Kasvaa vai eikö kasva? - maanviljely Suomen muuttuvassa ilmastossa

Mitä Suomessa viljelellään nykyään?

Noin seitsemän prosenttia Suomen pinta-alasta on peltoa. Yli puolet maatiloista on keskittynyt kasvintuotantoon. Viljoja viljelevien tilojen lukumäärä on pysytellyt viimeiset 15 vuotta vajaan 30 000 tietämillä [1]. Eniten kasvatetaan ohraa ja kauraa, joiden sadosta suurin osa käytetään rehuna, ohraa jalostetaan myös maltaaksi. Leipäviljoina käytetään eniten vehnää ja ruista [2] [3]. Ruis on näistä neljästä viljasta ainoa, jota on Suomessa viime vuosina käytetty enemmän kuin kasvatettu [4]. Tuotantomääriltään merkittävimmät viljelykasvit viljojen jälkeen ovat peruna, sokerijuurikas, rypsi ja rehuksi kasvatetut nurmikasvit [5]. Kilohinnaltaan leiväksi jalostettava vilja on maanviljelijälle rehuviljaa arvokkaampaa. Leipäviljan ohi kasvattajalle maksettavassa kilohinnassa eli tuottajahinnassa nousevat rypsi ja rapsi, joista valmistetaan kasviöljyä ja rehua. [6] [7] [8]

Ohran sato oli vuonna 2007 lähes kaksi miljardia kiloa. Rypsiä saatiin samana vuonna talteen vajaat 100 miljoonaa kiloa, joka on noin viisi prosenttia ohrasadon suuruudesta. Kasvien välisten suurten erojen lisäksi myös kunkin yksittäisen kasvin sato voi vuosien välillä vaihdella kymmeniäkin prosentteja. [5] Suuri osa vaihtelusta selittyy kullekin kasville omistetun viljelypinta-alan vuotuisilla muutoksilla, joihin puolestaan vaikuttavat viljelijöiden arviot kasvin viljelyn kannattavuudesta. Toinen tärkeä tekijä ovat vuoden sääolot, lähinnä sateet ja lämpötila. [9]

© Riku Lumiaro

Rypsipeltoa.

Luonnon ehdot

Keväällä ja alkukesällä kasvit tarvitsevat vettä kasvuunsa. Syksyisin runsaat sateet sen sijaan aiheuttavat siementen itämistä tähkissä ja viljan lakoutumista, jotka pienentävät satoja ja huonontavat sadon laatua. Lisäksi sadonkorjuu on hankalaa märillä pelloilla. [10] Viljelykasvien kasvulle lämpötilan puolesta otollisen ajan mittana on kasvukausi, jonka pituus vaihtelee nykyään Etelä-Suomen noin 180 päivästä pohjoisimman Suomen alle 120 päivään [11]. Kasvukausi kerryttää ns. lämpösummaa, jota kertyy sitä enemmän, mitä pidempi kasvukausi on ja mitä lämpimämpiä päivät kasvukauden aikana ovat [12].

Koska kasvukausi on Suomessa lyhyt ja lämpösumma pieni, täällä on varminta viljellä kasveja, jotka tuleentuvat nopeasti korjuukuntoon. Satoa saadaan silloin vähemmän kuin suotuisemmilla alueilla kuten Länsi-Euroopassa. Kasvukauden lämpeneminen ei nykyisillä lajikkeilla välttämättä lisää satoa, vaan voi haitata sadonmuodostusta monin tavoin. Jos esimerkiksi alkukasvukauden aikaiset lämpötilat ovat liian korkeita suhteessa sademäärään, kuivuus voi haitata satopontiaalin muodostumista. Alkukasvukauden kuivuus on jo ilman lämpötilan nousua yksi merkittävimmistä kevätviljojen viljelyn haittatekijöistä Suomessa. Liian korkeat lämpötilat myös nopeuttavat kasvien yksilönkehitystä, esimerkiksi kasvien siirtymistä kukkimisesta siemenien kypsyttämiseen, jolloin oloihimme jalostetut viljalajikkeet ehtivät tuottaa tavallista vähemmän jyvän aiheita täytettäväksi ennen varsinaista jyvän täyttövaihetta. Lopputuloksena sato jää pieneksi. Eri kasvilajeilla ja -lajikkeilla on toisistaan poikkeavia vaatimuksia kasvukaudelle. [9]

Lämpötila ja alkukasvukauden sademäärät ovat merkittävimpiä alueellisesti maanviljelyä Suomessa rajoittavista tekijöistä: paljon lämpöä vaativia lajeja ja lajikkeita ei kannata viljellä niissä osissa maata, joissa niiden menestyminen ei ole todennäköistä. Luonnonoloista viljelyn säätelijöitä ovat lämpötilan ja sademäärien ohella myös maaperän rakenne ja ravinteisuus. [10] [10]Viljelykasvien sadosta suurin osa saadaan eteläisestä Suomesta ja Pohjanmaalta, joissa luonnonolojen kokonaisuus on viljelylle sopivin. Vehnää ja ruista viljellään nykyään merkittäviä määriä ainoastaan Etelä- ja Keski-Suomessa. Lapissa kasvatetaan lähinnä vain pieniä määriä ohraa, kauraa ja perunaa. [5] Kaiken kaikkiaan Suomessa viljellään lähinnä lyhyeen kasvukauteen ja pieneen lämpösummaan sopeutuneita kasveja, jotka kypsyvät nopeasti korjuukuntoon. Satoa saadaan vähemmän kuin esimerkiksi Länsi-Euroopassa. [11]

Suurempia satoja ja uusia viljelykasveja

Ilmastonmuutoksen on arvioitu pidentävän kasvukautta Suomessa vuoteen 2050 mennessä 3-5 viikolla [10] [13]. 1900-luvun aikana kasvukausi on pidentynyt Etelä-Suomessa noin kymmenellä päivällä [13]. Pitenemisen ennustetaan siis nopeutuvan alkaneella vuosisadalla. Kasvukauden piteneminen ja lämpösumman kasvaminen parantavat peltoviljelyn edellytyksiä etenkin Pohjois-Suomessa. Vehnä saattaa muutaman kymmenen vuoden kuluttua kasvattaa kannattavia satoja Oulun korkeudella [14]. Samoilla seuduilla ohran ja perunan sadot hehtaarilta voivat olla samaa suuruusluokkaa kuin nykyään Etelä-Suomessa [15] [14]. Etelä-Suomessakin ainakin vehnän, rukiin, ohran ja kauran hehtaarisatojen on ennustettu kasvavan [15] [16] [17]. Rypsinviljely saattaa vähitellen hivuttautua etelästä kohti Keski-Suomea ja rypsi korvautua rapsilla Etelä-Suomessa [17].

Talvien leudontumisen turvin viljelijän kannattaa nykyistä useammin valita syksyllä kylvettäviä viljalajikkeita kevätkylvöisten sijaan. Syyskylvöiset tuottavat enemmän satoa, kunhan ne selviävät talven yli. Todennäköisiä syyskylvöisiä yleistyjiä ovat ainakin syysvehnä, -ohra, -kaura ja -rapsi sekä ruisvehnä. Täysin ongelmatonta syyskylvöisiin lajikkeisiin siirtyminen ei kuitenkaan ole. Vaikka syyskylvöinen kasvi selviäisi talven yli, voi se silti olla vaarassa paleltua kevätpakkasilla. Talven aikanakin kasvi voi kärsiä talvisään nykyistä voimakkaampien vaihteluiden vuoksi muun muassa kuivuudesta, sienitaudeista ja hapettomista oloista. [16]

Kasvavan lämpösumman myötä kohonneiden satoennusteiden ansiosta monien nyt vain vähän viljeltyjen lajien kasvatus on tulevaisuudessa kannattavampaa: peltopinta-alaa saattavat vallata rapsi, herne, härkäpapu, tattari, pellava, auringonkukka, hamppu ja lupiinit. Esimerkiksi rapsi on sopivissa oloissa paljon satoisampi kuin nykyään Suomen oloihin paremmmin soveltuva sisarlajinsa rypsi. Luettelon hernekasvien eli herneen, härkäpavun ja lupiinien suosiota nostaa niiden kyky sitoa typpeä ilmakehästä eli typpiomavaraisuus. Nykyään etelämpänä Euroopassa kasvatetuista lajeista rehumaissin viljely kannattanee Etelä-Suomessa kuluvan vuosisadan loppupuolella. Varsinaisesti ihmisravinnoksi tuskin kasvatamme maissia vielä silloinkaan [15] [17].

Ilmastonmuutoksesta hyötyminen edellyttää jalostusta

Nykyään Suomen eteläpuolella kasvavia viljalajikkeita ei kuitenkaan voida sellaisenaan ottaa Suomessa viljelyyn, koska päivät ovat pohjoisessa pidempiä kuin etelässä. Pitkä päivä nopeuttaa viljojen kehitystä. Eteläisillä lajikkeilla olisi Suomen oloissa sama ongelma kuin Suomessa nykyään viljeltävillä lajikkeilla liian lämpiminä kesinä: jyviä ehtisi muodostua vähemmän kuin niissä oloissa, joihin lajike on jalostettu. Nopea kehitys olisi tietysti ongelmana myös nykyisillä lajikkeilla, sillä käytännössä ilmastonmuutos nostaisi lämpösummaa niiden kannalta liian paljon [9] [15] [14].

Edellä esiteltyjen suurempien viljasatojen ehtona on siis viljalajikkeiden jalostaminen pitkään päivään ja Suomen tuleviin ilmasto-oloihin sopiviksi. [17] Liika lämpö ja liian nopea kehittyminen eivät ole samanlainen pulma kasveille, joita ei viljellä jyvien vuoksi. Muun muassa peruna, rehuksi kasvatettavat nurmikasvit kuten nurminata ja jotkin bioenergiakasvit keräävät lämpenemisestä hyödyn viljoja helpommin. [10] [14]

Oma lukunsa on mahdollinen sääolojen vaihtelun kasvu. Sen on joillakin malleilla todettu voivan vaikuttaa satoihin jopa ilmastomuuttujien keskiarvojen muuttumista enemmän. [18] [19]

Vettä väärään aikaan vuodesta

Pidentyvän kasvukauden hyödyllisyys riippuu siitä miten sateet jakautuvat vuodenaikojen kesken. Haasteena on jo nyt veden puute alkukesästä, eikä ilmastonmuutos muuta asiaa. Kasvit olisivat vaarassa kuivua keväisin ja alkukesästä etenkin Etelä-Suomessa, missä kevään sademäärät saattavat jopa laskea. Syyskylvöisten peltojen ja lajikkeiden ennustetta parantaa kuitenkin se, että niiden alkaessa kasvaa keväällä saattaa maassa olla vielä jäljellä kosteutta talven jäljiltä. Sama koskee myös lajikkeita ja peltoja, joilla kylvöä voitaisiin keväällä aikaistaa nykyistä korkeampien kevätlämpötilojen ansiosta. Peltokasveille ei ole välttämättä hyötyä myöskään kasvukauden pitenemisestä kesän jatkona, koska lisääntyvät rankat syyssateet keräävät vettä pelloille myöhästyttämään korjuuta ja lakoavat viljaa. [10] [14] [16] [18] [20]

Vettä on luvassa lisää myös talvisin, mikä saattaa lisätä eroosiota ja ravinnevalumia pois pelloilta kasvukauden ulkopuolella. Ravinnevalumia nykyistä lämpimämmässä ja kosteammassa maaperässä voi lisätä myös kasviaineksen nopeampi hajoaminen veden vietävissä oleviksi ravinteiksi. [15] [21] Toisaalta ainakin alavilla mailla keväisen lumien sulamispiikin muuttuminen rauhallisemmaksi talven kuluessa sulamiseksi saattaa vähentää eroosiota ja muun muassa fosforin ravinnevalumia [15] [14]. Peltomaan rakenteellista laatua saattaa Etelä-Suomen savimailla laskea routakauden lyhenemisen ja talvisateiden aiheuttama maan tiivistyminen [15] [21]. Vesistöissä ravinteet aiheuttavat rehevöitymistä [10] [21].

Siirtyminen syyskylvöisiin lajikkeisiin ja erityisesti pellon pitäminen sängellä kasvukauden jälkeen vähentää typen ja maa-ainekseen sitoutuneen fosforin valumia, sillä kasvipeitteinen pelto on vähemmän altis eroosiolle ja ravinteita vapauttaville prosesseille. [22] [23] Syysviljat kasvavat melko heikosti Suomessa, joten ne eivät suojele maata yhtä tehokkaasti kuin syyskynnön jättäminen väliin ja pellon pitäminen sängellä talven yli. Toisaalta liuenneen fosforin huuhtoutuminen kiihtyy, jos syyskynnöstä luovutaan. [24]

© Raili Malinen

Kynnetty pelto syksyllä. 

Hiilidioksidi, typpiyhdisteet ja sadon laatu

Ilmastonmuutoksen vaikutuksista myös ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousulla on merkitystä kasveille. Kasvit käyttävät hiilidioksidia yhteyttämisessä eli käytännössä kasvaakseen. Ennustettu hiilidioksidipitoisuuden nousu saattaa korvata osan liian nopean kehittymisen ja kuivuuden aiheuttamista satotappioista. [14] [21] [25]

Hiilidioksidin kiihdyttämä kasvu voi kuitenkin laskea sadon laatua ravintona: eläimet tarvitsevat kasveilta runsaasti typpeä. Voimistunut yhteyttäminen lisää suoraan vain kasvin hiiliyhdisteiden tuotantoa. Näin ollen kilogrammassa tulevaisuuden hiilidioksidipitoisuudessa kasvanutta kasvia saattaisi olla typpeä vähemmän suhteessa hiileen kuin nykykasvissa, niin rehuna käytettävissä lehdissä kuin jyvissäkin. Kasvien on kuitenkin todettu kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa lisäävän myös typen ottoa maaperästä [21]. Ilmaston lämpeneminen voi myös lisätä typen sitomista ilmasta maaperään [20] [26]. Vielä ei ole mahdollista arvioida kuinka kasvien hiili-typpi -suhde tulee muuttumaan [21].

Eteläisemmät kasvuolot tuovat mukanaan eteläiset tuholaiset

Ilmastonmuutos ei vaikuta ainoastaan viljelykasveihin. Kasvinsyöjähyönteisten, kasvien taudinaiheuttajien ja muiden tuholaisten yleistymisen on arvioitu olevan yksi ensimmäisistä muutoksista suomalaisessa maataloudessa [18].

Suomeen saapuu vuosittain ilmavirtausten mukana tuholaishyönteisiä ja sienitauteja etelästä. Viileät kesämme ovat heikentäneet tulokkaiden lisääntymistä ja kylmät talvemme niiden talvehtimismenestystä. Lähivuosikymmeninä lämpimämmät ja kosteammat olot mahdollistavat nykyistä useammille tuholaislajeille pysyvien, talvien yli selviävien kantojen muodostamisen. Monet jo nykyisin Suomessa elävät kasvituholaiset saattavat jatkossa pystyä tuottamaan vuodessa useamman tai runsaamman sukupolven. [21] Syyskylvöisiin lajikkeisiin siirtyminen saattaa lisätä tuholaisten määrää, koska ne tarjoavat tuholaiselle ravintoa ympäri vuoden [15]. Toisaalta lumipeitekauden lyheneminen saattaa pienentää joidenkin tuholaisten talvehtimismenestystä [14]. Osittain samat tekijät saattavat edistää (ja haitata) myös uusien ja vanhojen rikkakasvien yleistymistä [14] [15] [27].

© Aarno Torvinen

Perunapelto kukassa.  Perunanviljelyä haittaavan perunaruton ja koloradonkuoriaisen arvellaan yleistyvän ilmastonmuutoksen myötä. 

Perunaruttoa aiheuttavan Phytophthora infestans -munasienen on jo nyt todettu hyötyneen muuttuneen ilmaston otollisista säistä [28]. Perunan lehtiä syövä koloradonkuoriainen (Leptinotarsa decemlineata) on esimerkki lajista, joka ainakin osittain ilmastonmuutoksen turvin vaikuttaisi vähitellen olevan asettumassa perunanviljelijöidemme pysyväksi vaivaksi [29] [10]. Uudet viljelylajit toisivat Suomeen tullessaan mukanaan todennäköisesti myös omat tuholaisseuralaisensa. Maissin perässä oletetaan leviävän maissikoisan (Ostrinia nubilalis), joka voi vahingoittaa myös muiden viljelykasvien satoja [15] [30] [31].

Kuka lopulta ratkaisee?

Luonnontieteellisten muuttujien ohella maanviljelyn muutoksiin vaikuttaa vielä ainakin yksi tekijä, jonka käyttäytyminen voi olla muita hankalammin ennustettavissa. Suomalainen maanviljelijä ratkaisee lopulta itse, kasvattaako hän pellollaan syysvehnää vai maissia tai rypsiä vai rapsia. Valintaansa hän perustelee arvioimalla eri tuotantosuuntien kannattavuutta kuten nykyäänkin. Tässä pohdinnassa on merkitystä satoennusteiden lisäksi myös tuottajahinnoilla ja maanviljelylle myönnettävillä tuilla.

Tuottajahintoihin vaikuttaa se, vähentääkö vai kasvattaako ilmastonmuutos tuotantoa Suomessa, Euroopassa ja muualla maailmassa. Vientiin lähtevien ja muualta maailmasta tuotavien maataloustuotteiden hintoja Suomessa säätelevät myös etäinen sijaintimme ja Itämeren ylittämisestä koituvat kulut. Vaikka hehtaarisadot suurenisivat, ei kasvituotannon kokonaismäärän kasvattaminen ole mielekästä, jos ulkomainen tai kotimainen kysyntä eivät yllä tuotannon tasolle [14]. Jos nykyistä pienempi määrä viljelysmaata riittää täyttämään ruoaksi tai rehuksi käytettävien tuotteiden tarpeen, saattaa esimerkiksi bioenergiakasvien kasvattaminen ylijääneellä maalla tai siirtyminen luonnonmukaiseen viljelyyn olla nykyistä houkuttelevampaa. [14] [18] Maataloustukien suuruus ja jakautuminen ovat puolestaan poliittisia päätöksiä ja siten vieläkin enemmän erillään luonnonolojen muutoksista. Valintaa tehdessään viljelijä joutuu myös harkitsemaan, kuinka paljon epävarmuutta hän sietää. Etukäteen ei voi tietää, miten uusi laji tai lajike viihtyy omalla pellolla. Epävarmuus voi hidastaa siirtymistä uusien kasvien viljelyyn. [14] [17] [32]

Spontaania ja suunniteltua sopeutumista

Ilmastonmuutoksen vaikutuksia maanviljelyymme on tutkittu paljon. Yhteenvetona tutkimuksista voi sanoa, että on vaikea ennustaa, millaisen maanviljelysympäristön tutkimuksin ennustetut luonnontieteelliset ja taloudelliset muutokset yhdessä luovat. Toinen johtopäätös on, että maanviljelysoloihimme on joka tapauksessa tiedossa muutoksia. Jos jatkaisimme nykyisten peltokasviemme viljelyä yrittämättä mitenkään sopeutua muutoksiin, tulisivat kokonaissatomme pysymään korkeintaan ennallaan tai laskemaan.

Maanviljelijät tekevät jatkuvasti säähän ja ilmastoon liittyviä päätöksiä ja sopeutuvat paikallisiin ilmasto-oloihin osittain spontaanisti. Esimerkiksi kylvöt käynnistetään kun säätila on sopiva ja maaperä kuivunut riittävästi. On jo havaittu, että viljelijät ovat vähitellen aikaistaneet viljan, perunan ja sokerijuurikkaan kevätkylvöjään sitä mukaa kuin kasvukausi on aikaistunut. [33] Tällainen viljelijöiden spontaani sopeutuminen ilmastonmuutokseen tulee jatkumaan myös tulevaisuudessa. Lisäksi tarvitaan kuitenkin myös ennakoivaa sopeutumista, kuten muuttuvaan ilmastoon sopivien viljelylajikkeiden jalostamista tai kasvitautien seurantajärjestelmien kehittämistä. [17]

Myös viljely- ja maanmuokkaustekniikoita muuttamalla voidaan vähentää ilmastonmuutoksen haittoja maanviljelylle. Esimerkiksi lauhojen ja sateisten talvien aiheuttamaa peltojen eroosiota ja ravinteiden huuhtoutumista voidaan torjua muun muassa viljelyn ja laidunnuksen vuorottelulla tai kehittämällä suoraviljelytekniikoita. Mikäli maanviljelyä sopeutetaan tulevaan ilmastoon, pelloilta saadut hehtaarisadot saattavat kasvaa, ja hokema tulevaisuuden Suomesta nykypäivän Tanskan tai Baltian tapaisena maanviljelysalueena toteutua. [15] [34]