Näkökulmia viljelykiertoon
-
Upload
natural-resources-institute-finland-luke -
Category
Science
-
view
31 -
download
5
Transcript of Näkökulmia viljelykiertoon
Viljelykierto
• Synonyymit vuoroviljely, kasvinvuorotus
• Viljelykasvien vuorottelu jollakin alalla (Nykysuomen sanakirja)
• Tarkoitus– ehkäistä kasvitauteja, tuholaisia ja rikkakasveja
– maan rakenteen ylläpito
– multavuuden ja pieneliöstön ylläpito
– Maan ravinnetason parantaminen
sadon laadun ja määrän varmistaminen
• Vastakohta on monokulttuuri
Viljelykierto kestävän ruokajärjestelmän osana
• Viljelykierto on otettu osaksi EU:n CAP-järjestelmää– Nitraattidirektiivi– Kasvipeitteisyys– Torjunta-aineiden tiukka hyväksymisprosessi – IPM– Viherryttäminen– Suojakaistat– Luomu
Syyt• Ilmaston lämpeneminen, humuksen väheneminen,
torjunta-ainekulkeumat, vesien saastuminen, kasvi- ja eläinlajien monimuotoisuuden väheneminen, satojen aleneminen
Viljelykierron myönteisiä vaikutuksia
Vedet puhdistuvat, kun
typpi- ja fosforihuuhtoumat vähenevät
- talvipeitteiset pellot, suojakaistat ojien ja vesialueiden reunoille ja maan rakenne paranee
torjunta-ainekulkeumat ja jäämät vähenevät
- suojakaistat
Eliölajien monimuotoisuus lisääntyy
- pölyttäjät hyötyvät kukkivista kasvustoista
- luonnon eläimet hyötyvät pesäpaikoista
Peltojen humuksen väheneminen pysähtyy
- monivuotiset nurmet ja viherkesannot sisällytetään kiertoon, vähennetään muokkausta
Monokulttuurin perusteluja
• Sopivaa maata niukasti käytössä
• On haluttu erikoistua tietyn kasvin viljelyyn
• Markkinat on luotu vain tietylle kasville
• Uuden kasvin viljelyyn ei tilalla ole koneita ja rakennuksia
• Uuden/uusien kasvien viljely oudoksuttaa
• Ei ilmennyt ongelmia
Peltoherneen monokulttuurin sietoAndersen, 1998
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2.vuosi 3. vuosi 4. vuosi 5. vuosi Joka
toinen
vuosi
Viljelykierron kasvivalinnoissa ja tekniikoissa huomioitava
• Tulokseen vaikuttaa paitsi viljelykasvi ja viljelytekniikka myös maaperä, ilmasto ja kierron pituus
• Viljelykierrolla voi olla vaihteleva vaikutus ympäristöön ja talouteen
- sato/tuotot- kustannukset- vaikutus ympäristöön voi olla myös haitallinen (syksyllä/talvella viherkesannosta liukenevat ravinteet
Viljelykasvien monokulttuurin sietokyky
• Huono sieto
- vehnä, herne, mailanen, puna-apila, sokerijuurikas, rypsi, sinappi, vihannekset
• Kohtalainen sieto
- kaura, maissi, varhaisperuna (varhaisvihannekset)
• Hyvä sieto
- ruis, valkoapila-heinänurmi
Kierron pituus
• Vältetään saman kasvin tai kasvisuvun tai heimon viljelyä peräkkäisinä vuosina samalla lohkolla
• Vuoron pituus riippuu tavoitteesta
• Yleisohje: korkeintaan kaksi vuotta samaa kasvia peräkkäin samalla lohkolla
• Yleisin kierron pituus 4 - 6 -vuotta
Esikasviarvo
• Kasvin sadon lisäys/vähennys, kun esikasvina on jokin muu kasvi
• Useimpien kasvien satotaso laskee monokulttuurissa
• Kasvijätettä tuottavat kasvit hyviä esikasveja kevätviljoille – käyttävät ravinteet keväällä tehokkaasti hyödyksi
• Vihannesten jälkeen esim. peruna käyttää huonosti jätteiden sisältämät ravinteet
Viljelykierto; yksi tapa lisätä kasvupaikan
monimuotoisuutta ja maan mikrobien määrää
Kasvilajien lisääminen
Maanpintakatteen lisääminen
Kasvijätteen lisääminen
Sekakasvusto Aluskasvit, kerääjäkasvit
Viljelykierto Vähennetty muokkaus
Lanta
Eloperäinen aines, maaperän mikrobit
Kasvien terveys
Kasvupaikan monimuotoisuus
Maan orgaaninen aines
• Maan orgaaninen aines on kasveista, eläimistä ja mikrobeista peräisin olevien, osittain hajonneiden hiilipitoisten aineiden seos.
• Humus on erittäin pysyvää, mustanruskeaa ainetta, joka koostuu humushapoista, fulvohapoista ja humiinista.
• Humukseen kuuluu 60 - 70 % maan orgaanisesta aineesta.
Maan orgaaninen aines
• Mineralisoituminen– Mikrobitoiminta hajottaa orgaanista ainesta
epäorgaanisiksi yhdisteiksi, kuten CO2 , H2O ja suoloiksi– C/N suhde ratkaisee hajoamisnopeuden– Suomen oloissa maan orgaanisesta hiilestä hajoaa
vuosittain 1 - 2 % – Hiilestä 2/3 muuttuu hiilidioksidiksi ja 1/3 mikrobien
rakennusaineeksi.
• Humifioituminen– Humuksen muodostuminen– Humus sitoo maamurusia ja pidättää ravinteita.
Maan humus
• Riittävä humuspitoisuus on välttämätön maan hyvälle rakenteelle ja maan kasvukunnon säilyttämiselle.
• Se lisää maan ravinteiden ja veden läpäisykykyä varsinkin karkeilla kivennäismailla.
• Se parantaa maan fysikaalista rakennetta vähentämällä tiivistymistä hienoilla. kivennäismailla, kuten savimailla ja hiesulla.
• Orgaanisen aineksen sisältämä hiili luo edellytykset mikrobitoiminnalle.
Orgaanisen aineen hajoaminen maassa
• Aineet hajoavat eri nopeudella.
–Kokeissa puolet viherlannoituksesta ja olkilannasta mineralisoitui kolmessa kuukaudessa, puolet oljista 12 kuukaudessa, puolet maatuneesta turpeesta 22 vuodessa ja puolet selluloosateollisuuden ligniinistä 36 vuodessa (Erviö 1995).
Maan orgaaninen aines
• Suomessa maiden orgaanisen aineen määrä on säilynyt korkeana, mutta se on laskusuunnassa viljavaltaisen viljelytavan yleistyttyä.
• Eloperäistä ainetta lisäämällä pystytään humuspitoisuutta parantamaan,
kun myös maan muokkausta vähennetään.
Maan orgaanisen aineen väheneminen
Suomalaisilla koealoilla oli orgaanisen aineen muutos keskimäärin 26 % 31 vuoden aikana (Erviö 1995. Viljelymaan humuspitoisuuden muuttuminen ja siihen vaikuttaminen. MTT, Tiedote 11/95).
Orgaanista ainetta kuluttaa
• Avokesanto
• Maan muokkaus ja ravinteiden lisääminen lisäävät mikrobitoimintaa ja orgaanisen aineksen kulumista.
Maan orgaanisen aineen väheneminen
• Maailmanlaajuinen ongelma
• Suomessa maiden orgaanisen aineen pitoisuus on suurempi kuin Länsi-Euroopassa tai USA:ssa.
• Säilyy sitä paremmin, mitä savipitoisempi maa on
Orgaanisen aineen lisäys
• Viljelykierto maan rakenteen parantajana
• Apila-timotei-nurmesta jää maahan 3,4 kertaa enemmän orgaanista ainesta kuin kevätviljasta.
• Orgaanisen aineen lisäys, turve> karjanlanta> olki.
Maan orgaaninen aines ja mikrobit
• Alhainen orgaanisen hiilen kokonaismäärä maaperässä heikentää mikrobibiomassan ja entsyymien aktiivisuutta tavanomaiseen hiilitasoon verrattuna.
• Mikrobiaktiivisuus on yhteydessä kasvien terveyteen.
Kasvien jätteet
• Viljan viljelyssä maahan palautuvat kasvijätteet eivät täysin korvaa hiilen menetystä.
• Maahan palautuu avomaan vihanneksilla kasvijätettä Salo 2003)
Kasvi Ei sato/sato Kasvi Ei-sato/sato
Keräkaali 0,9 Kukkakaali 2,30
Kiinankaali 1,0 Porkkana 0,35
Tarhaherne 1,30 Varhaisperuna 1,0
Punajuuri 0,45 Lanttu 0,40
Sipuli 0,20 Avomaan kurkku
0,20
Kasvit, jotka jättävät paljon eloperäistä ainesta maahan
• mm. nurmet, kaalit, sokerijuurikas ja viherlannoitus
Maan rakenne ja talvipeitteisyys
• Kanadalaisessa kokeessa vuodenaikojen vaihtelun vaikutus maan rakenteeseen oli suurempaa paljailla mailla kuin talvipeitteisillä mailla.
• Talvipeitteisillä aloilla oli kestävämpi raekoko ja vedenkestävyys kuin paljailla mailla. Maan parempi rakenne johtui kasvaneesta orgaanisen hiilen määrästä maaperässä.
• Suurin parannus maaperän rakenteeseen oli yksivuotisella raiheinällä. Sen jälkeen tulivat syysruis ja kevätohra.
• Kevätmuokkauksen jälkeen maan rakenne oli parempi mailla, jotka olivat talvipeitteisiä.
Monivuotiset nurmikasvit ja maan rakenne
• Monivuotinen, maata peittävä kasvusto tuottaa maahan runsaasti orgaanista ainesta ja parantaa maaperän rakennetta verrattuna esim. viljan viljelyyn.
• Amerikkalaisissa kokeissa soijapavun sato kasvoi kun esikasvina oli rehuretikan, rukiin ja rehukasvin sekoitus.
• Ruis muodosti maaperän kosteutta säästävän katteen, rehuretikan juurikäytävissä soijan juuristo ulottui syvemmällä maaperässä olevaan veteen.
Viljelykierron ja muokkauksen vaikutus maan rakenteeseen
• Kynnetyn pintamaan alaosassa huokosia oli selvästi vähemmän kyntämättömään maahan verrattuna.
• Kyntämättömässä maassa johtokyky oli 15 cm syvyydessä korkeampi kuin kynnetyssä maassa. Myös 55 cm syvyydessä olevia huokosia oli enemmän.
• Johtokyky ja makrohuokosten määrä kasvoi pintamaassa ylöspäin mentäessä, kun viljelykierrossa oli monivuotisia kasveja.
Viljelykierron ja muokkauksen vaikutuksia maan rakenteeseen
• Maan rakenne korreloi vahvasti orgaanisen hiilen määrän kanssa.
• Viljelykierrolla ja maanmuokkauksella molemmilla oli vaikutusta visuaalisesti havaittavaan maan rakenteeseen, jota myös satotaso korreloi.
• Muokkaamattoman maan rakenne oli huono, paitsi kun se oli yhdistettynä monipuoliseen viljelykiertoon.
• Maanmuokkauksella oli vaikutusta maan huokoisuuteen, toisin kuin viljelykierrolla.
Viljelykierto ja maan ravinnevarastot
• Syväjuuriset kasvit nostavat ravinteita ylempiin maakerroksiin esimerkkejä syväjuurisista kasveista sinimailanen, valkomesikkä, härkäpapu, porkkanan, kukkakaali ja auringonkukka, kumina.
• Typpeä sitovat kasvit; apilat, mesikät, herne ja virnat, pavut, mailaset.
Viljelykasvit maan rakenteen parantajana
• Viljelykierrossa vuorotellaan syväjuurisia ja heikkojuurisia kasveja– Syväjuuriset kasvit voivat ottaa ravinteita
muokkauskerroksen alapuolelta
– Keräkaalin juuret 1,5 m
– Porkkana 1,0 – 1,5 m
– Kukkakaalin juuret 1 m
– Purjon juuret 0,5 m
– Herne 0,5 m
– Sipuli 0,3 m
Viljelykierto ja maalevintäiset taudit ja tuholaiset
• Tietyt taudit ja tuholaiset pitävät isäntinään tiettyjä kasveja ja kasvisukuja – lisääntyvät hyvin ja säilyvät näillä.
• Vain harvoille isäntälajeille erikoistuneet taudit ja tuholaiset.
• Moni-isäntäiset taudit ja tuholaiset esim. pahkahome, harmaahome, seittimätä
• välivuosien määrä 2-10 v.
Monokulttuuritaudit
Tauti Isäntä
Möhöjuuri Kaalit, rypsi, lanttu
Taimipolte Juurikkaat
Mustamätä Porkkana
Pahkamätä Sipuli
Fusarioosi Sipuli, purjo, herne
Pahkahome Kaalit, herne, papu ym.
Apilamätä Apila
Taudit ja viljelykierto
• Ulkolaisissa kokeissa perunaseittiä löytyi viiden vuoden jälkeen, minkä jälkeen tautiesiintymä lähti kasvuun perunan monokulttuurissa.
• Sekä perunalla että sipulilla satotaso oli suurempi jos esikasvina oli eri kasvi.
• Sekä perunaa että sipulia suositellaan viljeltävän vain joka neljäs vuosi samalla alalla. Välikasveina voi olla esimerkiksi kaura, parsakaali, keräkaali tai kesäkurpitsa.
• Kierrolla on vaikutusta etenkin satotasoon.
Perunan taudit ja viljelykierto
• 3-vuotisessa kierrossa oli vähemmän perunarupea ja perunaseittiä.
• Kun 3-vuotinen kierto oli yhdistettynä minimimaanmuokkaukseen, mukuloissa oli vähemmän kuivamätää ja harmaahilsettä.
Monokulttuuritaudit
Tauti Isäntä
Möhöjuuri Kaalit, rypsi, lanttu
Taimipolte Juurikkaat
Mustamätä Porkkana
Pahkamätä Sipuli
Fusarioosi Sipuli, purjo, herne
Pahkahome Kaalit, herne, papu ym.
Apilamätä Apila
Pahkahome – Avomaanvihannesten hankalin tauti sadekesinä.
–Tartuttaa yli 350 eri kasvilajia.
Tärkeitä isäntäkasvejarypsi peruna herne
papu apila salaatit
kaalit porkkana kurkku
Näissä ei lisäänny
viljat heinät sipuli mansikka
Mansikan tuhoojiaTuhooja Säilymine
n maassaSäilyminen
kasvijätteessäIsäntäkasvit Kierto
vuosia
MustalaikkuColletotricum
ei säilyy kirsikka, omena, rikat
2 v.
LakastumistauditVerticillium sp.
säilyy säilyy peruna, öljykasvit
6 v.
Mansikan tyvimätä
Phytophtoracactorum
säilyy säilyy 4-6 v.
Mansikka-ankeroinen
Aphelenchus
ei säilyy - 2 v.
Kurkun ja kurpitsan tuhoojia
Tuhooja Säilyy maassa Säilyy kasvijätteissä
Isäntiä Kierto vuosia
MustapistemätäDidymellabryoniae
18 kk säilyy Kurkku ja kurpitsa
2 v.
PahkahomeSclerotiumsclerotiorum
säilyy säilyy Kaalit, porkkana, herne, salaatti
5-6 v.
LakastumistautiVerticillium
säilyy säilyy Mansikka, ölykasvit, peruna
5-6 v.
http://www.kasvinsuojeluseura.fi/Tasapainoinen/10Avomaankurkkujakurpitsa/tabid/2078/topic/Kasvinvuorotus/Default.aspx
Rikkakasvit
• Alla luetellut vuorottelut rajoittavat yksivuotisten rikkojen lisääntymistä.
• Kylvö- ja korjuuajat; aikaisin korjattavat –myöhään korjattavat.
• Kevät- ja syyskylvöiset kasvit.• Varjostavat ja heikosti varjostavat kasvit.• Tiheät kasvustot – riviviljelykasvit.
Ehdotuksia viljelykierto-esikasviksi
• Kaalit
- ei kelpuuteta esikasviksi: ristikukkaiset
- kelpuutetaan viherlannoitus ja apilanurmi
• Sipuli
Kelpuutetaan esikasviksi: peruna, viherlannoitus, jossa esim. persianapilaa, virnoja ja raiheinä.
Ei kelpuuteta esikasviksi: sipulit ja kaalit.
• Sipuli erittäin arka rikkakasvien kilpailulle.