Förbättring av vattenhushållningen

I det här avsnittet funderar vi på hur odlaren kan observera och optimera vattenhushållningen i sina åkrar. De viktigaste sätten att förbättra vattenhushållningen är att förbättra åkerns vattengenomsläpplighet, ytform och dränering.

Åkermarkens vattenhushållning

Grundtorrläggning

Den odlade åkerarealen i Finland har grundtorrlagts åtminstone en gång. De tidigare arbetstopparna inföll 1892–1939 (400 000 ha) samt 1940–1966 (1,1 milj. ha).

Ett fungerande nätverk av vattenfåror i ett område skapar förutsättningar för en effektiv och god lokal dränering och markanvändning. Enligt prognoserna kommer behovet av en effektiv markdränering att kvarstå även när klimatförändringen framskrider. I samband med projekt för att förbättra grundtorrläggningen bör man beakta och utreda alternativ för att utnyttja vattenfårorna till mer än att bara leda bort överflödigt vatten. Det här inbegriper att ta kontroll över vattnet samt hur det fördröjs och lagras. På så vis skapar man bredare förutsättningar för att kunna utnyttja vattnet också under växtperioden. I torrläggningsprojekten bör man också beakta miljöns mångfald samt fiskerihushållningens eventuella behov.

Varje vattenfåra är individuell, och alla iståndsättningsåtgärder lämpar sig inte överallt. I samband med iståndsättningsåtgärderna bör man alltid också fundera på hur de normala skötsel- och underhållsåtgärderna enkelt kan utföras i fortsättningen.

Bild 13. Jordbrukare Patrick Nyström från Vichtis har jobbat mycket med åkrarnas vattenhushållning. Bild: Kimmo Syväri.

Se videon: Dikesrensning återbetalade sig snabbt på Verkatakkila gård​ (0:45)

​Lokal dränering

Den lokala dräneringen, i det här fallet täckdikningen, är på många åkerområden en grund på vilken man har kunnat bygga upp ett produktivt jordbruk och trygga den finländska matproduktionen. Täckdikningen är ändå inte allena saliggörande, utan behöver kompletteras med rätt markskötsel med tillhörande växtrotation och odlingsteknik för att åkern ska fungera optimalt.

Nyttan med täckdikningen är oemotsäglig, och baserar sig för odlarnas del ofta på mångårig erfarenhet och normalt underhåll och utveckling av verksamhetsmiljön. Varje ny eller förbättrad täckdikning är i sig också en miljögärning.

Bild 14. Med täckdikning och fungerande markstruktur kan man minska ytavrinningen, och därigenom kontrollera erosionsproblemen. I lerjordar däremot kan stora mängder fasta partiklar avrinna också via täckdikena från lerjordar. Bild: Soja Sädeharju.

Det är också viktigt att ha kontroll över produktionsinsatserna och utnyttja dem så effektivt som möjligt i produktionen. Utgående från åkerområdenas jordarter och lämpliga höjdskillnader kan den grundläggande täckdikningen effektiviseras eller kompletteras med till exempel reglerbar dränering.

Den positiva effekten av reglerbar dränering till exempel i samband med radodling har gjort den till ett lönsamt komplement till den grundläggande täckdikningen. Den reglerbara dräneringen kan för vissa objekt också ge möjligheter till underbevattning och återanvändning av avrinningsvatten.

Genom att på rätt sätt ta kontroll över vattnet i såväl utfallsdiken som täckdikade åkerområden kan man trygga växtförhållandena under växtperioden till exempel i samband med längre torkperioder. Förutom att fördröja och ta kontroll över vattnet kan man dessutom påverka fuktigheten i alven. I sättningskänsliga jordarter kan sättningen minskas, vilket ger en långsiktig nytta för det kapital som är bundet i åkermarken.

Kontrollerad fördröjning av vattnet kan minska erosionsskadorna.

Åkerdräneringens problem och åtgärder för att lösa dem

Toppåren inom åkertäckningen inföll under 1950–1970-talen. Sedan dess har jordbruksverksamheten förändrats när det gäller såväl maskinerna som de maskinkedjor som används. Till följd av den här förändringen motsvarar den tidens täckdikningar inte till fullo dagens jordbruksproduktions behov.

Åkrarna måste ständigt anpassas till de föränderliga produktionsförhållandena, också när det gäller tidsanvändningen i verksamheten. För att åtgärda ett problem med dräneringen måste man alltid först utreda vad det beror på.

Till täckdikenas normala skötsel- och underhållsåtgärder hör att kontrollera funktionen hos utlopp och brunnskonstruktioner samt deras kringfyllnadsmaterial, men även nackdikenas skick. Det här grundläggande underhållet kan jämföras med att man byter motorolja i en traktor enligt servicerekommendationen.

Rost orsakar att rostfällning samlas i dräneringsrören. Systemen planeras i allmänhet som undervattenssystem och utrustas med separata spolningskonstruktioner. Utöver dessa kan det ännu vid behov krävas särskilda spolningsåtgärder för att avlägsna rostfällning.

På organogena åkerjordar beror de vanligaste problemen i anslutningen till dräneringen i huvudsak på slitage, sättning och packning av åkermarken. Sättning av åkerns yta leder till att de anlagda täckdikena i något skede så att säga stiger upp till ytan, och dräneringseffekten upphör. I sådana fall kan problemet oftast inte åtgärdas på något annat sätt än att åkrarna dikas på nytt.

En försämring av dräneringseffekten som beror på markpackning kan, upp till en viss gräns, korrigeras genom kompletteringsdikning. Om marken är svårt packningsskadad och det har bildats till exempel ett ogenomträngligt skikt på 50–70 cm djup, finns det skäl att överväga en ny dikning av området.

Vid mer avgränsade fuktiga områden eller sänkor kan anläggning av nya grusögon eller dräneringsfilter vara till hjälp.

Som en första åtgärd för att förbättra dräneringen kan man till exempel använda tubulering, som tillfälligt hjälper ytvattnet att tränga ned till de underliggande täckdikeskonstruktionerna.

Täckdikningens mål

Täckdikning är en långsiktig investering med en brukstid som åtminstone sträcker sig till följande generation. Ett täckdikningsprojekt är en kedja som består av:

1. täckdikningsplanering med beaktande av gårdens produktionsinriktning samt eventuella behov i fortsättningen

2. dräneringsmaterial (rör, brunnar, anslutningar) samt dräneringsgrus av god kvalitet

3. ett yrkesskickligt täckdikningsteam

4. skötsel och underhåll av täckdikena samt yrkesskicklighet i odlingsverksamheten

Det grundläggande syftet med täckdikningen är inte obekant för någon, men täckdikningen kan också ses som ett medel för att förbättra eller upprätthålla värdet på kapitalet, dvs. åkermarken. Det kapital som är bundet i marken mår bra och förräntar sig när man tar hand om det.

Se videon: Täckdikning är viktigt​ (0:35)

Det är vanligt med funktionsstörningar i täckdiken

Den största delen av åkrarna i Finland är täckdikade men det är mycket vanligt med funktionsstörningar i täckdiken. Av de provskiften som undersöktes inom ramen för OSMO-projektet (Kompetens för markvård) konstaterades funktionsstörningar i täckdikningssystemet på 40 procent av skiftena.

Det är bra att kartlägga torrläggningsproblemen med hjälp av ett problemlösningsschema. I schemat går man från detaljer som lätt kan granskas och korrigeras till allt svårare frågor (bild 15).

Bild 15. Problemlösningsschema för dräneringssystem.

Kontrollera först grundfaktorerna: kan vattnet rinna bort från åkern, och kommer det överflödigt vatten till åkern? Är dräneringshöjden mellan utfallsdikets vattennivå och de lägsta ställena på åkern ca 90 cm, dvs. kan åkern överhuvudtaget torrläggas?

I täckdikessystemet bör man till först lokalisera och granska utfallsöppningarna. Täckdikningsföreningens arkiverade täckdikeskartor är ett utmärkt hjälpmedel för att hitta utfallsöppningarna. Om utfallsöppningen fungerar ska det gå att sticka in ett böjligt rör eller en rensspiral ca 2–3 meter in i öppningen. Oftast finns rotproppar och andra problem med utfallsöppningen nära utfallsrörets ända.

Överflödigt vatten kan också rinna in på åkern på grund av sänkor, pölar, proppar eller för grunda nackdiken. Om det är blött på något ställe av åkern och det finns träd inom 15 meters radie från täckdiket är det skäl att granska röret för att se om där finns rotproppar.

Även om utfallsöppningarna och nackdikena konstaterats fungera kan det finnas proppar i rören. Om åkern är klart mycket blötare ovanför ett visst ställe på täckdiket kan man hitta orsaken till problemet genom att gräva fram röret nedanför det ställe där man tror proppen finns och försiktigt gräva sig vidare uppströms. Om det rinner vatten från hålen i rören finns proppen nedströms.

Genom att spola täckdikena kan man försäkra sig om att rören är hela. Slambrunnar i täckdikningssystemet ska rengöras regelbundet.

Om täckdikningen fungerar men det fortfarande finns blöta ställen på åkern kan ytvattenflödet avledas. Ytvattenflödet kan göra att det rinner upp till 800 millimeter vatten till svackorna vid en regnmängd på 50 millimeter, vilket är mer än vad också en välfungerande täckdikning kan svälja.

Genom att eliminera markpackning kan man minska ytavrinningen och förhindra upplagring av överflödigt vatten.

Bli av med pölarna genom formning av åkerns yta

Våta svackor på åkern kan bero på problem med täckdikningen, men ofta är det åkerns ytformer som är problemet. I finare jordarter och torvjordar kan vattengenomsläppligheten vara dålig, och det överflödiga vatten som kommer med ytavrinningen kan vara mer än vad marken klarar av. Under det vattensjuka ytskiktet kan en torvjord till och med vara mycket torr, men luften kan inte ta sig bort därifrån, vilket gör att ytvattnet inte sugs upp av jorden. När de vattensjuka svackorna packas i samband med bearbetnings- och skördearbeten förvärras problemet ytterligare. Utöver att det här medför praktiska odlingsproblem reduceras nitratkväve i våta och syrefattiga förhållanden till dikväveoxid (N₂O), som är en kraftig växthusgas.

Problemet med pölar kan lösas genom formning av åkerns yta så att man antingen jämnar ut åkern eller leder bort vattnet. Körning av fyllnadsjord är ett effektivt och förmånligt sätt, t.ex. om det utförs en dikning i närområdet så att lös jord finns att tillgå. Mindre och grundare gropar kan jämnas ut med en utjämningsharv eller en justerbar frontsladd på en bogserad harv. För grundligare behandling av mer krävande skiften kan man anlita en entreprenör med en GPS- eller laserstyrd planeringssladd.

Ytan kan antingen formas så att man jämnar ut svackorna eller så att vattnet kan ta sig bort från dem. Vattenfåror medför dock en klar erosionsrisk, så man bör vara noggrann i fråga om deras placering och lutning. En lämplig lutning för att undvika erosion är så liten som 1:500.

På mull- och torvjordar, i synnerhet i norra Österbottens kustregion, gör den djupa tjälen och torvmulljordarnas förmåga att bromsa uppvärmningen fortfarande öppna diken till ett konkurrenskraftigt alternativ. Breda tegar på cirka 25 meter formas så att de är tydligt välvda, vilket gör att inget ytvatten lägger sig och ett grundare dikesdjup är tillräckligt för att dränera åkern. De för området typiska sura sulfatjordarna talar också för ett grundare dräneringsdjup. Läs Osmo-projektets infokort om Formning av åkerns yta.

Ibland räcker en förbättring av markstrukturen och ytformerna ändå inte till, och då krävs en effektivisering av dräneringen. Det gamla dikesmellanrummet är kanske dimensionerat för en växtföljd med vall, där marken inte har varit lika utsatt för packning. Om åkerns vattengenomsläpplighet är nedsatt behövs det fler diken, eller så måste markens vattengenomsläpplighet förbättras på något annat sätt.

Ett alternativ till kompletterings- och nydikning är att anlägga mullvadstäckdiken till stöd för den gamla dikningen. Mullvadstäckdiken passar bäst på lerjord. Det är bra att hålla i minnet att mullvadstäckdikena ska dras i gruslagret ovanför täckdikena.

För att mullvadstäckdiken ska fungera krävs ofta att täckdikenas gruslager kompletteras. Kompakt lerjord kan kräva ett dikesmellanrum på ca två meter, så också vid förnyad täckdikning kan det vara skäl att anlägga ett rejält gruslager med 20–40 meters mellanrum, vilket gör det möjligt att anlägga mullvadsdiken senare.

Metoder som förbättrar vattenhushållningen

Jordbrukaren kan påverka vattenhushållningen på olika sätt. Påverkningsmöjligheterna framgår enkelt då vi följer med en vattendroppes väg genom åkerekosystemet. I de följande avsnitten behandlar vi olika åtgärder med vilka jordbrukaren kan påverka vattnets kretslopp på sina åkrar.

Med åkerns vattenhushållning menas det sätt på vilket vatten lagras och rör sig i åkerjorden. Målet vid förbättrandet av vattenhushållningen är att hålla åkerns fuktsituation på en god nivå med tanke på växterna och de marklevande organismerna.

Dålig genomsläpplighet hindrar markandningen (bild 16). En del av det vatten som tillförs till åkern stannar i växttäcket och i växtresterna på åkerns yta. Om regnet är kraftigare än åkerns uppsugningsförmåga samlas vattnet först i håligheter i marken.

När håligheterna fyllts rinner det överflödiga vattnet bort i form av ytavrinning. Om åkern har en sådan ytform att vattnet inte kan rinna bort bildas det vattenpölar på åkern, och bara en del av regnvattnet sugs upp av marken. Det vatten som sugits upp fyller åkerns vattenförråd tills åkerns vattenhållningsförmåga är mättad.

Därefter rinner det överflödiga vattnet ner till djupare markskikt och leds till sist bort från åkern genom täckdikena. Om åkerns vattengenomsläpplighet är låg eller om täckdikessystemets torrläggningseffekt är otillräcklig, kan vatten stanna kvar i markprofilen och fylla markens luftporer under en lång tid.

Bild 16. Hydrologiska faktorer på åkermark: till vänster en åker som är i dåligt skick, till höger en åker som är i gott skick. En mark i gott skick har en stor vattenhållningskapacitet. Ytavrinningen, fosforläckaget och vattenavrinningen via täckdikena är större från åkrar som är i dåligt skick.

Allt vatten är inte nyttigt för växterna. Om marken innehåller mer vatten än vad den förmår hålla fast i de små porerna, fyller vattnet de stora luftporerna och försämrar åkerns gasväxling.

Å andra sidan rinner det vatten som lagrats i de stora porerna ganska snabbt bort när regnet upphört, och kan utnyttjas av växterna bara under några dagar. När detta sjunkvatten har runnit bort befinner sig åkern i fältkapacitet, och växterna använder det vatten som är lagrat i marken för sin tillväxt.

Växterna kan ändå inte tillgodogöra sig allt tillgängligt vatten. De kan till exempel inte tillgodogöra sig det vatten som är lagrat i de minsta markporerna. Växterna kan torka marken fram till den så kallade vissningsgränsen. Skillnaden i vattenmängd mellan markens fältkapacitet och vissningsgräns kallas för markens tillgängliga vattenkapacitet. Den beskriver mängden vatten som är tillgängligt för växterna i marken.

Man kan öka den tillgängliga vattenkapaciteten genom att höja markens mullhalt och förbättra dess struktur. Markens vattenhållningsförmåga kan också höjas med hjälp av biokol, men biokol är ännu svår att få tag på. Den effektivaste metoden att öka den tillgängliga vattenkapaciteten är ändå att se till att växternas rötter obehindrat kan nå ner till det djupaste markskiktet (mera information: Förhindrande av markpackning).

Bild 17. Olika mängder vatten upplagras i marken på olika sätt. Markens vatten- och luftporer bestämmer vattenhållningsförmågan och åkerns upptorkningshastighet.

Regnvattnet och avdunstningen

För att bilda sig en uppfattning om vattenhushållningen är det viktigt att iaktta regnvattnets rörelser och avdunstningen. Det sista kapitlet i onlinekursen kommer att gå in på det praktiska inom ämnet.

Man kan inte påverka regnmängden, men man kan påverka den mängd vatten som absorberas av marken. Man kan inte lagra in mera vatten i åkern ifall vattenreserverna redan är fulla. Växande växter kan avdunsta ca 20–25 millimeter vatten i veckan, medan en bar jord endast avdunstar ca fem millimeter i veckan.

Övervintrande växter (höstsäd, vall, fånggrödor) avdunstar vatten effektivt på våren och skyddar marken mot ytslamning. Det gör också att åkern inte blir vattendränkt i samband med vårregnen. Avdunstningen upphör när beståndet mognar.

Fånggrödor som är insådda under spannmålen kan hålla marken torrare under skörden och inför markbearbetningen. Växternas avdunstning är också viktig med tanke på utsläppen av näringsämnen, eftersom vatten som avdunstat inte kommer att avrinna och transportera ut näringsämnen till vattendragen.

Uppgift att fundera på: Hur många veckor av växtperioden saknar dina åkrar avdunstning från växterna? Varför? Hur djupt ner når växternas rötter, dvs. från och med vilket djup torkar de marken?

När det finns för mycket vatten på åkern (bild 17) är markens luftporer fyllda. Växternas rötter lider av syrebristen i marken, om det vattenmättade markskiktet sträcker sig ända ner till matjordsskiktet. Vattennivån regleras genom dränering som avlägsnar vattnet från luftporerna och säkerställer att det finns ett djupt, syrerikt jordskikt för växterna.

Bild 18. Att det bildas en aggregatstruktur i lerjordar är en förutsättning för matjordens goda vattengenomsläpplighet och därmed också rötternas syretillförsel. En god aggregatstruktur tål vatten och tryck och förebygger igenslamning och skorpbildning. Om aggregatstrukturen är svag, går marken sönder av regn och den slammas igen och det bildas en skorpa på ytan. Samtidigt blir vattenabsorptionen långsammare och marken förblir våt. Aggregatstrukturen är desto starkare, ju mera organiskt material det finns i marken. Bilderna visar aggregatstrukturens hållbarhet under väta när jordproverna varit mättade med vatten under fyra veckor. Till vänster god aggregatstruktur, till höger dålig. Bilder: Helena Soinne.

Oftast strävar man efter att vattenytan inte stiger högre än till 60 centimeters djup. Då ska de egentliga dikena ligga djupare än detta, och allt djupare ju glesare dikesmellanrummet är i förhållande till markens vattenledningsförmåga.

Å andra sidan kan det särskilt på organogena marker vara skäl att undvika för djup dränering, eftersom syrerika markskikt också ökar nedbrytningen av organiskt material. Då åkern har jämn och god torrläggning kan ett torrläggningsdjup på bara 30–35 centimeter vara tillräckligt.