Maatalouden kestävän tehostamisen keskeisenä haasteena on tuottaa yhä enemmän elintarvikkeita ja rehuja siten, että luonnon monimuotoisuus, ravinteiden huuhtoutuminen ja kasvihuonekaasupäästöt olisivat mahdollisimman vähäisiä. Luonnonmukaisen viljelyn katsotaan olevan kestävämpää, mutta satotason alhaisempi tavanomaiseen viljelyyn verrattuna. 1950-luvulta lähtien maatalouden sadot ovat kasvaneet esimerkiksi kemiallis-teknistä viljelyä varten jalostettujen lajikkeiden, torjunta-aineiden ja mineraalilannoitteiden avulla. Samalla kuitenkin maaperän orgaaninen aines ja maaperän eliöiden monimuotoisuus ovat vähentyneet ja kasvihuonekaasupäästöjen määrät lisääntyneet. Tehostamisen takia esimerkiksi tuholaiset ja taudit lisääntyvät helposti, koska monokulttuurit ovat herkkiä sään ääri-ilmiöille. Luonnonmukainen viljely palauttaa ravinteiden kierrätyksen avulla orgaanisen aineen maaperään ja on siten ratkaisu maatalouden kestävyyden turvaamiseksi.
Viljelyjärjestelmätutkimusta Alankomaissa
Tutkimushypoteesina oli, että satotasojen erot tasaantuvat vähitellen tavanomaisessa ja luonnonmukaisessa viljelyssä, kun luomuviljelyyn siirtymisestä kuluu riittävän pitkästi aikaa. Tämän hypoteesin paikkansa pitävyyttä testattiin 13 vuoden ajan kenttäkokeessa. Tarkastelun kohteena oli yksi koejärjestelyn alussa luonnonmukaiseen viljelyyn siirtynyt tila, jonka lannoitus perustui tilalla tuotettuun karjanlantaan sekä kaksi tavanomaista tilaa, joista toisella sian lietelannoitusta täydennettiin mineraalilannoitteella ja toisella lannoitettiin pelkästään kemiallisella mineraalilannoitteella. Viljelyjärjestelmät perustettiin samanlaisiin maaperäolosuhteisiin. Ensimmäiset tulokset osoittivat eri viljelyjärjestelmien satotasojen lähenevän toisiaan ajan myötä, ja siten tukevan hypoteesia. Tutkimuksessa analysoitiin myös eri viljelyjärjestelmien satotasojen riippuvuutta maaperän ominaisuuksista ja paikallisesta ravinnetaloudesta, esimerkiksi nitraatin huuhtoutumisesta. Tuloksena saatiin sadon tasaisuuden keskimääräiset vaihtelukertoimet lyhyelle ja pitkälle aikavälille.
Tutkimusjärjestelyistä
Viljelyjärjestelmäkokeilu tehtiin vuosien 2001 ja 2013 välisenä aikana Wageningenin yliopiston tutkimuskeskuksessa Vredepeelissä, Alankomaissa. Vredepeelin viljelyjärjestelmäkokeilu perustui kuusivuotiseen viljelykiertoon, jossa viljelykasveina olivat peruna, herneet, purjo, ohra, sokerijuurikas ja maissi. Tutkimuksen alussa maa kynnettiin 50 senttimetrin syvyydeltä. Tutkimusalueen maaperässä oli 93,3 prosenttia hiekkaa, 4,5 prosenttia silttiä ja 2,2 prosenttia savea. Orgaanisen aineksen määrä maassa oli kokeen alkaessa 3,8 prosenttia ja kokonaisfosforipitoisuus oli korkea, 2,2 mg/kg. Kullakin viljelyjärjestelmällä oli kuusi koeruutua. Kaikkien kolmen tilan vuotuinen satotaso laskettiin sadon tuorepainoa kohden ja skaalaten kasvilajikohtaisiin pitkän aikavälin keskiarvoihin. Sadoista laskettiin tuottoindeksi, pohjavedestä määritettiin nitraattipitoisuudet ja maanäytteistä määritettiin fysikaalis-kemialliset ominaisuudet sekä sukkulamatojen, sienten ja bakteerien biomassat.
Luonnonmukainen viljely saavuttaa tavanomaisen tuotannon satotasoja
Luonnonmukaisen maatalouden satotasot olivat aluksi matalammat, mutta 10-13 vuoden jälkeen kaikkien satokasvien pitkän aikavälin satoindeksi lähestyi tavanomaisen tuotannon indeksiä. Ainoastaan perunalla satotasot jäivät luomussa alhaisemmiksi, mutta kun tuloksista vähennettiin perunaruttoinfektioiden vaikutus tiettyinä vuosina, myös perunasadot olivat keskimäärin lähellä tavanomaisten koeruutujen tuloksia. Luomuruutujen typpihuuhtoumat vähenivät tutkimusjakson aikana päinvastoin kuin tavanomaisilla koeruuduilla. Luonnonmukainen viljely johti ajan myötä maaperän fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien paranemiseen, jolloin orgaanisen aineksen pitoisuudet olivat korkeammat, maaperän mururakenne ja vesitalous paranivat. Tavanomaisilla lohkoilla kasveille käyttökelpoista typpeä oli saatavilla enemmän, jolloin myös typen huuhtoutuminen oli suurempaa. Luomulohkoilla maaperäeliöiden määrä oli suurempi kuin tavanomaisilla, ja kasveilla esiintyi vähemmän parasiitteja.
Tulosten merkitys kestävälle maataloudelle
Tutkimuksesta saatiin selville, että luonnonmukaisen ja tavanomaisen maatalouden satotasojen erojen kiinni kurominen vaatii aikaa, mutta luomuviljely voi johtaa maaperän ominaisuuksien ja maaperän prosessien paranemiseen. Kokeen alkaessa näkyvillä oli ero satotuottojen välillä viljelyjärjestelmästä riippuen, joka kuitenkin 13 vuoden aikana kuroutui. Mielenkiintoista oli, että satotasojen erot tasoittuivat, vaikka luomutuotannossa käytettiin 23 yksikköä vähemmän typpeä kuin tavanomaisessa viljelyssä. Myös ajallinen vaihtelu satotasoissa oli pienempää luomussa kuin tavanomaisilla lohkoilla, eli luomusadot olivat vakaampia eri olosuhteissa.
Koska luonnonmukaiseen viljelyyn käytettävissä oleva orgaanisen aineksen määrä on monilla maailman alueilla merkittävä tuotantoa rajoittava tekijä, tämän niukkuuden ratkaiseminen olisi oltava ensisijainen tavoite, jotta maatalouden eri tuotantojärjestelmien kestävyyttä voitaisiin parantaa.
Schrama, M., de Haan, J.J., Kroonen, M., Verstegen, H. & Van der Putten, W.H. 2018. Crop yield gap and stability in organic and conventional farming systems. Agriculture, Ecosystems and Environment 256: 123-130
https://doi.org/10.1016/j.agee.2017.12.023
Teksti: Sofia Karjalainen
Tiivistelmä on tehty osana Helsingin yliopiston kurssia MAAT-614 Luonnonmukaisen maa- ja elintarviketalouden muut opinnot.