Iisalmen reitti

 

Maataloustuotannon lisääminen ja tehostaminen vesistövaikutuksia alentaen

Kansallinen ja globaali ruokahuolto vaativat maataloudelta entistä tehokkaampaa tuotantoa viljelyalaa ja eläinyksikköä kohti, jotta kasvava ruoantarve saataisiin tyydytettyä. Samaan aikaan tuotantoa koskee vaatimus ympäristövaikutusten huomioon ottamisesta, eli nykyistä suurempi tuotantomäärä pitäisi toteuttaa nykyistä pienemmillä ympäristövaikutuksilla.

Uudet laskentamallit kuormitustarkasteluissa – esimerkkinä Nurma-P

Kuormituslaskennassa koko maatalouden kuormitus kuvataan usein yhtenä ominaiskuormituslukuna (kg P /ha) viljelytavasta huolimatta, vaikka vaihtelu kasvilajien, tuotantosuuntien ja vuosienkin välillä on suurta. Keskimääräisinä lukuarvoina ominaiskuormitusluvut ovat suurelle osalle runsaasta miljoonasta peltolohkosta joko yliarvioita tai aliarvioita. Sääolosuhteiden aiheuttama vaihtelu toki tasaantuu, kun huomioidaan pitkä aikaväli, johon mahtuu sekä kuivia että märkiä vuosia. Sen sijaan tuotantosuuntien välillä on pysyviä eroja, samoin kasvilajien, joten niiden osalta ominaiskuormituslukujen jatkuva tarkentaminen olisi tärkeää.

NurmaP-malli (kehitetty Kiertovesi-hankkeessa) laskee nurmituotannon vesistökuormitusta sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä. Malli on dynaaminen ja se ottaa huomioon mm. lannanlevitystavan, levitettävän määrän sekä levityksen ajankohdan. Lisäksi malli huomioi sadontuoton maan, lannoituksen ja olosuhteiden perusteella ja laskee maaperän fosforipitoisuuden muutoksen 0–20 vuoden aikavälille. Samalla malli huomioi muutoksen vaikutuksen huuhtoutuvan fosforin määrään. Malli toimii vain kivennäismailla.

Mallin aineisto on peräisin 2010-luvulla tehdyistä suomalaisista N-, K- ja P-satovastetutkimuksista (mm. Salo ym. 2013,  Virkajärvi ym. 2014Virkajärvi ym. 2018). Viljelytoimenpiteiden vaikutus lietelannan typen lannoitevaikutukseen perustuu suomalaisiin ja pohjoismaisiin tutkimuksiin (mm. Mattila ym. 2003) ja maan P-luvun kehitys perustuu kahteen suomalaiseen julkaistuun malliin (Ekholm ym. 2005Uusitalo ym. 2016), joissa kummassakin tarvitaan maan lähtötilanteen viljavuusanalyysin P-luku (PAc mg/l) ja viljelyn P-tase (kg/ha/v).

Lietteen käsittelymenetelmät

Neste- ja kuivajakeen erottelu

Kun lietteen neste- ja kuivajae erotellaan, niiden sisältämiä ravinteita pystytään käyttämään täsmällisemmin ja optimoidummin. Lannoituksen kannalta tavoitteena on saada nestejakeeseen mahdollisimman paljon typpeä ja kuivajakeeseen fosforia, mutta erotustehokkuuden kasvaessa myös kustannukset kasvavat jyrkästi. Fosforiköyhille pelloille voidaan käyttää kuivajaetta.  Nestemäinen jae voidaan levittää lohkoille, joissa fosforipitoisuudet ovat korkeat. Kuivajae voidaan levittää pellolle kuivalantavaunulla. Nestemäinen osa levitetään lietevaunulla, jossa voi olla multain tai muu vastaava levitin.

1. Separointi

Separointi tarkoittaa mekaanisesti suoritettavaa nestemäisen ja kiinteän aineen erottamista. Sovellettavia menetelmiä on useita, mm. ruuvikuivaimet, nauhakuivaimet, kuivauslingot, seulat.

2. Fraktiointi

Fraktiointi tarkoittaa nestemäisen ja kiinteä osan erottamista toisistaan lisäämällä saostavia kemikaaleja. Kiinteä osa saostuu pohjalle, nestemäinen osa kerrostuu pintaan.

Separoinnin ja/tai fraktioinnin ansiosta:

  • Nestejaetta voidaan käyttää typpilannoitteena, kuivajaetta voidaan käyttää kuivikkeenaja fosforilannoitteena
  • Nesteosan käyttöominaisuudet paranevat käsittelemättömään lietteeseen verrattuna
  • Nesteosa voidaan käyttää lähempänä tai sadettaa
  • Fosforipitoinen kuivaosa voidaan kuljettaa kustannustehokkaasti kauemmas

Lue lisää:
Lanta liikkeelle ja ravinteet kiertoon – Ravinnerenki- ja Lantalogistiikka-hankkeiden tulosjulkaisu

Lannan logistiikan ratkaisumahdollisuuksia

Uudet typpilannoitussuositukset 

Nurmien osalta nykyisen nitraattiasetuksen liukoisen typen yläraja on 250 kg /ha/vuosi. Tuoreimmissa typpilannoituskokeissa on havaittu, että nurmet tuottavat huomattavasti (40 %) korkeamman sadon kuin niissä kokeissa, jotka ovat nykyisen asetuksen perusteena (aineisto pääosin 1960-1970 luvuilta). Tähän ovat vaikuttaneet nykyisin käytössä olevat satoisammat lajikkeet, kasvukausien pidentyminen sekä talvituhojen merkityksen vähentyminen. Nykytiedon valossa 20 prosentin korotus (300 kg N/ha/v) liukoisen typen enimmäismäärään voisi olla perusteltua.

Typpilannoituksen huuhtoutumisriskiä arvioidaan viljelyn typpitaseen perusteella. Nykykäsityksen mukaan hyväksyttävä raja on +60 kg N. Virkajärvi ym. 2018 kokeissa nurmen typpitase saavutti rajan lannoitustasolla 330 kg N/ha/v, kun se vanhassa aineistossa saavutettiin jo noin 260 kg N/ha/v lannoituksella. Sadontuottoon suhteutettuna nurmien nykyinen typpilannoituksen säätely on huomattavasti tiukempaa kuin muiden viljelykasvien.

Mahdollisuus käyttää nykyistä suurempaa typpilannoitusmäärää tuottaisi hyvän kasvukunnon lohkoilla nykyistä suurempia satoja. Typpilannoitussuosituksen nostaminen ei vaikuttaisi fosforilannoituksen määrään (nitraattiasetus rajoittaa lannankäyttömaksimin edelleen 170 kg kokonaistyppeä/ha/kausi), joten aiempaa suuremman sadon mukana pellolta poistuisi enemmän fosforia, jolloin fosforitase alenisi ja maan P-pitoisuus laskisi aiempaa nopeammin.

Täsmäviljely

Kun lannoitteet levitetään pellolle määränsäätöautomatiikalla ravinnetarpeen ja huuhtoumariskin mukaan, voidaan samanaikaisesti saavuttaa sekä parempi sato että pienemmät ympäristövaikutukset. Tekniikka on ollut markkinoilla jo 20 vuotta, mutta korkeiden hintojen ja yhteensopivuusongelmien takia menetelmä ei ole yleistynyt. Levitysurakoinnin myötä menetelmää voidaan hyödyntää myös ilman kalliita laitehankintoja. Lisäksi nelikopteritekniikka eli droonien käyttö on tuonut kaukokartoituksen kustannukset käytännön viljelyn ulottuville.

Perinteisessä viljelyssä yhdellä kasvulohkolla on yksi viljelysuunnitelma. Täsmäviljelyssä peltolohko on jaettu ominaisuuksiensa mukaisiin monimuotoisiin vyöhykkeisiin. Vyöhykkeiden muodolla ja määrällä ei ole periaatteellista ylärajaa. Työkoneet säätyvät automaattisesti vyöhykkeeltä toiselle siirryttäessä. Tavoitteena on sadon paraneminen sekä kustannusten aleneminen.

Täsmälannoitussuunnitelmassa peltolohko jaetaan huuhtoutumisherkkyyden ja sadontuottokyvyn perusteella kolmeen vyöhykkeeseen:

Vyöhyke 1
Ensiksi määritetään ala, jossa on suurin huuhtoumaherkkyys (vyöhyke 1). Tällä alueella lannoitusta pienennetään tai voidaan jättää jopa kokonaan ilman lietteen levitystä.

Vyöhyke 2
Seuraavaksi määritetään lohkon alue, jossa on todettu suurempi sadontuottokyky. Tällä alueella levitystä lisätään, jolloin suurempi sadontuottokyky saadaan käyttöön.

Vyöhyke 3
Loppuosa pellosta lannoitetaan normaalitasolla.

Täsmälannoituksen suunnitteluun on saatavilla useita erilaisia sovelluksia, ja joissain tapauksissa laitteita on mahdollista jälkiasentaa myös vanhempiin traktoreihin ja työkoneisiin. Täsmälannoitus voidaan suunnitella joko niin, että lannoituksella pyritään tasaamaan lohkon sisäistä satovaihtelua tai lisätään lannoitusta paremman sadontuottokyvyn omaaviin lohkon osiin.

Onnistuessaan täsmäviljelytekniikka avaa näkymiä tehokkaampaan kasvituotantoon ilman lisääntynyttä ympäristökuormitusta. Täsmäviljelytoimenpiteet on yksi ympäristökorvausjärjestelmän tilakohtaisen toimenpiteen valinnaisista vaihtoehdoista.

Uudet ratkaisut – esimerkkinä kipsi, rakennekalkki ja kuitulietteet

Kipsillä, rakennekalkilla ja maanparannuskuiduilla voidaan vähentää erityisesti eroosioon liittyvää fosforikuormitusta. Kipsi ja rakennekalkki ovat epäorgaanisia kalsiumyhdisteitä, kun taas kuidut ovat orgaanista ainesta. Menetelmillä on selviä eroja vaikutusmekanismeissa ja niiden käyttökohteet vaihtelevat.

Kipsi

Kipsin käyttö järvialueilla ei ole mahdollista kipsin sisältämän sulfaatin huuhtoutumisen takia. Järviveden sulfaattipitoisuus on luonnostaan hyvin matala meriveteen verrattuna, joten järvissä korkea suolapitoisuus saattaa lisätä veden kerrostumista ja kasvattaa happikadon riskiä. Sulfaatti voi järvissä heikentää pohja-aineksen kykyä sitoa fosforia, eli lisätä niin sanottua sisäistä kuormitusta.

Rakennekalkki

LOHKO-hankkeessa rakennekalkkia levitettiin lokakuussa 2015 Vihdin Laurinojan valuma-alueen pelloille. Vuosien 2013–2017 seurannan mukaan toimenpide vähensi valumavesien sameutta keskimäärin 34 prosenttia. Maa-ainesfosforissa vähenemä oli samaa tasoa. Rakennekalkki vaikuttaa lupaavalta vesiensuojelumenetelmältä, joka soveltuu myös järvien valuma-alueelle. Paras hyöty fosforikuorman vähentämisessä saadaan vesistöön viettävillä, korkean fosforiluvun pelloilla, joilla on korkea savespitoisuus ja maan rakenteessa ongelmia. Tällaisia lohkoja on Pohjois-Savossa kuitenkin vain vähän, joten rakennekalkituksen potentiaali jäänee myös Iisalmen reitin alueella pieneksi.

Kuitulietteet

Metsäteollisuudessa syntyvien kuitujen käyttöä maanparannusaineena on tutkittu jo 1970-luvulta lähtien. Tutkimusten pääpaino on ollut lähinnä pellon vesitalouden ja maa-aggregaattien lujuuden parantamisessa sekä mikrobiologisen aktiivisuuden lisäämisessä. Myöhemmin teollisuuskuitujen soveltuvuutta typpihuuhtouman vähentäjänä on tutkittu paljon Ruotsissa. Kuitulisäyksen teho perustunee lisääntyneeseen mikrobiologiseen aktiivisuuteen, jonka seurauksena maamurujen pinnoille syntyy biofilmejä, jotka parantavat niiden kestävyyttä liettymistä vastaan. Kuidut tuovat myös lisäarvoa maan orgaanisen aineksen määrän lisääjinä. Kuidut vähentävät tehokkaasti maa-ainesfosforin huuhtoutumista, mutta niiden teho on liuenneen fosforin osalta kuitenkin melko vähäinen. Kuitujen käytön yhteydessä on myös mitattu liuenneen orgaanisen hiilen huuhtoutumisen kasvua, voimakkaimmin ensimmäisenä levityksen jälkeisenä vuotena.