Lietelannan happokäsittelyllä typpi talteen
Ammoniakkipäästöt Yli 50 % maatalouden 6 % aiheuttamista ammoniakkipäästöistä aiheutuu lannankäsittelystä Ammoniakin haihtuminen: happamoittaa ja rehevöittää ympäristöä vähentää lietteen lannoitusarvoa vähentää lietteen typen käytön tehokkuutta kasveille 94 % Maatalous Muut (Eurostat 2016) lisää epävarmuutta kasvien optimaalisen lannoitetypen määrän laskemisessa 2
Päästökatto Vuodesta 2010 eteenpäin Suomen ammoniakkipäästöt ovat saaneet olla enimmillään 31 000 tonnia vuodessa määrä on Suomessa ylittynyt joka vuosi noin 20 % Vuonna 2012 tehtiin tarkennuksia päästökattodirektiiviin Suomen vähennettävä ammoniakkipäästöjä entisestään vuodesta 2020 eteenpäin Suomen ammoniakkipäästöt saavat olla korkeintaan noin 29 000 tonnia vuodessa Vuonna 2015 jo yksin maatalouden aiheuttamat ammoniakkipäästöt olivat noin 29 000 tonnia 3
Lietteen happokäsittely Happokäsittelyn on osoitettu olevan tehokas menetelmä vähentämään lietteen ammoniakkipäästöjä kun lietteen ph:ta alennetaan, siinä oleva typpi pysyy ammonium muodossa eikä muutu ammoniakiksi Lietteen ph 7 9, tavoite 5.7 6 Happokäsittely voidaan tehdä kolmella eri tavalla liete voidaan käsitellä hapolla 1. karjasuojassa (in-house acidification) 2. varastossa (in-storage acidification) 3. lannan levityksen yhteydessä (in-field acidification) 4
Baltic Slurry Acidification -hanke Käynnistynyt vuonna 2016 Tavoitteena viedä tietoa lietteen happokäsittelystä ja sen käytön hyödyistä Itämeren alueen maihin ja saada ammoniakkipäästöt vähenemään Hanketta rahoittaa EU:n Interreg ohjelma Mukana useita tahoja kahdeksasta eri Itämeren maasta Suomesta ProAgria Keskusten Liitto ja Elävä Itämerisäätiö 5
Kenttäkoe Suomessa Suomessa hankkeeseen liittyvä ensimmäinen kenttäkoe tehtiin kesällä 2017 ja koe toistettiin kesällä 2018 Tavoitteena selvittää happokäsitellyn lietteen vaikutukset kevätvehnän sadonmuodostukseen ja tutkia missä määrin lietteen happokäsittely parantaa kasvien typen saatavuutta Kokeessa käytetty sian liete saatiin emakkosikalasta tilalla lietteen ph:ksi oli mitattu 7.1 Lietteestä teetettiin laboratorioanalyysi ennen happokäsittelyä ja sen jälkeen 6
Lietteeseen lisättävä rikkihapon (>95%) määrä selvitettiin laboratoriossa Lietteen ph-arvoksi tavoiteltiin noin 6 Lietteen puskurikapasiteetista johtuen lietteen ph oli aluksi saatava hiukan haluttua alhaisemmaksi, sillä hyvin pian hapon lisäämisen jälkeen ph alkaa nousta Laboratoriokokeiden perusteella lisätyn rikkihapon määrä oli 3,25 l / tn lietettä Kuva: Karoliina Yrjölä 7
Lieteanalyysin tulokset ennen ja jälkeen happokäsittelyn Analyysi Tulokset Tulokset ennen happokäsittelyä happokäsittelyn jälkeen N, kokonais 3200 mg/l 3300 mg/l N, liukoinen 2400 mg/l 2700 mg/l P, kokonais P, liukoinen 700 mg/l 990 mg/l 460 mg/l 620 mg/l K, kokonais K, liukoinen 1700 mg/l 1700 mg/l 1300 mg/l 1400 mg/l S, kokonais S, liukoinen 400 000 µg/l 2 200 000 µg/l 69000 µg/l 1 180 000 µg/l Liukoisen rikin määrä nousi yli 1600 %! Kuiva-aine 3,5 % 4,1 % ph 7.0 6.0 ph laski halutulle tasolle 8
Kenttäkokeen käsittelyt Nolla-ruutu Ruudut Ala (m 2 ) Lannoitteen määrä (kg/ha) N (kg/ha) P (kg/ha) K (kg/ha) S (kg/ha) 44 0 0 0 0 0 NPK-verranne (Kevätviljan Hiven Y (20-3-8) 44 500 100 15 40 15 Lieteruudut Belor Premium Typpi 27 + Se Käsittelemätön liete Happokäsitelty liete 88 224 60 0 0 0 44 12,5 (m 3 /ha) 40 12 29 3,4 44 12,5 (m 3 /ha) 40 12 29 27,5 9
Happo lisättiin lietteeseen noin tunti ennen levityksen aloittamista samalla sekoittaen Kuva: Sari Peltonen 10
Hapon lisäys lietteeseen aiheuttaa vaahtoutumista Kuva: Sari Peltonen 11
Lietteen levitys Liete levitettiin pintalevityksenä 2-3 lehtivaiheessa oleville oraille joka toiseen orasriviin Kuvat: Sari Peltonen 12
Kuvat: Sari Peltonen 13 6.9.2018 ProAgria Maitovalmennus 2018
19.06.17 Kasvustoissa ei juuri näkynyt silmämääräisesti eroja Kuvat: Karoliina Yrjölä 14
29.06.17 Kuvat: Karoliina Yrjölä 15
10.07.17 Kontrolli (0-lannoitus) erottui hieman vaaleampana Kuvat: Karoliina Yrjölä 16
20.07.17 Kuvat: Karoliina Yrjölä 17
Koeruudut 21.8.17 Kuva: Juho Kotala 18
Kasvustomittaukset Kasvustosta tehtiin kasvukauden aikana lehtivihreä- ja lehtialaindeksimittauksia Mittauksia tehtiin 10 päivän välein 19
Lehtialaindeksi 6 5 4 3 2 1 0 Nollaruutu NPK-verranne Käsittelemätön liete Käsitelty liete 20
Lehtivihreäpitoisuus 700 600 500 400 300 200 100 0 Nollaruutu NPK-verranne Käsittelemätön liete Käsitelty liete 21
Satotulokset 50 45 Jyvien määrä tähkässä b b b 40 a 35 30 Nolla-ruutu Kpl 25 20 35 34 38 NPK-verranne Käsittelemätön liete 15 29 Käsitelty liete 10 5 0 Yhdessä tähkässä olevien jyvien määrä. Samalla kirjaimella merkityt keskiarvot eivät eroa toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (P < 0.05). Pylväiden päälle piirretyt janat kuvaavat keskihajontaa (n = 60). 22
3 Satotulokset Jyvien paino per tähkä (g) 2,5 b b b 2 a Nolla-ruutu (g) 1,5 NPK-verranne Käsittelemätön liete 1 1,2942 1,6143 1,5872 1,7837 Käsitelty liete 0,5 0 Yhdessä tähkässä olevien jyvien paino. Samalla kirjaimella merkityt keskiarvot eivät eroa toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (P < 0.05). Pylväiden päälle piirretyt janat kuvaavat keskihajontaa (n = 60). 23
Satotulokset 8800 Sato (kg/ha) 8600 a 8400 a 8200 8000 a a Nolla-ruutu (kg) 7800 8121 NPK-verranne 7600 7400 8094 7806 Käsittelemätön liete Käsitelty liete 7200 7635 7000 6800 Koeruutujen hehtaarisadot. Keskiarvot eivät eroa toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (P < 0.05). Pylväiden päälle piirretyt janat kuvaavat keskihajontaa (n = 4). 24
Satotulokset 83 Hehtolitrapaino (kg/hl) 82,5 82 a a a a (kg) 81,5 82 81,78 81,85 Nolla-ruutu NPK-verranne 81,83 Käsittelemätön liete 81 Käsitelty liete 80,5 80 Koeruutujen satojen hehtolitrapainot. Keskiarvot eivät eroa toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (P < 0.05). Pylväiden päälle piirretyt janat kuvaavat keskihajontaa (n = 4). 25
Satotulokset 47 46 ab Tuhannen jyvän paino (g) b b a 45 45,7 (g) 44 44,8 45,4 44,9 Nolla-ruutu NPK-verranne 43 Käsittelemätön liete Käsitelty liete 42 41 40 Koeruutujen satojen tuhannen jyvän painot. Samalla kirjaimella merkityt keskiarvot eivät eroa toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (P < 0.05). Pylväiden päälle piirretyt janat kuvaavat keskihajontaa (n = 12) 26
Satotulokset Valkuainen (%) 13 b b b 12,8 12,6 12,4 12,2 a 12,6 12,6 12,6 Nolla-ruutu % 12 11,8 NPK-verranne Käsittelemätön liete 11,6 11,9 Käsitelty liete 11,4 11,2 11 Koeruutujen satojen valkuaispitoisuudet. Samalla kirjaimella merkityt keskiarvot eivät eroa toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (P < 0.05). Pylväiden päälle piirretyt janat kuvaavat keskihajontaa (n = 16) 27
Yhteenveto Suomen kokeista Tämän kokeen tulosten perusteella happokäsittelyllä ei ollut vaikutusta sadonmuodostukseen koeruutujen satotaso Suomen olosuhteisiin nähden erittäin korkea myös lannoittamattomalta ruudulta saatiin hyvä sato syynä mahdollisesti sateisen kasvukauden aiheuttama maaperän orgaanisen typen mobilisoituminen kasvien käyttöön 28
Ruotsin kenttäkoe - nurmi Ensimmäinen Baltic Slurry hankkeen kenttäkoe Ruotsissa vuonna 2016 Naudan liete lypsykarjatilalta, ph 7.1 Käsittelyinä olivat happokäsitelty liete, käsittelemätön liete ja kolme eri typpitason mineraalilannoitettua ruutua 96% rikkihappoa 5 l/tn lietettä ph aleni 7.1 5.5 Lietettä levitettiin 25 tonnia/hehtaari Ammoniakkipäästöjä ei mitattu Happokäsitellyllä lietteellä nurmisato parani 8% verrattuna käsittelemättömään lietteeseen, mutta ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä 29
Ruotsin kenttäkoe - nurmi Sato (kg kuiva-ainetta/ha) 6000 5000 4000 d 3870 b 4810 a a 5210 5260 c 4370 bc 4730 3000 2000 1000 0 Lannoittamaton ruutu Mineraalilannoite 1 Mineraalilannoite 2 Mineraalilannoite 3 Käsittelemätön liete Happokäsitelty liete 30
Ruotsin kenttäkoe - nurmi 10,4 10,2 Valkuaispitoisuus (% kuiva-aineesta) 10,1 10,1 10,3 10 9,9 9,9 9,8 9,6 9,4 9,3 9,2 9 8,8 Lannoittamaton ruutu Mineraalilannoite 1 Mineraalilannoite 2 Mineraalilannoite 3 Käsittelemätön liete Happokäsitelty liete 31
Ruotsin kenttäkoe - nurmi 35 30 31,3 Typen hyötysuhde 25 22,7 20 15 15,6 16,9 10 10 5 0 Mineraalilannoite 1 Mineraalilannoite 2 Mineraalilannoite 3 Käsittelemätön liete Happokäsitelty liete 32
Johtopäätökset Happokäsittely voi parantaa lannan typen hyväksikäyttöä, mutta hyöty vaihtelee vuodesta sekä kasvukauden ja kasvupaikan olosuhteista riippuen jos maassa on paljon kasveille käyttökelpoista typpeä, ei happokäsitelty liete tuota välttämättä sadonlisäystä, vaikka ammoniakkipäästöt vähenevätkin Jos lähtökohdat happokäsittelyyn ovat kunnossa ja olosuhteet ovat suotuisat, viljelijä hyötyy happokäsittelystä sen aiheuttamista lisäkustannuksista huolimatta varsinaista typpilannoitusta voidaan tällöin vähentää ja se laskee viljelyn kustannuksia Myös rikkilannoitusta voidaan vähentää, sillä sitä saadaan lietteeseen rikkihapon lisäyksen yhteydessä Happokäsittelystä saatu tuotto on: ylimääräisestä typestä saatu lisäsato happokäsittelyn kustannukset + rikin arvo. 33
Happokäsittelyn toteuttaminen laajamittaisemmin maatiloilla vaatii vielä selvitystä Erimerkiksi happokäsittelyssä rikkihapolle alttiiksi joutuneet materiaalit saattavat kärsiä korroosiosta ja se on otettava huomioon kaluston valinnassa Erityistä varovaisuutta vaatii myös rikkihapon käsittely, sillä jo pisara on tarpeeksi syövyttämään ihoa Yksi vaihtoehto happokäsittelyn toteuttamiselle voisi olla urakointi, eli käsittelyyn ja sen riskeihin perehtynyt henkilö tekisi usealle maatilalle happokäsittelyä ja mahdollisesti myös levitystä 34
Kiitos! 35