Maatalouden typpihaaste – vaihtoehtoja ja ratkaisuja : Synteesiraportti - Järvenranta, Kirsi; Kapuinen, Petri; Keskitalo, Marjo; Kykkänen, Sanna; Känkänen, Hannu; Luostarinen, Sari; Mattila, Pasi; Niskanen, Olli; Palojärvi, Ansa; Pennanen, Taina; Pesonen, Liisa; Pussi, Katariina; et al. (Luonnonvarakeskus (Luke), 2022)
Typpi on tärkein lannoitteista saatava kasvinravinne kivennäismaiden, erityisesti savimaiden, viljelyssä. Mineraalilannoitteiden (eli väkilannoitteiden) typpi on peräisin ilmakehän typpikaasusta, joka nykyisin sidotaan ammoniakiksi käyttäen fossiilisista lähteistä, pääasiassa maakaasusta, saatavaa vetyä. Lisäksi ammoniumnitraattilannoitteiden valmistuksessa tarvittava typpihappo valmistetaan ammoniakista. Suomessa ei ole omaa ammoniakkituotantoa, mutta maassamme jalostetaan typpihappoa sekä siitä edelleen typpilannoitteita ja muita lannoitetuotteita, kuten seoslannoitteita merkittävä määrä myös vientiin. Ammoniakkia ja valmiita typpilannoitteita on tähän saakka tuotu pääosin Venäjältä, jossa niiden tuotanto perustuu laajalti maakaasun käyttöön vedyn lähteenä. Typpilannoitteiden ja niiden raaka-aineiden, eli ammoniakin ja maakaasun tuontiin on löydettävä vaihtoehtoisia lähteitä. Omavaraisuuden lisäämiseksi olisi tärkeää sekä kasvattaa biokaasun tuotantomäärää että jalostaa siitä biometaania, jolloin sitä voitaisiin hyödyntää myös ammoniakin valmistuksessa. Vetyä on mahdollisuus tuottaa biometaanin lisäksi tuotekaasusta tai elektrolyysin avulla. Suomen pelloille on viime vuosina tullut kokonaistyppeä yhteensä noin 230 000 tonnia vuodessa, josta epäorgaanisissa lannoitevalmisteissa (mineraalilannoitteet) 140 000–150 000 tonnia ja tuotantoeläinten lannassa noin 70 000 tonnia. Loppuosa typestä tulee kierrätyslannoitevalmisteista, biologisesta typensidonnasta, kylvösiemenestä ja typpilaskeumana. Suomessa viljeltyä peltoalaa on yhteensä n. kaksi miljoonaa hehtaaria, josta suurimmalla osalla viljellään viljoja (50 %) ja nurmia (40 %). Teollisia typpilannoitteita (mineraalilannoitteet) käytetään kaikille viljelykasveille tavanomaisessa viljelyssä. Vaikka viljat ovat yleisin peltojen käyttömuoto, nurmien typpilannoitustarve on suurempi ja siten suhteellisesti suurempi osa typpilannoitteista levitetään nurmille. Mineraalityppilannoite pyritään levittämään pelloille kasvin kannalta optimaaliseen aikaan, jolloin hyväksikäyttö on maksimaalinen ja hävikit mahdollisimman pieniä. Typen käyttömääriä lannoitteena rajoitetaan sen epätoivottujen ympäristövaikutusten vuoksi nitraattiasetuksella. Viljelykiertoja ja -menetelmiä on kehitettävä ruoantuotannon kestävyyden ja kilpailukyvyn varmistamiseksi vähentämällä typpilannoitustarvetta ja parantamalla typen hyväksikäyttöä. Metsätaloudessa lannoituksen tarve on huomattavasti vähäisempää, ja aihetta käsitelläänkin tässä raportissa vain lyhyesti. Palkokasvien viljelyn lisäämisellä voidaan vähentää viljelyn riippuvuutta väkilannoitetypen käytöstä. On osoitettu, että jos palkokasvien viljelyn kaikki mahdollisuudet käytettäisiin täysimääräisesti tavanomaisten tilojen kivennäismailla, vähenisi teollisesti valmistetun typen tarve Suomessa noin 60 prosentilla. Ennen teollisen ammoniakin tuotannon keksimistä kaikki kasvien tarvitsema typpi oli – suoraan tai epäsuorasti - peräisin mikrobien biologisesta typensidonnasta. Maaperän mikrobistolla on keskeinen rooli myös typen kierron muissa vaiheissa kasvien typen käyttöönoton tehostamisesta typen peltoympäristöstä karkaamisen estämiseen. Palkokasvien typensidontaa voidaan tehostaa tehokkaiden typensitojabakteerien valinnalla ja niiden siirrostamisella siemeniin. Maaperän ominaisuuksien ja sääolosuhteiden tiedetään vaikuttavan maaperän typen saatavuuteen ja kasvien kykyyn hyödyntää tarjolla oleva typpi. Maaperän ominaisuudet ja kasvukunto määrittävät pitkälti myös pellolle soveltuvat viljelytekniikat ja käytettävät viljelypanokset. Siten lannoitustarpeen määrittely paikkakohtaisesti on lähtökohta tuotantopanosten käytön tarkentamiseen. Täsmäviljelyssä selvitetään kasvuolosuhteiden vaihtelun laatu, suuruus ja tarkka sijainti ja määritellään peltoon vyöhykkeet siten että vaihtelua voidaan hallita tekniikan avulla. Täsmälannoituksella on raportoitu typen säästön vaihtelevan välillä 0–40 %. Mineraalilannoitteille vaihtoehtoisena typen lähteenä voidaan käyttää lantaa ja orgaanisperäisiä kierrätyslannoitteita. Myös maatalouden kasvibiomassoista ja yhdyskuntien ja teollisuuden sivuvirroista on mahdollista saada lisäravinteita kiertoon. Kotieläinten lannan ja orgaanisten lannoitevalmisteiden liukoinen typpi toimii hyvin nurmen ja viljan lannoitteena, etenkin kun typpihävikki saadaan minimoitua. Lietemäisten biomassojen kuljetuksessa keskeisenä haasteena on korkea vesipitoisuus ja typen haihtuminen varastoinnin, siirtojen ja levityksen aikana. Tähän synteesiraporttiin on koottu uusin tutkimustieto biologisen typensidonnan hyödyntämisestä, kierrätyslannoitteiden käytöstä sekä täsmäviljelystä ja -lannoituksesta lannoitetypen tarpeen vähentämiseksi. Siinä myös kuvataan globaalin typen kaupan nykytilanne sekä typen tuotantomahdollisuudet Suomessa, ja esitetään tiekartta typpilannoiteteollisuutemme Venäjä-riippuvuuden purkamiseksi. Viimeisessä luvussa pohditaan typpilannoitteiden saatavuudessa esiintyvien haasteiden vaikutuksia huoltovarmuuteen ja nostetaan esiin keskeisiä tulevaisuuden tutkimustarpeita.
Keywords: mineraalilannoitteet; ammoniakki; lanta; kierrätyslannoitevalmisteet; biologinen typensidonta; palkokasvit; viherlannoitus; sekaviljely; täsmäviljely; biomassat