Perusparannukset ja ravinnetase suomalaisessa peltoviljelyssä

Pellon sadontuottokyky perustuu perusparannusten riittävään kuntoon. Huono ojitus ja liiallinen happamuus rajoittavat sadonmuodostusta, jolloin peltoon annetuille tuotantopanoksille, kuten lannoitukselle, ei saada vastinetta. Ongelmat korostuvat märkinä kasvukausina, jolloin kasvustot kärsivät liiasta vedestä ja sadonkorjuu vaarantuu pellon kantavuuden heikentyessä. Tästä aiheutuu alhaisia satoja, kohonneita ravinnetaseita, ravinnehuuhtoumariskejä sekä taloudellisia tappioita. Sään ääri-ilmiöiden on ennustettu lisääntyvän tulevaisuudessa, mikä lisää hyvin toimivan kuivatuksen merkitystä tuotanto- ja ravinnehuuhtoumariskien hallinnassa sekä maataloustuotannon sopeutumisessa ilmastonmuutokseen.

Perusparannukset ja ravinnetase suomalaisessa peltoviljelyssä (PERA) -hanke toteutettiin Salaojituksen tutkimusyhdistys ry:n, Salaojayhdistys ry:n, Luken ja Sven Hallinin tutkimussäätiö sr:n yhteistutkimuksena vuosina 2017–2020. Hanketta rahoittivat maa- ja metsätalousministeriö, Salaojituksen Tukisäätiö sr sekä hankkeen toteutuksesta vastanneet yhteisöt.

Hankkeessa selvitettiin pellon kuivatuksen tilan vaikutuksia satoihin, typpi- ja fosforitaseisiin sekä salaojitusinvestoinnin kannattavuutta viljelijän ja yhteiskunnan näkökulmista. Aineistona käytettiin ProAgrian Lohkotietopankkia (2002−2017). Tähän yhdistettiin Ruokaviraston Peltomaan laatutestiaineiston (vuodelta 2018) peruslohkotiedot, jotka sisälsivät viljelijöiden itsearviot peruslohkojensa kasvukunnosta (mm. ojituksen toimivuus). Aineistoon yhdistettiin lisäksi peruslohkojen salaojitustiedot Salaojayhdistyksen karttatietokannasta ja muita peruslohkotietoja, kuten hallintamuoto. Vuokrapeltojen osalta tarkasteltiin sitä, kasautuvatko ongelmat yhä enemmän niille. Aineistojen muuttujien välisiä yhteyksiä tutkittiin sekä kuvailevalla analyysillä että koneoppimiseen perustuvalla tilastollisella mallinnuksella.

Peltomaan laatutestin tulokset tukivat oletusta perusparannusten tilan heikkenemisestä Suomessa. Suurimpia ongelmia olivat muun muassa kalkitus, pellon kuivuminen ja ojitus. Ojituksen toimivuuden merkitys sadoissa ja typpi- sekä fosforitaseissa näkyi peltolohkoaineistossa usealla tavalla. Pellot, joilla ojituksen toimivuus arvioitiin erinomaiseksi: 1. tuottivat vuosina 2002-2017 kevätviljoilla 7-16 % korkeamman sadon, 2. olivat useammin salaojitettuja 3. tuottivat osalla kasveja matalamman typpitaseen riippuen lannoituksen sopeuttamisesta, 4. tuottivat epätodennäköisemmin alhaisen sadon, 5. sietivät kesäkuun märkyyttä selvästi enemmän ilman satotappioita verrattuna peltoihin, joiden ojituksen toimivuus arvioitiin huonoksi. Satoluokittaisesta jaottelusta nähtiin, että satoluokan kasvaessa vuokrapellon osuus laski ja salaojituksen yleisyys kasvoi. Vuokrapeltojen lannoitus ei poikennut merkittävästi omistuspeltojen lannoituksesta, mutta vuokrapeltojen fosforiluvut olivat omistuspeltoja hieman alemmat. Typpitaseissa näkyi vaihtelu kasvien ja vuosien välillä. Kuivina vuosina typpitaseet nousivat heikon sadon vuoksi. Syysviljoilla typpitaseet nousivat yleisesti korkealle tasolle ja säilörehulla ne jäivät alhaisiksi. Korkeisiin satoihin liittyi ojituksen toimivuuden lisäksi korkeampi typpilannoitus, mutta se ei noussut typpitaseissa ongelmaksi.

Suuret sadot käyttivät tehokkaasti annetut ravinteet, jolloin ravinnetaseet jäivät alhaisiksi. Fosforitaseet jäivät pääosin alhaisiksi ja usein negatiivisiksi. Korkeimmat sadot saatiin ilman fosforilannoitusta pelloilta, joiden fosforiluvut olivat korkeita. Salaojitusinvestoinnin taloudellinen kannattavuus parantui tuottajahintojen noustessa, mutta takaisinmaksuajat venyivät parhaimmillaankin 10 vuoteen. Tämä luo haasteita lyhytjänteisessä vuokraviljelyssä ja toisaalta ilman yhteiskunnan tukea suuri osa salaojitusinvestoinneista jäisi toteutumatta.

—————————————-

Referat
Åkerns produktionspotential beror mycket på i vilket skick grundförbättringsåtgärderna såsom dräneringen och kalkningen är. Dålig dränering och för sur jord begränsar grödans tillväxt och insatserna såsom gödsling ger dålig avkastning. Problemen förvärras under våta växtperioder då grödorna kan lida av väta och skördandet kan äventyras ifall markens bärförmåga är dålig. Detta resulterar i låga skördar, förhöjda näringsbalanser, risker för näringsläckage och ekonomiska förluster. Extrema väderleksförhållanden förväntas öka i framtiden, vilket kommer att öka vikten av en väl fungerande dränering för att minska riskerna för skördesänkning och näringsläckage och för att anpassa jordbruksproduktionen till klimatförändringen.

Projektet Grundförbättringar och näringsbalanser inom finskt jordbruk (PERA) utfördes åren 2017–2020 i samarbete mellan Forskningsföreningen för täckdikning rf, Täckdikningsföreningen rf, Naturresursinstitutet Luke och Sven Hallins forskningsstiftelse sr. Projektet finansierades av jord- och skogsbruksministeriet, Stödstiftelsen för Täckdikning sr och de organisationer som deltog i projektet.

I projektet undersöktes hur dräneringen påverkar skörden, kväve- och fosforbalansen samt dräneringsinvesteringarnas lönsamheten. Man kombinerade data från ProAgrias databank (2002–2017), Livsmedelsverkets basskiftesregister och kvalitetstestet av åkerjord (år 2018), där jordbrukarna själva bedömde markkvaliteten (inklusive dräneringens tillstånd) på sina skiften. Man använde sig också av Täckdikningsföreningens kartdatabas, som innehåller uppgifter om täckdikningen. Man granskade om arrenderade åkrar var i sämre skick än åkrarna i medeltal.

Kvalitetstestet av åkerjord påvisade att grundförbättringarnas tillstånd i Finland försämrats. De största problemen var kalkning och dränering. Det framgick att en välfungerande dränering ger högre skördar och lägre kväve- och fosforbalans. Skiften med utmärkt dränering: 1. producerade 7–16% högre skörd av vårsäd (2002–2017), 2. var oftare täckdikade 3. hade lägre kvävebalans för vissa grödor beroende på hur man anpassat gödslingen, 4. hade lägre sannolikhet för små skördar, 5. hade lägre skördeförluster under våta somrar än skiften med dålig dränering. På arrenderade åkrar var skördarna en aning sämre och den täckdikade arealen mindre än för åkrarna i medeltal. Gödselnivåerna skilde sig inte på arrendeåkrar från övriga åkrar, men marken fosfortal var lägre på arrendeåkrar. Kvävebalanserna varierade mycket mellan olika växter och år. Under torra år ökade kvävebalansen på grund av dåliga skördar. Kvävebalansen var i allmänhet hög på skiften med höstsäd och låg för ensilage. På skiften med höga skördar användes ofta mera kvävegödsel än på övriga skiften. Kvävebalanserna förblev dock låga, eftersom växterna använde näringsämnena effektivt. Fosforbalansen förblev huvudsakligen låg och ofta negativ. Stora skördar erhölls utan fosforgödsling från skiften med högt fosfortal. Den ekonomiska lönsamheten för dräneringsinvesteringen var rätt låg med nuvarande producentpriser. Lönsamheten förbättrades med högre producentpriser, men återbetalningsperioden var i bästa fall 10 år. Detta förorsakar utmaningar speciellt på arrendemark. Utan samhällets stöd skulle många dräneringsinvesteringar bli ogjorda.

Nyckelord: skörd, kvävebalans, fosforbalans, grundförbättring, täckdikning, dränering.

————————————-

Abstract
Soil degradation is an increasing concern in Finnish agriculture, as land improvements needed are neglected by many farms. In many cases, farms do not have resources enough to invest, as farm returns remain low. Besides this, more than one third of Finnish agricultural land is rented usually with short contracts, obviously resulting to low incentives to invest in long-term land improvements by tenant. Satisfactory level of drainage and liming can’t be ignored, if crop yields produced are to meet today’s environmental and economic requirements. Severe crop and cash losses, as well as increased nutrient run-offs, can be expected as inputs are used on these low-productivity parcels. Even more challenges can be expected as climate change proceeds and more heavy rainfalls may occur more frequently.

“Land improvements and nutrient balance in Finnish crop production (PERA)” was a research project to study the role of land improvements in crop yields, nutrient balances, and farm-level economic aspects in subsurface drainage investments. This project was carried out in cooperation with The Field Drainage Research Association, Natural Resources Institute Finland (Luke), The Finnish Field Drainage Association and Sven Hallin Research Foundation sr during 2017−2020 and funded by Ministry of Agriculture and Forestry and Drainage Foundation sr.

The main dataset (Association of ProAgria Centres, Data Bank of Land Parcels) included parcel-level input use, yields, nutrient (nitrogen and phosphorus) balances and soil fertility (acidity and phosphorous levels) covering years 2002−2017. This was merged with several administrative datasets including parcel characteristics (rented or owned, area). Besides these, type of parcel drainage (subsurface drainage or not) was obtained from map database by The Finnish Field Drainage Association. This was supplemented by administrative data (Land Quality Test, 2018). This test provided 16 land parcel quality indicators answered by farmers themselves and covering more than 530 000 Finnish land parcels. The indicator of main interest was evaluation whether there were problems in parcel drainage.

As a whole, Land Quality Test revealed need for land improvements in Finland, especially for liming. However, parcel-level drainage was also considered problematic, as well as parcels being too wet. Parcel-level Data Bank of Land Parcel revealed crop yields to be 7-16 % higher on parcels evaluated to be excellent in terms of drainage level. Excellent-level drainages and higher yields were also often linked to subsurface drainage. Higher yields and land phosphorous levels were often connected to higher percentage of owned rather than rented land.

Higher yield on excellent-level drainage parcels resulted in lower nutrient balances for some crops. However, in many cases farmers slightly adjusted level of nitrogen; for better parcels more nitrogen was used, which can be considered economically rational behavior. Yield levels decreased rapidly for most crops in bad parcel drainage group just as rain in June exceeded average level of 65 mm. On the contrary, if parcel drainage was assessed to be excellent, yield losses occurred after close to 100 mm rain. Nitrogen balances varied significantly between years and crops affected by growing season conditions e.g., rain and temperature. In general, nitrogen balances were low for grass silage and high for winter rye and winter wheat. Phosphorous balances were mostly low and often negative and highest yields were connected to zero-level phosphorous fertilization due to high stock in soil. Economic aspects of investments in subsurface drainage, as drainage seems to work badly, may be challenging for farmers, even if extra yield can be expected. Covering investment cost by selling extra yield may take more than 10 years even though high producer prices were assumed. Therefore, investment subsidies can be justified to ensure long-term drainage investments.

Key words: crop yield, nitrogen balance, phosphorous balance, land improvement, subsurface drainage