1. Esimerkkitilojen energian käyttö, kasvihuonekaasupäästöt ja pääravinteiden virrat
Tavoite: Esimerkkitiloja analysoimalla selvitetään typen käytön vähentämisen vaikutus tilojen energian käyttöön, KHK-päästöihin sekä pääravinteiden riittävyys kasvintuotannossa.
Toteutus: Tutkimuksessa analysoidaan 16 maatilan energian käyttö, KHK-päästöt ja pääravinteiden virrat ennen typen käytön vähentämistä ja sen jälkeen. Tilat ovat todellisia tiloja, joilla ennakoidaan typen käytön vähentämisen vaikutukset laskelmin. Nautakarjatilat voivat olla lannoitetypen käytön lopettamisen jälkeen typpiomavaraisia, mutta kasvinviljelytiloille typpeä tuodaan lannan ja biokaasumädätteen mukana. Lannan ja mädätteen siirtelyn mallintamista varten todellisille tiloille luodaan virtuaalisia yhteistyötiloja. Yhteinen tarkastelu kotieläintilojen ja kasvinviljelytilojen ravinnekierroista on tarpeen myös siksi, että kotieläintilat joutunevat rajoittamaan lannan käyttöä entisestään fosforin käytön rajoitusten vuoksi. Tämä koskee erityisesti sika- ja siipikarjatiloja.
Viikin koetila – kuva Seija Jaakkola
Typen korvaamisella biologisella typensidonnalla ja ravinteiden siirtelyllä tilojen välillä odotetaan olevan taloudellisia vaikutuksia, joita myös tutkitaan. Nautakarjatiloilla typpilannoituskustannus jää pois, mutta toisaalta nurmia voidaan joutua uusimaan tai täydentämään entistä useammin. Rehuntuotantoon tarvitaan lisää alaa, jos satotaso pienenee. Siirtelemällä lantaa tai sen fraktioita tilojen välillä mahdollistetaan mahdollisimman suurten eläinmäärien pito, koska tällöin fosforin käyttörajoituksia ei ylitetä. Lannan siirtelyn aiheuttamat kustannukset, KHK-päästöt ja muut mahdolliset vaikutukset (taudit, hukkakaura, ravinnetappiot (esim. ammoniakkipäästöt)) otetaan tarkasteluissa huomioon.
2. Kotieläinten hivenaineiden saanti erilaisissa viljelyjärjestelmissä
Tavoite: Tutkimuksen tavoitteena on selvittää taselaskelmilla kotieläinten hivenaineiden saantia suhteessa tarpeeseen erilaisilla ruokintavaihtoehdoilla. Tavoitteena on tarkentaa kotieläinten hivenaineruokintaa huomioimalla paremmin rehuraaka-aineista tulevat hivenaineet. Hivenaineruokintaa tarkentamalla voidaan todennäköisesti vähentää ja tarkentaa täydennyshivenaineiden käyttöä ja säästää ruokintakustannuksissa.
Toteutus: Tutkimuksessa selvitetään erilaisten eläinryhmien (lypsylehmät, lihasiat, emakot, porsaat ja munivat kanat) hivenaineiden taseet tavanomaisella sekä palkoviljapohjaisilla ruokinnoilla. Erityistapauksena mukaan otetaan myös luonnonmukaiseen tuotantoon soveltuvat ruokinnat. Laskelmat tehdään aikaisempien tutkimushankkeiden ruokintatutkimustulosten, uusimman kirjallisuustiedon sekä hankkeessa tehtävien täydentävien rehujen ja lannan hivenaineanalyysien perusteella.
3. Hivenaineravinteiden kierto kotieläintiloilla sekä kotieläin- ja kasvinviljelytilojen välisessä yhteistyössä
Tavoite: Tutkimuksen tavoitteena on selvittää hivenravinteiden kierron onnistuminen käytettäessä orgaanisia lannoitteita (lietelanta, kasvijäte) ja arvioida nurmikasvien hivenravinteiden lannoitustarvetta. Lisäksi mitataan hankkeen ruokintakokeeseen valittujen palkokasvilajien kivennäis- ja hivenainekoostumuksia, joita voidaan käyttää ruokinnan suunnittelussa. Yksisirkkaiset heinäkasvit ja kaksisirkkaiset palkokasvit poikkeavat hivenravinnepitoisuuksiltaan merkittävästi toisistaan ja siten näiden kasvien määräsuhteiden muutos ruokinnassa vaikuttaa myös kotieläinten hivenravinteiden saantiin. Tämän hankeosan ja edellisen osan tulosten perusteella arvioidaan, miten kasvien ja kotieläinten hivenravinnevaatimukset täydennetään parhaiten (lannoitus vai kivennäisruokinta).
Toteutus: Lietelannassa lisättyjen sekä maassa jo valmiiksi olevien orgaanisten ja epäorgaanisten ravinnevarojen tulisi riittää nurmisadon tarpeisiin. Lietelannan sisältämien kivennäisaineiden käyttökelpoisuutta kasveille tutkitaan astiakokeissa, jossa koejäseninä ovat epäorgaaninen hivenravinnelisäys ja liete/viherlannoituksia. Heinä- ja apilakasvien ravinnepitoisuudet mitataan ja lasketaan hivenravinteiden käyttökelpoisuus. Lisäksi analysoidaan ruokintakokeisiin menevien seoskasvustojen (palkokasvi-vilja) ja palkokasvien hivenravinnepitoisuudet.
4 Ravinne- ja viljelykiertojen yhdistämisen taloudellinen analyysi
Tavoite: Määrittää kotieläin- ja kasvinviljelytilojen ravinne- ja viljelykiertojen yhdistämisen taloudelliset vaikutukset, kun samalla pyritään vähentämään ostolannoite- (erityisesti typpi) ja – energiariippuvuutta.
Toteutus: Typpi- ja valkuaisomavaraisuuden lisäämistä on tutkittu Makeran osarahoittamissa Monipalko- ja Omavarahankkeissa. Molemmissa hankkeissa on selvitetty typpeä sitovien kasvien taloudellista kilpailukykyisyyttä kotieläin- ja kasvinviljelytilojen viljelykierroissa ja kotieläinten ruokinnassa. Niin ikään Makeran osin rahoittamassa Hyötylanta –hankkeessa on tutkittu lannan käytön tehostamista ja sen taloudellisia perusteita mm. lannan jakeistamisen avulla. MTT:n Bionurmihankkeessa puolestaan tutkitaan mm. nurmen käyttöä energian tuotannossa. Eri ravinnelähteiden ja ravinnekiertojen yhdistämistä eri tuotantosuuntaa edustavien tilojen välillä ei ole Suomessa systemaattisesti tutkittu siitä taloudellisesta näkökulmasta, että tilojen ulkopuolelta tulevien kemiallisesti valmistettujen ravinteiden määrä pyrittäisiin samalla minimoimaan luomutuotantoa lukuunottamatta. Typensitojakasvien hyödyntäminen viljelykierrossa vähentää merkittävästi riippuvuutta ostetuista energiapanoksista, koska suuri osa viljelyn kuluttamasta energiasta käytetään lannoitteiden valmistukseen. Tutkimus perustuu tämän hankkeen muissa osioissa tuotettuun biologis-tekniseen tietoon ja aiemmin julkaistuihin tutkimustuloksiin.
Tarkastelussa tutkitaan kolmea eri vaihtoehtoista toimintatapaa: 1) tilat toimivat ravinnekierroltaan erillisinä, 2) tilojen erilliset ravinnekierrot yhdistetään, mutta väli-/sivutuotteita ostetaan ja myydään tilojen välillä ja 3) tilojen ravinnekierrot yhdistetään täysin eli tiloja viljellään yhtenä kokonaisuutena. Vaihtoehtojen erot kulminoituvat pitkälti lähtötilanteen eläintiheyksiin sekä lannan kuljetusetäisyyksiin, mutta myös kasvinvuorotuksen täysimääräiseen hyödyntämiseen. Tarkastelua sovelletaan maito-kasvinviljely- ja sika-kasvinviljely-yhdistelmiin. Vertailukohtana on tilanne, jossa tuotanto noudattaa vallitsevaa nykykäytäntöä, joka perustuu kemiallisesti valmistettujen kasvinravinteiden käyttöön kasvintuotannossa.
Eri vaihtoehtoja tarkastellaan matemaattisilla ohjelmointimalleilla, joissa joko ainoastaan maksimoidaan katetta tai pyritään samalla minimoimaan ostolannoitteiden/-energian käyttöä. Tuloksena saadaan erot vaihtoehtojen suhteellisessa kannattavuudessa tilatasolla sekä erot ravinne- ja energiatarpeessa tilaa sekä tuotettua yksikköä kohti.
Palkokasvien käyttövaihtoehdot
Palkokasvien ekosysteemipalvelut