Apilanurmen, typensidonnan ja maan ravinnepitoisuuksien vaihtelu pellolla

Luonnonmukaisen viljelyn perustan muodostaa palkokasvien biologinen typensidonta, johon tarkoitukseen Suomessa viljellään eniten puna-apilaa (Trifolium pratense) monivuotisissa nurmissa heinien kanssa seoksena. Nurmen apilapitoisuuden mittaaminen on tärkeää nurmen korjuuajankohdan optimoimiseksi sekä apilan typensidonnan määrän selvittämiseksi esimerkiksi ravinnetaseiden laskemista varten. Apilapitoisten nurmien apilapitoisuudet vaihtelevat erittäin paljon pellon sisällä, joten nurmen apilapitoisuuden arvioiminen on vaativaa.

Miten tutkittiin?

Tässä tutkimuksessa käytettiin mallipohjaista paikkatietoon perustuvaa tilastoanalyysiä, jotta saataisiin selville puna-apilanurmien satojen, apilapitoisuuksien ja typensidonnan sekä pellon ravinnepitoisuuksien vaihtelu. Tämä tieto on hyödyllinen, kun halutaan tietää sopivat etäisyydet näytteiden ottamiseksi em. muuttujien analysoimiseksi. Tieto auttaa myös valitsemaan pelloilta sopivat paikat erilaisille kokeille, joita tiloillakin voi tehdä.

Kaksi kenttäkoetta tehtiin Juvalla ja Sotkamossa 2004 − 2006. Pelloilta mitattiin sadasta 15 neliömetrin suuruisesta ruudusta nurmisadot ja apilapitoisuudet. Biologinen typensidonta määritettiin ensin osalta Juvan kokeen ruutuja 15N -rikastusmenetelmällä ja sen jälkeen molemmille pelloille apilasatoon pohjautuvalla laskentakaavalla. Tämä oli perusteltua, koska apilan typestä yli 85 % oli peräisin ilmasta luomupelloilla, joilla liukoisen typen määrä maassa on alhainen. Maan ravinnepitoisuudet mitattiin sekä kokeen alussa että lopussa.

Apilapitoisuuden määrittäminen

Tämän hankkeen tutkimusten mukaan nurmen apilapitoisuutta pystyy parhaiten arvioimaan, kun vertaa sitä valokuviin tai määrittää sen itse ja näin harjaannuttaa omaa silmäänsä. Parhaiten apilapitoisuuden pystyy kuitenkin määrittämään pellolta korjatun sadon (rehun) kalsiumpitoisuuden perusteella (Rinne ym. 2008). Nurmien kuiva-ainesadot (9 700 → 4 100 kg/ha), apilapitoisuudet (53 → 26 %) ja ilmasta sidotun typen määrät pellolta pois korjatussa sadossa (150 → 40 kg N/ha) laskivat Juvalla nurmien vanhetessa. Sotkamossa ne puolestaan nousivat hiukan nurmien vanhetessa (6 500 → 7 100 kg/ ha, 52 → 62 %, 100 → 120 kg N/ha). Luonnonmukaisesti viljellyn apilanurmen sitoman typen määrä oli siis keskimäärin vuosittain 40-100 kg/ha, mikä on samaa suuruusluokkaa kuin aikaisemmissa tiloilla tehdyissä luomunurmen typensidontamittauksissa. Vaihtelu pellon sisällä oli kuitenkin suurta, sillä määrät vaihtelivat lähes nollasta kilosta hehtaarilla 2-3 -kertaisiksi keskiarvoon verrattuna.

Typensidonnan määrän määrittäminen


Tiloilla nurmen poiskorjattavaan satoon sitoman typen määrä voidaan laskea kaavalla: sidottu typpimäärä (kg/ha) = 0,026 * apilan kuiva-ainesato (kg/ha) + 7 (Carlsson & Huss-Danell, 2003). Tämä luku täytyy vielä kertoa 1,7:llä, jos halutaan tietää koko apilakasvuston typensidonta, sillä kolmasosa sidotusta typestä jää peltoon kasvien juuriin ja sänkeen. Tutkimuspellolla  nurmenviljelyn typpitase oli 26 kg/ha alijäämäinen kolmen nurmivuoden aikana yhteensä. Nurmen apilapitoisuuksien pitäisikin olla korkeampia, jotta tase saataisiin tasapainoon tai jopa positiiviseksi seuraavan viljelykierron kasvin typpilannoitusta ajatellen.

Maaperän ravinteisuuden vaikutus

Maan ravinnepitoisuudet vaihtelivat runsaasti pellon sisällä vaikkakin vaihtelu oli eri ravinteilla erisuuruista. Tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että maaperän biologisesta hyvinvoinnista huolehtiminen eloperäisen aineksen lisäyksien ja viljelykierron avulla on tärkeää apilapitoisen nurmen sadontuoton kannalta.  Lisäksi on huolehdittava siitä, että maan kaliumin, koboltin, kuparin, raudan, molybdeenin ja mangaanin pitoisuudet ovat hyvällä tasolla ja pH ei ole liian korkea eli pH 5,7-5,9.  Kuivissa kasvuoloissa tosin pääravinteiden merkitys kasvaa, joten pellon ravinnetila tulee olla hyvä myös apilapitoisia nurmia viljeltäessä.

Näytteiden suositeltava ottotiheys

Tilastollisen paikkatietoanalyysin perusteella näytteet nurmisadon määrittämiseksi pitäisi ottaa vähintään 100 metrin välein, apilapitoisuuden määrittämiseksi 60 metrin välein. Käytännössä näytteiden ottaminen näin tiheään pellolla on työlästä. Pellon ravinnepitoisuuksien määritykseen näytteet tulisi ottaa 80 metrin välein, mikä on aika hyvin linjassa nykyisten viljavuusnäytteiden otto-ohjeiden kanssa.

 

Lähde:
A. Nykänen, L. Jauhiainen, J. Kemppainen ja K. Lindström. 2008.
Apilanurmen, typensidonnan ja maan ravinnepitoisuuksien spatiaalinen vaihtelu pellolla
Field-scale spatial variation in soil nutrients and in yields and nitrogen fixation of clover-grass leys. Agricultural and Food Science 17, 4: 376-393.
http://www.mtt.fi/afs/pdf/mtt-afs-v17n4p376.pdf

Lisäksi seuraavat julkaisut kertovat samoista tuloksista:
Nykänen, A. 2007. Määritä nurmen apilapitoisuus ja typen sidonta tilallasi. In: toim. Aila Vanhatalo ja Mari Topi-Hulmi. Puna-apilaa nurmiin ja ruokintapöydälle: Puna-apila tehokkaasti luomumaidoksi -tutkimushankkeen päätös-seminaari 17.4.2007. Suomen Nurmiyhdistyksen julkaisu 25: 19-22.
https://portal.mtt.fi/portal/page/portal/nurmiyhdistys/Julkaisut/punaapila/nykanen2.pdf

Nykänen, A., Jauhiainen, L., Palojärvi, A. 2007. Kuinka maaperä vaikuttaa puna-apilanurmen kasvuun?. In: toim. Aila Vanhatalo ja Mari Topi-Hulmi. Puna-apilaa nurmiin ja ruokintapöydälle: Puna-apila tehokkaasti luomu-maidoksi -tutkimushankkeen päätösseminaari 17.4.2007. Suomen Nurmiyhdistyksen julkaisu 25: 5-10.
https://portal.mtt.fi/portal/page/portal/nurmiyhdistys/Julkaisut/punaapila/nykanen1.pdf

Typensidontakaavojen määritys puna-apila, valkoapila- ja sinimailaspitoisille nurmille löytyy julkaisusta: Carlsson, G. & Huss-Danell, K. 2003. Nitrogen fixation in perennial forage legumes in the field. Plant and Soil 253: 353−372.

Apilapitoisuuden määritys kalsiumpitoisuuden perusteella: Rinne, M., Nykänen, A., Kemppainen, J., Nyholm, L., Nousiainen, J. 2008. Nurmikasvuston puna-apilapitoisuuden voi ennustaa kalsiumpitoisuudesta. In: Toim. Anneli Hopponen. Maataloustieteen Päivät 2008, 10.-11.1.2008 [: esitelmät ja posterit]. Suomen maataloustieteellisen seuran tiedote 23: 7 p.
http://www.smts.fi/mpol2008/index_tiedostot/Posterit/ps078.pdf

Valokuvia apilapitoisuuden arvioimiseksi:
https://portal.mtt.fi/portal/page/portal/Artturi/Korjuuaikatiedotus/Apilanurmen_analyysitulokset

Teksti: Arja Nykänen, vanhempi tutkija, MTT, 2010

Tulosta