Artikkelit Ilmasto, Maatalous, Ruoka, Ympäristö

Suomen peltomaasta kolmasosa kasvaa nurmea. Syyt siihen ovat hyvät, sillä nurmeen perustuvalla nautakarjataloudella saavutetaan valkuaisomavaraisuus pienillä, pohjoisilla viljelyaloilla.

Kannattavaan viljanviljelyyn tarvitaan suuret pinta-alat, mutta karjatalous sopii vaatimattomimmillekin viljelyalueille, ja märehtijä muuntaa nurmen valkuaisen ihmiselle sopivaan muotoon. Nurmen ohella märehtijä pystyy hyödyntämään myös useita kasvinviljelyn sivuvirtoja eli niitä kasvinosia, joita ei käytetä elintarvikkeisiin.

”Metaanipäästö on se hinta, jonka joudumme tästä loistavasta systeemistä maksamaan”, kiteyttää Luonnonvarakeskuksen (Luke) johtava tutkija Perttu Virkajärvi.

Nurmet ja ilmasto – oikeilla tekniikoilla hyvään suuntaan

Nurmen viljely on ilmaston kannalta pääosin positiivinen asia. Pellon ilmastopäästöt voivat pienentyä 25–30 prosenttia hehtaaria kohti, jos orgaanisilla mailla kuten turpeella siirrytään yksivuotisten kasvien viljelystä monivuotisen nurmen viljelyyn.

Voisiko nurmi toimia jopa hiilinieluna, sitoa lämpenemistä aiheuttavaa hiiltä pois ilmakehästä? Vastaus on kyllä, kivennäismaan nurmi voi olla hiilinielu. Euroopan tiedeakatemia on linjannut nurmiviljelyn tärkeäksi hiilensitomisen keinoksi.

Virkajärven mukaan nurmien hiilensidontapotentiaali voisi pienentää märehtijätuotteiden hiilijalanjälkeä jopa kymmeniä prosentteja. Sidonnan mittaaminen on kuitenkin vaikeaa, ja tärkeä lähtökohta on se maaperän hiilipitoisuus, josta ilmiötä lähdetään tutkimaan.

Verrattuna muuhun Eurooppaan Suomen peltomaat ovat huomattavan nuoria, ja niihin sitoutunutta metsän hiiltä vapautuu yhä. Kun viljely aloitetaan raivaamalla, maaperän hiilipitoisuus siis laskee vääjäämättä.

Pohjoismaiden ilmastossa nurmi voi sekä sitoa että vapauttaa merkittäviä määriä hiiltä. Jos peltoa on viljelty pitkään, satoja vuosia, hiilitaso on alhainen. Se voidaan saada nousemaan viljelemällä nurmea oikeilla tekniikoilla. Tällöin siirtyminen nurmiviljelyyn todella sitoo hiiltä pois ilmakehästä.

Tutkimuksen mukaan kivennäismaan nurmi voi olla hiilinielu. Euroopan tiedeakatemia on linjannut nurmiviljelyn tärkeäksi hiilensitomisen keinoksi.

Tutkimuksesta keinot hiilen sitomiseen

Uusia keinoja ilmastoystävälliseen nurmenviljelyyn kehitetään Lukessa jatkuvasti. Kasvilajivalikoima vaikuttaa: syväjuuriset heinät, palkokasvit kuten puna-apila ovat hyviä hiilen sitojia.

Toinen keino on niittotekniikka: Kun nurmi niitetään korkeaan sänkeen, sato pienenee hieman, mutta yhteyttäminen kiihtyy ja juuristo toipuu paremmin niitosta. Kasvijäte sitoo hiiltä maahan. Etenkin kuivana vuonna korkea sänki vauhdittaa myös seuraavan sadon kasvua.

Kynnön vaikutus on nyt kiivaan tutkimuksen kohteena. Nuori nurmi sitoo voimakkaasti hiiltä, vanhemmiten niin sitominen kuin kasvu heikkenevät. Kyntö vapauttaa maaperän hiiltä, ja nyt tutkijat etsivät parasta kompromissia siihen, kuinka usein nurmi kannattaa uudistaa.

Virkajärvi suosittelee nurmeen ja valkuaiskasveihin perustuvaa viljelykiertoa Etelä-Suomen savimaille. Näillä mailla saavutettaisiin aito hiilen sidonta, ja nurmi parantaisi maan multavuutta.

Nurmien hiilensidonta perustuu monivuotisuuteen. Juuristo kasvaa syysviljojakin laajemmalle ja ulottuu syvemmälle. Juuriin sitoutunut hiili jää mikrobien avulla rikastuttamaan maan multavuutta. Myös lehmän lannan mukana merkittävä määrä hiiltä palaa peltoon. Nautakarja-alueilla peltojen multavuus eli hiilipitoisuus onkin hyvä.

Tutkimus suosittelee nurmeen ja valkuaiskasveihin perustuvaa viljelykiertoa Etelä-Suomen savimaille. Näillä mailla saavutettaisiin aito hiilen sidonta, ja nurmi parantaisi maan multavuutta.

Kaasumittauksista tarkkaa tietoa viljelytekniikkaan

Nyt siis tiedetään, että kivennäismaanurmi on ilmaston kannalta se parempi vaihtoehto. Kaikki tutkimukset kivennäismaanurmen hiilitaseesta eivät kuitenkaan ole täysin yksiselitteisiä – kattavathan nekin varsin laajasti erilaisia maalajeja, viljelytekniikoita, kasvilajeja ja sääoloja.

Myös tutkija Saara Lind painottaa nurmen potentiaalia muuttua hiilinieluksi. Jotta tämä potentiaali saataisiin mahdollisimman hyvin käyttöön, tarvitaan lisää tietoa siitä, mitä kasvihuonekaasuja ja kuinka paljon nurmilta pääsee ja missä olosuhteissa. Tiedon avulla tunnistetaan parhaat viljelytekniikat kullekin paikalle ja muuttuviin olosuhteisiin.

Lind työskentelee Luken ja Itä-Suomen yliopiston yhteisessä tutkimuksessa, jossa päästöjä mitataan pyörrekovarianssimenetelmällä. Koenurmien päästöjä seurataan tässä vaiheessa kahden vuoden ajan. Mittauksilla voidaan tarkasti todentaa, paljonko eri viljelymenetelmät ja olosuhteet eroavat ilmaston kannalta.

Nurmet voivat nykytiedon mukaan toimia metaanin ja hiilidioksidin nieluina. Mittauksissa otetaan huomioon myös typpioksiduuli eli ilokaasu, jota vapautuu lannasta, mineraalilannoitteista ja orgaanisen aineksen hajoamisesta.

Lind painottaa, että ilmastovaikutusten kannalta on tärkeää huomioida mittauksissa kaikki kaasut. Typpioksiduulin päästöpiikkejä on havaittu keväällä ja lannoitusten jälkeen.

Saara Lind luottaa siihen, että karttuvalla tiedolla tulevaisuuden nurmi voidaan viljellä älykkäästi ja tutkimuksen perusteella ennustaa, millaisia ilmastovaikutuksia viljelijän erilaisilla ratkaisuilla on. Viljelijä voi seurata peltojen tilannetta reaaliaikaisesti ja säätää toimenpiteitä tiedon mukaan.

Luke Kuopion Maaningan toimipaikkalla tutkitaan nurmea monesta eri näkökulmasta.

Turvemaan nurmi – pohjoisen ongelma ja ratkaisu

Ilmastonäkökulmasta Suomen suurin ongelma on turvemaiden viljely. Edes monivuotinen nurmi ei tee turvepellosta hiilineutraalia. Turvemaat ovat kuitenkin tärkeä osa rehuntuotantoa.

Koko Suomen viljelyalasta turvemaata on 10 prosenttia, ja sitä hyödyntää erityisesti karjatalous. Turvemailla viljellään monivuotisia nurmia noin 108 000 hehtaarilla ja viljoja noin 100 000 hehtaarilla. Nurmi kattaa noin 45 prosenttia viljelyssä olevista turvemaista.

Yksi kustannustehokkaimmista maatalouden ilmastokuorman vähentämiskeinoista olisi turvemaiden raivauksen lopettaminen. Ilmastoystävällisin viljelytapa jo olemassa oleville turvepelloille on ehdottomasti nurmi.

Yksittäisen viljelijän on kuitenkin vaikea toimia valtakunnan tai EU:n tavoitteiden tasolla: Kaikkien yritysten tavoite on laajentaa, ja tämä koskee myös maataloutta. Erityisesti pohjoisessa turvemaita on paljon ja muita viljelyvaihtoehtoja vähän. ”Jos tilaa on laajennettava ja kannattavuutta parannettava, turvemaa tulee vaihtoehdoksi”, Virkajärvi toteaa.

Oman hankaluutensa laajentaville tiloille tuo pellon vaihteleva hinta ja saatavuus eri puolilla maata. Peltojen kauppa on jäykkää, eikä maa aina siirry sitä eniten tarvitsevalle.

Uusia ratkaisuja turvemaille

”Kuivasta turpeesta haihtuu hiiltä ilmakehään. Siksi jokainen sentti, jolla viljellyn turvemaan pohjaveden tasoa nostetaan, vähentää päästöjä”, kiteyttää orgaanisten maiden ilmastopäästöjen hillintää tutkiva Hanna Kekkonen.

Suomen turvemaiden ilmastovaikutuksia on tutkittu jo yli kolmekymmentä vuotta, ja tietoa on kertynyt. Nyt Lukessa kehitetään myös uusia, päästöjä vähentäviä viljelytekniikoita.

Verrattuna yksivuotisten kasvien viljelyyn, nurmen viljelyssä turvepelloilta vapautuu 10 CO2-ekvivalettitonnia vähemmän päästöjä vuodessa. Ero on huomattava, mutta tätäkin parempaan tilanteeseen voidaan päästä. Jos pohjavesitaso saataisiin korotettua 30 senttiin, nurmille saataisiin vielä radikaali päästövähennys.

Pohjaveden nostoon nurmilla tarvitaan säätösalaojitus, joka on Kekkosen mukaan kallis investointi. Tutkijat selvittävät nyt, miten pohjaveden nosto voitaisiin toteuttaa niin, ettei maan kantavuus kärsi liikaa ja että kosteilta pelloilta saataisiin yhä satoa.

Heikkotuottoisimmille turvepelloille ratkaisu voisi olla siirtyminen kosteikkoviljelyyn. Kun vesi nostettaisiin lähelle maanpintaa, voitaisiin viljellä kosteassa viihtyviä kasveja kuten juolukkaa, energiapajua tai ruokohelpeä. Nyt tutkijat paneutuvat myös siihen, miten realistisia viljelyvaihtoehtoja kosteikkoviljely voisi erilaisille tiloille tarjota.

Yksi tapa rajoittaa päästöjä on tehokkaampi viljely kivennäismailla, eli eläinmäärän lisääminen hehtaaria kohti. Se vähentäisi turvemaan tarvetta.

Entä jos turvepelloista luovuttaisiin?

Hanna Kekkonen kertoo, että esimerkiksi saksalaiset tutkijakollegat ovat ihmetelleet Suomen turvepeltojen käyttöä. Kun vain 10 prosenttia koko viljelypinta-alasta on lähde 50 prosentille koko viljelyn päästöistä, eikö turvemaista olisi viisainta vain luopua kokonaan? Suomessa turvepelloista on kuitenkin vaikeaa päästä kokonaan eroon.

Koska turvepellot sijoittuvat pääosin Pohjanmaalle ja Pohjois-Suomeen, niiden suoranaisesta viljelykiellosta kärsisi erityisesti pohjoinen. Koska myös karjatalous painottuu turvemaille, ruokaturvaa ajatellen turvemaista luopuminen olisi mahdollista vain, jos maidon ja lihan kulutus vähenisi radikaalisti.

Jos ajatusta turvepeltojen viljelykiellosta pohditaan pidemmälle, se voisi johtaa tiloilla kivennäismaiden raivauksiin ja metsien hakkuisiin, mikä ei lopulta parantaisi päästötilannetta, Kekkonen pohtii.

Tulevaisuuden turvenurmi perustuukin Kekkosen mukaan tutkittuun tietoon. Siellä käytetään säätösalaojitusta ja nurmi uudistetaan kevätkynnöllä tai kevyellä muokkauksella siten, kuinka meneillään olevat tutkimukset osoittavat optimaaliseksi sadon, kantavuuden ja kasvukunnon suhteen.
”Jotta päästäisiin siihen, että päästökuorma on mahdollisimman pieni per tuotettu satokilo”, tiivistää tutkija Hanna Kekkonen.

Mihin karjatila raivaa lisää peltoalaa?

Pellonraivaus on ajoittain herättänyt negatiivista julkisuutta, kun peltoa ja erityisesti turvemaata on kerrottu raivatun pääasiassa lannan levityksen tarpeisiin. Johtava tutkija Perttu Virkajärvi toteaa, että lisäpellon tarve määritellään tiloillakin usein epämääräisesti.

Kun tila laajentaa, tarvitaan lisää rehua. Ympäristölupa edellyttää myös tiettyä hehtaarimäärää eläintä kohti, jotta lantaa ei tule liikaa. Raivausten yhteydessä ei aina selvitetä, onko syynä vain ympäristöluvan määräys vai todellinen tarve lisäpinta-alalle.

Määräyksellä pyritään estämään fosforin kertymistä maahan. Virkajärven mukaan nautatiloilla fosforin määrä on keskimääräinen, eikä se nykymääräyksillä ole vaarassa nousta. Viljely on siis terveellä pohjalla.

Virkajärvi toteaa, että varmasti on tilanteita, joissa raivaus vastaa kaikkiin kolmeen, lisärehun, lannanlevityksen ja ympäristöluvan saamisen tarpeisiin, mutta raivaukseen ei pitäisi joutua pelkän lupabyrokratian vuoksi.

Raivauksen määrä on kääntynyt laskuun. Tällä hetkellä raivataan 0,04 promillea metsäalasta vuodessa, eli saman verran kuin peltoja metsitetään. Metsitys tuottaa ilmastohyötyjä kuitenkin vasta pitkän ajan kuluttua, ja turvemaan raivaus on huomattavan haitalista.

Virkajärven mukaan yksi tapa rajoittaa päästöjä on tehokkaampi viljely kivennäismailla, eli eläinmäärän lisääminen hehtaaria kohti. Se vähentäisi turvemaan tarvetta. Fosforimäärät ovat kuitenkin pysyneet hyvällä tasolla, koska eläimiä on hehtaaria kohti vähän.

Virkajärvi huokaa viljelijän puolesta: Hyvä toimenpide yhden tavoitteen kannalta voi toimia vastoin toisia tavoitteita, koska kokonaisuus on hyvin monimutkainen.

Nurmi ja vesistöjen tila – uudet lannanlevitystekniikat hyviä sadolle ja ympäristölle

Huuhtoutuuko nurmilta vesistöjä rehevöittäviä ravinteita? Erikoistutkija Kirsi Järvenrannan mukaan nurmi on huuhtoumalähteenä vaihteleva.

Eroosiota nurmi vähentää huomattavasti viljoihin verrattuna. Nurmilta kuitenkin huuhtoutuu fosforia, joka liukenee veteen pintamaasta ja lannoitteista ja on heti käyttökelpoisessa muodossa levien kasvuun. Huuhtoumien vaara on suuri vähälumisina talvina, jolloin pakkanen ja sateet rasittavat pintamaata ja kasvuston solukkoa.

Järvenranta painottaa, että kestävä ja tehokas nurmi hyödyntää ravinteet kasvuun niin, ettei niitä jää syksyllä maahan alttiiksi huuhtoutumiselle.

Uusilla lannanlevitystekniikoilla huuhtoutumisen riski pienenee. Sijoittava lannanlevitysmenetelmä on Järvenrannan mukaan paras käytössä olevista. Sen avulla voidaan tehokkaasti rajoittaa ammoniakkipäästöjä ja se ehkäisee myös fosforin valumia.

Kevyt vetoletkulevitys on lupaava uusi menetelmä, jolla pelloille päästään jo aikaisin keväällä, ja lannoitus saadaan hyödyttämään nurmen ensimmäistä satoa. Lannan fraktiointi on Valion kehittämä ja Lukessa testattu menetelmä, jossa lietelannasta erotellaan vesi ja kiintoaine. Myös ravinteet erotellaan, jolloin niitä voidaan käyttää kohdennetusti kasvien tarpeisiin. Kun suurin osa vedestä on poistettu, lannan kuljetuskustannukset pienenevät.

Lannoitteen mittausta Maaningalla
Kuvassa tutkimusmestari Arto Pehkonen. Kuva: Jenni Laakso / Luke.

Tarkkuutta fosforin tarpeeseen ja lannan syyslevitykseen

Luken pitkäaikaisilla koeruuduilla on havaittu, että nurmi on tehokas fosforin käyttäjä. Seitsemäntoista seurantavuoden aikana maan fosforipitoisuus on laskenut 17 milligrammasta 13 milligrammaan litrassa, kun lisälannoitusta ei ole annettu, mutta satoon lasku ei ole vaikuttanut.

Nitraattiasetus asettaa ylärajan lannan mukana peltoon tulevan typen kokonaismäärälle. Se vaikuttaa myös fosforin määrään. Kun lanta kiertää nautakarjatilalla, ostofosforia tarvitaankin vähän. Puhe lantapommistakaan ei pidä paikkaansa nautakarjatiloilla, kun lanta käytetään tehokkaasti rehuntuotantoon tarvittavalle pinta-alalle.

Tarkkuutta tarvitaan kuitenkin lannan syyslevitykseen. Mitä aikaisemmin lanta levitetään, sen parempi tulos on sekä sadon että huuhtoumien kannalta. Syyslevitys on riski, sillä sateiset alkutalvet voivat aiheuttaa pahoja huuhtoumia.

Ilmastonmuutos nollaa hyvää kehitystä vesien suojelussa

Kun Luken ja Suomen ympäristökeskuksen KiertoVesi-tutkimuksessa kerättiin kaikki Suomessa 1990-luvulta lähtien mitattu tieto ravinteiden huuhtoutumisesta, havaittiin että nurmilta huuhtoutuvan fosforin määrä olikin huomattavasti vähäisempää kuin aiemmin oli oletettu.

Kiitos parantuneesta tilanteesta kuuluu Virkajärven mukaan viljelijöille, jotka ovat investoineet lannan levitysmenetelmiin ja muuhun entistä parempaan tekniikkaan, sekä hallinnolle tiukentuneista määräyksistä.

”Olisikin oikeudenmukaista, että myös viljelijä saisi investoinneistaan positiivista huomiota”, Virkajärvi tuumii. Reittivedet ja Itämeri ovat kuitenkin niin ravinteilla kuormittuneita, että hyvä kehitys ei näy. Vertailua tilanteeseen, jossa viljelytekniikkaa ja vesiensuojelutoimia ei olisi tehty, ei ole mallinnettu.

Nyt näemmekin sen, miten ilmastonmuutos vaikuttaa vesistöihin. Vaikka valumia on saatu leikattua, kesäkuivuudet ja pitkin vuotta tulevat rankkasateet voimistavat huuhtoumapiikkejä. ”Juoksemme kilpaa ilmiön kanssa, joka vie kehitystä huonompaan suuntaan”, Kirsi Järvenranta toteaa.

Tutkijoiden kolmas erä alussa

Johtava tutkija Perttu Virkajärvi on toiveikas ilmastoystävällisten nurmien kehittämisessä. Tutkijat ovat keränneet viime vuodet mittaustietoa erityisesti hiilen sidonnasta.

Hiilen kierto maataloudessa on tutkijoillekin hyvin monimutkainen mekanismi, mutta Virkajärvi lupaa, että jo ensi talvena tiedetään nykyistä paljon enemmän, kun mittauksia saadaan analysoitua. Kahden vuoden kuluttua keskustelu viljelytekniikoistakin on uudella tasolla.

”Tutkijoille tämä on kuin Suomi-Ruotsi jääkiekko-ottelu. Kolmas erä on alkamassa ja nyt meiltä pyydetään tuloksia,” Virkajärvi summaa.

Erikoistutkija Kirsi Järvenranta kiteyttää, että tulevaisuuden kestävä nurmi käyttää kaikki ravinteet mahdollisimman tehokkaasti, on monilajinen ja pitkäikäinen ja sitoo hiiltä. Ja nurmella laiduntaa yhä eläimiä, nautoja, jotka ovat Suomen huoltovarmuuden kannalta edelleenkin hyvä ratkaisu.

Teksti: Marjatta Sihvonen