Muuttuvien talviolosuhteiden vaikutus puna-apilan typpi- ja fosforipäästöihin

APILASIMU Muuttuvien talviolos

Alkamispäivä

01.01.2015

Päättymispäivä

31.12.2017

Tiivistelmä

TAUSTA: Palkokasvien merkitys maataloudessa korostuu tulevaisuudessa, ennen kaikkea luomutuotannossa mutta myös tavanomaisessa tuotannossa. Pohjois-Euroopassa puna-apila yksin tai seoksessa heinän kanssa on jo nyt kannattavampi kuin heinään perustuva säilörehuntuotanto. Ilmaston lämpeneminen tulee luultavasti edelleen suosimaan palkokasveja. Puna-apilan aiheuttama ympäristökuormitus jo nykyisellään, mutta erityisesti tulevaisuuden muuttuvassa ilmastossa on kuitenkin huonosti tunnettu. Sekä kaasumaiset päästöt (N2O, NOx) että ravinteiden huuhtoutuminen (N, P) voivat kasvaa tulevaisuuden talviolosuhteissa, kun maan pinta on paljas ja sulamis-jäätymissyklit sekä talvisateet yleistyvät. N2O:n ja NOx:n lisäksi typpihapoke (HONO) on ilmakehäkemiaan positiivisesti vaikuttava kaasu, jonka muodostumisesta maaperässä tiedetään hyvin vähän. Maatalousmaat ovat potentiaaleja HONO-lähteitä, sillä HONO-päästöt liittyvät typen kierron prosesseihin. Typpilannoitteet voivat merkittävästi lisätä HONO-päästöjä. LIITTYMÄT: Hanke liittyy MTT:n ilmastonmuutostutkimukseen ja tukee muiden hankkeiden ennusteiden sekä mallien luotettavaa muodostamista (POSAILMU, ADIOSO, ILMAPUSKURI, NurMI, FOKUS II ja RAE). Hakuun tulevista hankkeista APILASIMU tuottaa tietoa mm. seuraaviin: RAKU, POSAILMU II, NURA, RAE II, ’Clover for Biogas’ ja ’Nitrous acid (HONO) emissions from northern soil and linkages to nitrogen cycle processes (HONPRO)’. TAVOITE: 1.Mitata puna-apila/timoteiseosnurmen sekä lannoitetun heinänurmen ympäristövaikutuksia (kaasumaiset päästöt, N ja P huuhtoutuminen) ympäri vuoden, mutta erityisesti muuttuvissa talviolosuhteissa. 2. Selvittää toistaiseksi melko tuntemattoman mutta ilmastovaikutuksiltaan edullisen HONO –kaasun muodostumista nurmiviljelyssä. TUTKIMUSMENETELMÄT: Tutkimus toteutetaan osittain pellolla ruutukokeena (puna-apila/timoteiseosnurmi, tavallinen heinäseosnurmi), osittain SIMU – olosuhdekammiossa tulevaisuuden talviolosuhteita simuloiden, maamonoliiteilla ja pintavaluntakeräimillä. N2O, NO ja HONO -näytteet kerätään pellolta kasvustosta kammiotekniikalla ja SIMUssa maamonoliiteista. HONO-päästöjä mitataan jatkuvatoimisella HONO-analysaattorilla (LOPAP) ja kenttämittaukset märkäkemiallisella menetelmällä. Lannoitteita N:n lähteenä tutkitaan käyttämällä 15N leimattuja lannoitteita ja määrittämällä leima kaasumaisista päästöistä sekä vesistä, maasta ja kasvustosta. TOTEUTTAJAT ja TYÖNJAKO: MTT/LUKE: Kirsi Järvenranta (huuhtoutumisen asiantuntijuus, SIMU –kokeet, laskenta ja raportointi), Hannu Känkänen (apilanurmien asiantuntijuus, tulosten tarkastelu ja raportointi) Perttu Virkajärvi (nurmituotannon asiantuntijuus, tulosten tarkastelu ja raportointi), Mari Räty (maaperäkemian asiantuntijuus, maaperäanalyysit, vesianalyysit) UEF: Marja Maljanen (kaasumaisten päästöjen asiantuntijuus, leimauskokeiden suunnittelu ja raportointi), Hem Raj Bhattarai, (kaasujen mittaukset, analyysit, laskenta ja raportointi) AIKATAULU: Peltokokeet aloitetaan kesällä 2015 ja ne jatkuvat kesään 2017. Pintavalunta tulevaisuuden talviolosuhteissa SIMU maalaattakokeet toteutetaan vuosina 2015-2016.Tulevaisuuden talviolosuhteiden vaikutus kaasumaisiin päästöihin sisältäen 15N osuuden maamonoliiteilla SIMU:ssa ajoittuu maalaattakokeen jälkeen 2016-2017. Raportointi ja julkaisut vuosina 2016 ja 2017. TULOSTEN HYÖDYNTÄMINEN: Hanke kohdistuu MMM tutkimuskokonaisuuden ’1) Kestävyyden, resurssitehokkuuden ja kilpailukyvyn edistäminen ja yhteensovittaminen ruokaketjussa’ painopisteisiin Luomun tuotannontekijät ja niiden saatavuus sekä Kestävä kasvintuotanto. Tuotoksena syntyy uutta tietoa rehunurmien ja puna-apilan tuotannosta, riskeistä, ympäristövaikutuksista ja tulevaisuudesta ilmastonmuutoksen aikana. Tulevaisuudessa apilanurmien merkitys tullee kasvamaan myös maamme ravinnontuotannon omavaraisuuden sekä huoltovarmuuden takaamisen takia. Hanke tuottaa tietoa nurmi- ja luomuviljelyn asiantuntijoille ja asiantuntijaorganisaatioille. Tuloksista hyötyvät myös biogeokemiallisten ja ilmakemian mallien kehittäjät. Tuloksia esitellään maataloustieteen kotimaisissa ja kansainvälisissä konferensseissa. Tuloksista tiedotetaan ammattilehtien, neuvoja- ja viljelijätilaisuuksien sekä LUKE:n www-sivujen avulla sekä esim.II - Ravinnehävikit euroiksi II’ –hankkeen tiedotus- ja neuvontakanavien kautta. Tieteellisiä julkaisuja syntyy 3 kpl. Luomustrategiassa puna-apila on keskeisessä roolissa tuotantotavoitteiden saavuttamisen kannalta. Hankkeessa tuotettava tieto on tulevaisuuden ilmastonmuutoksen vaikutuksia arvioivien mallien kannalta korvaamatonta, koska sitä ei ole saatavilla kirjallisuudesta. Kokonaisuudessaan tiedot heinä- ja palkokasvien typpi- ja fosforikierrosta täsmentyvät, mistä on etua erityisesti tärkeimpien vuotokohtien tunnistamisessa. Kokonaan uutta tietoa kertyy typpihapokkeen muodostumisesta maatalousmaassa. Työ on merkittävä avaus sekä puna-apilanurmien ympäristövaikutusten määrittämisessä että nurmien kasvihuonekaasujen kokonaiskuvan muodostamisessa, josta HONO on tähän asti puuttunut.