Nautakarjatuotannon ympäristövaikutusten arviointi ja sen kehittämistarpeet

Nautakarjatalous on ollut viime aikoina kovan kritiikin kohteena sekä ympäristökuormituksen että tuotannon eettisen oikeutuksen näkökulmasta. Keskustelu on osa länsimaista ruoantuotannon arvopohjan kyseenalaistamista, joka heijastelee nautakarjatuotannon globaaleja ongelmia. Suomessa ympäristövaikutusten osalta lähestymistapa on usein hyvin Itämerikeskeinen, mutta myös maatalouden kasvihuonekaasupäästöt ja hiilitase ovat nousseet esiin ristiriitaisten tutkimustulosten valossa. Nautakarjataloudella on suuri rooli Suomen elintarvikesektorilla raha- ja ravinnevirtojen, pellon käytön sekä maatalouden työllisyyden osalta. Siksi sen ympäristövaikutusten kokonaisvaltainen tarkastelu on tärkeää.Tarkastelun lähtökohtana on hahmottaa nautakarjatalouden ravinnekierron kokonaisuus ja tarkastella tässä valossa kriittisesti väitteitä suomalaisen nautakarjatalouden ympäristövaikutuksista. Tarkastelumme perustuu uusimpien tieteellisten julkaisujen sekä omien aineistojemme pohjalta laadittuun synteesiin. Taustatietoina käytämme tilastollisia aineistoja mm. viljelykasvien pinta-alasta, eläinmääristä ja maaperästä. Holistisen näkökulman saavuttamiseksi käytämme tarkoitukseen soveltuvia malleja sekä massavirta- ja vaikuttavuuslaskelmia. Vaikutukset jaetaan laajuuden perusteella globaaleihin ja lokaaleihin. Tarkastelumme sisältää ympäristö-, eläinravitsemus-, maaperä, ja kasvinviljelytiedettä sekä limnologiaa. Päämääränä on asettaa kotimaisen nautakarjatuotannon ympäristövaikutukset tärkeysjärjestykseen - mihin ongelmiin meidän kannattaa tarttua ja mihin suuntaan tuotantoa pitäisi kehittää.Nautakarjatuotannon ympäristövaikutukset syntyvät monimutkaisten takaisinkytkentöjen kautta. Pahimmillaan systeemin osaoptimointi on ympäristönsuojelullisesta näkökulmasta harhaanjohtavaa. Holistinen systeemianalyysi on parempi tapa arvioida tuotannon aiheuttamaa kuormitusta. Se helpottaa myös ristiriitaisten tavoitteiden suhteuttamista toisiinsa. Huomattava osa nautakarjatalouteen kohdistetusta kritiikistä perustuu todellisiin mutta etupäässä ulkomaisissa tuotantosysteemeissä toteutuviin haittoihin kuten suuri vesijalanjälki, eroosio, ylilaidunnus, herbisidien käyttö ja happamoituminen. Suomalaisessa tuotantoympäristössä em. haitat jäävät todistettavasti vähäisemmäksi, mikä perustuu mm. alhaisempaan eläintiheyteen, tilalla tuotettujen rehujen korkeaan osuuteen, nurmenviljelyn edullisiin ympäristövaikutuksiin, vähäisempään maatalousmaan osuuteen maa-alasta ja yhteiskunnan pyrkimyksiin suojella luontoa lainsäädännön avulla. Suomen ympäristöolosuhteet huomioiden esitämme kotimaisen nautakarjatalouden tärkeimmiksi painopisteiksi kasvihuonekaasujen päästön minimoimista koko maassa sekä vesistöpäästöjen vähentämistä etenkin sisävesialueilla. Tulevaisuudessa nautakarjataloutta tulee tarkastella vielä laajemmassa kontekstissa, johon kuuluu globaali ravinnontuotanto ja -tarve, tuotannon eettisyys sekä taloudelliset edellytykset. Tieteellisen tiedon rooli keskustelussa on merkittävä

Valitse sopiva nurminatalajike viljelyyn

Nurminata on satoisa ja talvenkestävä rehukasvi, josta löytyy sopivia lajikkeita maamme eri viljelyvyöhykkeille. Nurminadan jälkikasvukyky on timoteita parempi, ja se sopii hyvin seoskasvina laitumille ja säilörehunurmien viljelyyn.vokEP

Regional impacts of climate change, observations and projections. Finnish Pilot study: North Savo region

Regional adjustment of regulation is important (eg. water protection) Due to expected growing yield potential fertilisation restrictions need adjustmentNitrate directive restricts efficient and sustainable grass productionGreening practices have only slight – and partly negative  - impact on ruminant production (permanent grassland not suitable for northern conditions)Inefficient markets for agricultural land cause difficulties for farms that are increasing their productionCapitalisation of area payments to land prices + incentives for extensification (e.g. nature management and other set aside schemes under pillar 2) fit better part-time crop farms, not full-time livestock farmsthey express frustration on weak land supplyProduction based support for suckler cows and (dairy originated) beef production is vital for producersNo significant increase in production expected, budgetary limits of coupled support

Long-term P fertilisation experiment on grass – effects on plant and soil

Peer reviewe

Nurmien kaliumtalous. Maan reservikaliumin merkitys kaliumlannoituksen suunnittelussa

Kalium on nurmen sadontuoton kannalta heti typen jälkeen tärkein ravinne. Se vaikuttaa paitsi sadon tuottoon myös nurmen ravitsemukselliseen laatuun. Nurmet käyttävät runsaasti kaliumia ja sadon mukana kaliumia voi poistua 50-400 kg hehtaarilta kasvukaudessa. Vuotuinen kaliumlannoituskustannus voi nousta hyvinkin korkeaksi, mutta toisaalta kaliumin käytön kannattavuus on usein hyvä vahvan satovasteen vuoksi. Kaliumlannoituksen suunnittelu perustuu viljavuusanalyysissä analysoitavaan maan viljavuuskaliumpitoisuuteen. Suomessa ja muissa Pohjoismaissa tehdyissä kaliumlannoitustutkimuksissa viljavuuskalium on osoittautunut nurmilla heikoksi kaliumtarpeen ennustajaksi. Maan kaliumtilaa laajemmin kuvaavaa reservikaliumpitoisuutta onkin ehdotettu paremmaksi lannoitustarpeen mittariksi. Tästä lähtökohdasta päätettiin selvittää meta-analyysin avulla selittääkö maaperän reservikalium (2 M HCl-uutto) paremmin nurmien kaliuminottoa ja lannoitustarvetta Suomessa. Meta-analyysiaineistoon sisällytettiin yhteensä 17 koesarjaa, jotka oli suoritettu nurmenviljelyalueella ja joista oli saatavilla analyysin kannalta välttämättömät maaperätiedot sekä pintamaasta että jankosta (mm. maalajikoostumus, reservikalium, jankon ominaisuudet). Erisuuruisia lannoitustasoja aineistossa oli yhteensä 36 ja kaliumlannoitus vaihteli välillä 0-320 kg ha-1 v-1. Tärkeimmäksi vastemuuttujaksi valittiin kuivaainesato. Aineistossa oli hyvin vähän 0-ruutuja, joten lähestymistavaksi valittiin ns. suhteellisen sadon menetelmä. Tämän tarkoituksena oli saattaa eri vuosien ja koepaikkojen sadot toisiinsa nähden paremmin vertailukelpoisiksi. Yksittäisiä satotietueita oli 642. Kunkin kokeen sisällä suhteellista satoa selitettiin kaliumlannoituksella käyttäen satofunktiona joko lineaarista kuvausta tai Mitscherlichin funktioita. Kun kunkin kokeen satofunktio oli ratkaistu, derivoitiin satofunktiot ja laskettiin funktion derivaatan arvo kohdalla 50 kg/ha/v K. Näin eri koesarjat voitiin yhdistää ja verrata kaliumin antamaa sadonlisää kokeen maaperätietoihin korrelaatio- ja regressioanalyyseillä. Lopuksi maa jaettiin reservikaliumin perustella kahteen ryhmään ja ryhmille sovitettiin satovastefunktiot (kuiva-ainesato, kaliumpitoisuus, kaliumtase ja talvituho). Reservikalium selitti kaliumlannoituksella saatua nurmien satovastetta selvästi paremmin kuin viljavuuskalium. Pintamaan ja jankon reservikalium selitti satovastetta yhtä hyvin. Kun maan reservikaliumin pitoisuus oli luokkaa 500 mg/l, oli satovasteen vaihtelu suurta. Sen sijaan alhaisilla reservikaliumin arvoilla (<400 mg/l) sadonlisä oli lähes säännöllisesti huomattava. Reservikaliumpitoisuuden ollessa > 600 mg l-1, kaliumlannoituksen vaikutus satoon oli pieni. Rehun K/N -suhde ja kaliumpitoisuus selittivät yhtä hyvin suhteellista satoa. Kun sadon kaliumpitoisuus on 17,5 - 20 g/kg ka, sadontuotto oli 95 % maksimisadosta. Vastaavat raja-arvot K:N –suhteelle olivat 0,85-0,86. Nurmen kaliumpuutteen rajaksi saatiin noin 17 g/kg ka. Korkean reservikaliumin mailla rehun kaliumpitoisuus on yleensä korkea riippumatta kaliumlannoitusmäärästä. Tämä vaikuttaa märehtijän kannalta tärkeisiin kivennäissuhteisiin yleensä epäedullisesti (mm. laidunja poikimahalvaus). Korkean reservikaliumin mailla nurmenviljelykokeissa on lähes mahdotonta välttää voimakkaan negatiivisia kaliumtaseita, erityisesti silloin, kun halutaan välttää märehtijän kannalta liian korkeita kaliumpitoisuuksia Tulosten pohjalta voidaan luoda uudet lannoitussuositukset, jotka perustuvat maan reservikaliummääritykseen. Käytännössä heikon kaliumtilan mailla lannoitusmäärä tulisi lisätä ja korkean kaliumtilan mailla kaliumlannoitusta vähentää tai lopettaa kokonaan, etenkin jos nurmen juuriston kasvumahdollisuudet ovat hyvät. Kannattavan kaliumlannoituksen yläraja heikon kaliumtilan mailla sijoittuisi ensimmäisenä satovuonna 100–120 kg K/ha/v tasolle ja siitä eteenpäin noin 220–240 kg K/ha/v tasolle silloin kun pyritään korkeaan satotasoon. Käytännössä on syytä seurata myös rehun kaliumpitoisuutta, joka kertoo viime kädessä lannoituksen onnistumisen.Potassium (K) is of almost equal importance to nitrogen as a key nutrient for grass development and growth. It affects not only the dry matter (DM) yield but also the nutritive value of grass, especially as nutrient imbalances linked to excessive K concentrations in livestock diets increase the risk of milk fever and grass tetany. Because grass growth requires large amounts of K the annual amounts of K removed in grass are also typically high. In Finland, the recommendation of K fertilization for cultivated short-term grasslands is based on the soil concentration of acid ammonium acetate-extractable K (mg KAAc l-1 soil). However, recent studies suggest that the concentration of soil acid-extractable potassium (KHCl) might provide a better basis for the recommendation. The aim of this study was to test this hypothesis using data originating from field experiments conducted in Finland during the years 1973-2006. The database consisted of 17 series of field experiments that provided sufficient DM yield data and also information on soil attributes, from both topsoil and subsoil. The experimental leys were mainly mixes of timothy (Phleum pretense L.) and medow fescue (Festuca pratensis Huds.) Potassium fertilization rates ranged from 0 to 320 kg K ha-1 year-1 although not all experiments included a treatment of 0 kg K ha-1 year-1. Therefore, the method of relative yields expressed as a percentage of maximum yield in each experiment was used in the first stage. The entire dataset comprised 642 combinations of year × cut × K rate. For each experiment the DM yield was explained by potassium application, using using a linear function (Y = a + bx;) or Mitscherlich’s type of function Y = a + b(1-e(-cx)) where Y is the relative DM yield (% of maximum yield) and x is K application (kg K ha-1), and a, b and c are constants. The equations were derived and solved for the point at which the K application was 50 kg ha-1 K (dy/dx50K). Using the values of dy/dx50K it was possible to examine the relationship between the yield responses for K rates and the corresponding soil characteristics analysis on 27 different soils: these were in subsets of the 1st 2nd and 3rd cuts, annual DM yield, 1st 2nd and 3rd - year leys and 1st 2nd and 3rd ley rotations. Finally, the dataset was divided into soils of low and high K status based on KHCl concentration in the topsoil and subsoil. The effects of K fertilization rates on DM yield, grass K concentration, K removal and winter damage were studied for both groups individually. Concentration of KHCl both in topsoil and in subsoil explained the plant availability and utilization of potassium better than the concentration of KAAc (R2 0.78-0.80 vs. 0.39-0.40). When concentrations of KHCl were low (<400 mg l-1) both in topsoil and subsoil, the yield response to K fertilization was strong. On the other hand, at high levels of KHCl concentration (>600 mg l-1) either in topsoil or subsoil, minor responses to K fertilization were occasionally observed. Between these two levels of KHCl concentration the impact of K fertilization was not consistent. Grass K concentration and K/N-ratio explained yield production equally well, and 95% of the maximum yield was achieved when the grass K concentration was 17.5-20 g kg-1 DM or when the K/N-ratio was 0.85-0.86. Potassium fertilization increased the K concentration of grass, but when KHCl concentration of soil was high the K concentration of grass was also high despite the fertilization rate. K balance (input – output) was almost always highly negative especially on soils with high KHCl concentration. In conclusion, grass K-fertilization recommendations should be based on soil KHCl rather than on the currently used KAAc. If KHCl concentration of soil is low, the K fertilization rate should be higher than the present recommendation; however, in contrast, if the KHCl concentration is high, the K fertilization rate should be clearly lower or even omitted. The economic optimum rate of K fertilization varies with K fertilizer and grass prices and also with the age of the ley. In this dataset an approximate economic optimum was 100-120 kg K ha-1 year-1 for the first-year leys and 220-240 kg K ha-1 year-1 for subsequent years. Furthermore, it is considered sensible to monitor changes in the K concentration of grass and adjust fertilization rates accordingly

Laiduntamisen ja säilörehuniiton aiheuttama ravinne- ja mikrobikuormitus pohjaveteen hietamaalla

ei saatavill

Sään ääri-ilmiöiden aiheuttama stressi näkyy timotein ja nurminadan rehuarvoissa ja kivennäispitoisuuksissa

Ilmastonmuutoksen myötä sään ääri-ilmiöt yleistyvät. Hyvinä esimerkkeinä äärisäistä ovat heinäkuun 2021 poikkeuksellinen kuivuus sekä kesän 2017 hyvin viileät kasvuolosuhteet. Sateisuuteen ja lämpötilaan liittyvät sään ääri-ilmiöt aiheuttavat haasteita rehun tuotannossa, rehuarvoissa ja kivennäiskoostumuksessa ja heijastuvat myös eläinten ravitsemukseen ja hyvinvointiin. Sään ääri-ilmiöiden vaikutuksia rehun laatuun tutkittiin Tuotantovarmuutta nurmesta (VarmaNurmi) -hankkeessa. Kasvulämpötilan ja maan kosteuden vaikutusta timotein (Rhonia) ja nurminadan (Klaara) rehuarvoihin sekä ravinnepitoisuuksiin tutkittiin kasvihuoneessa kontrolloiduissa olosuhteissa kasvatusastioissa (4.4 kg maata, rm HtMr, 220 mg l-1 K, 12 mg l-1 P). Vernalisoinnin ja tasausniiton jälkeen kasvustot lannoitettiin (1000 mg N ja 680 mg K/astia/niitto ja 220 mg P/astia kokeen alussa) ja altistettiin sekä ensimmäisessä että jälkisadossa kaksi viikkoa ennen niittoa kolmelle eri lämpötilalle vuorokausirytmillä 18h/6h: 10/2 °C (kylmä), 17/12 °C (normaali) ja 25/17 °C (kuuma) sekä kolmelle kosteudelle, joissa maan vesipitoisuus oli 40 % (kuiva), 50–70 % (optimi) ja 100 % (märkä) kenttäkapasiteetista laskettuna. Kevätsadon osalta kylmäkäsittely jouduttiin poistamaan, koska kylmiöön tuli toimintahäiriö. Molemmissa niitoissa kaikkien astioiden sato korjattiin samaan aikaan. Kivennäisanalyysit tehtiin kuivatuista satonäytteistä. Rehun kivennäistasapainoa kuvaava DCAD-arvo sekä laidunhalvausriskiä ennustava GT-indeksi laskettiin ravinnepitoisuuksien perusteella. Lämpötilan ja maan kosteuden nousu lisäsivät odotetusti kuiva-ainesadon määrää ja heikensivät sulavuutta molemmissa niitoissa kummallakin kasvilla. Kasvuston raakavalkuais (RV) pitoisuus oli kevätsadossa 127–170 g kg-1 ka ja jälkisadossa 174–205 g kg-1 ka, mikä vastaa kentällä tehtyjen kokeiden RV-pitoisuuksia ja osoittaa, että kasvusto ei kärsinyt typen (N) puutteen aiheuttamasta stressistä, vaikka kasvun aiheuttama N-pitoisuuden laimenemisvaikutus oli havaittavissa. Kasvuston stressitasoa kuvaava pelkistävien sokereiden (PeS) pitoisuus laski selvästi molemmissa sadoissa lämpötilan ja maan kosteuden noustessa (jälkisadossa PeS kylmä-kuivassa 213 g kg-1 ka ja kuuma-kosteassa 63 g kg-1 ka). Tulosten perusteella suurin stressitekijä oli kuivuus, vaikka myös kylmyys rajoitti sadonmuodostusta ja nosti PeS -pitoisuutta. Lisääntyvä kosteus suosi selvästi molempien kasvien fosforin (P) ottoa ja vaikutus korostui jälkisadossa, missä erityisesti timotein P-pitoisuus kasvoi suhteessa enemmän kuin ka-sato siirryttäessä optimikosteudesta märkiin olosuhteisiin. Timotein DCAD -arvot olivat keskimäärin nataa alempia ja normaalilämpötila tuotti matalimmat arvot molemmissa sadoissa. GT-indeksi nousi lämpötilan ja maan kosteuden myötä erityisesti timoteillä. Tulosten perusteella voidaan arvioida säästressin vaikutuksia kasvuston laatuun

Orgaanisten lannoitteiden hiilisyöte ja lannoitusvaikutus nurmen perustamis- ja satovuosina

Orgaanista voimaa peltoon ja parteen (OrVo) -hanke toteutti Luke Kuopio Maaningan toimipaikassa 2020–2021 ruutukokeen, jossa tutkittiin Gasum Oy:n orgaanisten lannoitteiden hiilisyötettä ja lannoitusvaikutusta verrattuna Luke Maaningan biokaasulaitoksen (ainoa syöte naudan liete) käsittelyjäännökseen sekä mineraalityppeen. Vuonna 2020 koekasvina oli puitu ohra, ja vuonna 2021 ohran alle perustettu timotei-nurminataseos, joka korjattiin kaksi kertaa kesän aikana. Keväällä 2020 ohran lannoitteina käytettiin Vehmaan konsentraattia (4.8 t ha-1; liukoinen typpi 103 kg ha-1) sekä Turun konsentraattia, johon levityksen helpottamiseksi sekoitettiin 15 % vettä (10.2 t ha-1; liuk. N noin 59 kg ha-1). Luken käsittelyjäännöstä levitettiin 36.4 t ha-1 (liuk. N 69 kg ha-1). Mineraalityppeä ei lisätty. Keväällä 2021 nurmen ensimmäiselle sadolle käytettiin uudelleen Vehmaan konsentraattia (3.7 t ha-1; liuk. N 81 kg ha-1) sekä Luken käsittelyjäännöstä (36.8 t ha-1; liuk. N 81 kg ha-1), mutta Turun konsentraatti korvattiin Honkajoen käsittelyjäännöksellä (15.9 t ha-1; liuk. N 73 kg ha-1). Orgaanisten lannoitteiden typpi täydennettiin mineraalitypellä (30 kg N ha-1) ja toinen sato lannoitettiin mineraalilannoitteilla (80 kg N ha-1). Vuonna 2020 käsittelyjä verrattiin 80 kg N ha-1 mineraalityppilannoitukseen ja vuonna 2021 mineraalityppilannoitukseen, joka sai 100 kg N kummallekin sadolle. Viljasato (15 % kosteus) oli orgaanisilla lannoitteilla 3420–4470 kg ha-1 ja mineraalitypellä 4040 kg ha-1. Vehmaan konsentraatti sisälsi enemmän liukoista typpeä ja tuotti korkeamman sadon kuin muut orgaaniset lannoitteet. Ensimmäinen nurmisato oli orgaanisilla lannoitteilla 4780–4930 kg ka ha-1 ja toinen 2910–2980 kg ka ha-1. Mineraalityppilannoitus tuotti 1. sadossa 4470 kg ka ha-1 ja 2. sadossa 3100 kg ka ha-1. Orgaanisten lannoitteiden lannoitusvaikutus on mineraalilannoitusta pitkäkestoisempi maassa mineralisoituvan kokonaistypen vuoksi. Satomäärissä tämän suuntainen ilmiö oli nähtävissä, mutta sadot eivät nurmivuonna poikenneet toisistaan tilastollisesti merkitsevästi. Luken käsittelyjäännöksen hiilisyöte oli molempina vuosina yli 600 kg ha-1. Turun konsentraatti sisälsi paljon hiiltä, ja sen hiilisyöte oli matalasta levitysmäärästä huolimatta 444 kg ha-1. Vehmaan konsentraatin hiilisyöte jäi alle sadan kilon, ja Honkajoen käsittelyjäännöksen hiilisyöte oli noin 130 kiloa. Kaikki käytetyt orgaaniset lannoitteet toimivat lannoitteina hyvin. Hiilisyötteen määrä vaihteli. Näin lyhyessä kokeessa hiilen kertymistä maahan on epätodennäköistä todentaa maanäytteistä. Konsentraattien kuljettaminen pitempiä matkoja on lietteen kuljetusta kustannustehokkaampaa. Käytännössä niitä ei ole useinkaan tarkoituksenmukaista levittää yksinään matalan levitysmäärän ja mahdollisten juoksevuusongelmien vuoksi, vaan ne kannattaa sekoittaa lietteeseen tai toiseen orgaaniseen valmisteeseen