Sisältö Lannan ravinteet hyötykäyttöön ympäristön ja viljelyn etu Hydro-Pohjanmaa hankkeen päätösseminaari Ilmajoki 20.11.2014 Laura Alakukku, Maataloustieteiden laitos Lanta maatilan tuotantosysteemissä à muodostuminen à raaka-aine vai jäte? Lannan ravinteiden kierto pellolta pellolle à lannan ravinteiden säilyttäminen à Kasvin ravinteidenotto ja käytön hyötysuhde Kasvien ravinteidenoton varmistaminen à Case: maan rakenne ja lannan hyötykäyttö Tiedon käyttö lannan ravinteiden käyttöä tehostettaessa Maatalous-metsä tieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi 26.11.2014 1 Lannan ravinteiden kierto nykyinen tavoite pellolta peltoon Lannan muodostuminen alueellinen jakautuminen Kotieläimet Naudat Siat Integraatio: Maatalous/muu yhteiskunta. Esim. ravinteiden kierrätys, ilmastonmuutos, päästöjen vähentämistavoitteet, energian käyttö Talous: -Tuotannon kannattavuus -Yhteiskunnan taloudellinen ohjaus Kasvintuotanto: ruokaa, rehua, energiaa, kuituja Kotieläintuotanto: ruokaa, lantaa, energiaa Teknologiset ratkaisut à ravinteiden hyötykäyttö Ympäristö -Kuormituksen vähentäminen ja ennaltaehkäisy -Puhtaus, hygieenisyys -Sopeutuminen IM Lannan määrä milj. t/vuosi v. 2012: 17,243 13,212 2,886 Siipikarja Turkiseläimet Muut 0,158 0,189 0,797 Eläintiheys (LSU = eläinyksikkö) ja nautakarjan, sikojen, siipikarjan, turkiseläinten ja muiden eläinten (vuohet, lampaat, hevoset) määrä (kpl/ha) Lanta: Grönroos, J. National model for nitrogen Kartat: Ylivainioet al. (2013): MTT Report 124: available from MTT s website Regional P stocks in soil and in animal manure as compared to P requirement of plants in Finland : Emissions from agriculture Baltic Forum for Innovative Technologies for Sustainable Manure Management. WP4 Standardisation of manure types with focus on phosphorus
Lannassa on ravinteita 17,5 milj. kg P Suomessa v. 2011 Energian käyttö kasvintuotannossa Lannasta Lannan ravinteiden hyödyntäminen à lannan ravinnesuhteet <> lannoitustarve à muodostuminen <> käyttötarve à välillisen energian käyttö maataloudessa à luonnonvarojen kestävä käyttö Lannan ravinteet kattavat lannoitustarpeen à ostolannoitteiden tarve Siemen, säilöntäaineet, torjunta-aineet 6 % Traktorityövaiheet 14 % Kalkin valmistus 7 % Energian tarve säilörehunurmen viljelyyn Kiedontamuovi 12 % Lannoitteiden valmistus 61 % Lannan P ylittää kasvin P tarpeen à pellon P tase ylijäämäinen à maan fosforipitoisuuden kasvu à P huuhtoutumisen riski Lannoitteiden valmistus Traktorityövaiheet Kiedontamuovi Kalkin valmistus Siemen, säilöntäaineet, torjunta-aineet Ylivainio et al. (2013): MTT Report 124: available from MTT s website Regional P stocks in soil and in animal manure as compared to P requirement of plants in Finland : Baltic Forum for Innovative Technologies for Sustainable Manure Management. WP4 Standardisation of manure types with focus on phosphorus Lähde: Jukka Ahokas, Hannu Mikkola, Helsingin yliopisto Pellolta pellolle -kierron hyötysuhde teknologiset valinnat, ajoitus, kasvin ravinteidenotto Maan rakenne vaikutus töiden ajoitukseen sekä kasvin kasvuun ja ravinteidenottoon Lannan käsittelyketju à typen päästöjen hallinta à ravinteiden huuhtoutuminen à levityksen ajoitus maan ja kasvin kannalta Kasvin ravinteidenotto à ravinteet oikeaan aikaan oikeassa suhteessa à kasvin kasvuedellytykset à maan rakenne à vesitalous Typen kaasumaisten päästöjen mahdollisuus ketjun eri vaiheissa Esimerkki: sateinen kasvukausi Märkyys haittasi kasvua Miten nurmet? Painannevarasto puskuroi touko-elokuun sademäärä 349 mm (keskimäärin 1970 2000 252 mm) àtiiviin savimaan märkyys viivästytti sänkimaan kylvöä à haittasi myöhemmin kasvien kasvua P S N Siemensato (kg/ha, %) 4960-16 -55 Typpitase (kg/ha) 33 43 78 Fosforitase (kg/ha) 0 3,2 9,6 8 Alakukku ym. (2009)
Märkä maa tiivistyy ja tahtaantuu herkästi Tiivistymisen riski suurin: aikaisin keväällä, myöhään syksyllä Kasvin ravinteidenoton varmistaminen Case: Maan tiivistymisen välttäminen Lannan levityksen menetelmävalinnat, ajoitus Miten vähentää peltoliikennettä maan ollessa märkää? Töiden ajoitus ja suunnittelu à peltoajon määrän rajoittaminen à levitys kasvukauden aikana à viljelykierto, kasvilajivalinta à laitumella: juottopaikat yms. Menetelmien valinta à koneratkaisut: pintapaine, rengaskuorma, kapasiteetti, ajokertojen määrä ja niiden jakautuminen pellolla àlannan jakeistaminen à satelliittisäiliöt Kuva: Risto T. Seppälä, MTT Aikaikkunan tehokas hyödyntäminen Töiden suunnittelu àpelto- ja tieajon ajoitus à lannan levitys: etäsäiliöt à peltoajo kapeassa aikaikkunassa à tieajo esim. talvella à urakoitsija àeri kalusto tiellä ja pellolla à sadonkorjuu Tiivistymisriskin pienentäminen peltoliikenteen suunnittelu àmenetelmien valinta à lannan separointi/fraktiointi àlannoitearvon nosto àlevitysmäärä/ha à ajon vähentäminen Ajouria (ei muokkausta) à Kasvuunlähdön epätasiasuus àepätasainen pinta àtiivistyminen àurat keräävät vettä -Lohkokoko -peruslohkon keskikoko v. 2008 2,4 ha -päisteajo -liittymien määrä tieltä -peltoliikenteen suunnittelu àlannan syöttöletkulevitys àliikenteen järjestely suurilla lohkoilla àjuuriston käyttö tukiverkkona (mm. eloperäiset maat) -Lohkojen muoto -päisteajo -päällekkäin ajo (ajo-opastimen käyttö) -työn sujuminen
Kiinteät ajourat? Automaatio koneiden keventäminen, liikenteen suunnittelu ja optimointi, muokkauksen keventäminen mm. Australiassa panostettu: tavalliset koneet, raideväli sovitettu tasajaolle esim. 3 m:n kerranteiksi Yhdistetty kevennettyyn muokkaukseen Århusin yliopistossa peltokäyttöön rakennettu Hortibot vuosimallia 2007 (Kuva: Århus University) Lähde: New Scientist 1 November 2012 Yksi iso <> monta pientä Fendt paritraktori Tiivistymishaittojen kestoaika tiivistymän syvyys vaikuttaa Kyntö, luonnon prosessit palauttavat Pitkäaikaisvaikutus * perusmuokkauskerroksen alapuolella * luonnon prosessit vaikuttavat hitaasti * vaikea korjata à Tärkeää välttää Välitön vaikutus * ajourat (esim. nurmi) * ei perusmuokkausta ennen uutta kasvustoa Lyhytaikaisvaikutus * kyntökerros 3-5 vuotta savimaa, karkea ja eloperäinen maa vähemmän A0 Savimaan makrohuokoset 29 ja karkean maan 14 vuotta tiivistämisestä CT-scan 20 40 cm, karkea maa Ruotsi A2 30-40 cm, savimaa Suomi -kuvasta laskettu ilmatilavuus 10 kpa:n vesipotentiaalissa (%) A 0 A 2 2,6a 2,0b 30-35 cm, savi Veden Ilmanläpäisevyys (μm 2 ) imu (kpa) A 0 A 2-10 0.8a 0.02b -30 1.9a 0.07b -100 85a 17b Tiivistämätön Tiivistetty Berisso ym. Soil & Tillage Res. (2012b) (Schjønning ym. 2013) SSSJA A0 = ei tiivistystä v. 1981 16 A2 = tiivistetty v. 1981
Esimerkki: Terranimo - työkalu tiivistymisriskin arviointiin koneiden aiheuttama kuormitus <> maan lujuus Lannan ravinteiden hyötykäyttö tietoa kierron eri vaiheissa, tiedon käyttö päätöksenteossa www.soilcompaction.fi Terranimo kone-maa à jännitys <> maan lujuus Terranimo kone-maa à jännitys <> maan lujuus www.soilcompaction.fi www.soilcompaction.fi
Mallien käyttö tiedon hallinnassa - päätöksenteon tuki Reaaliaikaisia mittauksia tarvitaan mallituksen tueksi Maan olosuhteiden mallitus àkastelun tarve, kantavuus àmaan lämpeneminen, kylvöaika àkasvitautipaine 10000 9000 8000 Biomass yield [kg ha -1 ] 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 140 150 160 170 180 190 200 DOY Kasvuston biomassan kehitys paikkakohtaisesti àlisälannoitustarve àkastelutarve Lähde: Hakojärvi ym. (2011), Knuutila ym. (2010) Lähde: www.soilscout.com Tiedon hallinta strateginen ja operatiivinen suunnittelu Tarvitaan systeemiratkaisuja: -Teknologisten keinojen tuottaminen àmonipuolisen tiedon yhdistämistä àmittaus tuottaa tietoa, mutta vasta tiedon hyödyntäminen tuottaa taloudellista tulosta mittausteknologian käytöstä àmallinnus työkalu, jossa tarvitaan hyvää mittaustietoa -Mittakaavat: àratkaisuja, tuotantorakennuksissa pellolla ja valuma-alueella SOIL- WEATHER platform Liisa Pesonen Uusia menetelmiä valkuaisen ja energian tuotantoon FAOn ennusteen mukaan lihan kulutus on vuonna 2050 450 miljardia kg/v à 2 kertaa nykyinen kulutus Esimerkkejä: -Botryococcus braunii levä: öljysato/ha 100 kertaa > tavallisen öljykasvin öljysato Rehusta % eläimestä Hyötysuhde àpainoksi à syötävää ihmisten ravinnon tuotannossa -Ratkaisut useiden keinojen yhdysvaikutuksena àesim. lannan jakeistaminen àravinnesuhteet, levitys, päästöt Termiitit maailman tehokkaimpia biokaasureaktoreja Nature, 2007, 450:560-565 Aquaculture 214: 413-425 (2004) http://www.unibio.dk/?page_id=128 Annu. Rev Entomol. 2013:, 58: 563-583