Oikea määrä vettä ja lämpöä oikeaan aikaan varmistaa hyvän sadon Voiko laji- ja lajikevalinnalla vähentää maatalouden ravinnekuormitusta?

Transkriptio

1 Oikea määrä vettä ja lämpöä oikeaan aikaan varmistaa hyvän sadon Voiko laji- ja lajikevalinnalla vähentää maatalouden ravinnekuormitusta? Pirjo Peltonen-Sainio MTT Kasvintuotannon tutkimus

2 Kasvukauden pituus Millä todennäköisyydellä eri alueilla esiintyy eripituisia kasvukausia

3 Lajikkeiden tyypillinen kasvuaika Vehnä Lämpösumma (ºCd) Päiviä Kasvujakso Aikaiset lajikkeet Myöhäiset lajikkeet Aikaiset lajikkeet Myöhäiset lajikkeet Kylvö-Tähkä Tähkä-Tuleen Kylvö-Tuleen Kaura Lämpösumma (ºCd) Päiviä Kasvujakso Aikaiset lajikkeet Myöhäiset lajikkeet Aikaiset lajikkeet Myöhäiset lajikkeet Kylvö-Tähkä Tähkä-Tuleen Kylvö-Tuleen

4 Tarvetta vastaamaton sadanta Sadon määräytymisen aikaan saadaan sadetta vain % tarpeesta Lisäksi rannikkoseudulla haihdunta on voimakkainta Eikä tätä ennen sada varastoon kylvöjen jo toteuduttua Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L. & Hakala, K Crop responses to temperature and precipitation according to long-term multi-location trials at high-latitude conditions. Journal of Agricultural Science 149: Special issue on Climate Change and Agriculture. 30 vuoden sääaineisto: Ilmatieteen laitos

5 Trnka M, Olesen JE, Kersebaum KC, Skjelvåg AO, Eitzinger J, Seguin B, Peltonen-Sainio P, Rötter R, ym Agroclimatic conditions in Europe under climate change. Global Change Biology 17: Tarvetta vastaamaton sadanta Ilmastovyöhyke Kuivien kasvupäivien osuus (% K-H-E) Tehollisia kasvupäiviä vuodessa (kpl) Alin 5 % Keskiarvo Ylin 5 % Alin 5 % Keskiarvo Ylin 5 % Bor AtN Con MdN

6 Yhä kriittisempi tulevaisuudessa Sadanta kasvukaudella per tuotettavissa oleva biomassatonni laskee merkittävästi nykyisestään (alla) Lisäksi lämpötilan nousu lisää haihduntapainetta ja kuuroluonteisten sateiden yleistyminen heikentää veden käytön tehokkuutta Laji Ohra Kaura Kevätvehnä Rypsi Rapsi ilmastonmallia sekä CNRM ja ECHAM5-mallit A2-skenaariossa MTT viralliset lajikekokeet ja Ilmatieteen laitoksen aineistot Peltonen-Sainio P, Jauhiainen L, Hakala K & Ruosteenoja K, Growth duration and phasing, distribution of precipitation and yield capacity of spring cereals and rapeseed in changing climate at high latitudes. Käsikirjoitus.

7 Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., Laitinen, P., Salopelto, J., Saastamoinen, M. & Hannukkala, A Identifying difficulties in rapeseed root penetration in farmers fields in northern European conditions. Soil Use and Management 27: Yhä kriittisempi tulevaisuudessa Kasvukauden alun kuivuuden haittavaikutukset korostuvat maan tiivistymisen myötä prosentilla rypsi- ja rapsipelloistamme juurten kasvuhäiriöt antoivat vahvaa viitettä pintamaan tiivistymisongelmista 473 viljelmää tutkittiin vuosina Tulokset korostavat tarvetta monimuotoistaa viljelykiertoja 4 cm

8 Yhä kriittisempi tulevaisuudessa Keskilämpötilan nousu ja satoisuus Laji Muutos Ohra Kaura Kevätvehnä Syysvehnä Syysruis Rypsi Rapsi Herne ilmastonmallia, A2-skenaario MTT viralliset lajikekokeet Ilmatieteen laitoksen aineistot Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L. & Hakala, K Crop responses to temperature and precipitation according to long-term multi-location trials at high-latitude conditions. Journal of Agricultural Science 149: Special issue on Climate Change and Agriculture.

9 Tarvetta vastaamaton sadanta Sadon määräytymisen aikaan saadaan sadetta vain % tarpeesta Lisäksi rannikkoseudulla haihdunta on voimakkainta Eikä tätä ennen sada varastoon kylvöjen jo toteuduttua Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L. & Hakala, K Crop responses to temperature and precipitation according to long-term multi-location trials at high-latitude conditions. Journal of Agricultural Science 149: Special issue on Climate Change and Agriculture. 30 vuoden sääaineisto: Ilmatieteen laitos

10 Tarvetta vastaamaton sadanta Laonaltis korsi Runsaat sateet Runsas lannoitus Kasvuston kyky vastaanottaa valoa + + Kuivauskustannukset Tuleentumisaika Yhteyttämistuotteiden virta jyviin Jyvien täyttymisteho Kuljetus johtosolukossa + Tähkäidäntä Kasvuston kosteus Puintiongelmat Saprofyyttiset sienet Rajala, A. & Peltonen-Sainio, P Manipulating yield potential in cereals by plant growth regulators. In: Growth Regulators in Crop Production. Ed. A.S. Basra. Pp Food Products Press, Binghamton, New York, USA.

11 Säteilyn tehokkuus Jokioinen, Suomi Variable I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Insolation, kwh/m²/day Clearness, Temperature, C Wind speed, m/s Precipitation, mm Wet days, d Lähde:

12 Total area of crop failure in Finland (%) Katovuodet Year Peltonen-Sainio, P. & Niemi, J.K Protein crop production at the northern margin of farming: To boost, or not to boost, that is the question. Käsikirjoitus.

13 Sadon rakentuminen Satoisuusikkuna tehoisaa Lämpösummaa kylvöstä? Lähde: Peltonen-Sainio P& Rajala, A Viljojen kasvun ABC.

14 Sadon rakentuminen Åfors et al. (1989) A C E H Q U Y Waddington et al. (1983) Vegetatiivinen kupolivaihe Aikainen Kaksoikehävaihe Kolmivallivaihe Heteiden aiheet erilaistuneet Emin kehitys edistynyt Emin kehitys pitkälle edistynyt Pölytys Peltonen-Sainio, P., Rajala, A. & Seppälä, R Viljojen kehityksen ja kasvun ABC. Maa- ja elintarviketalous 67: 72 s.

15 Sadon rakentuminen Lähde: Peltonen-Sainio P& Rajala, A Viljojen kasvun ABC.

16 Sadon rakentuminen Lämpösummaltaan identtisen pituiset kasvujaksot* Kaura Sadanta: Keskiarvo (mm) Vaste (kg/+10 mm) Merkitsevyys <0.01 <0.01 < ilmastonmallin keskiarvo A2-skenaario MTT viralliset lajikekokeet Ilmatieteen laitoksen aineistot Lämpötila: Keskiarvo ( C) Vaste (kg/+1 C) Merkitsevyys <0.01 <0.001 <0.001 Jakson pituus: Keskiarvo (päiviä) Vaste (kg/+1 päivä) Merkitsevyys <0.001 <0.001 < * Kauran röyhylle tulo siirryttäessä jaksosta 2 jaksoon 3 (±2 päivää) Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L. & Hakala, K Crop responses to temperature and precipitation according to long-term multi-location trials at high-latitude conditions. Journal of Agricultural Science 149: Special issue on Climate Change and Agriculture.

17 Lajilla ja lajikkeella on väliä Sadon mukana poistuvan typen osuus: lajien ja lajikkeiden erot Laji Keskiarvo Minimi Maksimi Vaihtelu Kaura Ohra 2-t Ohra mt Kevätvehnä Rypsi Rapsi Suure: Sadon mukana poistunut typpi jaettuna annetulla typellä (kg/kg) Vaihtelu: Suhteellinen vaihtelu lajien vertailuun: keskihajonta jaettuna keskiarvolla Yleinen lajikekehitys merkittävästi parantanut typpipoistumaa sadon mukana Peltonen-Sainio, P. & Jauhiainen, L Cultivar improvement and environmental variability in yield removed nitrogen of spring cereals and rapeseed in northern growing conditions according to a long-term dataset. Agricultural and Food Science 19:

18 Lajilla ja lajikkeella on väliä Sadon mukana poistuvan typen osuus Anniina 0.94 Epos 0.93 Bombona 0.93 Amaretto 0.91 Picolo 0.90 Bjarne 0.90 Zebra 0.89 Kruunu 0.86 Tjalve 0.86 Vinjett 0.85 Manu 0.83 Aino 0.83 Mahti 0.82 Bastian 0.78 Heta 0.77 KESKIARVO: 0.82 kg N/annettu kg N Peltonen-Sainio, P. & Jauhiainen, L Cultivar improvement and environmental variability in yield removed nitrogen of spring cereals and rapeseed in northern growing conditions according to a long-term dataset. Agricultural and Food Science 19:

19 Lajilla ja lajikkeella on väliä Sadon mukana poistuvan typen osuus, sato Anniina Epos Bombona Amaretto Picolo Bjarne Zebra Kruunu Tjalve Vinjett Manu Aino Mahti Bastian Heta KESKIARVOT: 0.82 kg N/annettu kg N 4300 kg/ha Peltonen-Sainio, P. & Jauhiainen, L Cultivar improvement and environmental variability in yield removed nitrogen of spring cereals and rapeseed in northern growing conditions according to a long-term dataset. Agricultural and Food Science 19:

20 Lajilla ja lajikkeella on väliä Sadon mukana poistuvan typen osuus, sato ja valkuainen: Anniina Epos Bombona Amaretto Picolo Bjarne Zebra Kruunu Tjalve Vinjett Manu Aino Mahti Bastian Heta KESKIARVOT: 0.82 kg N/annettu kg N 4300 kg/ha 14.1 % Peltonen-Sainio, P. & Jauhiainen, L Cultivar improvement and environmental variability in yield removed nitrogen of spring cereals and rapeseed in northern growing conditions according to a long-term dataset. Agricultural and Food Science 19:

21 X North Canada Alaska Greenland North Pole Siberia 70 N 60 N Sopeutuminen on ainoa mahdollinen tapa reagoida ilmastonmuutoksen vaikutuksiin tilanteessa, jossa kuluu useita vuosikymmeniä ennen kuin hillintätoimet purevat Kuva: Jaana Nissi/MTT Peltonen-Sainio, P., Rajala, A., Känkänen, H. & Hakala, K Improving farming systems in northern European conditions. In: Edited by Victor O. Sadras and Daniel Calderini. Crop Physiology: Applications for Genetic Improvement and Agronomy. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands. Pp

22 Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., Hakala, K. & Ojanen, H Climate change and prolongation of growing season: changes in regional potential for field crop production in Finland. Agricultural and Food Science, special issue, 18: Kevätviljojen viljelyala Ohra Kaura Vehnä Aineisto: Ilmatieteen laitos 19 ilmastomallia

23 Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., Hakala, K. & Ojanen, H Climate change and prolongation of growing season: changes in regional potential for field crop production in Finland. Agricultural and Food Science, special issue, 18: Kevätviljojen viljelyala Ohra Kaura Vehnä Aineisto: Ilmatieteen laitos 19 ilmastomallia

24 Yhä kriittisempi tulevaisuudessa Keskilämpötilan nousu ja satoisuus Laji Muutos Ohra Kaura Kevätvehnä Syysvehnä Syysruis Rypsi Rapsi Herne ilmastonmallia, A2-skenaario MTT viralliset lajikekokeet Ilmatieteen laitoksen aineistot Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L. & Hakala, K Crop responses to temperature and precipitation according to long-term multi-location trials at high-latitude conditions. Journal of Agricultural Science 149: Special issue on Climate Change and Agriculture.

25 Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., Hakala, K. & Ojanen, H Climate change and prolongation of growing season: changes in regional potential for field crop production in Finland. Agricultural and Food Science, special issue, 18: Syysmuotojen viljelyala Syysruis Syysvehnä Ruisvehnä Aineisto: Ilmatieteen laitos 19 ilmastomallia

26 Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., Hakala, K. & Ojanen, H Climate change and prolongation of growing season: changes in regional potential for field crop production in Finland. Agricultural and Food Science, special issue, 18: Syysmuotojen viljelyala Syysohra Syysrypsi Syyskaura Syysrapsi Aineisto: Ilmatieteen laitos 19 ilmastomallia

27 Muutos edelliseen vuoteen Viljelijä sopeutuja Esimerkki viljelijöiden valmiudesta luopua aikaisesta ohrasta, kun koettu lämpösummakertymä on edellistä vuotta suurempi 10 5 r= 0.64 p= Ala Cd Vuodet lämpösummakertymän mukaisessa järjestyksessä Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., Hakala, K., Niemi, J.K. & Sipiläinen, T Do farmers instantly adapt to experienced conditions through balancing between early and late maturing cereals and cultivars? Manuscript.

28 Anomaly days Viljelijä sopeutuja Esimerkki viljelijän valmiudesta kylvää aikaisemmin, kun termisen kasvukauden on koettu käynnistyneen normaalia aiemmin G Obs S Pred S Trend S k65 = k80 = Kaukoranta, T., Hakala, K Impact of spring warming on sowing times of cereal, potato and sugar beet in Finland. Agricultural and Food Science 17:

29 Kasvinjalostaja sopeuttaja Overwintering damage (%) Max Mean Max Mean Winter rye Winter wheat Talvehtimisen haaste Mutta luvassa satoisuus, kasvipeitteisyys, ravinteiden käytön tehostuminen ym. Tulevaisuudessa syysmuotoisten viljelykasvien viljelyvarmuus parantuu, kun kylmätalvinen ilmasto muuttuu pysyvästi leutotalviseksi Year Boreal Plant Breeding Peltonen-Sainio, P., Hakala, K. & Jauhiainen, L Climate induced overwintering challenges for wheat and rye in northern agriculture. Acta Agriculturae Scandinavica, B Soil and Plant Science 61:

30 Kriittiset sopeuttamistarpeet Peltonen-Sainio, P., Hakala, K., Jauhiainen, L Ilmastonmuutos vie suomalaisen kasvintuotannon kohti uutta aikakautta. In: Jyrki Niemi (toim.) ja Jaana Ahlstedt (toim.). Suomen maatalous ja maaseutuelinkeinot MTT Taloustutkimus. Julkaisuja 110:

31 Ennakoidut muutokset Peltonen-Sainio, P., Hakala, K., Jauhiainen, L Ilmastonmuutos vie suomalaisen kasvintuotannon kohti uutta aikakautta. In: Jyrki Niemi (toim.) ja Jaana Ahlstedt (toim.). Suomen maatalous ja maaseutuelinkeinot MTT Taloustutkimus. Julkaisuja 110:

32 Kiitos!