Maan laadun liittäminen elinkaariarviointiin: menetelmän testaus. Katri Joensuu, Merja Saarinen, Taija Sinkko

Transkriptio

1 Maan laadun liittäminen elinkaariarviointiin: menetelmän testaus Katri Joensuu, Merja Saarinen, Taija Sinkko

2 Taustaa Peltomaalla ja sen laadulla on keskeinen merkitys kestävän maataloustuotannon ylläpitämisessä Maan laadun osa-alueita Kemiallinen: ph, ravinnepitoisuudet, multavuus Fysikaalinen: maan rakenne Biologinen: mikrobiaktiivisuus, lierot ym. Elinkaariarviointitutkimuksissa on alettu huomioida viljelyn vaikutusta maan laatuun Yleisimpiä indikaattoreita maan orgaaninen aines eli hiili (SOM) ja eroosio Metodologia ei ole vielä vakiintunutta Kuva: Peltomaan laatutesti, agronet.fi

3 Tutkimuksen tarkoitus Valittiin kolme maan laatua kuvaavaa indikaattoria Eroosio Orgaaninen aines Tiivistyminen Testaus elinkaariarvioinnin kontekstissa Saatavilla olevien arviointimenetelmien käytettävyys Tietojen saatavuus Neljän tilan peltolohkoja sisältävä tapaustutkimus suomalaisille peltokasveille: Rypsi ja vilja Luomu ja tavanomainen Tuloksia ei varmennettu mittauksilla eikä niiden voi ajatella kuvaavan todellista tilannetta kyseisillä pelloilla tai yleisemmin Suomessa 3

4 Arviointimenetelmät ja tiedonkeruu Arviointimenetelmät Eroosio: VIHMA, Viljelyalueiden valumavesien hallintamalli (Puustinen ym. 010) Orgaaninen aines: Yasso07 (Tuomi ym. 009) Tiivistyminen: COMPSOIL (O Sullivan ym. 1999) Toiminnallinen yksikkö tonni viljaa tai rypsin siemeniä Tiedonkeruu kahdelta tavanomaiselta ja kahdelta luomutilalta, 4 v jakso ( , lohkokortit) Viljelyvuosia 4 v jaksolla: Tila Rypsi Vilja Hernekaura Viherlannoitus - - Luomu Luomu Tavanomaiset tilat Kuva muokattu: Luomutilat 4

5 Satotiedot Hehtaarisato, tonnia Rypsi, 1 v Kaura, 1 v Ohra, 1 v Kevätvehnä, 1 v Herne-kaura -seos,1 v Kokonaissato, 4 v 0 1 Luomu 1 Luomu 5

6 Tiedontarve ja -saatavuus Malli Tarvittava tieto Saatavuus VIHMA Yasso07 COMPSOIL Maalaji Maanmuokkaustapa Talviaikainen kasvipeitteisyys Pellon kaltevuus Vuotuinen sademäärä (mm) ja keskilpt ( C), vuoden kylmimmän ja lämpimimmän kk:n keskilpt Kasvijätteen sisältämän hiilen määrä Lohkokortit Paikkatietoaineisto, laskettu 5 M korkeusmallilla Ilmatieteen laitos Kasvijätteen sisältämän hiilen kemiallinen laatu Karhu ym. 01 Maan hiilivaraston koko ja kemiallinen laatu alkutilanteessa Lohkokortit, kirjallisuuslähteistä satoindeksi, juuriversosuhde, kuiva-ainepitoisuus ja hiilipitoisuus Mallinnettu saavutettavissa olevan satotason mukaan, oletettu samaksi kaikilla peltolohkoilla Maalaji ja maan tiheys Lohkokortit, maalajitietokanta (FAO ym. 01) Maan kosteuspitoisuus Toimenpiteiden ajankohta Säätiedot (sadanta, lpt ja säteily) Lohkokortit Ilmatieteen laitos Maan vedenpidätyskyky Al Majou ym. 008 Kasvipeitteisyyskerroin (K c ) Allen ym Työkoneet: paino, renkaiden tyyppi, koko ja täyttöpaine Koneiden myyntitilasto (MTT Vakola 004), Ryhmäesittelyt (Koneviesti ) Nokian renkaat Oy:n tekninen käsikirja 6

7 Mallien antamat tulokset: eroosio ja orgaaninen aines Tulokset per hehtaari Tulokset per satotonni Eroosio (t maata/ha/vuosi) Eroosio (t maata/t satoa) 0,9 Orgaanisen aineksen hävikki (t C/ha/vuosi) 1, Orgaanisen aineksen hävikki (t C/t satoa) 1,0 0,7 0,8 0,5 0,6 0,3 0,4 0, 0,1-0,1 1 Luomu 1 Luomu 0,0-0, 1 Luomu 1 Luomu -0,3-0,4 7

8 Mallien antamat tulokset: tiivistyminen Kolme skenaariota traktorin teholuokan mukaan: 1: kw, : kw, 3: kw Tiivistyminen, m 3 /ha 00 Tiivistyminen, m 3 /t satoa 1 Pohjamaa Muokkauskerros Luomu 1 Luomu Pohjamaa Muokkauskerros 1 Luomu 1 Luomu 8

9 Testauksen tulokset: mallien käyttökelpoisuus Eroosio Malli todettu luotettavaksi Suomen oloissa Tarvittavat lähtötiedot helposti saatavilla Orgaaninen aines Malli todettu luotettavaksi Suomen oloissa Lähtötiedot helposti saatavilla viljelyajan osalta Haasteena tiedonpuute alkutilasta, tulisi tietää orgaanisen aineksen kemiallinen laatu tai pellon pitkän ajan viljelyhistoria (koska raivattu pelloksi?) Tiivistymisen mallintaminen ongelmallista Malli ei luotettava Suomen oloissa? Tiedonpuute: työkoneet, maan tiheys lähtötilanteessa Kosteustila laskettava erikseen joka toimenpiteelle vie aikaa 9

10 Testaukset tulokset: mallien käyttökelpoisuus Kaikki testatut mallit antoivat samansuuntaisia tuloksia kuin mitä kansainvälisissä tutkimuksissa on saatu Muualla ei ole tutkittu montaa viljelykasvia sisältävien viljelykiertojen vaikutusta Osassa tutkimuksia käytetty menetelmää, jossa huomioidaan maankäytön vaikutus laajemmin maaperän tarjoamiin ekosysteemipalveluihin, ei pelkästään sadontuottoon Laskennassa huomioidaan aina myös ero luonnontilaiseen kasvustoon Kuva: Garrigues ym

11 Johtopäätökset Eroosion ja orgaanisen aineksen muutoksen arvioinnissa käytetyt mallit todettiin käyttökelpoisiksi elinkaariarvioinnissa, vaikkakin orgaanisen aineksen mallinnus vaatii vielä tarkennusta Tiivistymisen mallinnusmenetelmä sen sijaan ei ole riittävän helppokäyttöinen eikä sitä voida pitää luotettavana Maan biologista laatua ei ole otettu huomioon, Sopiva indikaattori voisi olla toksisuus (kasvinsuojeluaineet, raskasmetallit jne.) Menetelmäkehitystä tarvitaan! 11