Maan kasvukunnon vaikutus kasvuun ja ravinteiden ottoon maitotilan nurmiviljelyssä Jukka Rajala Erikoissuunnittelija Helsingin yliopisto, Ruralia-instituutti 13.3.2012
Esityksen sisältö Mitä on maan kasvukunto - esimerkkejä Hyvärakenteisen maan ominaisuuksia Hyvän kasvukunnon merkitys Läpäisevyys Palkokasvien menestyminen Ravinteiden hyväksikäyttö Kasvukunto, viljelykierto ja ravinnetalous Kasvukunto -yhteenveto 2 13.3.2012
LuomuTIETOverkko-hanke LuomuTIETOverkko-hanke 2009-2012 Helsingin yliopisto, Ruralia-instituutti, Mikkeli Lyhytkurssimalleja viljelijäkoulutuksiin Monimuotoisia oppimateriaaleja Verkkopalvelut Uusia toimintamalleja www.luomu.fi/tietoverkko 3 13.3.2012
Maan kasvukunto? Heinäkasvinurmi Kuva: Jukka Rajala 4 13.3.2012
Apilanurmi Maan kasvukunto? Kuva: Jukka Rajala 5 13.3.2012
. Näyte 1, Säilörehunurmi 2. v. sr.nurmi Timotei-Nurminata-Ruokonata Mikä on maan kasvukunto? HtMr, vähäkivinen, multava www.luomu.fi/tietoverkko/maan-tarkastelu-paljastaa-kasvukunnon/ Kuva: Rajala ja Ellä 6 13.3.2012
Näyte 1, Maan rakenne -yleiskuva. Maan rakenne pääosin hyvä 7 13.3.2012 Kuva: Rajala ja Ellä
Näyte 1, Kerroksellisuus. Lievä muokkausantura, josta merkkinä paakkuja Kuva: Rajala ja Ellä 8 13.3.2012
Juuret suoria ja kasvavat melko syvälle Näyte 1, Juuristo Juuriston tiheys keskinkertainen Kuva: Rajala ja Ellä 9 13.3.2012
Näyte 1, Biologinen aktiivisuus Lieroja vähän löytyi vain. yksi 2 v vanhoja olkia lähes lahoamatta => Biologinen aktiivisuus heikkoa 10 13.3.2012 Kuva: Rajala ja Ellä
Näyte 2, Säilörehunurmi Heikompikasvuinen lohkonosa alavammassa metsänreunassa Mikä on maan kasvukunto? 2. v. sr.nurmi Timotei-Nurminata-Ruokonata Kuva: Rajala ja Ellä 11 13.3.2012
Näyte 2, Rakenne. Alaosa erittäin tiivistä Yläosa tiivistä Jankko erittäin tiivistä Väri vaalea => multavuus alhainen Kuva: Rajala ja Ellä 12 13.3.2012
Näyte 2, Pohjamaa. Jankko erittäin tiivistä ja voimakkaasti liuskeinen rakenne => Ei läpäise vettä Kuva: Rajala ja Ellä 13 13.3.2012
Näyte 2, Juuriston kasvu pohjamaassa Timotei-Nurminata-Ruokonata-nurmi. Juuria kasvaa vain valmiissa kanavissa Kuva: Rajala ja Ellä 14 13.3.2012
Näyte 2, Juuriston kasvutapa Korkkiruuvimainen juuren kasvutapa => Juuri etsii kasvureittiä tiiviiseen maahan Kuva: Rajala ja Ellä 15 13.3.2012
Näyte 4, Säilörehunurmi Nurmi 3 Timotei-Nurminata-Ruokonata. Huono kasvu Mikä on maan kasvukunto? HtMr, runsasmultainen Kuva: Rajala ja Ellä 16 13.3.2012
Näyte 4, Rakenne 1/2 Maa erittäin tiivistä Muokkauskerroksen raja Kuva: Rajala ja Ellä 17 13.3.2012
Näyte 4, Rakenne 2/2 Maa erittäin tiivistä Muokkauskerros jyrkkärajainen Isoja, teräväsärmäisiä paakkuja Kuva: Rajala ja Ellä 18 13.3.2012
Näyte 4, Biologinen aktiivisuus Nurmi säilynyt maahan kynnettynä 10 vuotta maatumatta =>Maassa syntyy säilörehua / tapahtuu soistumista Kuvat: Rajala ja Ellä 19 13.3.2012
Hyvärakenteisen maan ominaisuuksia 20 13.3.2012
Hyvärakenteisen maa pintakerros Pintakerros kestää sateen liettymättä kestävä mururakenne Vesi imeytyy hyvin maan sisään ei lammikoita eikä pintavirtailua 21 13.3.2012 Kuvat: Jukka Rajala
Hyvärakenteisen maan ominaisuuksia ruokamultakerros Murustunut valtaosin pyöreiksi, huokoisiksi muruiksi (koko 2-7 mm) Kokkareet pyöreähköjä, helposti murenevia Löyhä rakenne Yläkuva: hyvä rakenne Alakuva: huono rakenne hes hes Kuvat: Jukka Rajala 22 13.3.2012
Mururakenne - Pyöreä muru Pyöreä muru on huokoinen, pyöreähkö ja vettä kestävä = aito muru Biologisen toiminnan tuotos => veden ja ravinteiden varastoituminen runsasta =>juurilla ja pieneliöstöllä hyvät olosuhteet Kuva: Andrea Beste Kuva: Andrea Beste 23 13.3.2012
Mururakenne - Kulmikas muru Kulmikas muru on tiivis, teräväsärmäinen ja sepelimäinen Syntynyt muokkauksen ja/tai roudan vaikutuksesta => veden ja ravinteiden varastoituminen vähäistä => juurilla ja pieneliöstöllä heikot olosuhteet Kuva: Andrea Beste Kuva: Andrea Beste 24 13.3.2012
Hyvärakenteisen maan ominaisuuksia pohjamaa Runsaasti pystysuuntaisia, jatkuvia liero- ja juurikanavia sekä halkeamia sadevesi imeytyy nopeasti salaojiin juurilla helppoja kasvureittejä Hyvä kaasujen vaihto Yläkuva: hyvä rakenne kanavat Alakuva: huono rakenne hshht hshht Kuvat: Jukka Rajala 25 13.3.2012
Maan biologiset ominaisuudet Aktiivinen pieneliötoiminta 26 13.3.2012 Kuvat: Jukka Rajala Hyvä juuriston kasvu ja toiminta
Maan kasvukunto osa-alueet Biologiset tekijät - juuret - juurieritteet - pieneliöt - eloperäinen aine Fysikaaliset tekijät - maalaji - rakenne - muruisuus - ilmavuus - vesitalous Kemialliset tekijät - happamuus - ravinteet - ravinteiden varastointikyky - suolapitoisuus 27 13.3.2012
Maan kasvukunnon merkitys = Maan kyky tuottaa satoa - Mutta millä panoksilla? 28 13.3.2012
Kaura Maan kasvukunto? Luomu AS Ei vuotuislannoitusta Kuva: Jukka Rajala 29 13.3.2012
Kasvu ja maan kasvukunto 4/4 Salaoja Salaojien väli Kuva: Jukka Rajala Sama lannoitus suuret satoerot Lohko ei ollut riittävän kuiva kylvötöiden aiheuttamalle rasitukselle, jotta koko lohkolta saataisiin hyvä sato Tasausäestys 1 x, äestys 1 x, kylvö kevyellä kalustolla 30 13.3.2012
Ero maan rakenteessa satoero Kuvat: Jukka Rajala 31 13.3.2012
Kuivatus/läpäisevyys Vesi seisoo pellolla keväällä -Entä kesällä? Vesi seisoo pellolla - puinnin jälkeen Tavanomainen viljely KHt Tavanomainen viljely AS Kuvat: Jukka Rajala 32 13.3.2012
Nurmen kasvu ja maan kasvukunto Apilan säilyminen? Hieta Tasaisella lohkolla 2. v. seosnurmesta apila on hävinnyt painanteista HtS Kuva: Jukka Rajala 33 13.3.2012
Apilanurmen kasvu ja maan kasvukunto Apilan menestyminen? Apilaseosnurmi 2. v. 1. sato korjattu heinäkuun alussa hss Kuva: Jukka Rajala 34 13.3.2012
Elokuussa Kuvat: Jukka Rajala Raiteissa sadonmenetys noin 50 % Vaikuttaa myös seuraavien vuosien satoihin => Maan rakenne keskeinen palkokasvinurmien viljelyssä 35 13.3.2012
Sato t/ha 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Karjatilan kierto Elokuussa ja nurmen sato Karjatilan kierto, Norja 1985-95 100 Tiivistetty 136 1,4 Tilavuuspaino kg/dm3 1,2 7 Huokosia % 12 210 Lieroja, kpl/m2 800 Tiivistämätön Hansen 1996 36 13.3.2012
Maan tiivistyminen ja nurmen sato Karjatilan kierto, Norja 1985-95 Lannoitustasot; 90, 130, 180 kg N/ha Lietelanta laimennettuna, ilmastettuna, separoituna, NPK Nurmien sadot eri lannoitustasoilla 6,2, 6,8 ja 7,0 t ka/ha Tiivistämättömällä maalla sadonlisäys km +36 % Märkänä vuonna sadonlisäys +52 % Lannoituksen lisäys -> palkokasvien osuus 43 % -> 20 % Lietelannan ilmastus hyödyllisempi tiivistetyillä kuin tiivistämättömillä ruuduilla Käsittelemätön liete hävitti lierojen massan 1/3 :aan Suurilla lietemäärillä ja tiivistetyillä mailla vähennys suurin Selvin ero v. 1988 80 -> 10 g/m2 =>Tiivistyminen tärkeämpi kuin lannoitustaso ja lannan käsittelymenetelmä Hansen 1995 37 13.3.2012
38 13.3.2012
Fosforihuollon kestävyys? Saatavuus pitemmällä tähtäimellä? Hintakehitys? 39 13.3.2012
Fosforin tuotanto milj. t/v Fosforin tuotannon huippu 35 c Todellinen Mallinnettu 30 25 20 15 10 5 0 www.luomu.fi/tietoverkko/kahdeksan-syyta-fosforivarojen-kaytonuudelleenarvioimiseksi-globaalissa-elintarvikejarjestelmassa/ 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Vuosi 40 13.3.2012
Tulevaisuuden fosforihuolto Fosforin ostoja vähennettävä Fosforin kierrätystä tehostettava Lannan fosforin hyväksikäyttöä tehostettava Maaperän fosforin hyväksikäyttöä tehostettava => Maan hyvä rakenne on avain kestävään fosforihuoltoon Hyvä rakenne => Vaihtuva P saa olla yhtä viljavuusluokkaa alempi 41 13.3.2012
Eloperäisten lannoitteiden hyväksikäyttö Toimivat kasvien ravinteiden lähteenä Parantavat maan fysikaalisia ja kemiallisia viljelyominaisuuksia Vilkastuttavat maan pieneliötoimintaa ja tervehdyttävät maata Ovat uusiutuvia ja kierrätettäviä 42 13.3.2012 Kuva: Jukka Rajala
Vierekkäisten lohkojen vertailua Kuvat: Jukka Rajala Kynnös, kuvattu lokakuun alussa Viereinen lohko Rukiin oras, kuvattu lokakuun alussa =>Mikä on eloperäisten lannoitteiden lannoitusvaikutus? 43 13.3.2012
Viherlannoituksesta vapautuvan typen määrä -Lohkoparien vertailua 106 / 100 86 / 100 31 / 29 47 / 55 => Maan biologinen kasvukunto tärkeä osa kasvukuntoa 44 13.3.2012
Kasvukunto ja ravinnehuolto Maan hyvä fysikaalinen, kemiallinen ja biologinen kasvukunto vähentää tilan ulkopuolisten ravinteiden oston tarvetta Palkokasvien menestyminen/biologisen typensidonnan hyväksikäyttö tehostuu Eloperäisten lannoitteiden hyväksikäyttö paranee Maan ravinnevarojen hyväksikäyttö paranee Fosforin hyväksikäyttö paranee Maan rakenne = viljavuuden avain! 45 13.3.2012
Viljelykierto ja ravinnetalous Viljelykierron kokoonpanolla suuri merkitys kierron ravinnetalouteen ravinnetase typpihuolto ravinneomavaraisuus maan ravinnevarojen hyväksikäyttö ravinteiden hävikit ympäristöön 46 13.3.2012
Kg/ha Ravinteiden poistuma eri kasveilla 47 13.3.2012
Viljelykierto ja ravinnehuolto Viljelykierrossa kasvit voivat saada ravinteita Biologisen typensidonnan avulla ilmasta Esikasvivaikutuksena 1. v. esikasvivaikutus 2. v. esikasvivaikutus Viljelykiertovaikutuksena viljelykierron pitkäaikaisvaikutus, vanhaa voimaa Kuva: Jukka Rajala Juurinystyröitä 48 13.3.2012
Sadon typpisisältö kg/ha Lähde: Granstedt 1991, Rajala 2005 Nurmen esikasvivaikutus kg N/ha/v 300 250 Vuosi 1, sänki + juuristo Vuosi 2, syysvehnä Vuosi 3, ohra Nurmisato 7 tn ka/ha/v 250 200 200 150 100 50 0 49 100 60 40 30 25 30 10 Nurmi 1, 80 % Nurmi 2, 50 % Nurmi 3, 20 % Nurmen ikä ja palkokasvipitoisuus 13.3.2012
Maasta vapautuvan typen määrän riippuvuus maan multavuudesta Maan multavuus % ja typpipitoisuus kg/ha 4 6 8 10 12 % 4.400 6.600 8.800 1.1000 13.200 kg N/ha Typestä vapautuu %/v 1,0 44 66 88 110 132 0,8 35 53 70 88 106 0,6 26 40 53 66 79? 0,4 18 26 35 44 53 Lähde: Rajala 2005 50 13.3.2012
Maan kasvukunto ja Mangaani Hyväkasvuinen kauranoras Huono kaurasato Kuvat: Paavo Ikola 51 13.3.2012
Maan ph Lannoituksen vaikutus maan ph:hon 6,3 6,2 Röbecksdalen, Vojakkala ja Öjebyn 1992 NPK Lanta 6,2 6,1 6,1 6,1 6 6,0 6,0 6,0 5,9 5,9 5,8 5,7 5,7 5,6 5,5 5,6 9.6. 22.6. 6.7. 20.7. 3.8. Päivämäärä kasvukaudella 52 13.3.2012 =>Luomussa Mn puute ilmenee tavanomaista herkemmin Magnusson 1999
Maan ph Maan multavuuden vaikutus ph:n tulkintaan 7,5 7,2 7 6,9 6,7 6,5 6 5,5 5 4,5 6,4 6,3 6,0 5,8 5,6 6,7 6,6 6,6 6,5 6,4 6,3 6,3 6,2 6,2 6,2 6,1 6,0 6,0 5,9 5,9 5,8 5,8 5,8 5,7 5,6 5,6 5,5 5,5 5,4 5,4 5,4 5,3 5,2 5,2 5,1 5,0 4,8 vm m rm erm vm m rm erm Mm Turve Multavuus Korkea Hyvä Tyydyttävä Välttävä Savimaat Karkeat kivennäismaat Multa- ja turvemaat Viljavuuspalvelu => Luomussa maan ph saa/pitää olla 1-2-multavuusluokkaa tavanomaista alempi 53 13.3.2012
Kasvukunnon merkitys Pelto tuottaa sadon Hyväkuntoinen pelto tuottaa hyvän sadon -pienillä panoksilla -suuri omavaraisuus Navetassa sato jalostetaan eteenpäin => Maan kasvukunto on tilan varsinainen tuotantolaitos => Hoidetaanko maan kasvukuntoa sille kuuluvalla painoarvolla? 54 13.3.2012
Maan kasvukunto SÄÄ Lämpö Valo Sade Tieto Taito Motivaatio Töiden ajoitus V I L J E L I J Ä Fysikaaliset tekijät - maalaji - rakenne - muruisuus - ilmavuus - vesitalous Biologiset tekijät - juuret - juurieritteet - pieneliöt - eloperäinen aine Kemialliset tekijät - happamuus - ravinteet - ravinteiden varastointikyky - suolapitoisuus V I L J E L Y T E K N I I K K A Kasvinvuorotus Muokkaus Lannoitus lanta komposti viherlannoitus kivijauheet Kasvinsuojelu Maan kivennäisaineksen - mineraalikoostumus - rapautumisherkkyys 55 13.3.2012 Suo ----------- Turve Lähde: Rajala 2006 HY/Mikkeli, Rajala/TK/LH 2010
Maan rakenteen hoidon haasteita Nautakarjatilalla: Rehunkorjuu maan ollessa kosteaa (Liete)lannan levitys liian kostealle maalle Kevätkylvöt Laiduntaminen märkään aikaan Yksikkökoon kasvu ->akselipainojen kasvu Urakoitsijoiden käyttö? Syysmuokkaus/kyntö maan ollessa kosteaa => Töiden oikea-aikainen suorittaminen maan rakenteen kannalta 56 14.3.2012 Rajala J. Maan kasvukunto ja rakenne
Maan viljavuus - ydinasioita Fysikaaliset viljavuustekijät vesitalous rakenne Biologiset viljavuustekijät Juuret Pieneliöt Multavuus Kemialliset viljavuustekijät ravinteiden varastointikyky ravinnereservit Viljavuustekijöiden vuorovaikutus! 13.3.2012 57
Maan kasvukunnon merkitys Fysikaaliselta ja biologiselta viljavuudeltaan hyvässä maassa: Saadaan runsas sato vähäisellä lannoituksella Alhaisemmat vaihtuvien ravinteiden pitoisuudet riittävät hyvään satoon Kannattavan viljelyn edellytys Ympäristön kannalta etu Vähentää ravinteiden hävikkejä ja eroosiota Kestävän maatalouden perusta 58 13.3.2012
Kiitos! Jukka Rajala Helsingin yliopisto, Ruralia-instituutti, Mikkeli p. 044 303 2210 jukka.rajala@helsinki.fi www.helsinki.fi/ruralia www.luomu.fi/tietoverkko Kuva: Jukka Rajala 59 13.3.2012
Lisätietoja LuomuTIETOverkko-hanke www.luomu.fi > Tietoverkko > Materiaalit Suora linkki esityksiin www.luomu.fi/tietoverkko/maan-kasvukunnon-vaikutus-kasvuun-jaravinteiden-ottoon-maitotilan-nurmiviljelyssa www.luomu.fi/tietoverkko/maan-kasvukunnon-arviointi-tilalla/ www.luomu.fi/tietoverkko/maan-tarkastelu-paljastaa-kasvukunnon/ 60 13.3.2012