Luomuviljelyssä tavanomaista pienempiä typpipäästöjä

TUTKITTUA TIETOA: Seinen alueella Pohjois-Ranskassa vertailtiin tavanomaisen ja luomuviljelyn nitraatin huuhtoutumista sekä dityppioksidin päästöjä ilmaan. Tutkimus toteutettiin seuraamalla saman tilakokonaisuuden peltoja kolmen vuoden ajan. Molemmat päästöt olivat luomussa pienempiä sekä pinta-alaa että satokiloa kohti laskettuina.

Luomun typpitalous näyttää tutkimuksissa hyvältä

Luomu on monissa tutkimuksissa nähty ympäristönäkökulmasta hyvänä vaihtoehtona. Typen huuhtoutumisen ja dityppioksidipäästöjen suhteen tilanne on kuitenkin ollut vaikeaselkoinen ja tutkimustuloksia yhteen kerätessä on saatu ristiriitaisiakin tuloksia. Huuhtoutuva typpi rehevöittää vesistöjä ja dityppioksidi on noin kolmesataa kertaa hiilidioksidia voimakkaampi kasvihuonekaasu.

Useiden tutkimusten (Berg et al., 1999, Stopes et al., 2002, Korsaeth & Eltun, 2000, Haas et al., 2002) eri menetelmillä saatuja tuloksia yhdistämällä päädyttiin keskimäärin 45 % pienempään typen huuhtoutumiseen luomuviljelyssä. Eräässä tutkimuksessa (Kristensen et al., 1994) luomupellosta löytyi kuitenkin 30 % enemmän mineraalityppeä. Tässä vertailussa lantaa oli käytetty vain luomupellolla. Luomun ja tavanomaisen viljelyn dityppioksidipäästöjen eroja tutkittiin 16 erillistä tutkimusta yhteen koonneessa meta-analyysissa (Skinner et al., 2014). Luomu tuotti tavanomaista pienemmät päästöt sekä viljalla että nurmella. Luomun dityppioksidipäästöt todettiin pinta-alaa kohti laskettuna keskimäärin 60% tavanomaista alhaisemmiksi kaksitoista vuotta kestäneessä tutkimuksessa koetilalla ja yksivuotisessa tutkimuksessa kahdellakymmenellä kaupallisella maatilalla (Stalenga and Kawalec, 2008).

Yksittäisten tutkimusten väliset erot johtuvat monista syistä. Maaperä, ilmasto ja viljelytavat vaihtelevat, samoin tutkimusmenetelmät, aikajänteet, mittaustavat ja tulosten ilmoittamistapa. Esimerkiksi peltopinta-alaa kohti luomun päästöt ovat usein tavanomaista pienempiä, kun taas satoon suhteutettuna tilanne on monesti päinvastainen.

Seinen alueen mallitilaa tutkittiin kolme vuotta

Näitä kysymyksiä ei ole tutkittu aiemmin Ranskassa ja siksi päädyttiin tekemään uusi tutkimus Seinen alueella Pohjois-Ranskassa sijaitsevalla tilalla, joka viljelee luomupeltoja ja tavanomaisia peltoja hyvin lähellä toisiaan. Tutkijat halusivat selvittää samaan aikaan sekä typen huuhtoutumista että dityppioksidin pääsyä ilmaan. Aiemmin näitä on tutkittu yleensä erikseen.

Tutkimuspeltojen maalaji oli hietainen hiesu. Viljelykierrot ja muuta tietoa on esitetty taulukoissa 1. (tavanomaiset pellot) ja 2. (luomupellot).

taulukko 1. tavanomaiset pellot
kk=kerääjäkasvi, lannoitusmäärät on ilmoitettu joka lannoituskerralta erikseen

Typpitilastot_taulukko1

taulukko 2. luomupellot
kk=kerääjäkasvi

Typpitilastot_taulukko2

Osassa luomupeltoja on käytetty lannoitteena sokerijuurikkaan prosessoinnista saatua vinassia, hevosenlantaa tai luujauhoa. Lannoitusmäärät käytetty on ilmoitettu joka lannoituskerralta erikseen

Mittaukset kestivät kolme vuotta (2011-2014). Huuhtoutumista mitattiin keräämällä 90 cm syvyydestä vettä peltoon upotettuihin keraamisiin astioihin ja analysoimalla sitä. Tämä vesi oli juuriston alapuolella ja sinne päätyvä typpi siten kasvien ulottumattomissa. Tutkittavilta pelloilta huuhtoutuvan veden määrää seurattiin mittaamalla salaojajärjestelmässä kulkevaa vettä. Dityppioksidia mitattiin peltoihin asennettujen tiiviiden kammioiden avulla otettuja kaasunäytteitä analysoimalla. Järjestelmällisesti kerättyjen näytteiden perusteella laskettiin koko pellon päästöt. Nitraatin huuhtoutumisen ja dityppioksidin päästöjen lisäksi seurattiin mm. sääoloja sekä maan lämpötilaa ja kosteutta.

Luomun päästöt tavanomaista pienemmät

Dityppioksidipäästöjen havaittiin kasvavan merkittävien sateiden ja lannoitusten jälkeisinä päivinä. Päästöt vaihtelivat voimakkaasti pellosta ja vuodesta toiseen. Mittaustuloksissa luomupeltojen dityppioksidien päästöt olivat keskimäärin pienempiä kuin tavanomaisilla pelloilla. Pienen aineiston ja monien vaihtelevien tekijöiden takia tämän tutkimuksen perusteella ei pystytä kuitenkaan sanomaan mitään yleisempää luomupeltojen ja tavanomaisten peltojen dityppioksidipäästöjen eroista.

Luomussa alhaisimpia juurten alapuolisen veden typpipitoisuuksia mitattiin sinimailaspelloilla ja eniten kahden sinimailasvuoden jälkeen viljellyllä vehnällä. Sinimailasen muokkaaminen maahan ei nostanut pitoisuuksia verrattuna tilanteeseen, jossa kasvit korjattiin pellolta pois. Kerääjäkasvien ansiosta palkokasvipellosta pääsi syksyllä karkuun vain melko vähän typpeä. Tavanomaisilla pelloilla tutkituista kasvustoista vähiten typpeä päästi huuhtoutumaan härkäpavun ja kerääjäkasvien yhdistelmä. Kokonaistilannetta kuvaava juurien alapuolisen veden typpipitoisuuden keskiarvo oli tavanomaisilla pelloilla 10.8 mg N/l ja luomupelloilla 7.8 mg N/l. Hehtaarikohtaisissa huuhtoutumisluvuissa otettiin huomioon sadanta ja sen vuotuisen vaihtelut. Luomupeltojen huuhtoutumisen keskiarvoksi saatiin näin 13,3 kiloa nitraattimuotoista typpeä vuodessa hehtaarilta ja tavanomaisilla pelloilla vastaava luku oli 18,4 kg. Seuraavassa typen hävikit on koottu yhteen taulukkoon, jossa niitä on suhteutettu sadon mukana poistuneeseen typpeen ja peltoon lisättyyn typpeen.

Typpitilastot_taulukko3

Luomupelloilta pääsi tavanomaisia peltoja vähemmän typpeä ympäristöön. Ero oli suurin hehtaaria kohti laskettuna ja pienin sadon mukana poistunutta typpeä kohti laskettuna. Dityppioksidin muodossa ilmaan karkaa typpeä kertaluokkaa vähemmän kuin nitraattimuodossa huuhtoutuu. Dityppioksidipäästöjen vähentäminen on kuitenkin tärkeää, koska kyseessä on hyvin voimakas kasvihuonekaasu.

Tutkijat toivat esiin sen, että tutkitulla tilalla viljelijä huolehti myös tavanomaisesti viljelemillään pelloilla erityisen hyvin ravinteiden tehokkaasta käytöstä ja pienistä päästöistä ympäristöön. Tutkimuksen tekijät olettavat, että luomun ja yleisempien tavanomaisen viljelyn käytäntöjen ero olisi suurempi.

Teksti: Harri Hakala

Tekstin lähteenä on käytetty pääasiassa artikkelia:

Benoit ym. Typen oksidien päästöt ja nitraatin huuhtoutuminen luomussa ja tavanomaisissa viljelyjärjestelmissä. (Seinen alue, Ranska)

Nitrous oxide emissions and nitrate leaching in an organic and a conventional cropping system (Seine basin, France). Agriculture, Ecosystems & Environment. Volume 213, 25 December 2015, Pages 131–141

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016788091530044X

Muita lähteitä:

Berg et al., 1999 Konventioneller, integrierter oder organischer Landbau: Fallbeispiel Wasserschutzgebiet am Niederrhein Im Tagungsband (1999)

Haas et al., 2002: Nutrient cycling in organic farms: stall balance of a suckler cow herd and beef bulls Nutr. Cycl. Agroecosys., 64 (2002), pp. 225–230 http://dx.doi.org/10.1023/A 1021442806311

Korsaeth and Eltun, 2000: Nitrogen mass balances in conventional, integrated and ecological cropping systems and the relationship between balance calculations and nitrogen runoff in an 8-year field experiment in Norway Agric. Ecosyst. Environ., 79 (2000), pp. 199–214 http://dx.doi.org/10.1016/S0167-8809(00)00129-8

Kristensen et al., 1994 A comparison of the leachable inorganic nitrogen-content in organic and conventional farming systems Acta Agric. Scand. Sect. B-Soil Plant Sci., 44 (1994), pp. 19–27

Skinner et al., 2014: Greenhouse gas fluxes from agricultural soils under organic and non-organic management—a global meta-analysis Sci. Total Environ., 468 (2014), pp. 553–563

Stalenga and A. Kawalec. Emission of greenhouse gases and soil organic matter balance in different farming systems. Int. Agrophysics, 2008, 22, 287-290 http://www.old.acta-agrophysica.org/artykuly/international_agrophysics/IntAgr_2008_22_3_287.pdf

Stopes et al., 2002: Nitrate leaching from organic farms and conventional farms following best practice Soil Use Manag., 18 (2002), pp. 256–263 http://dx.doi.org/10.1111/j.1475-2743.2002.tb00267.x