Seosviljelyn hyödyt käyttöön Luomupäivät 2016 Sari Himanen Luonnonvarat ja biotuotanto, Ekologinen kasvintuotanto Luonnonvarakeskus (Luke) Kuva: Sari Himanen Luonnonvarakeskus Luonnonvarakeskus
Luonnon ja maatalouden ekosysteemien erot -> luonnosta oppiminen keinona kestävään tuotantoon Luonnon ekosysteemit Tuottavuus Matala-keskinkertainen Korkea Maatalousekosysteemit Trofiatasojen väliset vuorovaikutukset Monimutkaisia, moninaisia Yksinkertaisia, lineaarisia Lajimonimuotoisuus Korkea Matala Geneettinen monimuotoisuus Korkea Matala Ravinteiden kierto Suljettu Avoin Vakaus (resilienssi) Korkea Matala Ajallinen pysyvyys Pitkä Lyhyt Luomussa agrobiodiversiteetti, ravinteiden kierrätys, peltoekosysteemin biologisen toiminnan ja ekologian hyödyntäminen ja tukeminen 2 18.11.2016
Peltoekosysteemin monimuotoistamisen tapoja Valitut lajikkeet ja lajit, geneettinen monimuotoisuus Viljelykierto (monimuotoisuutta ajassa) Sekaviljely (monimuotoisuutta paikassa ja ajassa) Monimuotoisuusrakenteet (pellolla tai sen reunoilla) Maisemarakenteet (peltojen ympärillä) Vaikuttaa myös viljelytoimet (maan muokkaus, lannoitus) Kuva: Gliessman. 2006. Agroecology: The ecology of sustainable food systems.
Sekaviljely Sekaviljely (intercropping): Kahden tai useamman viljelykasvilajin yhtäaikainen (osan tai koko kasvuaikansa) viljely riittävässä läheisyydessä toisiinsa ekologisten vuorovaikutusten toiminnan kannalta Historiasta: - Vanhimpien viljelyjärjestelmien uskotaan olleen sekaviljelyä - Intiaaneilla kolmen sisaren viljelmät : maissi tuki papua, papu sitoi typpeä, kurpitsa suojasi rikoilta Tuotannon tehokkuus pinta-alaa kohden kasvaa ilman ulkoisten viljelypanosten lisäämistä Peltotason monimuotoisuus kasvaa sekä paikassa että ajassa 4 18.11.2016
Sekaviljely muuttaa pellon ekologiaa Mahdollistaa kasvutekijöiden tehokkaamman hyödyntämisen täysimääräisimmin: valo, ravinteet, vesi, kasvutila maan alla ja päällä Pienentää kasviyksilöiden välistä kilpailua -> voi tuoda satoetua Lajit voivat vaikuttaa positiivisesti toisiinsa (fasilitaatio), esim. biologinen typensidonta, fyysinen tuki Lajit voivat reagoida eri tavoin stresseihin -> korvaavuus tuo satovarmuutta seoskasvustoon Ekosysteemipalvelut: pölytys, luontainen biologinen torjunta, ravinteiden ja veden hallinta Seosviljely vaikuttaa maan alla ja päällä. Kuva: Ville Heimala. 5 18.11.2016
Seosviljely on yksi sekaviljelyn muoto Sekaviljelyn muotoja: seosviljely, rivi-, kaista- ja vuorosekaviljely Yleisintä seosviljelyä nurmet, viherlannoitusseokset, aluskasvit, seosvilja, palkovilja-viljaseokset Täsmäsuunniteltu monihyötyinen menetelmä Nykymuotoisessa maataloudessa spatiaalinen monimuotoisuus pientä -> unohdettu ja siten alihyödynnetty? Eri sekaviljelymuotoja. Kuva: Ville Heimala. 6 18.11.2016
Rivisekaviljely (row intercropping) Sekaviljelylajeja kylvetään yksi tai muutama rivi kutakin vuorotellen Vahva ekologinen vuorovaikutus, eriaikainen korjuu mahdollista Esim. korkeampi, valoa tarvitseva laji ja matalampi, varjossa viihtyvä maata peittävä laji yhdessä Esim. vilja tai maissi ja papu Monenlaisia yhdistelmiä mahdollista käyttää myös esim. erikoiskasvien ja vihannesten viljelyssä, molemmista mahdollista kerätä satoa Kaistasekaviljely (strip intercropping) Kuva: Sari Himanen Lajeja viljellään vuorottelevina lajikaistoina Kaistojen leveys mahdollistaa itsenäiset hoitotoimet Kaistat muuttavat sekaviljelylajin kasvua (mm. valonsaanti), suojaavat maata Yhdysvalloissa mm. kaura-maissi-soijapapu Kiinassa mm. vehnä-maissi, vehnä-soijapapu 7 18.11.2016
Vuorosekaviljely (relay intercropping) Lajit kasvavat osan kasvuajastaan yhdessä Esim. aluskasvit-> jatkavat kasvuaan toisen lajin korjuun jälkeen, voivat toimia myös kerääjäkasvina Yleisimpiä nurmen kylvö suojaviljaan, syysviljan tai rypsin kylvö yhtäaikaisesti yksivuotisen viljan kanssa Kuva: Sari Himanen Voimakkain kasvu ajoittuu eri aikoihin Ensin valmistuva ei vaikuta heikentävästi kasvamaan jäävän kasvuoloihin -> tärkeää että lajit eivät kilpaile liian voimakkaasti keskenään jolloin kumpikin kärsii satotappioita Hyötynä toisen kylvön poisjääminen ja jatkuva kasvipeitteisyys (kasvukauden ja ravinteiden hyödyntäminen täysimääräisesti yli vuosien) 8 18.11.2016
Seosviljely (mixed intercropping) Seosviljelyssä lajit kasvavat kokonaan sekoittuneena Kylvö yhtäaikaisesti seoksena tai peräkkäin Sadonkorjuu yhtäaikaisesti Sato yleisimmin rehuksi, mutta lajittelukin mahdollista Viljelyteknisesti vaivattomin muoto Yleisimpiä nurmiseokset, viherlannoitus, viljojen seokset, vilja-palkoviljaseokset, myös lajikeseoksia Lajien keskinäistä kilpailua säädellään lajikevalinnalla, kylvömäärillä, ajoituksella, lannoituksella, muilla viljelytoimilla 9 18.11.2016 Kuvat: Marko Väljä
Kasvustobiomassaa seosviljelyssä enemmän Seosviljely lisää kerroksia Seosviljely täyttää kasvualan, rikat vähenevät Kevätrypsi ja valkoapila Valkolupiini ja ohra Herne ja vehnä Kuvat: Meri Saarnia ja Sari Himanen, Luken arkisto Kevätrypsi, rehuvirna ja härkäpapu 10 18.11.2016
Seosviljely ja maaperä: juuristoista löytyy paljon eroja Kuva julkaisusta: Braun M ym. (2010) Root-and-shoot growth and yield of different grassclover mixtures. Plant Biosystems 144: 414-419. 11 18.11.2016
Lisää juuristotietoa löytyy RaHa-hankkeen juuristotietopaketista Juuristolla vaikutusta Maan rakenteeseen Ravinnetalouteen (N, P) Vesitalouteen Maahan jäävään orgaaniseen ainekseen Sekaviljelyssä Ravinteet tehokkaammin käyttöön ja talteen Aktivoivaa juuristovaikutusta maaperään laajemmin ja koko kasvukauden ajan Aluskasvit lisäävät juuristomassaa. Kuva: Myllys M ym. (2014)RaHa-hankkeen Juuristotietopaketti Juuret maan rakenteen parantajina. 12 18.11.2016
Palkokasvit eniten hyödynnetty kasviryhmä seosviljelyssä: antavat ja saavat hyötyjä Palkokasvien juurinystyröiden bakteerit voivat sitoa ilmasta typpeä -> biologinen typensidonta tuo kasvustoon typpeä Juurinystyröitä härkäpavun juuristossa. Kuva: Riitta Savikko, Luken arkisto Seosviljely viljan kanssa -> vilja estää palkokasvin lakoutumista (erit. kaura) Palkokasvi kilpailee vähemmän viljan kanssa maaperän typestä -> viljan valkuainen nousee Herne-kaura Kuva: Meri Saarnia, Luken arkisto 13 18.11.2016
Palkokasveista on moneksi Luomun viherlannoitusseokset hyödyntävät monipuolisesti palkokasveja, sekä yksivuotisia että monivuotisia Seos tuo satovarmuutta Palkoviljat: herne, härkäpapu Apilat, mailaset, virnat, lupiinit Löytyy eroa typen sidonnan tehokkuudessa ja ajoittumisessa, kasvurytmissä ja -vaatimuksissa, kasvusto- ja juuristoominaisuuksissa Palkokasveista lisätietoa mm. VILMA-hankkeen tietokortissa ja työpajassa 12.12. Hämeenlinnassa 14 18.11.2016 Kuvat: Meri Saarnia ja Heli Lehtinen, Luken arkisto
Palkokasveilla muitakin hyviä ominaisuuksia seoksissa Kukkivat palkokasvit voivat tukea myös hyötyeliöiden, pölyttäjien ja tuholaisten luontaisten vihollisten esiintymistä (toki myös jotkin tuholaiset voivat hyötyä) Kasvintuholaisten luontaiset viholliset yleensä hyötyvät monimuotoisesta kasvustosta, kukkivista seoslajeista ja vähennetystä maanmuokkauksesta Piirroskuva: Ville Heimala muut kuvat: Sari Himanen 15 18.11.2016
Koko kasvukauden ajalle tärkeää saada luontaista biologista torjuntaa: härkäpapu Loispistiäiset hyötyvät härkäpavun kukintojen ulkopuolisesta medestä, jota on saatavilla koko kasvukauden ajan - etenkin kevät tärkeä aika loispistiäisille Seosviljely voisi olla yksi keino tehostaa biologista torjuntaa -> tukee hyötyeliöiden elinvoimaisuutta ja esiintymistä tasaisemmin peltolohkolla (vrt. monimuotoisuuskaistat) Kuva: Ville Heimala Härkäpapu-ohra, Kuva: Meri Saarnia kuva: Sari Himanen 16 18.11.2016
Esimerkkejä: VILMA-hankkeen kokeiluissa ohran lajikeseokset 2016 Ilmastoviisaita ratkaisuja maaseudulle (VILMA) tekee Tiedotusta, työpajoja ja verkostoitumista Ideoi ja havainnollistaa ilmastonmuutokseen varautumisen keinoja: 2016 keskitytään peltokasvintuotantoon, erityisesti palkokasveihin ja seosviljelyyn Mukana kahden ja kolmen lajikkeen seokset, lajikkeiden puhdaskasvustot sekä ohra-kauraseos. Tavanomainen tuotanto (90 kg N/ha, kylvömäärä 200 kg/ha, ei kasvinsuojelua). Lisätietoja: www.ilmastoviisas.fi Käytettyjen lajikkeiden ominaisuuksia: kokeita, n kg/ha kasvuaika lako pituus valk valkuaissato härmä verkkolaikku (verkkotyyppi) rengaslaikku Wolmari 27 5864 86 18 76 11,8 592 2,7 11 4,9 Jyvä 11 5088 89 18 74 12,4 544 8,1 4 3,4 Brage 21 6121 89 12 81 11,5 611 2 7,2 0,5 17 18.11.2016
Lajikeseoskokeilu 2016 Kuva: Meri Saarnia, Luken arkisto 18 18.11.2016
Satoetu (overyielding) ja land equivalent ratio (LER) kertovat sekaviljelyn resurssitehokkuudesta, kylvötiheys säätää kilpailusuhteita Kuva: Malézieux E ym. (2009) Mixing plant species in cropping systems: concepts, tools and models. A review. Agron. Sustain. Dev 29: 43-62. 19 18.11.2016
Esimerkkejä: VILMA-hankkeen kokeilu: Härkäpavun ja ohran rivisekaviljely ja seosviljely 2016 Riitta Savikko, Meri Saarnia, Heli Lehtinen, Hanna Mäkinen, Sari Himanen Ohra (Wolmari) Härkäpapu (Kontu) Rivisekaviljely Seosviljely Luomuviljely. 40 kg N/ha (Arvo), kylvömäärä 200 kg/ha, seokset 100+100 Kuvat: Sari Himanen kg/ha 20 18.11.2016
Ohra-härkäpapukokeilu 2016 Pellonkäytön tehokkuutta arvioitiin laskemalla: Ohran sato seoksessa / ohran sato yksittäiskasvustossa + Härkäpavun sato seoksessa / härkäpavun sato yksittäiskasvustossa Tulokset ohran kypsymisaikaan: Seosviljelyssä 0.89 + 0.45 = 1.34 (34% enemmän alaa tarvittaisiin saman sadon kasvattamiseen yksittäiskasvustoina) Rivisekaviljelyssä 0.77 + 0.37 = 1.14 Huom! Siemenmäärä seoksissa puolet yksittäiskasvuston määrästä (korvaava koeasetelma) Kasvurytmi, allokaatio eri kasvinosiin ja laatuominaisuudet analyysissä Kuva: Riitta Savikko, Luken arkisto 21 18.11.2016
LER tyypillisesti yli 1 sekaviljelyssä, erityisesti alhaisilla ravinnetasoilla -> parempi kasvutekijöiden hyödyntämisen tehokkuus ja sato alaa kohden Lähde: Jensen ym. 2015 Enhancing yields in organic crop production by eco-functional intensification. Sustainable Agriculture research 4: 42-50 22 18.11.2016
Muita esimerkkejä: Seosviljelyä öljykasveilla Seosviljelyllä tavoiteltava hyöty voi olla muutakin kuin itse seossato Rehuvirna-rypsiseosta testattu loispistiäisten houkuttamisessa kasvustoon torjumaan rypsin tuholaisia Palkokasvit aluskasveina: helppo lisä niin öljykasveille kuin viljoillekin, hidas alkukehitys, loppukesästä vahva maanpeitto Kuvat: Sari Himanen 23 18.11.2016
Sekaviljelyn mekanismien tutkimusta: Kevätrypsin luomusekaviljelykoe 2015 Karila, Mikkeli Kokeessa mukana Kevätrypsi, Cordelia, 6 kg/ha Kevätrypsi Cordelia 6 kg/ha + Härkäpapu Kontu 120 kg/ha + Rehuvirna Ebena 10 kg/ha Lannoituksena molemmissa Arvo luomulannoite 60 kg N/ha Kolme kylvöä: 29.5., 8.6., 12.6. Kuvat: Sari Himanen 24 18.11.2016
Sekaviljelyn mekanismien tutkimusta: Kevätrypsin luomusekaviljelykoe 2015 Karila, Mikkeli Kevätrypsin siemensato määrällisesti hieman (n. 15%) suurempi sekaviljelyssä Biomassasato seoksista suurempi (33%) Sadon laadussa ei merkittävää eroa Rypsin juuristo hieman pienempi (9%) seosviljelyssä, mutta seoksen kokonaisjuuristo 71% suurempi kuin vain rypsiä viljeltäessä 25 18.11.2016
Seosviljelyn suunnittelussa huomio viljelyn tavoitteisiin ja lajien ominaisuuksiin Seosviljelyn suunnittelussa voi olla monia tavoitteita: Seoksen käyttötarkoitus ohjaa Ongelma-alueet (esim. maan kasvukunto, rikat) Pääviljelykasville apuja (esim. tukiominaisuudet) Satovarmuus, laatu, hyvä kokonaisseossato kasvukaudella Lajiominaisuuksia: Biologinen typensidonta Syväjuurisuus Kasvurytmi (ravinteiden otto) Herkkyys kasvintuhoojille tai säätekijöille 26 18.11.2016 Seoksen kasvua ja kilpailusuhteita säädetään kylvöjen ajoituksen ja seossuhteiden avulla, sekä viljelytoimilla Seoksen loppusato ei yleensä vastaa kylvösuhdetta > keskinäinen kilpailu ja kasvukauden olosuhteet muokkaavat Lajikkeet ja lajit menestyvät seoksissa eri tavoin kuin yksittäiskasvustoissa -> testausta tarvitaan Kuvat: Meri Saarnia, Luken arkisto
Sekaviljely mahdollistaa monia toteutusvaihtoehtoja, ei toki sovi kaikkeen Toteutusvaihtoehtoja monipuolisesti, mutta ei sovellu kaikkeen (puhtausvaatimus, tukipolitiikka) Muuttujia ja havainnoitavaa enemmän kun useampi laji mukana Aluskasveilla matalin kynnys kokeilla uusienkin lajien kanssa Räätälöintiä ja uusia kokeiluja (viljelijät, neuvonta, tutkimus kehittäjinä) tarvitaan ei yhtä parasta ratkaisua Jatkuvaa kehittämistä ja kokemuksista oppimista, myös epäonnistumisia ja niiden syiden pohdintaa -> motivoivaa? Luomu on ja on ollut avainasemassa kehittämässä seosviljelyä -> tietoa sieltä myös tavanomaiseen tuotantoon 27 18.11.2016
Seosviljelyn hyödyt käyttöön Satovarmuus ja tuotannon tehostaminen peltoalaa kohden -> voi tuoda taloudellisia hyötyjä Pelto käyttöön koko kasvukauden ajalta, ravinteet seoksilla talteen, C:N suhteiden säätö Uusia teknisiä kokeiluja menetelmästä: rivisekaviljely, kaistasekaviljely, täsmäsekaviljely jne. Pitkän tähtäimen hyötyihin (maaperä, tautien ja tuholaisten puskurointi, hyötyeliöt) myös enemmän huomiota, tutkimusta, tiedotusta kuluttajille Työnkäytön tehostaminen Teknologia avuksi (seossatojen lajittelu, puinti) Tutkimustrendikin tukevat: Ekosysteemipalvelut, luontopohjaiset ratkaisut (nature-based solutions) -> tietoisuus seosviljelyn potentiaalista monihyötyisenä menetelmänä ja kestävänä tapana lisätä tuotantoa Kuva: Ville Heimala 28 18.11.2016
Ei vain hyödyt nyt vaan myös hyödyt tulevaisuudessa Ilmastonmuutos -> täytyy hakea keinoja varautua, hillitä ja sopeutua -> seosviljely monihyötyinen menetelmä tässäkin Kasvipeitteisyys ja monimuotoisuus huolehtii maasta ja hiilestä, ravinteiden talteenotosta Kasvintuhoojien ennakoiva hallinta Hyödynnetään pitenevä kasvukausi Päällekkäisviljelyllä apuja syyskylvöisten lajien viljelyn lisäämiseen? -> kasvuvauhtia myös seuraavaan vuoteen Seosviljelyllä voinee osin varautua myös säämuutoksiin: kuivuuskausiin, lisääntyvään syyssateisuuteen, lämpeneviin talviin Kuva: Heli Lehtinen, Luken arkisto 29 18.11.2016
Lisätutkimustarpeita esim. Seosviljelyn taloudelliset hyödyt Seosviljelyyn soveltuvat teknologiset ratkaisut Räätälöidyt seokset: ominaisuustieto pohjana Jatkuva viljely päällekkäisviljelyllä keino tehostaa kasvukauden hyödyntämistä? Mutta hallitaanko kilpailu, tuholaiset, taudit, rikat? Voiko seosviljely joustavoittaa/muuttaa viljelykiertoja, esim. väheneekö jatkuvassa seosviljelyssä erikoistuneet tuholaiset ja taudit (öljykasvit, palkokasvit) vai lisääkö riskejä? Voisiko monivuotisen nurmiviljelyn tunnettuja hyviä vaikutuksia saada aikaan myös muilla sekaviljely-yhdistelmillä (palkokasvi mukana myös viljoilla, öljykasveilla ja erikoiskasveilla)? -> Samat hyödyt, monipuolisempi käyttö sadolle? Viljelykierron, päällekkäisviljelyn ja seosviljelyn vertailu (erot myös maan muokkaamisen määrässä vaikuttavat) Miten kasvinjalostus tukee sekaviljelyä ja toisinpäin 30 18.11.2016
Seosviljelyn hyötyjen tunnistaminen: miten eteenpäin? KÄYTÄNNÖN KOKEMUKSET JA TARPEET -> KOKEILUT, HAVAINNOINTI JA TIEDONJAKO Tiedonvaihto ja yhteistuottaminen SEOSVILJELYN MEKANISMIT JA LAJI- JA LAJIKETIETO (teoria) -> TUTKIMUKSELLINEN TESTAAMINEN TILOILLA JA KENTTÄASEMILLA Käytännön tietotaito, neuvonta, viestintä, tutkimus -> MONIHYÖTYINEN SEOSVILJELY, SOVELTUVAT TEKNOLOGISET RATKAISUT, RESURSSITEHOKKUUS
Seosviljely: mihin se sopii ja miten eteenpäin? Käytännön kokemukset ja niiden jakaminen Tietopohja: optimaaliset seokset, mistä hyvin tietoa, mistä puuttuu? Kannustimet ja esteet seosviljelylle Tavoitteet ja hyödyt -> uudet kokeilut Kuvat: Ville Heimala.
Kiitos! 33 18.11.2016
34 Teppo Tutkija 18.11.2016