Esityksen rakenne Lannan kuljetuksen mallintaminen perustietoa ennen optimointia Janne Helin MTT Taloustutkimus 8/2/21 Kuinka arvioida lannan kuljettamisen kannattavuutta Esimerkki Aurajoki & sikatilat Mitä tuli tehtyä hyötylanta projektissa 2 kuukauden aikana Paikkatietoanalyysiä etäisyyksien laskemiseksi Tuloksia Maatalouden ympäristöpolitiikan konteksti Jatkosuunnitelmia Kannattaa kunnes lannan: Hyödyt(d) + kustannukset(d) = Jos ympäristukijärjestelmää ei olisi, niin lanta kannattaisi aina kuljettaa mahdollisimman lähelle eläinsuojaa Vältetyn keinolannoituksen arvo /kg P + /kg N + ( kg/ muut) TAI Lannalla saavutetun sadon lisäarvo tuotannossa maannos, P-luku, kasvi panos -& tuotoshinnat Ei huomioitu: tiivistymisen vaikutusta (-) orgaanisen aineen vaikutusta (+) Eläinmäärä Ruokinta Varastointi Kuljetuskustannukset + Levityskustannukset
Eläinmäärä Hyötylanta-Tutkimuskysymyksiä Syöty kuiva-aine (kg/a) Lanta (volyymi) pesuvedet P syönti (kg) Lanta P (kg) Pötsin/yksimahaiset? valkuaistaspaino (PVT) Lanta N (kg) Urea N (kg) Tavoitteena arvioida, mitä lannan fraktiointi ja fosforirajoitteen olennainen lieveneminen tarkoittavat? Mikä on lannan typen tehokkaamman hyödyntämisen tuotto? sadevesi kate? Lantavarasto varastohävikki Lannankuljetus Lannanlevitys Sikatiheän alueen aluemalli Ilman tilatalouden kokonaistarkastelua Ilman ruokinnallisten keinojen vaikutusta kuljetukseen Levityshävikki Pelloille levitetty lanta (N & P) Etäisyyteen vaikuttavia tekijöitä (ilman optimointia) Sikatilojen lanta Alueen pelloille Maatilarekisteri (TIKE) Lannan Tilavuus N & P pitoisuus Liete vs eritelty Kuljetuskustannukset Etäisyys Eläinsuojasta omille/muiden tilojen lohkoille Nopeus Säiliökoko Hinnat (työ, polttoaine, voiteluaine) Levityskustannukset Levityskoneisto Nopeus Hinnat(työ, polttoaine, voiteluaine) Taulukkoarvot (oletetaan liete) Tämän työn antia Vakio (suunniteltu vakioitavaksi tilan kokoluokittain) Vakio (suunniteltu vakioitavaksi levitysteknologioittain)
Lannan sisältämien ravinteiden taulukkoarvot Lähde:Ympäristötukiehdot, 27 Lannan määrä & pitoisuuksia Navetan pesuvedet Vedenkulutus 8 7 6 y = 19.83 R 2 =.7346 vesi/päivä 5 4 3 Sarja1 Lin. (Sarja1) 2 1 honeybee.helsinki.fi/~hsmakine/mal4_opas.pdf 1 2 3 4 lehmät data from Tuhkanen et al 25 Porsastuotannolle oletettu.5 m 3 a -1
Typpi sonnassa ja virtsassa naudoille Fosfori lannassa naudoille Typen eritys mäskiruokinta rypsiruokinta 22 kg P 1252 kg P 3 y =.1772 + 184.94 25 R 2 = 1 2 milkn y =.315 + 151.24 sontan N (g) 15 R 2 =.9996 y =.135 + 137.48 R 2 =.9968 virtsan Lin. (milkn) Lin. (sontan) 1 Lin. (virtsan) 5-2 -1 1 2 3 4 5 PVT saanti Nousiainen et al. (p. 36) Lähde: In MET25 Uusikämppä, Lypsykarjataloudesta tulevan ympäristökuormituksen vähentäminen Lantavarasto Lanta (tilavuus) Lannan kuljettaminen 5m Keski-sadanta l/m 2 a -1 Haihtumiskerroin -1 Katettava ala m 2 sademäärä l/a Muovi/sora kate Ei katetta poistoaika 25 a korko 5% Tilavuustarve m 3 Investointi + Katekulu kustannus /m 3 Kiinteä betonikate 1.5 325 1.5 1.5 163 /a Lannan tilavuus Olettaen: 51-6 kw traktori 1m3 levitysvaunu 13.5 /h palkka.68 /l polttoaine 1.23 /l voiteluaine 7 l/h kulutus.9 l/h kulutus keskietäisyys 28.8 km/h keskinopeus kustannus /h 2 Kokonaisvarastokustannus /a Kuormien määrä Kokonaiskuljetusaika h Yhden kuorman aika kokonaiskuljetuskustannus
Etäisyydet -Arc Modelbuilder 55 siallista tilaa Lohkoja: 1744 ESRI tieverkosto (Digiroad pohja) Kaikille tiloille tai lohkoille ei vie tietä aineistossa Lähin piste tilakeskusta tieverkosta (Generate near table)
Viiva tiepisteestä tilapisteeseen (Point to Line) Luodaan & lasketaan kentät matka-ajalle ja väylätyypille Viedään network kantaan Jokaisesta peltolohkosta katsottu lähin tiepiste Count: 211 Minimum:,93 Maimum: 236,18 Sum: 588,73 Mean: 27,87 Stand Deviation: 34,65 Minimun distance from farms to roads 35 3 25 2 15 1 5 [,932; 5,637) [85,622; 9,327) [23,248; 27,953) Shape_Length Count Count: 1393 Minimum: Maimum: 593,49 Sum: 347767 Mean: 33,46 Stand. Deviation: 72,42 Minimum distance from roads to fields Count 7 6 5 4 3 2 1 [,; 11,87) [213,658; 225,527) [51,44; 522,274) Shape.Length Jokaisesta lähimmästä tiepisteestä Lähimpiin pisteisiin kaikista peltolohkoista Siten että matka on yhtä pitkä kuin pellolta lähimpään tiepisteeseen ja near.oidt vastaavat toisiaan (make query table) 16 sikatilaa Lohkoja: 1744 (7/16 tilasta kokonaan 28 Aurajoen valuma-alueella ja 7% peltopinta-alasta) Esri teistä, itse luoduista viivoista luodaan verkko (manuaalisesti) Tieverkoston pituus kasvaa ~1% OD cost-matri Lähtö- ja tulopisteiden määritys (osajoukko) Etäisyydet - Summary statistics
Count Kuljettaminen omille lohkoille Minimi etäisyydet omille lohkoille 52 5 48 46 44 42 4 38 36 34 32 3 28 26 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 ka ka-pp 9.4 12.5 6.8 7.1 6.1 6.1 7.9 7.8 6.7 6.7 7.1 7.3 8.2 8.2 7.9 8.1 7.7 7.9 7.3 7.3 9.7 9 8.5 8.3 8.1 8.1 8.4 8.5 15.3 18.3 9.5 8.5 8 9 Kuljetuskustannukset Aurajoen valuma-alueen pelloille, jotka tila omistaa. tila /a tila /a 1 585 9 3965 2 474 1 1998 3 1379 11 132 4 851 12 1248 5 191 13 947 6 122 14 375 7 24 15 1657 8 647 4 2 [31,763; 1 26,533) [4 946,844; 6 175,614) [11 9,694; 12 319,465) [17 234,545; 18 463,315) [23 378,396; 24 67,166) [29 522,247; 3 751,17) [35 666,98; 36 894,868] Total_meters Levityskustannukset Lannan levittäminen Lietelannan urakka korvaukset /m3 postinumeroalue 1.78 1 2 3 1.67 4 5 6 1.83 7 8 1.69 9 K 1.8 22.7.25 Käytännön maamies 9, s 46-47 /m3 /m3 /m3 m3 hajalevitys letkulevitys sijoituslevitys 1 3.8 4.4 4.6 4 1.5 1.7 2 Työtehoseuran maataloustiedotteen 9/24 (nro 572) 51-6 kw traktori 1m3 levitysvaunu 13.5 /h palkka.68 /l polttoaine 1.23 / voiteluaine 7 l/h kulutus Kokonaislevityskustannukset (ei multauskustannusta).9 l/h kulutus Lannan tilavuus haja letku sijioittaminen kustannus /h 6 levitysnopeus Levityksen muuttuvat kustannukset.5.5 1.5 Levityksen investointikustannukset Min/m3 Vaadittu aika poisto 1 a korko 5% 293 427 /a 461
Tuloksia Sikatilojen lannan ravinteiden kokonais arvo : ~7 /a Lantaan liittyvät kustannukset eriteltynä: Varastointi: ~ 23 (josta pääomakuluja 1%) Kuljetus: ~ 15 (josta pääomakuluja %) Levitys: ~ 48 (josta pääomakuluja 96%) Urakointina: ~23-17 24 Ilman fosforia & kiinteitä kustannuksia ~42 Joudutaanko lannanlevitykselle myönnettyä poikkeusta hyödyntämään? oletetaan viljavuusluokka hyvä lannoitusrajoja tarkasteltaessa ja ohran rajat eli (1kg) tila P kg/ha tila P kg/ha 1 9 5 2 11 1 13 3 8 11 13 4 5 12 11 5 1 13 13 6 5 14 8 7 27 15 1 8 5 16 1 5% sikatiloista ylittää ympäristötuen sallitut perusfosforimäärät (jos pyöristetään (31%)) 1 sikatiloista ylittää ympäristötuessa sallitun 2kg poikkeuksen (pelkät aurajoen pellot käytössä (38%)) Ainoastaan 9 m3 täytyy siirtää pois omistuksesta, vaikka kaikki tilat olisivat P-luokassa korkea N 1.43 /kg P 1.9 /kg K 1.22 /kg Vrt. Ympäristötukitulo yhteensä n. 123 /a Maannosaineisto, fosforiluvut ja 23 viljelykasvi prosessesoitu ainoastaan Aurajoen valuma-alueelle, joten tarkempia maksimikäyttömääriä ei vielä pystytty laskemaan Tarkempi määrittäminen vaatisi kunnittaista P-keskiarvoa tarkempaa tietoa fosforista Arveluttavan korkea fosforiluku johtaa ongelmiin Lantapoikkeuksen merkitys Varauksia Voi levittää ainoastaan lantaa Oletetaan että lantaa levitetään tasaisesti tilan kaikille lohkoille (maksimi tulon menetys, vähiten P-lukua nostava) Lasketaan tulon menetys ohrasadosta (väkilannoitteen typen ja sadon hinnan) optimilannoitusmäärän tuottamasta sadosta verrattuna pelkän lietelannan typpimäärään Tilakeskusta lähimmille lohkoille ei todellisuudessa välttämättä tarvi käyttää tietä. Ei laskettu matka-aikaan kääntymisiä, eikä laskettu nopeutta erikseen eri tieluokille Vakio (1m 3 ) kuljetussäiliön tilavuus lisää kustannuksia enemmän isoille tiloille kuin todellisuudessa tehokkain koko n. 7 /vuosi poikkeusta hyödyntäville tiloille yhteensä N 1.43 /kg Ohra.16 /kg Lietelannan typpihävikki 5%
Tulossa Keski-etäisyys ilman eläimiä olevien tilojen lohkoille Etäisyys lähimpään ilman eläimiä olevan tilan lohkoon Rakennemuutos-skenaario Puolet tiloista lopettaa (kaikki pienemmät) Loput tilat tuplaavat tuotantonsa (kokonaiseläinmäärä ja tiheys kasvavat) Pelto ei vapaudu Peltomarkkinat jäykät tukien takia Ongelmia Valuma-aluerajat soveltuvat huonosti tilojen kuljetusmatkojen laskentaan Edelleen työlästä käyttää OD matriisi liian raskas noin 2 tilaa suuremmalle joukolle Optimointiongelmaksi liian raskas kenties 16 tilallekin Taloudellinen malli pitäisi koodata lohkotason tarkastelua varten eri tavoin Jatkokehitystyöhön tarvittaisiin lisää palkkakuukausia Kiitos Kysymyksiä & kommentteja?