Avainsana-arkisto: Typensidonta

Tutkimuspäivä: Peltoviljelyn monipuolistaminen on ilmastotyötä – 18.8.2022 Jokioisilla

Vastaa

Tänä vuonna jo perinteeksi muodostuneen Luke:n (Luonnonvarakeskus) erikoiskasvipäivän teemana oli ilmastokestävyys. Päivää vietettiin helteisissä tunnelmissa koeruutujen vierellä Jokioisilla. Päivää johdatti kokenein ottein Marjo Keskitalo, Luke. Aiheet pyörivät voimakkaasti typensitojakasvien ympärille.

Karoliina Rimhanen (Muru-hanke, Luke) muistutti aluksi ilmastonmuutoksen mahdollisista vaikutuksista kasvintuotannon tulevaisuudessa. Ilmastonmuutoksella on arvioitu olevan sekä positiivisia että negatiivisia vaikutuksia suomen maatalouteen. Positiivisina voidaan nähdä uudet kasvilajit ja pidempi kasvukausi, kun taas negatiivisista on tunnistettu mm. markkinoiden heilahtelut ja sään ääri-ilmiöiden yleistyminen. Erityisesti yksipuolinen viljely ja maan kasvukunnon heikkeneminen lisäävät ilmastonmuutoksen vaikutuksia. Ratkaisuiksi Rimhanen ehdotti muutosjoustavuuden lisäämistä ja monipuolisten markkinakanavien turvaamista. Muutosjoustavuudella hän tarkoitti, että pyritään mm. turvaamaan lajiemonipuolisuutta viljelykierrolla ja riviviljelyllä, lisäämään eri toimijoiden välistä vuoropuhelua, tekemään valintoja, jotka edistävät hiilensidontaa, ravinnekiertoja ja maan kasvukuntoa samalla vähentäen panosten aiheuttamia kuluja ja hyödyntäen ekosysteemipalveluja sekä vähentämään riippuvuutta ulkomaisesta valkuaisrehusta lisäämällä kotimaista valkuaiskasvien viljelyalaa. Monipuolisilla markkinakanavilla pyritään turvaamaan panosten (valkuaisrehun, lääkkeiden ym.) saanti. Lisäksi olisi tärkeää turvata ulkomaisen kausityövoiman saanti. Haasteita tulisi Rimhasen mukaan pohtia myös paikallisesti keskustelun ja tiedonjaon keinon, jotta löydettäisiin ratkaisuja.

Marjo Keskitalo ja Karoliina Rimhanen keskustelemassa ilmastonmuutoksen vaikutuksista.

Ulkomaisen kasviproteiinin merkitys tuli esille myös Sanna Vähämikon (FutureCrops2-hanke, Brahea keskus, TY) puheenvuorossa hänen kertoessaan ruokahuoltopalvelujen näkökulmasta kasviproteiininkäyttöön. Heidän tutkimuksessaan oli selvitetty erikokoisten ruokahuollon palveluntarjoajien tietoisuuttaa ja valintaperusteita kasviproteiinien käytössä. Tutkimus oli toteutettu juuri ennen Ukrainan sodan alkua. Tutkimuksessa kävi ilmi, että pääosin käytetty kasviproteiini on ulkolista (soijaa, linssiä, papuja) käytettynä yleisimmin vegaanisissa ruoissa. Hankintavalintoihin vaikutti erityisesti tuotteen hinta, mutta myös saatavuus halutussa muodossa. Tärkeitä laatutekijöitä olivat gluteenittomuus ja maitoproteiinittomuus. Palveluntarjoajista n. 60 % kuitenkin arvioi, että saattaisi lisätä kotimaisen kasviproteiinin määrää pienemmän hiilijalanjäljen takia.

Kasvustoja erilaisina seoksina

Kevään ja kesän sääolosuhteet olivat koetelleet Jokioisissa kokeita. Osa kokeista oli saanut vesisateen kylvön jälkeen, mikä oli kuorettanut maan pinnan haitaten kasvien taimettumista. Näin oli käynyt mm. yhdellä Marjo Keskitalon esittelemällä FutureCrops2 -kokeella Elonkierrossa. Kokeessa oli tarkoitus testata härkäpavun mahdollista typpihyötyä seoskasvustossa kumppanikasville. Kokeessa oli härkäpavun kumppaneina kaura, hirssi, kamelina, hamppu, kvinoa, tattari ja sinilupiini. Vuonna 2020 koe oli onnistunut hyvin ja LER-luvulla mitattavaa hyötyä oli saatu monilla yhdistelmistä. Erityisesti oli noussut esille härkäpapu-tattari yhdistelmä. Nyt kasvustot olivat kuitenkin heikot huonon alun takia. Härkäpapu ei vaikuta kasvun haasteidensa osalta parhaalta mahdolliselta vaihtoehdolta seoksiin, koska kummankin seoksen kasvin olisi hyvä olla melko varmoja kasvamaan. Esimerkiksi kaura oli vallannut kasvutilan härkäpavulta.

Pirjo Yli-Hemminki (RhizoPhos, Luke) mukaan ulkomailla on kokeissa havaittu, että seoskasvustoissa erilaisten kasvien erilaiset tuottamat juurieritteet voivat edistää fosforin liukoisuutta maassa ja kasvin fosforin ottoa. Hän tutkiikin tätä nyt Suomen olosuhteissa. Kasvit kokeeseen on valittu siten, että niiden pitäisi tukea toistensa kasvua. Maan reservi fosforivarannot on usein niin suuret, ettei yksittäinen kasvukausi välttämättä muuta sitä merkittävästi. Sen sijaan kasvuston ottaman fosforin eroja seuraamalla voidaan päästä ilmiön jäljille. Maaperästä ja juurista voidaan tutkia juurieritteiden vaikutusta. Tämän tutkimuksen tuloksia jäädään vielä odottamaan.

Moni viljelijä on saanut taistella alus- ja kerääjäkasvien viljelyn onnistumisen kanssa. Kun viimein löydät sopivan menetelmän, osuu kohdalle erityisen epäsuotuisa vuosi ja jälleen kasvusto epäonnistuu. Hannu Känkänen (Ikivihreä, Luke) tunnusti vuosien välillä olevan suurta vaihtelua aluskasvien viljelyn onnistumisessa. Toisaalta, oikein hyvin onnistuessaan, aluskasvi voi kasvaa rehevästi ja haitata esimerkiksi sadonkorjuuta tai taistella pääkasvin kanssa resursseista, kuten vedestä. Sopivan aluskasvi-pääkasvi yhdistelmän valintaan vaikuttaakin moni tekijä, kuten kasvuston pituus ja peittävyys, aluskasvin kylvötiheys ja kylvöajankohta. Aluskasvi voi onnistuessaan kuitenkin vähentää rikkojen kasvua syksyllä sadonkorjuun jälkeen, viedä tilan rikoilta pääkasvin epäonnistuessa, sitoa typpeä viimeistään seuraavan satokasvin käyttöön, kuivattaa peltoa märkänä syksynä ja monipuolistaa maan mikrobistoa. Hyödyt voivat siis olla todellisia.

Kasvien juuret sijoittuivat kuivassa savimaassa pääosin ylimpään 20 cm maakerrokseen.
Hirssi kasvoi tuuheana suojaruuduissa.
Matts Nysand (Luke) on testanneet tänä kesänä , miten onnistuu herneen ja härkäpavun puinti karholta.

Kiinnostavia uutisia kuultiin myös toiselta Kirsi Raiskion (Luke) ja Marjo Keskitalon esittelemältä FutureCrops2 -kokeelta. Kokeessa oli testissä tattarin kaverina kuusi erilaista palkokasvia, linssi, herne, soija, sinilupiini, kikherne ja härkäpapu. Tattaria pidetään varsin vaatimattomana kasvina ja se kasvoikin hyvin palkokasvien kanssa seoksina. Kiinnostavaa oli, että vuonna 2021 oli onnistuttu saamaan uutena kasvina linssistä satoa. Tänä vuonna uutena kasvina mukaan oli otettu kikherne, joka ainakin vielä vaikutti viihtyvän hyvin kokeella. Nähtäväksi jää, ehtiikö se valmistua ajoissa. Voisivatko linssi ja kikherne paremmin kuivuutta sietävinä kasveina olla tulevaisuuden viljelykasveja myös Suomessa?

Uusia sovellutuksia kasvintuotantoon

Käytetty kasvi, tekstiili ja mahdollinen purete vaikuttavat lopulliseen värjäystulokseen. Purete edistää värin tarttumista tekstiiliin.

BioColour -hankkeen tavoitteena on tutkia luonnonkasvien soveltuvuutta teollisen mittakaavan tekstiilien värjäykseen. Marjo Keskitalon mukaan ajatuksena on, että pystyttäisiin tuottamaan vähemmän haitallisia ja ekologisempia tekstiilivärejä esimerkiksi kasvintuotannon oheistuotteena. Värikasveja voisi kerätä esimerkiksi satokasvin kasvitähteistä tai pahasti rikkojen valtaamilta lohkoilta, jolloin saataisiin taloudellista hyötyä myös pääsadon epäonnistuessa. Testissä ovat mm. siankärsämö, nokkonen, keltamatara, mesiangervo ja ahdekaunokki. Aiemmissa kokeissa on testattu mm. värimorsinkoa, pietaryrttiä ja kultapiiskua. Värjäykseen tarvittava kasvimassa on kuitenkin valtava sillä kasviainesta tarvitaan 1:1 kuiva-ainekiloa tekstiilikiloa kohden.

Toinen kiinnostava tulevaisuuden sovellutus maatalouteen voisi olla nurmirehun hyödyntäminen yksimahaisten valkuaisrehuna. Marketta Rinne (Nurmiproteiini, Luke) kertoi prosessista, jossa nurmirehusta erotetaan neste- ja kuivajae. Nesteeseen jää suuri osa rehun valkuaisesta, kun taas yksimahaisille vaikeasti sulatettava kuitu jää kuivajakeeseen. Nestettä vois olla mahdollista käyttää esim. sikojen valkuaisrehuna liemiruokinnassa. Kuivajae voitaisiin sen sijaan käyttää esimerkiksi biokaasuvoimalan lisäsyötteenä tai rehuksi vähäenergisellä ruokavaliolla oleville lehmille. Prosessiin soveltuu myös säilörehu, jolloin nesteen puristusta voidaan tehdä vuoden ympäri tarpeen mukaan. Kuiva-ainepitoisuuden osalta prosessi voi olla herkkä käytettävästä laitteesta riippuen siten, että sopiva kuiva-ainepitoisuus löytyy todennäköisesti 25-30 % väliltä. Samalla usein viljapainotteinen sikatila voisi saada myös ruokinnallisesta näkökulmasta hyötyä maan rakennetta ja kasvukuntoa edistävistä nurmista.

Voisiko kotimaisen valkuaisrehun tuotannon lisääminen olla mahdollista ja helpompaa tulevaisuudessa?

Valitse juuria viljelykiertoon

Vastaa

Viljelykierrosta on keskusteltu jo vuosia, mm. sen tärkeydestä kasvitautien ehkäisijänä ja esikasvihyödyistä. Ilmaston muutos on nostanut viljelykierron tärkeyttä esille yhä selkeämmin. Monesti viljelykierto tarkoittaa kuitenkin, että valitaan jokin öljy- tai palkokasvi katkaisemaan kevätviljakiertoa. Yksi näkökanta viljelykiertoon on valita kasveja niiden juuristoja ajatellen. Juuristoja on monenlaisia ja niillä on erilaisia ominaisuuksia maan rakenteeseen ja muihin kasveihin.

Juuristoilla on erilaisia ominaisuuksia

Juuristoja on matalia ja syviä, leveitä ja kapeita, paksuja ja ohuita, voimakkaita ja hentoja. Näiden lisäksi juuret tekevät yhteistyötä muiden eliöiden kanssa, kuten bakteerien, sienten ja muiden kasvien kanssa. Suurin osa kasveista esimerkiksi tekee yhteistyötä mykorritsasienten kanssa muodostaen sienijuuria, jolloin sieni auttaa kasvia ottamaan ravinteita maasta (mm. fosforia) ja kasvi luovuttaa puolestaan sokereita sienelle. Yleisesti tunnetumpi juurten symbioosi ovat Rhizobium-bakteerit, jotka kykenevät sitomaan typpeä ilmasta, jolloin bakteerit luovuttavat typpeä kasvin käyttöön ja kasvi luovuttaa jälleen sokereita bakteerien käyttöön. Tämä on pääasiassa palkokasvien ominaisuus. Näiden lisäksi kasvien juurista erittyy kemiallisia yhdisteitä, niin sanottuja allelopatisia yhdisteitä, jotka voivat toimia viestiminä muille kasveille tai haitata tai edistää muiden kasvien kasvua.

Kasvilajista ja jopa lajikkeesta riippuen kasvien juuristot kasvavat eri tavoin. On paalujuuria kuten rypsillä, rapsilla, sikurilla ja retikalla. On syviä juuristoja kuten puna-apilalla, tattarilla, ruokonadalla ja koiranheinällä. Lisäksi on hyvin hentoisia ja leveitä juuristoja kuten timoteilla ja raiheinällä. Jalostuksella on jossain määrin mahdollista kehittää kasvien juuristoja haluttuun suuntaan. Viljelijälle kasvien erilaiset juuristot antaa puolestaan mahdollisuuden valita maan rakennetta parantavia sekä hyvää esikasviarvoa antavia lajeja.

Erilaisten juuristojen hyödyntäminen

Yksi juurten tärkeimpiä tehtäviä on toimia ankkurina niin itse kasville kuin maalle, jossa ne kasvavat. Ne sitovat maata paikoilleen ja ehkäisevät eroosiota. Monivuotisten sekä syyskylvöisten kasvien juuret sitovat maata ympäri vuoden. Samalla maa myös kuivuu keväällä kasvipeitteetöntä peltoa tehokkaammin ja juuret sitovat maasta ravinteita, jotka muutoin huuhtoutuisivat herkästi sateiden tai talven valumavesien mukana. Kasvilajista ja lajikkeesta riippuu, kuinka myöhään syksyyn/talveen juuret pysyvät maassa aktiivisina.

Syväjuurisuudella on monia hyviä vaikutuksia maahan. Jo nyt vaikuttavat kuivuus- ja hellejaksoja yleistyneen myös Pohjoismaissa. Valitsemalla syväjuurisia kasveja pystytään hyödyntämään tehokkaammin myös syvemmällä maassa sijaitsevia vesivaroja. Valitsemalla nurmiseoksiin tai viljelykiertoon mukaan syväjuurisia seoksia lisätään samalla viljelyvarmuutta mahdollisia. Syväjuuriset kasvit pääsevät myös hyödyntämään ravinteita syvemmältä maasta sekä edistävät maan rakenteen muodostumista kuivattaen maata ja lisäten orgaanisen aineksen määrää myös syvemmissä maakerroksissa.

Härkäpavun juurista on havaittavissa juurinystyröitä. Vaaleanpunaiset nystyrät kertovat aktiivisuudesta.

Paalujuuriset kasvit, kuten retikka, voivat auttaa maan kunnostuksessa läpäisten pohjamaan ja muokkauskerroksen välille tai äestys syvyyden alle muodostunutta anturaa, tiivistymää, ja auttaen näin muita ja seuraavia kasveja kasvattamaan juuria syvemmälle maahan. Myös mm. rypsillä ja rapsilla on tunnetusti paalujuuri. Kuitenkin tiivistymän ollessa voimakas, eivät rypsin ja rapsin juuret välttämättä kykene tiivistymää läpäisemään. Muita paalujuurisia kasveja ovat esimerkiksi öljyhamppu sekä toisinaan nurmissakin lisänä käytetty sikuri.

Typensitojakasvit voivat tuoda monenlaisia hyötyjä. Ensimmäisenä ajateltu hyöty on tietysti itse typensidonta, joka hyödyttää itseään typensitojakasvia, mutta myös sen rinnalla kasvavia kasveja sekä vielä seuraavana vuonna viljeltävää kasvia. Typensitojakasvit ovat mahdollisuus niin kotieläin- kuin kasvintuotantotiloille. Typensitojakasveilla on usein myös varsin voimakas juuristo, joka voi muokata maata ja niistä löytyy myös erittäin syväjuurisia lajeja.

Esimerkiksi typensitojakasvien kohdalla useat juurten positiiviset ominaisuudet yhdistyvät, vaikka haasteitakin toki löytyy. Nurmia kasvattavilla tiloilla on mahdollista valita seoksiin monenlaisia juuria ja kasvinviljelytiloillakin voi pohtia esimerkiksi alus- ja kerääjäkasvien mahdollisuutta, jos haluaa monipuolistaa kasvustoa ja kiertoa ottamatta nurmia mukaan. Eri kasvien juuret tuottavat erilaisia juurieritteitä, jotka vaikuttavat juuriston läheisyydessä mikrobiologiseen aktiivisuuteen sekä toisten kasvien kasvuun. Monimuotoisella juuristolla voidaan monimuotoistaa myös maan elämää ja esimerkiksi pienentää tautipainetta.

Lisämateriaalia kiinnostuneille

Eri kasvilajien juuristoja voit tarkastella Wageningen yliopiston materiaalipankissa. Voit selata kuvapankkia tai hakea kasvia latinankielisellä nimellä, mikä onnistuu helposti, kun kirjoitat haluamasi kasvin nimen esim. Googleen ja kopioit latinankielisen nimen esim. Wikipediasta ja liität sen materiaalipankin hakupalkkiin.

Juuristoista ja niiden vaikutuksesta maan rakenteeseen löydät tietoa myös esimerkiksi RaHa-hankkeessa tuotetusta Juuristotietopaketista.

Carbon Action on kerännyt kasaan tietoa mm. kerääjäkasveista ja juurista.