Peltoviljelyn ympäristövaikutukset (tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

KS myös  http://www.ruokatieto.fi/Suomeksi/Etusivu

1. Ravinnepäästöt

Mavero-tutkimus: Huuhtomat keskimäärin: N 7,6-20 kg/ha P 0.9-1.8 kg/ha pelloilta….K noin 7 kg . Ravinnepäästöt aiheuttavat vesistöjen rehevöitymistä.... happikatoa.... virkistysarvon alenemista.

Huuhtoutumista on pyritty vähentämään lannoitusta vähentämällä. Alhaiset maataloustuotteen hinnat ovat myös vaikuttaneet samaan suuntaan: viljely on osin muuttunut laaja- ja leväperäiseksi.

http://www.vtv.fi/files/139/1752008_Maatalouden_ravinnepaastojen_vahentaminen_NETTI.pdf -osoitteesta seuraavat neljä kuvaa:

Alla väkilannoitteissa peltoon annetut typpi- ja fosforimäärät.

Alla satomäärien kehitys

Alla typen käyttö

Ja tässä fosforin käyttö

Karjanlannan määrä vuosittain noin 20 000 000 tonnia, jossa ravinteita:
N 114 000 tonnia.... noin 45 kg/ha
P 21 000 tonnia.... noin 8.4 kg/ha
K 132 000 tonnia.... noin 53 kg/ha (Ympäristötilasto)

a) FOSFORI: minimitekijä rannikkovesissä (fosforilisäys rehevöittää). Jyvissä noin 0,33 %, oljissa noin 0.1 %... jyväsadossa poistuu noin 10 kg/ha--> lannoituksena annettava huomattavasti enemmän, koska fosfaatti-anionilla on taipumus muodostaa maassa vaikealiukoisia yhdisteitä Al ja Fe kanssa. Pääasiallinen otto H2PO4- - anionina

Fosforipäästöt: pääasiassa maa-aineksen mukana (eroosio), eloperäisillä mailla myös vesiliukoisena (äsken mineraloitunutta ?)... nurmilla myös pinnanmyötäisesti, vesiliukoisena 

b) TYPPI: minimitekijä sisävesissä (typpilisäys rehevöittää)---kasvit muodostavat epäorg. typestä aminohappoja, 20 erilaista-----valkuaisaineet vararavintona, solukalvojen rakenneosina, entsyymien kantajaosina-----nukleiinihapot tumassa, kromosomien rakenneosana. Typen puute ilmenee herkästi sadon määrässä ja laadussa----varsinkin vegetatiivinen kasvu (vihermassan tuotanto) kärsii typen puutteesta----klorofyllipitoisuus alenee, kellertävä väri, kasvuaika lyhenee, sato pieni…liian runsas typensaanti: rehevä kasvu, ohuet solunseinät, lakoutumista, sienitauteja ---kasviin voi kertyä nitraattia--- pelkistyy eläimen suolistossa nitriitiksi---myrkytys

luontaiset typpilähteet

-orgaaniseen ainekseen sitoutuneena maassa on 3000-12000 kg/ha, siitä noin 1% vapautuu (=mineraloituu) vuosittain, siis 30-120kg (oljissa palautuu noin 20 kg----sadevedestä tulee 1-5 kg N/ha/v

typpi ympäristökysymyksenä

-ammoniakin NH3 haihtuminen, myötävaikuttaa happaman laskeuman syntyyn (tutkijat hieman erimielisiä…)…typen oksidien joutuminen ilmakehään (esim. N2O,typpioksiduuli) vaikuttaa otsonikatoon-----NO3-huuhtoutuminen rehevöittää järviä (tämä lienee pahinta)

kotieläinten lannassa Suomessa noin 70 000 tonnia liuk N (noin 30 kg/ha) (kok N 115000 t... 45 kg/ha)----ammoniakkina haihtuu noin 30 000 tonnia ! (80 % Suomen ammoniakin kokonaispäästöistä) (multaaminen auttaisi !)-----Suomen typen oksidipäästöistä 15000 tn maataloudesta (=5 % Suomen typen oksidien kokonaispäästöistä)

Typpipäästöt

- noin 70-80 % väkilannoitetypestä tulee korjatuksi talteen sadossa---- eloperäisillä lannoiteaineilla oikeaoppisella käytöllä noin 30-40 %

LOPPUOSAN KOHTALO melko vaikea selvittää:--- haihtuu (ammoniakkina tai denitrifikaatiossa)... vaikea mitata: huuhtoutuu nitraattina (mitattavissa), varastoituu maahan ( mitattavissa vain pitkän aikavälin muutokset (yli 10 v))

KUVA 1: Typen vaiheet maassa

viljelyssä huomioonotettavaa:   

Hyväkuntoisessa maassa typpi pyrkii muuttumaan herkästi huuhtoutuvaan nitraattimuotoon riippumatta siitä, onko se peräisin maan luontaisista varoista, lannoitteesta, lannasta, kompostista tai onko se palkokasvien ilmasta sitomaa. Tappioiden suuruus riippuu (lannoitelajin lisäksi) sademäärästä ja maan vedenpidätysominaisuuksista. Huuhtoutumisriski on suuri karkeilla, helposti vettä läpäisevillä mailla. Huonosti läpäisevillä ja tiivistyneillä mailla huuhtoutuminen on vähäisempää, mutta niillä nitraatti voi pelkistyä ja karata kaasumaisina yhdisteinä ilmakehään.

Ympäristön kannalta siisteimpiä ovat lannoitusaineet, joiden typpi on liukoisessa muodossa (väkilannoitteet , virtsa). Niiden typpi tulee kasvien käyttämäksi ennen syysvalumaa, eikä siten huuhtoudu. Näitä lannoitus aineita ei tule käyttää syys- eikä talvilevitykseen (suuret tappiot).

Suomessa tehtyjen tutkimusten mukaan väkilannoitetypen huuhtouma on normaalilannoitustasolla 0,3-2 % käytetystä typpimäärästä. (MTTK: Jaakkola 1986, Yläranta, Uusi-Kämppä 1989)

Karkean kuvan väkilannoitteen ja eloperäisen (orgaanisen) lannoitusaineen välisestä erosta antaa korvaussuhde, jolla väkilannoitetyppi tulee korvata orgaanisen lannoitusaineen typellä. Esim karjanlannan typpeä on käytettävä yli kaksinkertainen määrä, jotta päästään samaan satotulokseen.(Viljavuuspalvelu ym) Sama koskee myös ns. vihantalannoitusta. Aivan tarkkoja vertailuja on vaikea tehdä erilaisen jälkivaikutuksen vuoksi.

Viljelykasvien väliset erot huuhtoutumisen kannalta johtuvat pitkälti niiden ravinteiden oton eriIaisesta ajoittumisesta. (ja eroista vedentarpeessa sekä mahd muokkaustarpeessa). Nurmesta ja sokerijuurikasmaasta huuhtoutuu yleensä typpeä vähemmän kuin kevätviljapelloilta, koska niiden ravinteiden ja veden otto jatkuu pitempään. Ne hyödyntävät pellon ravinnevaroja myöhään syksyyn eikä huuhtoutumista ehdi kovin paljon tapahtua. Jokioisten savimaalla tehdyissä kenttäkokeissa vuosina 1980-1982 ohraruuduilta huuhtoutui keskimäärin noin neljä kertaa enemmän typpeä kuin yhtä paljon typpeä saaneilta nurmiruuduilta . (taulukko 2)

TAULUKKO 3.   Keskimääräiset nurmi- ja ohrasadot, typen otto ja nitraatti typen huuhtoutuminen vuosina 1980-1982 (Jaakkola 1984) .

…………..N-lannoitus……….Sato………………….. nitraattitypen huuhtoutuminen

…………..kg/ha……..kg /ha…..N kg /ha…………….kg /ha

Nurmi………100………3850……….56……………….1 .4
……………...200……....6060………112………………3.0
Ohra…………50………2060………..37………………6.8
……………...100………3050….……59……………….6.4

Ylläkuvattu, mitattu N-huuhtouma sisältää lannoitetypen+ maan omien N-varojen huuhtouman. Typpilannoituksen kaksinkertaistaminen (50 kg:sta 100 kg:aan /ha) ei vaikuttanut typen huuhtoutumiseen ohraruuduilla, mutta nurmella lannoitemäärän kaksinkertaistaminen (1OO kg:sta 200 kg:aan/ha) lisäsi huuhtoutumistappioita. Koska satojen typpisisältö ei kasvanut lannoitemäärää vastaavasti, korjaamatta jääneisiin kasvinosiin ja juuristoon sitoutuneen typen määrä kuten ilmeisesti myös muut kuin huuhtoutumistappiot lisääntyivät. (haihtuminen)

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

^{Korkeimpiin satoluokkiin päästiin oikealla pH:lla sekä tautien torjunnalla!}

Kuva 2: Lannoitustason vaikutus satoon ja huuhtoutumiseen

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

LISÄÄ TULOKSIA HUUHTOUTUMISTUTKIMUKSISTA

Kuva3

Karjanlannan ja väkilannoitteen aiheuttamien huuhtoumien vertailu.  Maatalous ja vesien tila, s 51. Maa- ja metsätalousministeriö, luonnonvarainneuvosto 1992

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

TAULUKKO 5.

Alla: Yn tarkoittaa Normaali Y-lannosta, jossa on 16% typpeä, 7% fosfori ja 12% kaliumia (ainakin suunnilleen) Niinpä 900 kg/ha Yn tarkoittaa hehtaarille 63 kg fosforia, 144 kg typpeä ja 108 kg kaliumia

Ylläoleva: Harri Huhta, Antti Jaakkola: Viljelykasvien ja lannoituksen vaikutus ravinteiden huuhtoutumiseen turvemaasta Tohmajärven huuhtoutumiskentällä v 1983-87. Maatalouden Tutkimuskeskus, Tiedote 20/93

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

Kuva 4

TÄMÄ: Typen huuhtoutuminen. Maatalousnormaalikoulu, opettajaosasto 1989  Matti Pekkarinen (alkuperäinen lähdetieto puuttuu)

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

Kuva 5

Tämä kuva selittää ohran typenottoa. Lähde: tuntematon

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

Kuva 6

Väkilannoite aiheuttaa "typpipiikin" keväällä. Syksyn sateiden tullessa typpi on jo tullut  kasvien ottamaksi. Karjanlannan typpi (ei näy tässä) vapautuu pitkin kesää ja syksyä liukoiseen muotoon.

Kuva 7

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

Kuva 8

Alla oleva kuva on peräisin MTTK:n tutkimusselosteesta (SITRA 22, Antti Jaakkola). Siinä tutkittiin väkilannoitteen osuutta typen huuhtoutumisesta hietamaasta. Väkilannoitteen osuus huuhtoumasta on noin 1% (sadon määrän oikea väkilannoitteen käyttö ainakin kaksinkertaistaa!)

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

(tutkimustulosten tulkintasivulle tästä)

2.TORJUNTA-AINEET

Maa- ja metsätaloudessa käytetään torjunta-aineita kasvitautien, tuhoeläinten ja rikkakasvien torjuntaan sekä kasvunsääteinä. Pellolle levitettävät valmisteet ovat useiden aineiden seoksia; vaikutusaineen eli pestisidin lisäksi niissä on liuottimia, kantoaineita ja kiinnitysaineita. Suomessa käytettävistä aineista tavallisimpia ovat rikkakasvien hävitteet eli herbisidit, tautien torjunta-aineet eli fungisidit ja tuhohyönteisten torjunta-aineet l. insektisidit.

Kuva: torjunta-aineiden käyttömäärät ovat laskeneet (myös viime vuosina) (ehkä liikaakin: pellot kasvavat biodiversiteettiä)

Torjunta-aineen haitallisuutta terveydelle kuvataan LD50-luvulla. Se on yleensä rotilla tehdyssä kokeessa saatu arvo. Se ilmoittaa, montako milligrammaa ainetta tarvitaan kerta-annoksena elopainokiloa kohden, jotta 50% koe-eläimistä kuolee. Esim ruokasuolalla luku on noin 3000. Siis 3000 mg eli 3 g riittää tappamaan kilon painoisen rotan. Vastaavasti 80 kilon rotta saattaisi kestää 240 g suolaa. Mitä pienempi LD50-luku on, sitä haitallisempi kyseinen aine on syötynä. Alla olevissa teksteissä mainitaan torjunta-aineiden LD50-lukuja.

Muutamia herbisidejä

1. Fenoksivoihappojohdannaiset

-diklorproppi (Dipro ym)…LD50 800…käyttö 1-2 kg/ha….varoaika 21 vrk…Englanti 1961
-MCPA (MCPA-neste ym)…LD50 700…käyttö 0.75-3,0 kg/ha…varoaika 21 vrk

2. Organofosforiyhdisteet

-glyfosaatti (Roundup, Agress ym)…USA 1971 pat….käyttö 0,5-2,2 kg/ha…LD50 5600

3. Triatsiinit

-terbutylatsiini (Gardoprim ym)…LD50 2160…pääasiassa maavaikutus...vars metsätal. käytössä

4. Sulfonyyliureat, ns. gramma-aineita, eli käyttömäärät vain grammaluokkaa!!!

-klorsulfuroni…LD50 5540 (tehoaine)…käyttö 3-4 g/ha (tehoaine)…lehti- ja maavaikutus…USA 1979…GLEAN: klorsulfuroni 20 %... LD50 noin 25000 (käyttö noin 15g/ha)

Kemialliset torjunta-aineet voidaan jakaa kahteen pääryhmään: epäorgaanisiin ja orgaanisiin.

Epäorgaanisista fungisideista tunnetuimpia ovat eräät elohopea-, kupari- ja arseeniyhdisteet, joita on käytetty siementen peittausaineina sekä hedelmä ja viiniviljelmillä. Ne ovat kuitenkin jäämässä pois käytöstä, sillä ne ovat melko vaarallisia ihmisten terveydelle ja niihin liittyy ympäristöriskejä. Myöskään niiden teho ja valikoivuus ei ole yhtä hyvä kuin orgaanisten valmisteiden. Raskasmetalleja sisältäviin torjunta-aineisiin sisältyy riski niiden kertymisestä humuspitoiseen pintamaahan. Suurina pitoisuuksina ne voivat haitata kasvienkin kasvua. Saksassa on esimerkkejä, joissa vuosikymmeniä jatkunut kupariyhdisteiden käyttö humalaviljelyksillä on johtanut niin voimakkaaseen kuparin rikastumiseen että se on aiheuttanut tuntuvia sadonalennuksia humalan jälkeen viljellyillä kasveilla. Sianrehuihin lisätyn kuparin on todettu aiheuttavan ongelmia laitumilla, joita on lannoitettusuurilla sian lantamäärillä . Japanista on raportoitu tapauksesta, jossa riisi ei tuottanut juuri lainkaan satoa ensimmäisenä vuotena kasvaessaan maassa, joka oli ollut kauan omenaviljelmänä ja jossa oli käytetty arseeniyhdisteitä.

Orgaaniset pestisidit valmistetaan joko biosynteettisesti tai kemiallisesti. Biosynteettisiä valmisteita (esim. pyretriinit)pidetään yleensä helposti hajoavina. Maan mikrobit ovat tehokkaita ja monipuolisia hajottajia. Ne ovat sopeutuneet käsittelemään aineita, joiden kanssa ne ovat joutuneet tekemisiin luonnossa. Luonnonaineet tai sellaiset ihmisen valmistamat kemialliset aineet, jotka muistuttavat rakenteeltaan luonnonaineita, hajoavat pääosin hiilidioksidiksi ja ravinnesuoloiksi.

Synteettisten aineiden hajoaminen on sitä vähäisempää, mitä enemmän ne rakenteeltaan poikkeavat luonnossa esiintyvistä yhdisteistä. Mikrobit pilkkovat tehokkaasti luonnon aromaattisia yhdisteitä kuten bentsoehappoa. Jos tällaisessa yhdisteessä vetyatomeja on korvattu kloorilla, saadaan klooriaromaattisia yhdisteitä, joiden hajotukseen mikrobit eivät yleensä pysty.

Orgaanisia torjunta-aineita on erittäin monentyyppisiä, minkä vuoksi myös niiden biologinen tai kemiallinen hajoaminen sekä pidättyminen maahan vaihtelee paljon. Bakteerit ja sienet voivat käyttää torjunta-ainetta hiilenlähteenään ja saavat siitä energiaa. Tällaista hajotusta sanotaan metaboliseksi. Jos maassa käytetään pitkään samaa metabolisesti hajoavaa valmistetta, mikrobit sopeutuvat siihen ja pystyvät hajottamaan sitä yhä nopeammin. Ruotsissa on mm havaittu, että MCPA:n (2-metyyli-4-kloorifenoksietikkahappo) hajoamisaika on parissakymmenessä vuodessa lyhentynyt 20 viikosta 7 viikkoon. Tätä herbisidiä käytetään yleisesti Suomessakin kaksisirkkaisten rikkakasvien hävitteenä. Sen jäämäongelmat ovatkin verraten vähäisiä. Jäämiä voi esiintyä mullassa muutaman kuukauden ajan ja oljissa yli vuoden. Jos fenoksiherbisidien käyttö pellolla lopetetaan, maa säilyttää niiden suhteen hajotuskykynsa muutaman vuoden ajan.

Pestisidien turvallisuutta pyritään jatkuvasti parantamaan ja valikoimista karsitaan koko ajan haitallisiksi osoittautuneita valmisteita.

TORJUNTA-AINEITA, esimerkkejä (ja niiden LD50-luvut):

-NaCl ……………………3000 (eli ruokasuola)
-elohopea …………………16
-kvintotseeni…………..12000
-simatsiini……………..>5000
-MCPA…………………..700
-diklorproppi…………….800
-glyfosaatti……………>4000
-ureaherbisidit, kauppavalmisteet 10000-25000, käyttömäärä 10-25 g/ha

viljelyssä huomioonotettavaa /torj. aineet

-ennaltaehkäisevät keinot: oikea viljelykierto ym.
-torjunnan tarve harkittava, ei turhia ruiskutuksia (hintakin ohjaa ajattelua tähän suuntaan)
-ainevalinta : pienannosaineet tms. luonnolle haitattomimmat
-ruiskun hyvä kunto vähentää aineen hukkaantumista: pienemmät käyttömäärät

Koli tuli koluttua viikonloppuna 19.-21.9. 2003 (ja paluumatkalla vielä Seinävuoren rotkolaakson luonnonsuojelualue Tuusniemellä). Mahtavia paikkoja molemmat. Alla kuvia Kolilta. Kamera tuli valitettavasti täyteen siellä, joten rotkosta ei ole kuvia nyt. Mutta Seinävuoresta on jotain täällä:  ja Kolista täällä 

Vielä varoitus: varsinkin Kolilla menee herkästi paljon kameran filmiä. Suosittelen digikameraa.