Lannan tehokkaampi hyödyntäminen maatalouden ravinnekuormituksen vähentämisessä Heikki Lehtonen, erikoistutkija TkT, Dos, Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT / Taloustutkimus heikki.lehtonen@mtt.fi Esitys 15.6. 2011
Kotieläintalouden lantaongelmasta on tulossa yhä keskeisempi Itämeren suojelussa Lantaongelma = ylen määrin lantaa ja ravinteita (N,P) niiden peltojen lannoitustarpeeseen nähden, joille lantaa levitetään Tämä johtaa typen ja fosforin valumiseen vesistöihin sitä runsaampana, mitä suurempana ja mitä kauemmin ylilannoitus on jatkunut (maan varastointi- ja puskurointikyky rajallinen ravinteiden suhteen) Orgaanisen typen hajoaminen kiihtyy ilmaston lämmetessä, ja ravinteiden huuhtoutuminen lisääntyy talvien leudontuessa ja rankkasateiden ja tulvien yleistyessä Esimerkiksi Ruotsin television dokumentti pahenevasta lantaongelmasta Puolassa ja Venäjällä (Leningradin alue) on herättänyt huomiota http://svtplay.se/t/103466/vart_grisiga_hav Pääosa pahenevasta lantaongelmasta johtuu erittäin suurten kotieläintuotantoyksiköiden rakentantamisesta suhteessa lähialueen peltoalaan, sekä lannanlevitysmääräysten puutteellisesta noudattamisesta ja valvonnasta Kysymys: voidaanko kotieläintuotannon mittakaavaedut yhdistää tehokkaampaan ravinnekiertoon? HYÖTYLANTA-tutkimusohjelman loppuraportti on saatavissa verkkojulkaisuna: http://www.mtt.fi/mttraportti/pdf/mttraportti21.pdf
Perusongelma: Lanta ei ole paras mahdollinen lannoite! Lanta lannoitusmateriaalina vähäravinteista ja ravinnesuhteiltaan lannoituskäyttöön sopimatonta liian vähän typpeä suhteessa fosforiin useimpien kasvien tarpeisiin nähden; lisäksi ravinnepitoisuuksissa aina epävarmuutta Lannassa liukenematonta typpeä noin 35-40% => epävarmuutta viljelijälle + potentiaalista ympäristöhaittaa Typpilannoitetta joudutaan ostamaan lannan liikafosforin takia =>ylimääräistä liikennettä peltolohkoille lannoituksen takia + usein lannan vastikkeeton luovutus tilan ulkopuolelle Tarvetta kuljettaa lantaa yhä kauemmas, jotta levitys olisi kasvien ravinnetarpeen mukaista kuka maksaa? Erityisesti lietelannasta yli 95 % vettä Tarvetta tiivistää ravinteita ja muuttaa ravinnesuhteita kasvien tarpeisiin Erotetaan fosforipitoinen kiintoaines ja typpipitoinen neste erikseen (separointi), jolloin typpilannoitus voidaan hoitaa pelkästään lannalla ja saavuttaa eräitä kustannussäästöjä Haittana suuri levitysmäärä hehtaarille, uhkana maan tiivistyminen Fosforipitoinen sakka kuivalevityksenä pelloille, joilla sitä tarvitaan Mieluiten kompostoituna, jolloin tilavuus pienenee ja rikkakasvit eivät leviä
Pellolle levitetyn sian lietelannan arvo (eur/ha) pellon ja lietesäiliön välisen etäisyyden (km) kasvaessa Huomioitu levityskustannukset ja pellon tiivistymisestä aiheutuva sadonmenetys. Lokakuussa 2010 typen arvo salpietarilannoitteissa oli noin 1 eur/kg ja fosforin 2,4 eur/kg. Kaliumin arvoa ei ole huomioitu. 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 -60 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Hinnat -50% Lokakuun 2010 hinnat Hinnat +50%
Pellolle levitetyn naudan lietelannan arvo (eur/ha) pellon ja lietesäiliön välisen etäisyyden (km) kasvaessa Huomioitu levityskustannukset ja pellon tiivistymisestä aiheutuva sadonmenetys. Lokakuussa 2010 typen arvo salpietarilannoitteissa oli noin 1 eur/kg ja fosforin 2,4 eur/kg. Kaliumin arvoa ei ole huomioitu.
Hyötylannan teknologiaskenaario 1: Lannan jakeistaminen mekaanisella separoinnilla Tyypillisimmin lanta puristetaan seulan läpi ruuvikuivaimella, joita on sekä sähkö- että traktorikäyttöisiä. Markkinoilla on myös heikompitehoisia seuloja ja nauhakuivaimia sekä tehokkaampia kuivauslinkoja. Separaattori ei toimi alle 5 pakkasasteen lämpötiloissa. Sekä kiinteälle että nestemäiselle jakeelle olisi hyvä olla omat säiliönsä. Erilliseen säiliöön separoitua nesteosaa ei tarvitse enää uudelleen sekoittaa. Separoitu nestefraktio levittyy ja imeytyy maahan käsittelemätöntä lietettä nopeammin, mikä vähentää typen haihtumista ammoniakkina ja jouduttaa itse levitystyötä. Kuiva-ainepitoisemman fosforifraktion voi levittää pellolle kuivalannan tavoin. Sitä voi myös kompostoida aumassa, jolloin sen tilavuus pienenee alle 10%:iin nestefraktion tilavuudesta Samalla kasvavat ammoniakkipäästöt. Sakkafraktio tarvitsee alustan, josta ravinteet eivät vuoda maahan, ja tähän tarkoitukseen sopii esim. turve. Mikäli sakkafraktion kuiva-ainepitoisuus on yli 30%, sitä ei tarvitse kattaa.
Lannan jakeistamisen kustannushyödyt (eur per tila) 13 %, 40 % ja 69 % fosforin erotustehokkuuksilla Tilalla varastoitava lantamäärä 3000 kuutiometriä, omaa peltoa 45 ha, salpietaritypen hinta 1 eur/kg, nautatilalla fosforin lannoitusraja 20 kg/ha, typen 170 kg/ha (7 peltolohkolla) ja 90 kg/ha (2 peltolohkolla) ja sikatilalla typen lannoitusraja 90 kg/ha ja fosforin 15 kg/ha. Peltolohkon koko 5 ha. 0 % 13 % 40 % 69 % Nautatila eur eur eur eur Raakalietteen levityskustannus omille pelloille 4 800 0 0 0 Raakalietteen levityskustannus muiden pelloille 10 200 0 0 0 Ostolannoitemenot 3550 4 650 4240 4650 Jakeistetun lietteen levityskustannus omille pelloille 0 2 900 3 300 2 500 Jakeistetun lietteen levityskustannus muiden pelloille 0 3 900 0 0 Pellon tiivistymisestä aiheutuva satotappio 200 150 190 150 Yhteensä 18 750 11 600 7 730 7 300 Erotus lähtötilanteeseen (jolloin ei jakeistusta) 7 150 11 020 11 450 Sikatila Raakalietteen levityskustannus omille pelloille 2300 0 0 0 Raakalietteen levityskustannus muiden pelloille 15300 0 0 0 Ostolannoitemenot 1962 1827 530 1070 Jakeistetun lietteen levityskustannus omille pelloille 0 2750 3300 3340 Jakeistetun lietteen levityskustannus muiden pelloille 0 3900 2200 Pellon tiivistymisestä aiheutuva satotappio 108 108 162 174 Yhteensä 19670 8585 6192 4584 Erotus lähtötilanteeseen (jolloin ei jakeisteta) 11085 13478 15086
Investoinnin takaisinmaksuaika (vuotta), kun kiintoaineen ja fosforin erottamiseen tarvittavat hankintamenot yht. 80 000 eur (ml. tehokas lietesekoitin ja pumppu) ja kustannuksia jakavia tiloja 1-10 kpl Fosforin erotustehokkuus 40 % (ruuvikuivain ja mahdollisuus jakeistetun nesteosan laskeuttamiseen erillisessä altaassa), käyttöikä 12 vuotta. Tiloilla varastoitavaa lantaa 3000 kuutiometriä ja omaa peltoa 45 ha. Laskennallinen korkokanta 5 %, 12 vuoden laskennallisella takaisinmaksuajalla vuotuinen annuiteettikerroin 0,11283; vuotuinen pääomakustannus 9026 euroa, vuotuinen huoltokustannus 1 % hankintahinnasta (800 eur) + 2000 eur käyttökustannus per tila Takaisinmaksuaika vuosina, kun 1,2,3,4,5 ja 10 tilaa jakamassa kustannuksia jakeistamisen kate kustannussäästö eur eur 1 2 3 4 5 10 Nautatila 8163 10963 41,3 6,2 3,4 2,3 1,7 0,8 Sikatila 10077 12877 20,8 4,8 2,7 1,9 1,4 0,7 katemuutos per nautapaikka eur -4,8 22,5 31,6 36,1 38,9 44,3 katemuutos per sikapaikka eur 0,7 4 5,1 5,6 5,9 6,6
Mihin fosforin erottaminen lannasta johtaisi? Maidontuotannon keskittyminen Pohjanmaan suuralueelle suurille tiloille kiihtyisi lievästi: tuotanto +3-5% Koko maassa tuotanto kasvaisi 2-3% (40-50 milj. litraa) Fosforin erottaminen vähentäisi pellon hankinnan kustannusta navettalaajennuksille Vaikutus maataloustuloon 5-10 milj. eur Vaikutus keinolannoitefosforin myyntiin -50% / -40% / -20% Tiedossa olevat todennäköiset erotustehokkuudet mekaanisessa separoinnissa 69%, 40%, 13% Vaikutus keinolannoitetypen myyntiin -4-5% Fosforin mekaanisen separoinnin kustannukset jaettava usean suuren tilan kesken => kustannukset mahdollista kattaa Vähentää lannan kuljetus- ja levityskustannuksia Lantatypen käyttö tehostuu
Johtopäätöksiä Kotieläintalouden rakennekehitys ei ole hidastumassa => mahdollisuuksia ravinnekierrolle Kiintoaineen ja fosforin erottaminen kannattavaksi usean ison tilan yhteistyönä Voi helpottaa liikafosforista kärsivien tilojen kasvua, vaikka hyödyt kuluvat kustannuksiin Voi johtaa tuotannon kasvuun siellä, missä jo paljon kotieläimiä Miten syntyvä fosforilannoite hyödynnetään? Jos kysyntää, P-taseet alenevat! Orgaanisten lannoitteiden oltava kilpailukykyisiä vaihtoehtoja väkilannoitteille Se mikä käsittelyn helppoudessa hävitään, voitettava sujuvalla työnjaolla, osaamisella ja kustannussäästöillä ja pienemmällä hintavaihtelulla Maatalouden, yhdyskuntien ja teollisuuden materiaalivirtojen sisältämien ravinteiden tuotteistus on mahdollista keskitettyjen biokaasulaitosten perään sijoitettavissa kierrätyslannoitetehtaissa Ei vielä todellisuutta vaatii merkittäviä kehittämispanostuksia, jotta ravinnekierto ja biokaasu olisivat vahvassa synergiassa Lannan kuljetusmatkoja kannattaa ympäristömielessä pidentää jos ravinteet kasvien käyttöön! Keskeistä edelleen myös lannan sijoituslevitykseen siirtyminen ja syyslevityksen vähentäminen Tärkeää kannustaa toimiin, jotka edistävät useiden eri ympäristötavoitteiden saavuttamista ja parantavat maatilojen taloutta lannan hyötykäytössä mahdollisuuksia Maatalouspolitiikan, ruokastrategian, ilmasto- ja energiastrategian, vesiensuojelun, monimuotoisuuden tavoitteet Maatalous voi tuottaa merkittäviä päästövähennyksiä, jos niistä maksetaan Maatalous usein heikosti kannattavaa => kilpailukykyinen vähennyskustannus
Baltic MANURE 17. 09. 2010-16. 12. 2013 3,7 milj. eur Objectives Turning manure into business opportunities To establish a manure knowledge forum by transnational R&D efforts, communication and business innovation To evaluate the existing systems and technologies for animal housing and manure processing in the Baltic Sea Region To evaluate the existing norms for manure in relation to housing and technologies to reach sustainable nutrient cycles, with a special emphasis on phosphorus To perform sustainability analysis of new technologies To identify and analyse the commercial potentials of manure technologies, e.g. for energy purposes To evaluate the structure of incentives and national interpretations of EU directives influencing the development of inventive manure processing technologies To stimulate business innovation for manure technologies and to recommend specific investments
Baltic MANURE - Work Packages WP 1. Project management: MTT (FI) Will ensure strategic, operational and financial management of the project WP 2. Communication: ABP/CBMI (DK) Will facilitate communication between all MANURE actors internally and externally WP 3. Innovative technology for animal feeding and housing, processing, storage and spreading of manure: JTI (SE) Will identify innovative technologies for handling and processing manure in an environmentally-friendly way on big farms in the BSR WP 4. Standardisation of manure types with special emphasis on phosphorus : JKI (DE) Will describe different manure types and their value as a fertiliser and recommend new standards for manure types WP 5. Assessing sustainability of manure technology chains: Univ. S. Denmark (DK) Will assess the environmental consequences of different manure management technology chains of relevance for the BSR WP 6. Energy potentials of manure: MTT (FI) Will evaluate the energy potentials of different manure types with focus on biogas technology WP 7. Business innovation: ABP/CBMI (DK) Will in cooperation with EEN members in the BSR region ensure the commercial viability of innovative companies and research outputs from the WPs 3-6