Maatalous ja ilmastonmuutos

Ihmisen harjoittama maanviljelys ja karjatalous vaikuttaa ilmakehän koostumukseen ja ominaisuuksiin lukemattomin eri tavoin. Osa vaikutuksista on seurausta biologisista ja kemiallisista prosesseista maatiloilla kuten vaikkapa peltomaan eloperäisen aineksen hajoamisesta, kotieläinten lannan käsittelystä tai kotieläinten ruuansulatuksesta. Osa vaikutuksista puolestaan aiheutuu kokonaan maatilojen ulkopuolella, kuten esim. maataloudessa käytettävien tuotantopanosten (koneet, väkilannoitteet, kasvinsuojeluaineet) valmistuksesta ja kuljetuksesta aiheutuvat päästöt.

Toisinaan maatalouden kasvihuonekaasuista puhuttaessa maatilan ulkopuolella tapahtuvat päästöt jätetään huomiotta, kuten esim. MTT (2006). Myös tilastoinnissa maatalouden teolliset prosessit ja kuljetus (liikenne) sisältyvät erittelemättöminä erinä teollisuuden ja liikenteen päästöihin, joten maatalouden kokonaispäästöistä on vaikea saada kokonaiskuvaa. Vielä vaikeampaa on selvittää yksiselitteisesti koko elintarvikeketjun ilmastovaikutuksia.

Maatalouden vaikutukset ilmakehään voidaan ryhmittää seuraavasti:

I Fossiilisen hiilen päästöt energiantuotannossa

Tähän ryhmään kuuluu kaikki maatalouden käyttämä apuenergia, joka tuotetaan fossiilisen hiilen avulla (esim. kivihiili, öljy, maakaasu, turve). Merkittävimpiä energian kulutuskohteita maataloudessa ovat typpiväkilannoitteiden valmistus, koneiden valmistus, koneiden polttoaine ja viljan kuivaus; lisäksi karjataloudessa kuluu jäähdytykseen, ilmanvaihtoon ja lämmitykseen huomattava määrä energiaa. Yleensä ilmastonmuutoksesta puhuttaessa keskitytään lähinnä tähän ryhmään; maataloudesta puhuttaessa tämän ryhmän päästöt ovat kuitenkin suuruusluokaltaan vain kolmanneksen maatalouden kokonaiskasvihuonekaasupäästöistä.

II Muun kuin energiana hyödynnettävän hiilen varantojen pienenemisestä aiheutuvat hiilipäästöt

Tähän ryhmään kuuluu maankäytön muutoksista aiheutuvat hiilipäästöt (pellonraivaus) sekä viljelymaan orgaanisen aineksen kulumisesta (humuksen hajoaminen ja eroosio) aiheutuvat hiilipäästöt; lisäksi maanparannuskalkin aiheuttamat hiilidioksidipäästöt ja kasvualustaksi käytettävän turpeen hajoamisen seurauksena vapautuvat hiiliyhdisteet.

Maankäytön muutokset aiheuttavat Etelä-Amerikassa, Afrikassa ja paikoin Aasiassa enemmän hiilipäästöjä kuin fossiiliset polttoaineet konsanaan. Tämä johtuu laajamittaisesta luonnonmetsien raivaamisesta viljelykseen. Meillä Suomessa muutokset maankäytössä ovat verraten vähäiset, sen sijaan humuksen kulumisen merkitys on etenkin eloperäisten maiden osalta merkittävä hiilipäästöjen aiheuttaja (1,5 Tg CO2-ekvivalenttia/a, vastaten noin 15 prosenttia maatalouden kaikista kasvihuonekaasupäästöistä).

III Muut kuin varantojen pienenemisestä aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt

I ja II ryhmän päästöille on ominaista, että ilmakehään vapautuu maatalouden harjoittamisen seurauksena sellaista hiiltä, joka muutoin olisi sitoutuneena joko fossiilisiin varantoihin tai maaperään ja biomassaan. III ryhmän päästöille on sen sijaan ominaista, että ilmakehään vapautuu ainetta sellaisessa muodossa, että se muuttaa ilmakehän säteilyn läpäisyominaisuuksia – ainemäärä ilmakehässä ei siis välttämättä lisäänny, ainoastaan kemiallinen muoto muuttuu.

Kotieläinten hengitysilmassa erittyy metaania, lannankäsittelyn ja –varastoinnin yhteydessä vapautuu metaanin lisäksi dityppioksidia. Nämä yhteensä edustavat samaa suuruusluokkaa kuin edellä mainittu eloperäisten maiden humuksen kuluminen. Suurin yksittäinen kasvihuonekaasujen päästölähde maataloudessa on maaperän dityppioksidipäästöt, mikä vastaa n. 40 % maatalouden kaikista kasvihuonekaasupäästöistä.

Näiden lisäksi aiheutuu vielä merkittävä määrä kasvihuonekaasupäästöjä teollisissa prosesseissa. On huomattava, että esim. fossiilisten polttoaineiden poltossa hiilipäästöjen lisäksi syntyy typen oksidipäästöjä, vaikkei itse poltettavassa materiaalissa typpeä olisikaan, koska palamisen yhteydessä paloilman typpi reagoi hapen kanssa. Typpipitoisen materiaalin poltossa typen oksideja syntyy vielä runsaammin. Myös lannoitteiden (erityisesti typpilannoitteiden) valmistuksessa syntyy typen oksidipäästöjä.

Voidaanko ilmastonmuutosta hillitä luomutuotannon avulla?

Suomessa ei ole juurikaan määritelty eri tuotantotapojen välisiä energiankäyttöeroja. 1980-luvun alussa arvioitiin kasvinviljelyn energiatarpeeksi 0,36 toe/ha (ekvivalenttia öljytonnia/ha) ja sen lisäksi kotieläintuotannon tarvitsemaksi lisäenergiaksi 0,1 toe/ha (Komiteamietintö 1981:57). 2000-luvun alussa päädyttiin jokseenkin samanlaisiin tuloksiin (Grönroos ym. 2006). Grönroos ym. erittelivät energiankulutuksen tilan ulkopuoliseen energiaan (pre-farm), tilalla tapahtuvaan energiankulutukseen (on-farm) ja sen lisäksi vielä jalostukseen ja pakkaukseen kuluvaan energiaan (post-farm); lisäksi energiankulutus laskettiin tuotosta kohti (1000 l maitoa, tai 1000 kg ruisleipää) sekä tavanomaisessa tuotannossa että luomutuotannossa.

Tulokset paljastavat, että luomuviljelyn energiatalous on selkeästi tavanomaista tuotantoa tehokkaampi. Julkisuudessa asia varsin usein kiistetään, mikä perustunee virheelliseen tarkastelukulmaan. Energiaa kulutetaan itse maatiloilla luomutuotannossa enemmän kuin tavanomaisilla tiloilla, mutta tilojen ulkopuolella käytetyn energian tarve on luomutuotannossa mitätön verrattuna tavanomaisiin tiloihin. Keskeisin ero syntyy väkilannoitteiden valmistuksen vaatimasta energiasta: tavanomaisessa tuotannossa tarvittavien väkilannoitteiden valmistukseen kuluu yksinään enemmän energiaa kuin maatiloilla käytetään, erityisesti typpilannoitteiden valmistus vaatii runsaasti energiaa. Toinen selittävä tekijä on luomukarjatilojen suurempi rehuomavaraisuus: ostorehujen osalta energiaa kuluu tilan ulkopuolella paitsi itse rehun raaka-aineen tuottamiseen (mikä tapahtuu joko toisella tilalla Suomessa, tai ulkomailla), niin myös rehun prosessointiin ja kuljetuksiin.

II ryhmän kasvihuonekaasupäästöjen osalta on jokseenkin mahdoton esittää kovin täsmällisiä lukuja tavanomaisen ja luomutuotannon välisistä eroista. Eloperäisten maiden orgaanisen aineksen hajoaminen on seurausta ennemminkin viljelykseen otosta, ei niinkään viljelytavasta. Useimmiten eloperäisten maiden historia liittyy soistumiseen, mikä merkitsee sitä, että eloperäinen aines on kertynyt olosuhteissa, joissa vesi on rajoittanut hapen läsnäoloa. Kun tällainen maa otetaan viljelykseen ja ojitetaan, pyrkii eloperäinen aines hajoamaan hapellisissa olosuhteista huomattavasti nopeammin kuin ennen ojitusta. Maan toistuva muokkaus nopeuttaa hajoamista.

Teoreettisesti voitaisiin ajatella, että luomuviljelyssä kasvinvuorotuksessa olisi enemmän monivuotisia nurmia kuin tavanomaisessa viljelyssä, minkä vuoksi luomupeltoa muokattaisiin vähemmän ja tämän ansiosta orgaaninen aines hajoaisi luomupellolla hitaammin. Tällaisesta ei kuitenkaan ole selvää näyttöä, eritoten siksi, että eloperäiset maalajit sijoittuvat enimmäkseen karjavaltaisille seuduille, jolloin myös tavanomaisessa viljelyssä monivuotisten nurmien viljely on käytäntönä.

Maanparannuskalkin käyttötarve on luomussa myös jossain määrin vähäisempi kuin tavanomaisessa viljelyssä, koska väkilannoitteiden maata hapattava vaikutus jää pois. Käytännössä kuitenkin lienee niin, että luomupeltojen pH:ta pyritään pitämään hieman korkeampana kuin tavanomaisessa viljelyssä, mikä osaltaan lisää kalkitustarvetta.

III ryhmän päästöjen erot luomun ja tavanomaisen välillä ovat ehkä kaikkein kiistanalaisimmat. Viljelymaan dityppioksidipäästöt aiheutuvat kaikesta maahan tulevasta typestä (karjanlannasta, väkilannoitteista, biologisesta typensidonnasta ja laskeumasta). Keskimäärin luomupellolle tulee typpeä 30 % – 50 % vähemmän kuin tavanomaisessa viljelyssä. Lisäksi luomutiloilla eläintiheys on jonkin verran alempi kuin tavanomaisilla tiloilla, joten karjanlantaa käytetään luomutiloilla vähemmän kuin tavanomaisilla karjatiloilla. Missä määrin karjattomat luomutilat käyttävät enemmän karjanlantaa kuin vastaavasti karjattomat tavanomaiset tilat, ei ole täsmällisesti tiedossa. Toisaalta ei myöskään tiedetä, miten paljon erilaisten typpilannoitteiden kesken on eroja dityppioksidin kokonaispäästöjen kannalta, ts. onko dityppioksidipäästöjen kannalta merkitystä sillä, tuleeko typpi peltoon väkilannoitteena, karjanlantana vai biologisena typensidontana.

Se, mitä voidaan sanoa varmasti eroista luomun ja tavanomaisen kesken III ryhmän päästöjen osalta, on, että teollisten prosessien, kuten torjunta-aineiden ja väkilannoitteiden valmistus, yhteydessä syntyvät kasvihuonekaasupäästöt ovat luomussa murto-osa tavanomaisen tuotannon päästöistä.

Ilmastonmuutoksen hillintäpotentiaali luomussa

Kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi voidaan nimetä kolme tärkeintä keinoa, yksi keino jokaista päästöryhmää (I – III) kohti:

I Korvata uusiutuvalla energialla (bioenergialla) uusiutumattoman energian käyttöä, luonnollisesti kokonaisenergian käyttöä tulisi samalla pyrkiä vähentämään.

II Estää maan orgaanisen aineksen väheneminen

III Tehostaa typpitaloutta

Bioenergian käytön lisääminen on tällä hetkellä koko ilmastonmuutoksen torjunnan keskeisin strategia. Käytön lisääminen kulminoituu kuitenkin kolmeen avoimeen kysymykseen:

• heikko energiahyötysuhde muunnettaessa biomassaa teknisesti käyttökelpoisempaan muotoon (moottoripolttonesteet, sähkö)

• bioenergian ja ravinnontuotannon kilpailu samasta viljelymaasta ja muista resursseista

• bioenergian kokonaistuotantopotentiaalin riittävyys

Bioenergian hyödyntäminen luomussa ei tällä hetkellä poikkea juurikaan tavanomaisesta maataloudesta, ellei biologista typensidontaa lueta myös bioenergian hyödyntämiseksi (yleisesti ottaen ei lueta). Toisin sanoen luomun ja tavanomaisen maatalouden käyttämä teknologia on hyvin samankaltaista, teknologista eriytymistä ei ole juurikaan tapahtunut. Toisaalta näköpiirissä on selkeä eriytymiskehitys, josta parhaana esimerkkinä lienee viljanviljelyn suorakylvömenetelmä. Sen kehittäminen tapahtuu paljolti tavanomaisen viljelyn ehdoilla ja jossa pyritään irtautumaan kokonaan kasvinvuorotukseen ja muokkaukseen perustuvasta rikkakasvien hallinnasta.

Luomuviljely lähtökohtaisesti perustuu monipuoliseen kasvinvuorotukseen, johon myös liittyy monivuotinen nurmikasvusto. Tällainen viljelytapa ylläpitää ja jopa lisää maan orgaanista ainesta toisaalta siksi, että jokavuotiselta maan muokkaukselta voidaan välttyä, mikä hidastaa orgaanisen aineksen hajoamista ja toisaalta siksi, että maahan tulee monivuotisen nurmen juuristobiomassana ja satotähteinä runsaammin uutta biomassaa yksipuoliseen viljanviljelyyn verrattuna.

Typpitalouden tehostaminen lienee yksittäisistä toimenpiteistä merkittävin, samalla se erottaa kaikkein selvimmin luomuviljelyn tavanomaisesta maataloudesta. Väkilannoitetypen valmistus ja käyttö aiheuttaa huomattavia kasvihuonekaasupäästöjä kaikissa kolmessa vaikutusryhmässä:

I Yhden väkilannoitetyppikilon tuottamiseen kuluu noin yksi öljykilo energiaa. Luomuviljelyssä väkilannoitetypen sijasta käytetään biologista typensidontaa ja vältytään kokonaan näiltä päästöiltä.

II Väkilannoitetypen käyttö mahdollistaa viljamonokulttuurin (viljan viljelyn vuodesta toiseen ilman kasvinvuorotusta nurmen kanssa), jonka on osoitettu vähentävän maan orgaanisen aineksen määrää.

III Maan typpioksiduulipäästöt ovat sitä suuremmat, mitä enemmän väkilannoitetyppeä käytetään – tavanomaisessa maataloudessa typen käytön hyötysuhde on n. 20 % heikompi kuin luomuviljelyssä suhteutettuna tuotokseen; pinta-alaan suhteutettuna ero on lähes 50 %.

III Väkilannoitetypen valmistus, kuljetus ja käyttö aiheuttaa tarvittavan energian synnyttämien hiilipäästöjen ohella mittavan määrän niin dityppoksidipäästöjä kuin typen oksidipäästöjä. Luomuviljelyssä vastaavilta päästöiltä vältytään kokonaan.

Suurin potentiaali luomun typpitalouden tehostamisessa on kasvintuotannon ja kotieläintalouden integroinnilla. Tällöin voidaan välttyä jopa kokonaan viherlannoituskasvustojen käytöltä ja toisaalta mitä suuremmalle peltoalalle karjanlanta voidaan levittää sitä tehokkaampaa on typen (ja muidenkin kasvinravinteiden) hyödyntäminen.

Lähteet
Grönroos, J., Seppälä, J., Voutilainen, P., Seuri, P., Koikkalainen, K. 2006. Energy use in conventional and organic milk and rye bread production in Finland. Agriculture, Ecosystems and Environment 117 (2006) 109-118.

Komiteamietintö 1981:57

Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT). (2006). Viljelijä ja ilmastonmuutos. Mitä minä oin tehdä omalla tilallani? Perälä, P., Regina, K. ja Esala, M. (toim.) Painoprisma Oy, Turku. 15 s.

Teksti: Pentti Seuri, MTT Mikkeli

Tulosta