Marjo Keskitalo1), Christian Eriksson2), Kaija Hakala1), Arsi Ikonen2), Saara Kaipainen1), Sirpa Kurppa1), Ansa Palojärvi1), Timo Pitkänen2), Katriina Soini3), Sirpa Thessler2), Harri Turunen3) and Heli Takamaa3)
*1)MTT Agrifood Research Finland, Plant Production Research, FI-31600 Jokioinen, Finland, marjo.keskitalo@mtt.fi
1)MTT Agrifood Research Finland, Plant Production Research, FI-31600 Jokioinen, Finland
2)MTT Agrifood Research Finland, Service Unit, FI-31600 Jokioinen, Finland
3)MTT Agrifood Research Finland, Economic Research, Luutnantintie 13, FI-00410 Helsinki, Finland
Abstract
Intensification of crop production has been demonstrated to decrease diver-sity of field flora and fauna. Spring sown annual cereals are the most typical and broadly cultivated crops in Finland. At least some loss of diversity of organisms in fields and surrounding areas is due to reduced crop diversity and inadequate crop rotation. Improved farm economy has been realised through specialisation in cultivation of only one or few crops and environ-mentally beneficial crop species are often not grown.
MONIKASVI - added value through increased crop diversity – research sought solutions from identifying special crops for future crop production.
The aim was to produce knowledge on how crop production could become more diversified through cultivation of special crops and simultaneously could become more acceptable regarding the environment, farmers, and con-sumers.
According to the results from cultivating more special crops, it is possible to increase field biodiversity and reduce risk of nutrient leaching from fields to water sources. Biennial and perennial crop species are usually environmen-tally less damaging due to their high root biomass production and capacity to provide ground cover for a long period. Moreover, among the annuals crop species there are some that are able to bind nutrients from the soil effectively and to diversify field flora and fauna. Crops differ in their traits, leave differ-ent environmdiffer-ental footprints and interact differdiffer-ently with their surroundings.
Consequently crop rotation methods based on crops with different characters should be developed to prevent and correct for problems in field ecosystems.
Development of cropping plans, where traits of crop species and data linked to field position are integrated, makes it possible to employ new technolo-gies.
The results of economics studies showed that profitability increased when more than a single crop species was cultivated on the farm. Although the profitability of crop production was generally low for the period examined,
the cultivation of the three special crop species studied, buckwheat, linseed and caraway, was economically more attractive than cultivation of barley for feed. Cultivation of special crops would also generate benefits for consumers through maintaining a more harmonious agricultural environment and pro-ducing unique commodities.
Crop production needs to be subsidised to maintain low food prices and to permit custody of the environment. Where should subsidies be focused in the future to protect the environment? Firstly, the general effect of subsidies on crop diversity should be studied because continuous monoculture is responsi-ble for many of the current major environmental challenges being faced, in-cluding loss of biodiversity and nutrient leaching. For diversified crop pro-duction, chains, which will require substantial investment to ensure reliable supply of raw materials, innovative upgrading and adapted marketing are needed. Directing subsidies to crops that contribute to crop diversification could help reduce the negative effects of agriculture on the environment and stabilise production chains, creating new jobs and commodities.
Key words: special crops, plant genetic resources, rhizosphere microbials, weeds, pollinators, roots, yield, biomass, nutrient allocation, nutrient utilisa-tion, nutrient leaching, crop diversity, crop rotautilisa-tion, field biodiversity, diver-sified crop production, grower of special crops, subsidy, profitability, culti-vation planning, consumers, agricultural environment
Johdanto
Maataloudessa käytettävien viljelymenetelmien tehostumisen on havaittu johtavan pellolla elävien tai sieltä ravintonsa saavien eliöryhmien vähentymi-seen. Havaintoja peltomonimuotoisuuden vähenemisestä on saatu niin ulko-mailta kuin kotimaastakin. Ainakin osaksi tämä johtuu maataloudessa käytet-tävien tuotantopanosten lisääntymisestä ja maatalouskoneiden ympäristörasi-tuksen suurenemisesta. Maatalouden yhä kovenevassa kilpailussa on myös jouduttu erikoistumaan ja karsimaan tilan tuotannosta ylimääräisiä, usein juuri monimuotoistavia viljelytoimintoja pois.
Mikä merkitys pellon monimuotoisuuden ylläpitämisellä sitten on? Asian voi ehkä ymmärtää paremmin, jos kuvitteellisesti lähestyy peltoa, jossa vallitsee äänien, värien, hajujen ja muotojen monotonisuus. Maata on mahdotonta kaivaa ilman lapiota ja elämään viittaavaa on sieltä vaikea löytää. Sen sijaan edellisen satovuoden olkijätteet ovat helposti erotettavissa ja vesikin makaa paikoitellen ojituksesta huolimatta. Hyvästä alkukehityksestä huolimatta vil-jakasvusto harvenee, korrenkasvu jää lyhyeksi, tähkässä on tuskin montaa jyvää. Tilastojen mukaan kuvaus voisi olla jostakin Etelä-Suomen pellosta, jossa yksipuolinen viljanviljely on jatkunut vuosikymmeniä.
Monimuotoisessa viljelyssä pyritään edistämään pellolla tavattavien eläin-, kasvi-, hyönteis-, mikrobilajien sekä maaperäeläinten kirjoa. Hyötyinä ovat mm. maan rakenteen parantuminen, ravinteiden huuhtoutumisriskin vähen-tyminen, viljelykasvien kasvitauti- ja tuholaispaineiden hillitseminen. Erityi-sesti halutaan ylläpitää sellaisia eliöryhmiä, joita tarvitaan peltoekosysteemin biologisten prosessien toiminnalle. Näistä huolehtiminen on edellytys pellon kasvukyvylle ja viljelyvarmuuden ylläpidolle. Kestävän kehityksen maata-loudessa tavoitteena on, että peltomme tuottavat panos/tuotossuhteiltaan te-hokkaasti terveellisiä elintarvikkeita vielä vuosikymmentenkin jälkeen. Pel-lon biologisten prosessien toimivuus on tärkeää myös maataloudelta toivottu-jen ympäristöpalvelutoivottu-jen tuottamiseksi. Vesistöjä rehevöittäviä ravinteita huuhtoutuu kasvukunnoltaan hyvästä pellosta vähemmän. Monimuotoisuus luo myös viihtyisyyttä maatalousympäristöön.
Miten monimuotoisuutta on mahdollista ylläpitää? Merkittävä monimuotoi-suutta karsiva tekijä on viljelyn jatkuva yksipuolistuminen. MONIKASVI-tutkimuksessa monimuotoisuudesta huolehtimista lähestyttiin erikoiskasvien viljelyn avulla. Tavoitteena on, että löydämme viljavaltaisille alueille mono-kulttuurin katkaisevia kasvilajeja. Keskeisiä tutkimuskysymyksiä olivatkin, miten valitut erikoiskasvit eroavat tavanomaisista ja mitkä erikoiskasveista ovat riittävän erilaisia katkaistakseen yksipuolisen viljelyn. Monimuotoisuu-den ylläpidon kannalta erityishaaste onkin löytää vaihtoehtoja juuri
Etelä-Suomen kevätviljanviljelyn rinnalle. Uusien viljelykasvien tulee olla myös viljelijää taloudellisesti houkuttelevia sekä kuluttajia kiinnostavia.