Nautakarjatalouden vesistökuormitus Perttu Virkajärvi, Kirsi Järvenranta & Mari Räty MTT Maaninka

Transkriptio

1 Nautakarjatalouden vesistökuormitus Perttu Virkajärvi, Kirsi Järvenranta & Mari Räty MTT Maaninka Kuvat: MTT/Perttu Virkajärvi ja Kirsi Järvenranta Maatalouden ympäristösuojelun neuvottelupäivät, Kuopio MTT Agrifood Research Finland 1

2 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 1 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Ravinteet kertyvät karjaalueelle

3 Maidon ja lannan fosforin jakautuminen Suomessa Maito Lanta E. Miettinen 2003 S. Luostarinen

4 Kuntakohtainen eläin- ja lantamäärä - esimerkit Pohjois-Savosta ja Lounais-Suomesta Kunta Peltoala ha Lantaan erittyy P kg/vuosi Lannan P kg / ha P poistuma kg/vuosi eläintuotteissa Yhteensä Maidossa Naudanli hassa Sianlihas sa P poistuma P/ha KIURUVESI VIEREMÄ LOIMAA HUITTINEN *naudat ja siat yhteensä, siipikarja ei kuntatilastoa Pelkkä lannan määrä ei kerro tarpeeksi, Kuntakohtaiset ravinnetaseet tehdään BATMAN hankkeessa

5 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 2 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen Ravinteet kertyvät karjaalueelle Positiivinen P tase Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti mutta ravinteet jakaantuvat eri lailla

6 Lannan kokonaistyppi ja kokonaisfosfori sekä P:N suhde eläinlajeittain Lähde: Viljavuuspalvelu 2000) N TOT P P:N suhde Naudat Siat Siipikarja Turkiseläimet Nurmisadossa P:N suhde n , ohran jyvät Naudan liete lähinnä kasvien tarvetta

7 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 3 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen Nurmelle käytetään paljon ravinteita. Liikaa? Ravinteet kertyvät karjaalueelle Positiivinen P tase Positiivinen ravinnetase Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti mutta ravinteet jakaantuvat eri lailla Nautakarjan lannan N:P suhde ei kovin kaukana optimista nurmen kannalta

8 Nurmen fosforitase YARA & MTT Nurmen P-kertalannoitus -koe, 3 koejäsentä: Koejäsen P-lannoitus P-tase kg/ha kg/ha/koe kokeen Ei P lannoitusta Suositusten mukainen P-lannoitus P lannoitus lietteessä Kun ravinnetase on negatiivinen, maasta poistuu enemmän ravinteita kuin sinne annetaan, taseen ollessa positiivinen maahan kertyy ravinteita Laskennallinen ravinnetase ottaa huomioon vain sadon mukana poistuvat ravinteet, ei huuhtoutuvia tai haihtuvia ravinteita. Jos nurmen satotaso on hyvä, on fosforin tase selvästi negatiivinen Laitumilla yleensä selvästi positiivinen P-tase! Maa- ja elintarviketalouden

9 Nurmen kuiva-ainesato Nurmen kuiva-ainesato typpilannoituksen funktiona (Salo ym.2013) Kivennäismaat Orgaaniset maat y = x x R² = Typpilannoitus kg/ha/v y = x x R² = Biologinen maksimi saavutetaan koeolosuhteissa verraten korkeilla lannoitusmäärillä (344 ja 335 kg/ha/v) kun kyseessä mineraalityppi Eloperäisillä mailla suuri vaihtelu, kivennäismailla yhteys vahva Maa- ja elintarviketalouden

10 Ohran ja nurmen typpi- ja fosforitase (Biotila Virkajärvi ym. käsikirjoitus) Kokonaistyppi (N) ja kokonaisfosfori (P) kg/ha/v N-tase keskim Ohra * 54.1 Nurmi * P-tase keskim Ohra Nurmi -2.9 * * = Kokovilja Ohran taseet positiiviset, nurmen selvemmin negatiiviset

11 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 4 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen Nurmelle käytetään paljon ravinteita. Liikaa? Positiivisen ravinnetaseen vuoksi peltojen P-luku nousee Ravinteet kertyvät karjaalueelle Positiivinen P tase Positiivinen ravinnetase Peltojen P luku korkea karjatalousalueella Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti mutta ravinteet jakaantuvat eri lailla Nautakarjan lannan N:P suhde ei kovin kaukana optimista nurmen kannalta Ravinnetase usein negatiivinen

12 Viljavuusfosfori kyntökerroksessa (Virkajärvi ym 2012) Maaninka kyntökerros P 0-0 P norm-norm P nurmivuosien -0 P nurmivuosien hidas -0 P liete -0 P liete -liete P nurmiv. hidas lähtö Syksy 03 Syksy 04 Syksy 05 Syksy 06 Kevät 07 Syksy 07 Syksy 08 Syksy 09 Syksy 10 Viljavuus-P laskee kaikilla koejäsenillä ts. suositusten mukainen lannoitus ei estä laskua Nautakarjatilalla lietteen P ei johda korkeisiin maan P-lukuihin, jos käyttö nykyohjeiden mukaista 0-ruudut erottuvat alimpana, mutta erot eivät kovin suuria Maa- ja elintarviketalouden

13 Frequency % havainnoista (%) Peltojen P-luku Pohjois-Savossa (PETU-hankkeen pilottitilat , N =20 tilaa, 273 lohkoa) Pilottitilojen lohkojen P-luvun jakauma (n=273) Pääosa luokassa tyydyttavä välttävä 48%, 32%, Arveluttavan korkeita 0 Korkeita 2 % P-luku Soil P mg/l 13

14 Keski-arvo Iisalmi Juankoski Kaavi Karttula Keitele Kiuruvesi Kuopio Lapinlahti Leppävirta Maaninka Nilsiä Pielavesi Rautalampi Rautavaara Siilinjärvi Sonkajärvi Suonenjoki Tervo Tuusniemi Varkaus Varpaisjärvi Vehmersalmi Vesanto Vieremä Pitoisuus maaperä P-luvut kuntakohtaiset keskiarvot Pohjois- Savossa Fosforipitoisuudet Pohjois-Savossa Fosfori (P) mg/l Fosfori (P) mg/l Kunnat Voimakkaat karjatalouskunnat - Vieremä, Kiuruvesi - eivät erotu! Maa- ja elintarviketalouden

15 Viljavuus-P mg/l Viljavuus-P mg/l Viljavuus-P mg/l Viljavuus-P mg/l Eläinmäärät ja pellon P-luku maakunnittain Sikoja kpl/ha Siipikarjaa kpl/ha y = x R² = y = 0.338x R² = sikoja kpl/ha siipikarjaa kpl/ha Lypsylehmiä kpl/ha Erikoiskasvien osuus % viljelyalasta y = x R² = y = x R² = lypsylehmiä kpl/ha Erikoiskasvien osuus % maakunnan viljelyalasta Maa- ja elintarviketalouden

16 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 5 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen Nurmelle käytetään paljon ravinteita. Liikaa? Positiivisen ravinnetaseen vuoksi peltojen P-luku nousee Nurmenviljelyssä pintalannoitus Ravinteet kertyvät karjaalueelle Positiivinen P tase Positiivinen ravinnetase Peltojen P luku korkea karjatalousalueella Fosfori kumuloituu pellon pintaan Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti mutta ravinteet jakaantuvat eri lailla Nautakarjan lannan N:P suhde ei kovin kaukana optimista nurmen kannalta Ravinnetase usein negatiivinen Ei nautakarja-alueella

17 Syvyys, cm Syvyys Fosforin kertyminen maan pintakerrokseen nurmiviljelyssä Maan P, mg/l Maan P, mg/l Maan P, mg/l P mg/l NPK Ei pintalannoitu sta Liete pintaan P mg/ (Saarela & Mäntylahti 2008) Toholampi, Hs, 4 v x 50 kg/ha/v P pintaan Maaninka,nurmivuodet 2 and 3, HHt (Saarijärvi & Virkajärvi julkaisematon) Maaninka HHt,15/kg/ha P/vuosi pintaan (Saarijärvi & Virkajärvi 2010)

18 kg/ha/vuosi Lietteen levitysmenetelmän merkitys Uusi-Kämppä & Heinonen-Tanski Maahan: P-luku 2. P huuhtoutumiseen Viljavuus-P, mg/l Levitysmäärä P kg/ha/vuosi 10 cm Pintalevitys Sijoitus Väkilannoitus 0.2 1) Asiallinen lietemäärä (jossa 15 kg/ha P) lyhytaikaisessa kokeessa ei ole ollut ongelma 2) Sijoittaminen estää tehokkaasti P huuhtoutumista (80%) ja vähentää maan pintakerroksen P-lukua 3) Huom! kaikki nautakarjatilat eivät sijoita lantaa (kuivalanta, muut syyt) Pintalevitys Sijoitettu äkilannoitus Lieteen levitysmenetelmä 1 levityskerta per vuosi 2 levityskertaa per vuosi

19 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 6 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen Nurmelle käytetään paljon ravinteita. Liikaa? Positiivisen ravinnetaseen vuoksi peltojen P-luku nousee Nurmenviljelyssä pintalannoitus Ravinteiden huuhtoutumisriski korkea, erityisesti liukoinen P Ravinteet kertyvät karjaalueelle Positiivinen P tase Positiivinen ravinnetase Peltojen P luku korkea karjatalousalueella Fosfori kumuloituu pellon pintaan Ravinnepitoisuus valumavesissä korkea Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti mutta ravinteet jakaantuvat eri lailla Nautakarjan lannan N:P suhde ei kovin kaukana optimista nurmen kannalta Ravinnetase usein negatiivinen Ei nautakarja-alueella Nykyisellä lannoitusrajoituksella ei juurikaan kumuloidu, paitsi liete

20 P in surface run off kg /ha Maan pintakerroksen 0-2 cm P:n vaikutus P huuhtotumiseen pintavalunnassa Soil P AAC, mg/l Silage Pasture Renowation Al and Fe kyllästysasteet l!! Maa- ja elintarviketalouden

21 Kuormitusarviot Kirmanjärveltä verrattuna aikaisempiin tutkimuksiin Seuranta-alue Koko, ha Pelto-% Kok-P Kok-N Kok-P Kok-N kg ha -1 a -1 kg ha -1 a -1 1 Ruostepuro Peltovaltainen alue Pelto- ja metsävaltainen alue Metsävaltainen alue 90 < Ominaiskuormitus Kok-P Kok-N Pelto-% kg ha -1 a -1 Peltovaltaiset Vuorenmaa et al Metsävaltaiset < 5 % Vuorenmaa et al

22 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 7 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen Nurmelle käytetään paljon ravinteita. Liikaa? Positiivisen ravinnetaseen vuoksi peltojen P-luku nousee Nurmenviljelyssä pintalannoitus Ravinteiden huuhtoutumisriski korkea, erityisesti liukoinen P Karjatalousalueen pinta- ja pohjavesien laatu heikko Ravinteet kertyvät karjaalueelle Positiivinen P tase Positiivinen ravinnetase Peltojen P luku korkea karjatalousalueella Fosfori kumuloituu pellon pintaan Ravinnepitoisuus valumavesissä korkea Erityisesti P, NO 3 Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti mutta ravinteet jakaantuvat eri lailla Nautakarjan lannan N:P suhde ei kovin kaukana optimista nurmen kannalta Ravinnetase usein negatiivinen Ei nautakarja-alueella Nykyisellä lannoitusrajoituksella ei juurikaan kumuloidu paitsi liete Riski on olemassa, etenkin liukoinen P

23 Vesistöjen laatu Ekologinen luokitus Nurmet MTT Maaninka Source: Finnish Environment Institute & Rural Environment Institutes

24 Pohjaveden NO 3 - pitoisuus Source: Backman, B NO 3 konsentraatio pohjavedessä ei erityisen korkea (< 20 mg/l vrt EU raja 50 mg/l Nautakarja-alueet eivät erotu Suunt aparempaan päin Maa- ja elintarviketalouden

25 Kuormituksen analyysi - kuinka me sen olemme ajatelleet 8 Lähtökohta Seuraus Havainto Karjanlanta jakaantuu Suomessa epätasaisesti Karjanlannassa liikaa fosforia suhteessa typpeen verrattuna kasvien tarpeeseen Nurmelle käytetään paljon ravinteita. Liikaa? Positiivisen ravinnetaseen vuoksi peltojen P-luku nousee Nurmenviljelyssä pintalannoitus Ravinteiden huuhtoutumisriski korkea, erityisesti liukoinen P Karjatalousalueen pinta- ja pohjavesien laatu heikko Ravinteet kertyvät karjaalueelle Positiivinen P tase Positiivinen ravinnetase Peltojen P luku korkea karjatalousalueella Fosfori kumuloituu pellon pintaan Ravinnepitoisuus valumavesissä korkea Erityisesti P, NO 3 Karjanlanta jakaantuu epätasaisesti mutta ravinteet jakaantuvat eri lailla Nautakarjan lannan N:P suhde ei kovin kaukana optimista nurmen kannalta Ravinnetase usein negatiivinen Ei nautakarja-alueella Nykyisellä lannoitusrajoituksella ei juurikaan kumuloidu paitsi liete. Riski on olemassa, etenkin liukoinen P Kyllä pintavedet, mutta miksi?

26 Yllättävää? - Kyllä. - Mutta [nauta + nurmi] ei ole sama kuin [Sika/broileri + vilja] Lypsylehmä tarvitsee säilörehun viljelyalaa noin 0.6 ha/lehmä ja tuottaa lantaa noin 23 tn/v jolloin laskennallinen levitysmäärä on 38 tn/ha/v säilörehulle, jossa 19 kg/ha P, mikä on sopiva vain hieman yli tyydyttävän P-luokan nurmelle (16 kg/ha/v). Muiden rehujen ala/tila tärkeä kokonaisuuden kannalta (Nousiainen & Virtanen 2005)

27 Silti töitä vielä jäljellä: Liukoinen P Fraktiointi, biokaasu, pysäytyskeinot vaikeita Kokonaistypen kumuloituminen Syyslevitys nurmelle sijoittamalla Kuivalanta Pistekuormitus Laidun NH 3 ja N 2 O Järvien sisäisen kuormituksen merkitys FOKUS hankkeessa tuloksia tulossa 2014 Pohjois-Savon osalta Tilojen kannalta lanta on myös logistinen haaste massat suuria, ravinnepitoisuus alhainen separointi, prosessointi? kuljetusetäisyydet, tiestön kunto, ajoitus jne. logistiikan ratkaisut parantavat ravinteiden hyväksikäyttöä Lietelannan optimaalinen täydennyslannoitus

28 Lietteen levitystä vuonna 1969 Kuva: Valto Kuosmanen Kuva: MTT/Perttu Virkajärvi

29 Kuvat: L. Sarelainen/HY Kuvat: MTT/Perttu Virkajärvi ja Kirsi Järvenranta Kiitos!