Miten saan lannan ravinteet mahdollisimman tehokkaasti hyötykäyttöön peltoviljelyssä mitä tekniikkaa se vaatii? Erkki Joki-Tokola, MTT Ruukki

Transkriptio

1 Miten saan lannan ravinteet mahdollisimman tehokkaasti hyötykäyttöön peltoviljelyssä mitä tekniikkaa se vaatii? Erkki Joki-Tokola, MTT Ruukki

2 Lehmän rehuviljely Maitoa 9000 kg/vuosi Valkuaista 309 kg/vuosi Väkirehua 45 % energiasta

3 Lehmän vuotuinen energia- ja valkuaistarve sekä sen vuodessa rehuista saama typpi-, fosfori- ja kaliummäärä

4

5

6 Ammoniakkihävikki navetassa Keskimäärin 24 g/lehmä/vrk=5 kg/lehmä/sisäruokintakausi Ammoniakkipitoisuus 7.9 ppm Ilmanvaihto 152 m2/lehmä/h Sisälämpötila 16.5 C Ulkolämpötila 1.3 C

7 Lannan ammoniakin haihtumiseen vaikuttavat tekijät Lannan ominaisuudet ph + NH 4 + NH 3 + Kuiva-ainepitoisuus + Vesipitoisuus - Kuorettuminen - Säätekijät Lämpötila + Suht.kosteus - Tuuli + Sade - Sato ja peltomaa Kasvi(jätteet) +/- Kosteus - Imeytymisnopeus - Kationinvaihtokapasitetti - ph + Levitysmenetelmä Hajalevitys + Letkulevitys - Sijoituslevitys -

8 Levitystavan vaikutus ammoniakin haihtumiseen Ammoniakin haihtumisen määrään vaikuttaa haihtumiselle alttiin lannan pinta-ala. Hajalevitys tuottaa suuren haihtumispinnan Letkulevitys vähentää pintaa, kuorettuma hidastaa haihtumista Sijoituslevitys vähentää pinta-alaa, suojaa tuulelta

9 Levitystapa Typen haihtuminen levitytyksen yhteydessä Lannan levitysmäärä 25 tn/ha Hävikki yhteensä 40 % levitetystä Rohde 2006 TAULUKKO. Nurmelle levitetyn naudan tuoreen, ilmastetun ja separoidun lietelannan nestefraktion liukoisesta typestä ammoniakkina haihtuneen typen määrä (%:a levitetystä) kolmen levityksen jälkeisen vuorokauden aikana Ruukissa vuosina TUORE ILM. SEPAR. Hajalev. Letkulev. Sijoitus Hajalev. Hajalev. Haihtumisnopeus, kg ha-1 h-1 1. päivä 3,7bc 2,0b 0,02a 4,6c 3,6bc 2. päivä 0,8ab 0,9b 0,02a 1,3b 0,8ab 3. päivä 0,4 0,4 0,02 0,3 0,4 Haihtuneen typen osuus, % levitetystä liukoisesta typestä 40bc 31b 0,4a 59c 42bc

10 KA/kg N-liuk. Typpikilolla saatu nurmisato KA kg/nliuk. kg Keskim 0 Haja Letku Sijoitus Ilmas. Separ. NPK

11 kg/ha Levitysajan vaikutus ravinteiden huuhtoutumishävikkiin Tuloksia Toholammin kentältä Kokonaistypen ravinnevalunta liete syksy liete talvi liete kevät verr.0 verr. väkil. Koekasvit: 1993 Ohra+ns, -94 sr, -95 sr, -96-sr.

12 Huuhtotuminen kg/ha/v Typpilannoitus ja typen huuhtoutuminen nurmilta (MTT:n valuma ja lysimetrikentät) Typen huuhtotuminen nurmilta Suomessa LCt Typpilannoitus, kg/ha/vuosi Nurm en ikä Tasolla 200 kg/ha N tai alle huuhtoutuminen määrällisesti ei näyttäisi olevan ongelma (> 15 kg/ha/v) Nurmia uusittaessa typpeä vapautuu esim jos glyfosaatti syksyllä Turv la (LCt) typpeä huuhtoutuu lannoituksesta riippumatta sateisina vuosina Taso 300 kg/ha on lisännyt huuhtoutumista 2 tapauksessa 4:stä Lietettä käytettäessä myös pintavaluntatappioita (mm. Turtola ja Kemppainen 1998) Pohjaveteen huuhtoutuvan veden NO 3 - konsentraatio kohoaa N lannoituksen noustessa Huom! MYTVAS II: Pohjanmaan jokien N- konsentraatio noussut nurmialueilla. Lietelannan syyslevitys? Lähteet: Rinne & Matinvesi 1996 (aineisto); Saarijärvi et al 2004; Huhta & Jaakkola 1994; Turtola & Kemppainen 1998, Turtola ym 2005

13 % Suojaviljan lietelannoitus Typen hyväksikäyttö Koe 1 Koe 2 SA SM KA KM VL+LL LL KV LP Koekäsittelyiden keskinäiset erot samansuuntaisia molemmissa kokeissa 1. Kokeessa vain lannoitustapojen välinen ero merkitsevä 2. Kokeessa kevään aikaisen ja syksyn aikaisen lannoitusajan ja korjuutapojen välinen ero merkitsevä MTT/PPO

14 KA (kg/ha) Suojaviljan lietelannoitus Ensimmäinen nurmisato SA SM KA KM VL+LL LL Koe 1 Koe 2 KV LP Ainoastaan jälkimmäisen kokeen korjuutappojen välinen ero merkitsevä MTT/PPO

15

16 kg/ha Suomessa käytetty typpilannoitus, sadossa korjattu typpimäärä ja typpitase Väkilannoitetyppi Sadossa korjattu Typpitase 40 Lannan typpi MYTVAS

17

18

19 kg/ha Ruukissa vuosina tehtyjen säilörehunurmen lannoituskokeiden fosforitase keskim. Koelohkon fosforitila oli tyydyttävä ja sen mukainen fosforilannoituksen tarve 16 kg/ha/v. Lietelannan levitysmäärän tavoitteena oli tuottaa liukoista typpeä 80 kg/ha. 5 0 Haja Letku Sijoitus Ilmas. Separ. NPK Fosforisato Haja Letku Sijoitus Ilmas. Separ. NPK keskim P-lannoitus Haja Letku Sijoitus Ilmas. Separ. NPK Keskim

20 Syvyys Fosforin rikastuminen pintakerrokseen nurmiviljelyssä P mg/l P mg/ 30 (Saarela & Vuorinen 2009) Toholampi, Hs, 4 v x 50 kg/ha/v P pintaan Kynnön syventäminen vaikuttaa n. 1:1 P-lukuun 60 Nykyinen lannoitussuositus (Saarijärvi & Virkajärvi, julkaisematon) Maaninka HHt,15/kg/ha P/vuosi pintaan

21 Pintavalunnan P kg /ha 1.8 Pintavalunnassa huuhtoutunut P ja maan pintakerroksen viljavuus- P P-huuhtouma kg/ha/v Säilörehu Maan P mg/l Laidun Kyntövuosi (Vanha ennuste) Pintavalunta 30 % kokonais-valunnasta noin 80% fosforin vuotuisesta kokonaismäärästä tulee 2 viikon aikana keväällä noin 90 % totaalifosforista on liukoisessa muodossa Uusissa kokeissa 20 tn/ha lietettä pintalevityksenä (letku) ei juurikaan lisännyt P huuhtoutumista pinta-valunnassa (MTT Maaninka & Toholampi)

22 ry/ha/v 2. Fosforilannoituksen vaikutus kumulatiiviseen rysatoon YARA & MTT Nurmen P-kertalannoitus Kumulatiivinen ry-sato Maaninka Nor + Nor VaraP + 0 HIDAS VaraP + 0 Liete 1v + 0 Liete + Liete P nurmivuosien hidas 2-0 2v Ruukki 0+ 0 Nor + Nor VaraP + 0 HIDAS VaraP + 0 Liete 1v + 0 Liete + Liete P nurmivuosien hidas 2-0 2v Käsittelykoodi viittaa perustamisessa ja nurmivuosina annettuihin P-määriin kg/ha, esim. (0+0) Menossa toinen nurmikierros 0-P-ruutu (0+0) tuottaa edelleen hyvin verrattuna suosituksiin (Nor +Nor) Lietejäseniillä hieman alhaisempi sato Ruukissa korkea satotaso, etenkin kokovilja (sininen nuoli)

23 kg P/ha/v Fosforilannoituksen vaikutus fosforipoistumaan Kumulatiivinen fosforipoistuma Maaninka 0+ 0 Nor + Nor VaraP + 0 HIDAS VaraP + 0 Liete 1v + 0 Liete + Liete P nurmivuosien hidas 2-0 2v Ruukki Ruukki 0+ 0 Nor + Nor VaraP + 0 HIDAS VaraP + 0 Liete 1v + 0 Liete + Liete P nurmivuosien hidas 2-0 2v Koepaikka ja koejäsen Kumulatiivinen P- tase kg/ha (vuositase suluissa)) Maaninka 0 P -147 (-24.5) Suositus P -66 (-10.9) Karjanlanta + Suositus P -82 (-13.6) Ruukki 0 P -150 (-25.0) Suositus P -57 (-9.4) Karjanlanta + suositus P -68 (-11.3) Maaningalla lievä ero P-poistumassa 0 ruudun osalta mutta ei Ruukissa Suomen lypsykarjatilat Fosforin vuositase +12 kg/ha P (Virtanen & Nousiainen 2005) Naudan lietteen P ei muuta tasetta kovin paljoa (nyt menossa 2 kierron 2 nurmivuosi).

24 Mädätyksen (Biokaasulaitos) ja separoinnin vaikutus lannan ominaisuuksiin (MTT Maaninka/BIOTILA) Kuivajae n Kuivaaine TOT-N Liuk-N (NH4-N) TOT-P K Liuk-N/TOT- N % kg/tn tuore kg/tn tuore kg/tn tuore kg/tn tuore Raakaliete Mädätysjäännös Separoitu kuiva Separoitu nestefaasi Johtopäätökset: Mädättäminen alentaa kuiva-ainepitoisuutta ja lisää liukoisen typen osuutta kokonaistypestä (CH 4, CO 2 ) Separointia täytyy kehittää, jotta se olisi merkittävä parannus fosforin levitykseen. (Työ menossa).

25 kg/ha Levitysajan vaikutus ravinteiden huuhtoutumishävikkiin Kokonaisfosforin ravinnevalunta liete syksy liete talvi liete kevät verr.0 verr. väkil. Koekasvit: 1993 Ohra+ns, -94 sr, -95 sr, -96 sr Kemppainen ym.

26 kg/ha Lannoitteessa ja lannassa lisätty ja sadossa korjattu fosfori Väkilannan P Lannan P Sadossa korjattu P P tase

27

28

29 Ammoniakkihävikki Eläin poistaa valkuaisaineenvaihdunnan lopputuotteena syntyvän ammoniakin maksassa syntetisoituvan ja munuaisten kautta ja virtsan mukana poistuvana ureana Ammoniakin haihtuminen vähentää lannan typpilannoitusvaikutusta ja lisää ilmakehän ammoniakkimäärä. Ammoniakkilaskeuma aiheuttaa maaperän happamoitumista ja rehevöitymistä. Hävikkiä syntyy lannan kaikissa käsittelyvaiheissa Virtsan urea hajoa ja esiintyy sekä haihtumiselta suojassa olevana ammoniumina että haihtumiselle alttiina ammoniakkina. Ammoniakkimäärän suhteellinen lisääntyminen johtaa typen lisääntyvään haihtumishävikkiin. Tasapainotila riippuu lannan ominaisuuksista, säätekijöistä, kasvustosta ja pellon ominaisuuksista ja lannan levitysmenetelmistä. missä k =ammonikin diffuusionopus lannasta ilmaan cm=ammonikin pitoisuus lannassa ca =ammoniakin pitoisuus ilmassa

30 Ammoniakkipäästöt toimialoittain Syke

31 Lannan ammoniakin haihtumiseen vaikuttavat tekijät Lannan ominaisuudet ph + NH 4 + NH 3 + Kuiva-ainepitoisuus + Vesipitoisuus - Kuorettuminen - Säätekijät Lämpötila + Suht.kosteus - Tuuli + Sade - Sato ja peltomaa Kasvi(jätteet) +/- Kosteus - Imeytymisnopeus - Kationinvaihtokapasitetti - ph + Levitysmenetelmä Hajalevitys + Letkulevitys - Sijoituslevitys -

32 Lannan koostumuksen vaikutus ammoniakin haihtumiseen Lannan korkea ammoniakkipitoisuus lisää haihtumista Laimentaminen vedellä lisää levitystyön määrää ja hidastaa lannan imeytymistä maahan Happamuus Kun ph<7, NH 4 N vain 1 % ammoniakkina (kun T=10-30 C) ph lasku esim. typpihapolla, etua erityisesti nurmen pintalevityksessä Kuorettuminen vähentää haihtumista Sekä varastossa, että pellolla

33 Sään vaikutus ammoniakin haihtumiseen LÄMPÖ Kuivuminen lisää lannan ammoniakin osapainetta, eli lisää haihtumista Kasvattaa diffuusiokertoimen arvoa, eli lisää haihtumista TUULI Laimentaa ammoniakkipitoisuutta ilmassa, mikä lisää haihtumista Kuivattaa pellon ja lannan pintaa, mikä nopeuttaa lannan imeytymistä suojaan haihtumiselta tai muodostaa lannan pinnalle haihtumiselta suojaavan kuivan kerroksen SADE Sade laimentaa lannan ammoniakkipitoisuutta ja vähentää haihtumista, vaikka voi pidentää imeytymistä peltomaahan

34 Peltomaan, kasvuston vaikutus ammoniakin haihtumiseen lannasta -Hyvä kationinvaihtokapasiteetti vähentää haihtumista (NH 4 +) -Maan happamuus vähentää ammoniakin haihtumista (NH 4 +) -Maan hyvä rakenne nopeuttaa imeytymistä ja vähentää haihtumista -Levitys nurmikasvuston päälle vähentää imeytymispinta-alaa maahan, mutta lisää kontaktipinta-ala ilmaan, mikä lisää ammoniakin haihtumista, vaikka kasvusto suojaakin tuulen haihduttavalta vaikutukselta -Lannan levitys viljan sängelle johtaa suurempaan lannan ammoniakkihävikkiin kuin levitys muokatulle alalle (suurempi kontaktipinta)