäätymisastetta: kun vesi alkaa kiteytyä, maan kosteusmittaus alenee vastaavasti. Kuvaajasta näkyy, miten kova pakkanen 3.-4.12. jäädytti muokkaamattoman maan 30 cm syvyydeltä, mutta löyhä kynnös suojasi pohjamaataan yhtä rajulta jäätymiseltä. Veden kiteytyminen on jatkunut koko joulukuun, mutta lämpimien joulupyhien sateet puhkaisivat kynnöksen ja sulattivat jankon. Muokkaamattoman ruudun pohjamaata sade ei sulattanut.

Soil scout routamittaus joulukuussa 2016 Yara Kotkaniemessä