YMPÄRISTÖ JA TALOUS SEKÄ RAVINNETASEET NURMENVILJELYSSÄ VILJELIJÄN EUROT VIHERTYY -SEMINAARI 14.2.212 Joensuu Perttu Virkajärvi, MTT Maaninka
Esityksen sisältö Käsitellään P-, N- ja K-lannoituksen vaikutuksia Satoon Ravinnetaseisiin Ravinteiden huuhtoutumiseen Taloudelliseen käyttöön Ravinteiden yhteisvaikutuksia ei käsitellä N S; N K; K Mg; P S, jne Keskitytään heinänurmiin Heinänurmista on uusia tutkimustuloksia, apilanurmista vähemmän 2
I FOSFORILANNOITUS 3
1. Fosforilannoituksen vaikutus nurmen iän mukaan Nurmen ka-sato kg/ha/v Nurmen fosforilannoitus: vaikutus nurnen iän mukaan (Saarela ym 1995; Virkajärvi 1994) n=5 koetta y =.56x 3 -.774x 2 + 37.834x + 7854.3 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 P-lannoitus P-luku keskim 7. mg/l Valkeasuo,9 1 2 3 4 vs1985-89 VS = Valkeasuo turvetuotantoalue, P-luku.95 mg/l Nurmen vanhetessa P-lannoituksen satovasta hieman näyttää suurenevan Ry-hinta lisättäessä lannoitusta ->15 kg/ha P, kun P hinta 2,5 /kg (4/4 211; karkeat kivennäismaat) 1 v 2 v 3 v P < 1 mg/l 16 snt/ry 9 snt/ry 6 snt/ry P > 1 mg/l - - - Jos > 1 mg P/l maata, on mahdollisuus säästää lannoitekustannuksessa 2 4 /ha/v. Savi- ja turvemailla lannoitusvasteen kannattavuusraja asettuu erikohtaan 4
Nurmen fosforitase 211 3 koejäsentä YARA & MTT Nurmen P-kertalannoitus 23 -> Koejäsen P- lannnoitus ry-sato Suhdeluku P-otto P-tase P-tase kokeen alusta kg/ha/v ry/ha kg/ha kg/ha/v kg/ha/koe Ei P lannoitusta 9213 1 23.2-23 -162 Suositusten mukainen P-lannoitus 8 94 12 25.6-18 -76 P lannoitus lietteessä 6.6 77 84 21.9-15 -84 Kun ravinnetase on negatiivinen, maasta poistuu enemmän ravinteita kuin sinne annetaan, taseen ollessa positiivinen maahan kertyy ravinteita Laskennallinen ravinnetase ottaa huomioon vain sadon mukana poistuvat ravinteet, ei huuhtoutuvia tai haihtuvia ravinteita. Jos nurmen satotaso on hyvä, on fosforin tase selvästi negatiivinen Laitumilla yleensä selvästi positiivinen P-tase! 5
Viljavuusfosfori kyntökerroksessa 22.5 2 17.5 Maaninka kyntökerros P - P norm-norm P nurmivuosien - Kyntökerros ei poikkea kovin paljon pintakerroksesta = ero aikaisempiin tutkimuksiin. (Tämän koesarjan tulokset luotettavia) 15 12.5 P nurmivuosien hidas - P liete - P liete -liete P nurmiv. hidas 2 - ---8 Viljavuus-P laskee kaikilla koejäsenillä lts. suositusten mukainen lannoitus ei estä laskua 1 lähtö Syksy 3 Syksy 4 Syksy 5 Syksy 6 Kevät 7 Syksy 7 Syksy 8 Syksy 9 Syksy 1 Nautakarjatilalla lietteen P ei johda korkeisiin maan P- lukuihin, jos käyttö nykyohjeiden mukaista -ruudut erottuvat alimpana molemmilla paikoilla, mutta erot eivät kovin suuria
Maan pintakerroksen P ja kokonaisfosforin huuhtoutuminen pintavalunnassa Pintavalunnan P kg /ha 1.8 1.6 1.4 1.2 1.8.6.4.2 Pintavalunnan P kg /ha 1.8 1.6 1.4 1.2 1.8.6.4.2 5 1 15 2 25 3 5 1 15 2 25 3 Maan P mg/l Säilörehu Laidun Kyntövuosi (Vanha ennuste) Maan P mg/l Säilörehu Laidun Kyntövuosi (Vanha ennuste) Uusissa tutkimuksissa taso selvästi matalampi kuin laiduntutkimuksissa Maaningalla TAI säilörehututkimuksissa Toholammilla muitakin vaikuttavia tekijöitä kuin maan pintakerroksen P Kasvusto, karjanlanta, hydrologia, maan Al- ja Fe-oksidit 7
Lietteen levitysmenetelmän merkitys Uusi-Kämppä & Heinonen-Tanski 28 1. Maahan: P-luku 2. P huuhtoutumiseen Viljavuus-P, mg/l 5 1 15 2 25 3 5 1.2 1.8 44 Levitysmäärä P kg/ha/vuosi 1 15 cm 2 kg/ha/vuosi.6.4 25 3.2 48 23 15 15 8 Pintalevitys Sijoitettu äkilannoitus 35 Pintalevitys Sijoitus Väkilannoitus Lieteen levitysmenetelmä 1 levityskerta per vuosi 2 levityskertaa per vuosi 1) Asiallinen lietemäärä (jossa 15 kg/ha P) lyhytaikaisessa kokeessa ei ole ollut ongelma 2) Sijoittaminen estää tehokkaasti P huuhtoutumista (8%) ja vähentää maan pintakerroksen P-lukua 8
Valuma-aluetason jatkuvatoiminen näytteenotto ja virtaamamittaus Pohjois-Savossa Näytteenotto Virtaama Näytteenotto: 5 ml/6 h Luonnon taustakuormituksen merkitys! 9
II TYPPILANNOITUS 1
1. Typpilannoituksen sadontuotto Satovaste = tuotto/lannoitekilo Taloudellinen optimi v. 211 hinnoin Nurmen sato, kg ka/ha/vuosi kg ka/ha 1 12 9 8 1 7 8 6 Kivennäismaa, kokonaissato (2 tai 3 niittoa) 5 6 Kivennäismaat Eloperäiset maat 4 4 3 2 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 N kg/ha 1 2 3 4 5 Typpilannoitus kg N/ha/v MPY, EPO, PPO 23-24, 2 niittoa Hiivola et al 1974 Karkeat kiv.maat, 3 niittoa/v Hiivola et al 1974 Hienot kivennäismaat, 3 niittoa Raininko 1968 2 niittoa Raininko 1968 3 niittoa Tähtinen 1979, 2 niittoa Lehtonen 21 DREMIA Lehtonen 21 ref Kleemola 1989 Lannoitusvasteet: Kivennäismaat: 2 kg/ha N kohdalla: 1 kg/ha N tuottaa 1.6 17,3 kg ka/ha Eloperäiset: 2 kg/ha N kohdalla: 1 kg/ha N tuottaa 5-6 kg ka/ha (Aineistoa niukemmin, epävarmuus suurempi) Lisä-ry:n hinta kivennäismailla (2-> 21 kg/ha/v N) 7-11 snt/ry (211 kevät) 4 6 snt/ry (29 hinnat) 1 16 snt/ry (syksy 28) Kivennäismaat: sato y = 3189 + 35.6x -.52x 2 Orgaaniset maat : sato y = 5759 + 17.6 x -.32x 2 11
Typpilannoitus ja typpitase MTT & Yara 27-29 koesarjat Tase muuttuu positiiviseksi lannoituksen noustessa (ns. vähenevän rajatuoton laki) 4 Tasolla 2 kg/ha/v tase voi olla negatiivinen (Ruukki) tai kutakuinkin (Maaninka, Ylistaro) tai positiivinen (Rovaniemi) eli vaikka nurmen N-lannoitus on suuri numerollisesti, on tase pieni tai jopa negatiivinen kun sato (ja sen N-pitoisuus) on myös suuri (vrt TEHO-hanke) multavilla maalajeilla tase luonnollisesti pienempi N-tase, kg/ha/v 2-2 -4 5 1 15 2 25 Maaninka Ruukki Rovaniemi Ylistaro Karjanlanta käyttäytyy eri tavoin, samoin laidun! -6 Maalajit: -8 N-lannoitus, kg/ha/v Maaninka: m hshht Ruukki rm KHt/m HHt Rovaniemi m HtMr Ylistaro rm HsS Lähteet: Niskanen ym. 28, 29, 21 12
Liete nurmen lannoitteena N hyväksikäyttö Mattila 26 Joki-Tokola ym. 22 Hieta Multamaa Pintalevitys 19% 22% Letkulevitys 38% 31% Sijoitus 5% 36% Väkilannoitus - 42% 13
Typpilannoitus ja typen huuhtoutuminen MTT Maaninka. Käytetty lietelantaa 3 v ajan Huuhtotuminen kg/ha/v 45. 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. Typen huuhtotuminen nurmilta Suomessa LCt Nurm en ikä 1v 2v 3v 4v Tasolla 2 kg/ha N tai alle huuhtoutuminen ei näyttäisi olevan ongelma (< 15 kg/ha N) kivennäismailla käytettäessä lannoitetyppeä Nurmia uusittaessa typpeä vapautuu esim jos glyfosaatti käsittely syksyllä Turvemailla typpeä vapautuu lannoituksesta riippumatta mm. sateisina vuosina Lietettä käytettäessä myös pintavaluntatappioita (Turtola ja Kemppainen 1998), mutta laiduntutkimuksissa pintavalunta vain 5 kg/ha/v N (Saarijärvi 28). 5 1 15 2 25 3 35 Typpilannoitus, kg/ha/vuosi Käytettäessä pitkään lietettä huuhtoutuminen kasvaa? Lähteet: Saarijärvi et al 24; Huhta & Jaakkola 1994; Turtola & Kemppainen 1998; Turtola ym. 25; MTT Maaninka 27-21 (julkaisematon) 14
III KALIUM 15
KALIUM Nurmet tarvitsevat runsaasti kaliumia, koska niistä korjataan vegetatiiviset kasviosat 2 3 kertaa kasvukaudessa Keskeistä nurmien kaliuminotolle on sen ns. luksusotto Sadon mukana poistuu kaliumia huomattavia määriä, tyypillisesti 15 25 kg/ha/vuosi (vrt viljat 12-2 kg/ha/v) Huomattava vaikutus myös nurmen ravitsemukselliseen arvoon märehtijöiden rehuna. K-pitoisuus <3 g kg -1 ka, K + /(Ca 2+ +Mg 2+ ) ekv < 2,2*; K:Na**; kationi-anioni tasapaino DCAD = (K + + Na + ) (Cl - +.6 S 2- ) < 29 mmol c /kg ka*** Kaikissa suuri K pitoisuus muuttaa suhteita huonompaa suuntaan Kalium on arvokas ravinne! *Kemp, A., Hart, M.L.'T. 1956. Neth. J. Agric. Sci 5: 4-17. **Gunther, K.D. 1978. Kali-Briefe, Buntenhof 18:455-463. ***Pelletier et al. 28. Agron. J. 1:213-22 16
Nurmen kaliumtarpeen ennustamien Viljavuustutkimuksessa määritetään ns. helppoliukoinen kalium (K AAC ; mg K l -1 hapan ammoniumasetaattiuutto; ph 4,65 (Vuorinen & Mäkitie 1955). Reservikalium määritetään yleensä suolahappouutolla (K HCl mg K l -1 ) Viljavuuspalvelu: 2M HCl keitto 1 h Kasvustonäyte = todellinen kasvin ottaman kaliumin määrä näyte on riippuvainen vuoden säästä ja korjuuajankohdan hetkestä eikä sellaisenaan kuvaa välttämättä tulevan vuoden kaliuminottoa. Näytteet edustavat harvoin viljelylohkoja yleisimmin rehueriä (aumat jne) Rehunäytteen käyttöä hankaloittaa edellisen lisäksi esikuivatus ja muut mahdolliset rehun korjuuseen liittyvät seikat (mm sateet korjuun aikana),. 17
Kaliumlannoituksen vaikutus nurmen satoon kolmessa kokeessa (Tohmajärvi, Mouhijärvi) 1 Suosituslannoitukset kokeissa viljavuuskaliumin perusteella: 8 HsS, viljavuus-k vält => 11 kg/ha K Kuiva-ainesato kh/ha/v 6 4 2 Maalaji Viljavuus-K Reservi-K HsS 173 178 Ht 13 43 LCt 17 477 Ht viljavuus-k tyyd => 6 kg LCt => viljavuus-k tyyd =>6 kg/ha + 2 kg/ha 2 ja 3 vuonna. Suositukset eivät täsmää! 5 1 15 2 25 3 Kaliumlannoitus kg/ha/v Ht LCt HsS Data: Koikkalainen ym. 199; Saarela ym 1998. 18
Kaliumlannoituksen satovasteet eri kaliumtilan mailla Matala reservikalium= pintamaa ja jankko < 5 mg -1 K HCl, Korkea = pintamaa tai jankko > 6 mg l -1 K HCl. Ka-sato (kg/ha) 12 Matala reservikalium Ka-sato (kg/ha) 12 Korkea reservikalium 1 1 8 8 6 1 v 6 1 v 4 2 2 v 3 v 4 2 2 v 3 v 5 1 15 2 25 3 35 K-lannoitus (kg/ha/vuosi) 5 1 15 2 25 3 35 K-lannoitus (kg/ha/vuosi) K- pitoisuus sadossa (g/kg 4 ka) 35 3 25 2 15 1 5 Matala reservikalium 5 1 15 2 25 3 35 K-lannoitus (kg/ha/vuosi) 1 v 2 v 3 v K- pitoisuus sadossa (g/kg 4 ka) 35 3 25 2 15 1 5 Korkea reservikalium 5 1 15 2 25 3 35 K-lannoitus (kg/ha/vuosi) 1 v 2 v 3 v 19
Uudet kaliumlannoitusoptimit kolmessa kokeessa (Tohmajärvi 2, Mouhijärvi 1) Kuiva-ainesato kh/ha/v 1 8 6 4 2 Maalaji Viljavuus-K Reservi-K HsS 173 178 Ht 13 43 LCt 17 477 Uudet suositukset laskettu : Kalium 2. /kg 1 kg ka =.96 ry ry tuotantokustannus keskimäärin 2 snt/ry Eli karkeasti 1 kg K täytyy tuottaa noin 1 ry, jolloin lisärehuyksiköiden hinta jää alle keskimääräisen 5 1 15 2 25 3 Kaliumlannoitus kg/ha/v Ht LCt HsS Data: Koikkalainen ym. 199; Saarela ym 1998. 2
Jos kaliumlannoitusta vähennetään siirrytäänkö ryöstöviljelyyn? Lannoituksen yksi perusperiaate: korvataan sadossa poistuneet ravinteet 21
Maan kyntökerroksen kaliumvarojen muutokset 4 vuoden aikana Kaliumlannoitus joko kg/ha/v () tai suositusten mukainen (Maaninka: 7/13 kg/ha/v; Ruukki 12 kg/ha/v) Maalaji: Maaninka hshht, Ruukki (PPO) KHt Maaninka Vuosi O-K Suositus K P-arvo O K Ruukki Suositus K Tase kg/ha -883-614 - -344-149 - P-arvo Viljavuus-K, mg/l 24 12 88 NS 53 46 NS 27 68 84,12 32 42,63 Reservi-K, mg/l 24 2685 267 NS 51 59 NS 27 2384 265 NS 517 517 NS Suosituksen mukainen lannoitus vähensi lievästi viljavuuskaliumin alenemista, mutta reservikaliumpitoisuusdessa ei ollut eroa kokeen lopussa Hiedoilla ja hiesuilla reservikalium sisältää noin 1-8 % maan kokonaiskaliumista; savilla 11 17 % (Andrist-Rangel ym. 26) Lähteet: Yara & MTT Biotiittikoe 24-27 (Pakarinen ym 28); Andrist-Rangel ym. 26. J. Plant Nutr Soil Sci. 169:65-615 22
Kaliumlannoituksen vaikutus kaliumtaseeseen eri kaliumtilan mailla Matala reservikalium= pintamaa ja jankko < 5 mg -1 K HCl, Korkea = pintamaa tai jankko > 6 mg l -1 K HCl. K-tase (kg/ha/v) Matala reservikalium K-tase (kg/ha/v) Korkea reservikalium 5 5-5 -5-1 -1-15 -2-25 -3 1 v 2 v 3 v -15-2 -25-3 1 v 2 v 3 v -35-35 -4 5 1 15 2 25 3 35-4 5 1 15 2 25 3 35 K-lann (kg/ha/v) K-lann (kg/ha/v) Maaperän vaikutus selvästi suurempi kuin lannoituksen! Korkean kaliumtilan mailla kaliumlannoituksen täytyisi olla todella suuri, jotta sadossa puuttuvat ravinteet tulee korvattua (2 v nurmi n 3 kg/ha/v eli n 6 /ha/v 1 snt/ry) 23
Jos kaliumlannoitusta vähennetään siirrytäänkö ryöstöviljelyyn? Lannoituksen yksi perusprinsiippi: korvataan sadossa poistuneet ravinteet Näyttää olevan mahdotonta korvata poistuvaa kaliumia Kaliumin hinta n 2 /kg K* Rehun K-pitoisuus, joka on suositusten ylärajoilla korkean kaliumtilan mailla Jankko on merkittävä K lähde: (Joy 1973; Witter & Johansson 21) Ulkomaisissa tutkimuksissa hyvän kaliumtilan maiden kaliumvarat ovat riittäneet koko mittausjakson ajan ( 4 v; Andersson ym. 26) *Hinta Maas. Tul. marraskuu 211 seoslannoitteista Andersson ym 26. Soil Use and Management 23:1-19 24
Naudan lietelannassa tulevat ravinteet Naudan lietelanta Kasveille käyttökelpoista kg/tn Hehtaarille N P K tn/ha N P K /ha 1.8.4 2.9 2 36 8 58 154 1.8.4 2.9 4 72 16 116 39 Kokonaisravinnepitoisuus N P K tn/ha N P K 3.3.5 2.9 2 66 1 58 3.3.5 2.9 4 132 2 116 Lähde: Viljavuuspalvelu Ravinteiden hinnat maaseudun tulevaisuus 4.4.211 Huom! Ravinnesisältö vaihtelee tiloittain. Näytteenotto ja analysointi sisältävät myös virhelähteitä 25
Esimerkinomainen laskelma eri ravinteiden kustannuksista nurmiviljelyssä Ravinne Hinta* /kg Käyttö, Kg/ha/v Lannoi tuskustan nus, /ha/v Karjanlannan osuus, kg/ha/v Ostolannoit - teissa, kg/ha Lannoituskustannus, /ha/v N 1,26 2 252 66 134 169 P 2,6 15 39 1 6 16 K 2, 1 2 58 42 84 Rahallisesti typpi tärkein,sitten kalium, ja sen jälkeen fosfori 26
Yhteenveto Typpilannoituksesta kannattaa säästää viimeisenä, mutta hinnanvaihtelulla on suuri merkitys Jos maan P-luku yli 1-12 mg/l, karkeilla kivennäismailla voi fosforilannoituksesta luopua noin 5-12 vuodeksi maan P-tilan ja rehujen P:n seuranta milloin lannoitus kannattaa aloittaa uudelleen win win: säästö viljelykustannuksissa ja ympäristökuormitus pienenee Jos maan P luku on matala, saa fosforilannoituksella satovasteen Sitä suurempi mitä vanhempi nurmi Suositusten mukainen P-lannoitus ei ilmeisesti riitä säilyttämään maan P tilaa (jos P-tila parempi kuin välttävä) Hyvän reservikaliumin mailla kaliumlannoituksesta voi säästää Huonojen kaliumvarojen mailla kaliumilla hyvä satovaste = ei voi säästää Reservikaliumanalyysi maasta; rehun K-pitoisuus Huom! rehun laatu (K, K/Ca+Mg), kationi-anioni tasapaino Lieteen multaus parantaa typen hyväksikäyttöä ja vähentää fosforin huuhtoutumista 27
Kiitos! 28