Kasvinviljely- ja kotieläintilojen yhteistyö - avain tuotannon kestävään tehostamiseen

Transkriptio

1 Kasvinviljely- ja kotieläintilojen yhteistyö - avain tuotannon kestävään tehostamiseen Elintarviketuotannon kestävyys seminaari Hannu Mikkola Helsingin yliopisto, maataloustieteiden laitos

2 Tietoa hankkeesta o Toteutettiin vuosina yhdessä Pellervon taloustutkimuksen hankkeen kanssa. PTT:n hanke oli nimeltään Kotieläintalouden ja kasvinviljelyn yhteensovittaminen tilojen välisessä yhteistyössä. o Hankkeeseen osallistuivat Helsingin yliopiston MMTDK:n maataloustieteen ja elintarvike- ja ympäristötieteiden laitokset sekä Bio- ja ympäristötieteellisen tiedekunnan ympäristötieteiden laitos. o Hankkeen kokonaisbudjetti oli o Rahoittajat: Makera , HY , Raisio Oyj

3 TAVOITTEET o o Tutkimuksen tavoitteena oli, että teollisesti tuotetun lannoitetypen käytöstä voitaisiin nurmiviljelyssä luopua kokonaan ja vähentää typen käyttö viljan viljelyssä puoleen tuotannon määrän ja kannattavuuden vaarantumatta. Muita tavoitteita olivat: o 1. Vähentää riippuvuutta fossiilisista energiapanoksista ja vähentää ostettujen tuotantopanosten määrää kehittämällä toimintamalleja kasvinviljely- ja kotieläintilojen väliseen yhteistyöhön. o 2. Lisätä ravinteiden käytön tehokkuutta arvioimalla missä määrin voidaan turvautua maatalouden sisäisiin ravinnevaroihin. o 3. Nostaa maatalouden typpi- ja valkuaisomavaraisuutta tuottamalla uutta tietoa typensitojakasvien käytöstä. o 4. Määrittää kasvinviljely- ja kotieläintilojen ravinne- ja viljelykiertojen yhdistämisen taloudelliset vaikutukset

4 Ohran viljelyn energiapanosten jakauma, kokonaispanos kwh/ha Kuljetus pellolta talouskeskukseen 0 % Puinti 11 % Ruiskutus (2 x) 2 % Kylvö 2 % Kalkin levitys 0 % Siemen 7 % Kuivaus 11 % N 30 % Agrokemikaalit 49 % P 3 % K 3 % Kalkin valmistus 8 % Kylvömuokkaus 5 % Tasausäestys 2 % Kyntö 11 % Kasvunsääde 1 % Rikkakasvien torjuntaaine 3 % Tautien torjunta-aine 1 %

5 Säilörehun viljelyn energiapanosten jakauma, kokonaispanos kwh/ha 2 % Lannoitteen pintalevitys 2 % Kuljetus talouskeskukseen 0 % Muovi 6 % AIV 2 Paalaus 1 % Niitto 5 % Nurmen lopettaminen 2 % Agrokemikaalit 74 % N 59 % Ruiskutus 0 % Kylvö 0 % Kalkin levitys 0 % Siemen 2 % Kylvömuokkaus 1 % Tasausäestys 0 % Kyntö 3 % Rikkakasvien torjunta-aine 1 % Kalkin valmistus 7 % K 4 % P 3 %

6 Maataloussektorin kasvihuonekaasupäästöt Lähde: Greenhouse gas emissions in Finland National Inventory Report under the UNFCCC and the Kyoto Protocol. 15 January

7 Maatalousmaan N 2 O-päästöt Lähde: Greenhouse gas emissions in Finland National Inventory Report under the UNFCCC and the Kyoto Protocol. 15 January

8 Lisätietoja typpilannoitteiden energiapanoksesta ja KHK-päästöistä o Typpilannoitteiden valmistuksen KHK-päästö noin 0,6 Mt CO 2 ekv. raportoidaan IPCC:n Industry processes sektorilla. o Valmistuksen KHK-päästö ja N 2 O-päästö maaperästä yhdessä (1,3 Mt CO 2 ekv.) on 20 % Suomen maatalouden KHK-päästöstä. Typpilannoitteen osuus on % kasvintuotannon energiapanoksesta ja rehujen osuus % kotieläintuotannon energiapanoksesta. Typpilannoitteen valmistuksesta ja käytöstä aiheutuva KHKpäästö on 20 % Suomen maatalouden KHK-päästöstä

9 Kasvinviljely- ja kotieläintilojen yhteistyön lisäämisen oletetut vaikutukset Rehun tuottaminen kv-tilalla kotieläintilalle ja palkokasvien viljelyn lisääminen kummallakin tilalla vähentävät lannoitetypen tarvetta. Lannan levittäminen sekä kotieläin- että KV-tilan pelloille tehostaa lannan ravinteiden hyväksikäyttöä. Maatalouden energiankulutus ja KHK-päästöt pienenevät edellisten toimien seurauksena. Yhteistyön lisääminen on taloudellisesti kannattavaa (kokoetu, resurssien tehokkaampi, hyväksikäyttö, pienempi investointitarve)

10 Edellisten lisäksi tutkittiin: o Palkokasvien ja viljan seoskasvuston soveltuvuutta märehtijän karkearehuksi. o Rehuannoksen palkokasviosuuden lisäämisen vaikutusta eläinten hivenravinteiden saantiin. o Väkilannoitteen ja lannan sekä niiden yhdistelmien vaikutusta maan mikrobiyhteisöjen rakenteeseen, palkokasvien vaikutuksiin maassa ja lannoituksen vaikutusta seosten ja puhtaiden kasvustojen satoon. o Palkokasvien energia- ja lannoituskäyttöä

11 Yhteistyön lisäämisen vaikutus energian käyttöön Tilapari 1. Perusmalli: palkokasveja lisätään kasvinvuorotukseen. 2. Typpimalli: typen valmistuksen energiankulutusta on onnistuttu pienentämään kolmannes. 3. Nurmimalli: nurmet viljellään luomunurmien tapaan. Yhteistyötä tekevien tilaparien 1-5 selitykset 1 Yhteistyöhön osallistuva eläintila Lihanautatila (pellot luomussa), 116 ha 2 Luomumaitotila, 268 ha Tavanomainen maitotila, ha Tavanomainen lihasikatila, 185 ha Tavanomainen lihasikatila Yhteistyöhön osallistuva kasvitila Luomu kv-tila, 46 ha Tav. kv-tila, 88 ha + kananlantaa Tavanomainen kasvitila, 46 ha Tavanomainen kasvitila, 189 ha + kv, 205 ha Ei erillistä kasvitilaa % Luomu kv. (1) Kasvitila (2) Kasvitila (3) Kasvitila (4) Lihasika-kv (5) Naudanliha* (1) Luomumaito (2) Maito (3) Lihasika (4) Lihasika-kv (5) Kasvitilan kasvintuotanto Lihan- ja maidontuotanto Perusmalli Typpimalli Nurmimalli

12 Yhteistyön lisäämisen vaikutus KHK-päästöihin 1. Perusmalli: palkokasveja kasvinvuorotukseen. 2. Typpimalli: typen valmistuksen energiankulutusta on onnistuttu pienentämään kolmannes. 3. Nurmimalli: nurmet viljellään luomunurmien tapaan. Yhteistyötä tekevien tilaparien 1-5 selitykset % Tilapari 1 Yhteistyöhön osallistuva eläintila Lihanautatila (pellot luomussa), 116 ha 2 Luomumaitotila, 268 ha Tavanomainen maitotila, ha Tavanomainen lihasikatila, 185 ha Tavanomainen lihasikatila Yhteistyöhön osallistuva kasvitila Luomu kv-tila, 46 ha Tav. kv-tila, 88 ha + kananlantaa Tavanomainen kasvitila, 46 ha Tavanomainen kasvitila, 189 ha + kv, 205 ha Ei erillistä kasvitilaa Luomu kv. (1) Kasvitila (2) Kasvitila (3) Kasvitila (4) Kasvintuotanto Lihasika-kv (5) Naudanliha* (1) Luomumaito (2) Maito (3) Lihasika (4) Eläintuotanto Lihasika-kv (5) Perusmalli Typpimalli Nurmimalli

13 Härkäpapu-kevätvehnä säilörehun soveltuvuus märehtijän karkearehuksi o Härkäpapu-kevätvehnäsäilörehulla voitiin korvata puolet nurmisäilörehusta syöntimäärän ja maitotuotoksen kärsimättä. o Säilörehun kasvilaji ei vaikuttanut rehun hyväksikäyttöön. o Kun rypsirouheen määrää ruokinnassa lisättiin, rehutypen hyväksikäyttö maitovalkuaiseksi heikkeni. o Härkäpapu-vehnäsäilörehu sopi hyvin lypsylehmien ruokintaan. o Valkuaisrehun annostuksella on huomattavasti suurempi merkitys typen hyväksikäyttöön kuin kasvilajivalinnalla

14 Rypsin korvaaminen härkäpavun siemenellä ja/tai Spirulina levävalkuaisella o Rypsin korvaaminen härkäpavun siemenellä vähensi maito-, rasva-, valkuais- ja laktoosituotosta sekä lisäsi maidon ureapitoisuutta. o Rypsin korvaaminen puoliksi Spirulinalla vähensi maito-, valkuais-, ja laktoosituotosta sekä lisäsi maidon ureapitoisuutta. o Härkäpavun korvaaminen Spirulinalla lisäsi maito-, valkuais- ja laktoosituotosta, pienensi maidon ureapitoisuutta ja paransi rehun hyväksikäytön samalle tasolle rypsiruokintojen kanssa. o Härkäpapu ei voi korvata rypsiä tuotantotuloksen heikentymättä. Kuitenkin sopivan täydentävän aminohappolähteen avulla härkäpavun tuotantovaikutusta voi todennäköisesti parantaa

15 Tutkimuksen aikana valkoposkihanhet söivät valkolupiinikasvuston ja

16 rotat tuhosivat ruokintakokeeseen tarkoitetun valkolupiini-säilörehun!

17 Rehuannoksen palkokasviosuuden lisäämisen vaikutus eläinten hivenravinteiden saantiin o Apilan lisääminen nurmiheinien seokseen lisäsi rehun kivennäispitoisuutta. o Mineraalilannoitteiden korvaaminen sian lietteellä pienensi rehun Se-pitoisuutta, mutta ei vaikuttanut Fe- ja Znpitoisuuksiin. o Soijan korvaaminen kotimaisilla palkoviljoilla sikojen ja siipikarjan ruokinnassa muutti vain vähän hivenaineiden saantia. o Rehujen suuresti vaihtelevat hivenainepitoisuudet osoittavat hivenaineanalyysien tärkeyden ruokinnan suunnittelussa. o Tulosten mukaan ruokinnassa tarvitaan aina hivenainetäydennystä. o Eri maiden hivenaineruokintasuositusten välillä on eroja. Suomalaisia suositusten tarkistaminen olisi paikallaan

18 Palkokasvien vaikutus maan mikrobistoon, satoon, KHKpäästöihin o Maan mikrobiaktiivisuus oli tutkimuskaudella alhaista. Sen oletettiin johtuneen kuivuudesta. o N 2 O-päästöt olivat alhaisia koko mittausjakson toukokuusta syyskuuhun. o Avokesannon N 2 O-päästöt olivat suuremmat kuin lannoitettujen ja nurmikasveja kasvaneiden koeruutujen. o Puna-apila puhtaana tai seoksena timoteina kanssa ei lisännyt N 2 O-päästöjä. o Suurimmat kuiva-ainesadot saatiin apila-timoteiseosruuduista ja pienimmät timotei-ruuduista. Suurin typpisato saatiin lannoittamattomasta puna-apilasta

19 Palkokasvien ekosysteemipalvelut o Palkokasvien lisääminen kasvinvuorotukseen vähensi dramaattisesti lannoitetypen tarvetta. o Palkokasvin ja typensitojakasvien jälkivaikutusta seuraavalle kasville oli vaikeaa arvioida. o Palkokasveille ominaisten kasvitautien vuoksi kasvinvuorotus on tarpeellista myös niille, eikä vain perinteisille monokulttuurikasveille. o Tarvittaisiin nykypäivään päivitettyjä, kestävän kehityksen kasvinvuorotusohjeita

20 Palkokasvien energia- ja lannoituskäyttö o Tutkittiin mahdollisuuksia luopua väkilannoitetypen käytöstä nurmiviljelyssä kokonaan ja puolittaa väkilannoitetypen käyttö viljan viljelyssä. o Keinoksi nurmiviljelyssä ehdotettiin siirtymistä puhtaista heinänurmista palkokasvien ja heinäkasvien muodostamiin seosnurmiin. o Viljanviljelyssä puolet viljojen typestä ehdotettiin korvattavan biomassan mädätyksestä saatavalla mädätteellä. o Tutkimuksessa selvitettiin: 1) kuinka suurella alalla typensitojakasveja pitäisi viljellä ja mitä viljely vaikuttaisi pellon käyttöön, 2) paljonko mädätyksen yhteydessä saataisiin biokaasua ja 3) mihin biokaasun tuotanto sijoittuisi

21 Tavanomaisten ja luomunurmisatojen vertailu Keskisato, ry/ha Luomun satoero tavanomaiseen, % Neljännes Tavanomainen Luomu ry/ha % % % % % Lähde: ProAgria Lohkotietopankki

22 Lähes kg ka/ha Puna-apila rainata sinimailas timotei -säilörehua

23 Nurmien typpilannoituksen lopettamisen seuraukset: o Tarvitaan 30 % enemmän nurmialaa, jotta taataan riittävä määrä nurmirehua karjalle. o Nurmialan lisäys ha ha o Nurmialan lisäyksen oletettiin vähentävän ohra-, kaura- ja vehnäalaa ha. HUOM! Vuonna 2013 oli kesantoa, viherlannoitusnurmea, luonnonhoitopeltoa ym. vastaavaa alaa ha

24 Väkilannoitetypen käytön puolittaminen ohran, kauran ja kevätvehnän viljelyssä o Tavoitteena on saada edelleen sama hehtaarisato kuin nytkin eli typpilannoitusta ei vähennetä. o Puolet väkilannoitteesta korvataan biologisesti sidotulla typellä, jota saadaan viljelemällä typensitojakasveja, mädättämällä sato biokaasureaktoreissa ja levittämällä mädäte lannoitteeksi. o Selvitettiin kyseeseen tulevat typensitojakasvit ja niiden viljelytarve

25 Typensitojakasvien viljelyyn siirtymisen vaikutus pellon käyttöön Varsinais-Suomessa Varsinais-Suomi ( ha) Nurmi Typensitojakasvit biokaasutukseen Kevätvehnä Kaura Ohra Biologiseen N-sidontaan siirtymisen jälkeen ha

26 Biomassan mädätyksessä saatava biokaasu o Biokaasulaitosten yhteisteho olisi 430 MW (Loviisan ydinvoimalaitoksen yhden yksikön sähköteho on 500 MW). o Biokaasuenergiaa tuotettaisiin 3,8 TWh (1 % Suomen energian kulutuksesta vuonna 2013)

27 Biomassan mädätykseen tarvittavien biokaasulaitosten sijainti ja koko

28 Yhteistyön lisäämisen taloudelliset vaikutukset o Tarkastelun kohteena oli laajentava maitotila (70 lehmää, 100 ha peltoa). Vaihtoehtoina oli laajentaa yksin tai yhteistyössä kasvinviljelytilojen kanssa. o Absoluuttisilla mittareilla mitattuna yksin laajentaminen oli kannattavinta. o Tuottavuuden näkökulmasta yhteistyömallit olivat itsenäistä toimintaa parempia vaihtoehtoja. o Kasvitilojen näkökulmasta tuotannollinen yhteistyö oli houkutteleva vaihtoehto. o Monipuolisesta viljelykierrosta ja lannanlevityksestä seurasi merkittäviä hyötyjä. o Etäisyys ei vaikuttanut merkittävästi yhteistyön kannattavuuteen, jos välimatka oli alle kymmenen kilometriä. o Maitotilojen lantaan perustuva yhteinen sähkön ja lämmön tuotanto (biokaasu) ei ollut kannattavaa

29 Yhteenveto ja johtopäätökset o Kestävä tehostaminen on kokonaisuuksien hallintaa, jossa hyödyt muodostuvat monen tekijän summana. o Useat kestävyyden kannalta keskeiset asiat kuten palkokasvien viljely, monipuolinen kasvinvuorotus ja lannan ravinteiden tarkka hyödyntäminen ovat tuttuja asioita, mutta vähän hyödynnettyjä. o Keinoja maantieteellisesti eriytyneen kasvi- ja kotieläintuotannon yhteistyön lisäämiseksi kaivataan. o Kestävä tehokkuus haastaa tutkijat. Kokonaisuuksia optimoidaan monitieteisissä ryhmissä, joissa on osattava kuunnella muita ja oltava valmis siirtymään oman osaamisalueen äärilaidoille. o Kestävä tehokkuus haastaa myös rahoittajat. Rahoitetaanko ensisijaisesti huippuryhmiä vai pidetäänkö kiinni osaamisen ja tutkimuksen säilymisestä laajemmin?