Sisällysluettelo

Lannoituksella tarkoitetaan lannoitteiden levittämistä kasteluveden mukana. Tässä artikkelissa käsitellään lannoitusta tippukastelun avulla ja kaupallisia lannoitteita, joita voidaan käyttää sertifioiduissa orgaanisissa järjestelmissä. Orgaanista lannoitusta on tutkittu vähän, joten parhaista käytännöistä, hyödyistä ja haitoista on vielä monia kysymyksiä.

Kastelu

Lannoite voidaan levittää millä tahansa kastelujärjestelmällä. Tuoreiden vihannesten tuotannossa tippukastelu on yleisin lannoitukseen käytetty järjestelmä, ja sen tehokas käyttö edellyttää eniten tietoa. Tippukastelu, joka tunnetaan myös nimellä mikrokastelu tai tihkukastelu, levittää vettä hitaasti suoraan kasvuston ympärillä olevaan maaperään. Tippukastelu käyttää yleensä alle puolet vähemmän vettä kuin yläpuolinen kastelu ja kourukastelu. Tippukastelun tehokkuus on yli 90 prosenttia, kun taas sadetusjärjestelmän tehokkuus on 50-70 prosenttia. Tippukastelun korkea hyötysuhde johtuu siitä, että 1) vesi imeytyy maaperään ennen kuin se ehtii haihtua tai valua pois ja 2) vettä levitetään vain sinne, missä sitä tarvitaan (viljelykasvin lähelle), eikä koko pellolle. Kuivemmassa ilmastossa kasteluveden antaminen viljelyvyöhykkeelle eikä koko pellolle auttaa vähentämään rikkaruohopaineita rivien välissä. Tippukastelun etuna on myös se, että se vähentää veden kosketusta maanpäälliseen kasvustoon (lehdet, varret ja hedelmät), jolloin olosuhteet eivät ole yhtä suotuisat monille taudeille. Viljelijät, joiden vesivarat vaihtelevat, voivat myös arvostaa tippukastelujärjestelmän käyttöön vaadittavaa alhaisempaa painetta (8-10 psi tippulinjassa). Lannoituksen onnistuminen edellyttää hyvin huollettua ja tehokasta tippukastelujärjestelmää. Tietoa tippukastelujärjestelmien suunnittelusta, käytöstä ja hallinnasta on kohdassa Drip-Irigation Systems For Small Conventional Vegetable Farms and Organic Vegetable Farms ja muissa alla luetelluissa lähteissä.

Fertigation

Fertigation mahdollistaa viljelijälle ravinteiden helpon levittämisen koko kauden ajan

Kaikki liukoisessa olomuodossa olevat ravinteet ovat kasvien käytettävissä heti levityksen jälkeen, mikä antaa viljelijälle paremmat mahdollisuudet kontrolloida, miten ravinteita on saatavilla viljelykasveille. Nämä tekijät voivat johtaa tehokkaampaan lannoitteiden käyttöön. Ravinteita voidaan levittää päivittäin, viikoittain tai harvemmin, riippuen viljelykasvin yleisestä ravinteiden hallintasuunnitelmasta. Kun ravinteet levitetään juuri ennen niiden tarvetta, viljelijät pystyvät vähentämään ravinteiden hävikkiä juuristoalueelta. Tämä on erityisen tärkeää alueilla, joilla sataa paljon, ja sellaisten liuenneiden ravinteiden osalta, jotka huuhtoutuvat helposti, kuten typpi. Verrattuna ravinteiden levitysmenetelmiin kauden aikana, jotka edellyttävät traktoria tai jalankulkua, lannoitus vähentää tiivistymisen mahdollisuutta ja on vähemmän riippuvainen sääolosuhteista.

Lannoitus on osa ravinteiden hallintasuunnitelmaa

Kun lannoitusta käytetään, se olisi sisällytettävä viljelykasvin tai pellon yleiseen ravinteiden hallintasuunnitelmaan. Lannoituksen kautta annettujen ravinteiden ja muiden lannoitteiden yhteenlaskettu määrä ei saisi ylittää 100 prosenttia suunnitellusta ravinteiden kokonaislevitysmäärästä.

Kasvustolle kasvukauden aikana annettujen tai sen tarvitsemien ravinteiden määrän kuvaamiseen käytetään erilaisia yksiköitä: lb/A, lb/neliöjalka, lb/kasvi ja lb/lineaarinen sängynjalka ovat esimerkkejä. Kun tässä yhteydessä käytetään pinta-alamittoja, kuten hehtaaria tai neliöjalkaa, pinta-alana pidetään yleensä koko viljeltyä pelto-osaa, ei vain sänkyjen tai viljelyrivien pinta-alaa. Joissakin tilanteissa, joissa on pysyviä sänkyjä tai sänkyjä, joiden etäisyys toisistaan on hyvin suuri, vain sängyn pinta-ala voidaan kuitenkin ottaa huomioon laskettaessa levitettävien ravinteiden määrää. Joka tapauksessa on hyödyllistä ajatella kastelulla levitettyjä ravinteita samoissa yksiköissä kuin muissakin ravinteiden levityksissä, koska näin on helppo hahmottaa, miten kastelulannoitus sopii yleiseen ravinteiden hallintasuunnitelmaan. Esimerkiksi tomaatintuottaja voi tietää, että kasvusto tarvitsee kasvukauden aikana noin 100 lb/a typpeä, ja arvioida, että palkokasvien peittokasvi tuottaa noin 50 lb/a typpeä, ja suunnitella sen vuoksi 50 lb/a typpeä lannoituksen avulla. Tämä 50 lb/A voidaan levittää useiden viikkojen aikana:

Joissakin tuotantojärjestelmissä lannoituksen käyttömäärät kuvataan ravinteiden pitoisuuden perusteella liuoksessa. Esimerkiksi kasvihuoneessa kasvatettavat tomaatin taimet voidaan lannoittaa liuoksella, joka sisältää 75 ppm (miljoonasosaa) typpeä, tai pellolla kasvatettava pac choi voidaan lannoittaa 150 ppm typellä. Tämä termistö on yleinen konttituotannossa ja silloin, kun lannoite annetaan jokaisella tai lähes jokaisella kastelukerralla. Ravinnepitoisuus ei anna tietoa hehtaaria, neliöjalkaa tai kasvia kohti levitetystä määrästä, ellei myös levitetyn veden kokonaismäärä ole tiedossa.

Lannoitteiden levityksen ajoittaminen

Lannoitteiden levityksen aikatauluttaminen

Lannoitteiden levittämisen parhaan aikataulun määrittämiseksi kastelulaitteiston kautta on tehty vain vähän tutkimuksia orgaanisissa järjestelmissä. Tiedämme, että on tärkeää, että ravinteita on saatavilla maaperässä silloin, kun viljelykasvi tarvitsee niitä, joten ne levitetään yleensä ennen kuin niitä tarvitaan. Tiedämme, että ravinteiden hyväksikäyttö on yleensä samansuuntaista kuin sadon kasvu. Tämän vuoksi on järkevää, että suurin osa viljelykasvin tarvitsemista ravinteista on maaperässä silloin, kun viljelykasvi aloittaa nopean kasvun, ja että loput ravinteet levitetään nopean kasvun aikana. Kun sadonkorjuu lähestyy ja/tai kasvu hidastuu, ravinteiden käyttöä voidaan vähentää tai jopa lopettaa. Lannoitteiden levityksen suunnittelussa voi olla hyödyllistä laatia kaavio, jossa esitetään kukin viljelyviikko istutuksesta sadonkorjuuseen, merkitä sadon likimääräinen koko kunkin viikon alussa ja suunnitella lannoitteiden levitys ottaen huomioon sadon kasvun ajoitus. Tavoitteena on lannoitusaikataulujen hienosäätö orgaanista tuotantoa varten, mikä tarjoaa tilalla ja yliopistoissa tehtävälle tutkimukselle tilaisuuden.

Milloin lannoite annetaan kastelun kautta

Lannoite annetaan kastelun loppuvaiheessa; tällöin suurin osa lannoitteesta pysyy kasvin juuristovyöhykkeellä. Anna lannoituksen päätyttyä aikaa, jotta tavallinen vesi pääsee virtaamaan järjestelmän läpi ja huuhtelemaan pois kaikki jäljellä olevat hiukkaset, jotka saattavat tukkia annostelulaitteet. Lannoitteen ruiskutusajankohdan määrittämiseksi tarvitaan useita tietoja. Määritä ensin, kuinka kauan kestää, ennen kuin vesi saavuttaa ruiskutuskohdasta kauimpana olevan emitterin. Tarkkaile tätä ensimmäisten kastelukertojen aikana ja kirjoita muistiin. Määritä seuraavaksi, kuinka kauan kestää ruiskuttaa haluttu lannoitemäärä. Tämä voidaan tehdä ajoittamalla todellinen ruiskutus tai laskemalla ruiskutettavan liuoksen määrä ja kastelujärjestelmän ja pumpun virtausnopeudet. Saattaa olla hyödyllistä seurata ravinteiden virtausta ruiskuttamalla luonnollista elintarvikeväriä merkkiaineeksi. Sähkönjohtavuusmittaria (EC) voidaan myös käyttää liuoksen seuraamiseen emittoreissa. Laske lopuksi, kuinka kauan ennen kastelun päättymistä lannoitteen ruiskuttaminen on aloitettava lisäämällä:

1. aika, jonka vesi kulkee ruiskutuspisteestä kauimmaiselle emitterille;
2. aika lannoiteliuoksen ruiskuttamiseen;
3. aika, jonka viimeisen lannoiteliuoksen pala saavuttaa kauimmaisen emitterin; ja
4. lisää aikaa järjestelmän huuhteluun.

Esimerkiksi oletetaan, että veden kulkeminen injektointipisteestä kauimmaiseen emitteriin kestää ½ tuntia, liuoksen ruiskuttamiseen 1 tunti ja järjestelmän huuhteluun ½ tuntia. Tällöin lannoitus olisi aloitettava 2,5 tuntia ennen kastelutapahtuman päättymistä: ½ tuntia veden kulkemiseen injektointipisteestä kauimmaiselle emitterille + 1 tunti liuoksen ruiskuttamiseen + ½ tuntia viimeisen lannoiteliuoksen kulkemiseen kauimmaiselle emitterille + ½ tuntia järjestelmän huuhteluun. Jos halutun vesimäärän levittäminen pellolle kestää 7 tuntia, tässä esimerkissä lannoitus alkaisi 4,5 tuntia ( 7 – 2,5) kastelun alkamisen jälkeen. Lisätietoja tippukastelun ajoittamisesta on jäljempänä luetelluissa tippukastelua koskevissa lähteissä.

Lannoitteet on huuhdeltava kokonaan pois kastelujärjestelmästä ruiskutuksen jälkeen, jotta tippulinjat pysyvät puhtaina ja estetään tukkeutuminen. Jos tukkeutumisesta tulee ongelma, voi olla hyödyllistä avata sivuputkien päät ja huuhdella vesi tippanauhan läpi ja ulos putkien päistä määräajoin kauden aikana.

Ravinteiden jakautuminen maaperässä

Tippakastelun kautta annettavat ravinteet jakautuvat maaperän kostutusmallin mukaisesti. Maaperän kostutuskuviot ovat yleensä puolipallomaisia tai soikeita, ja niiden levein osa on päästölähteen syvyydessä (tai maan pinnalla, jos tippanauhaa ei ole upotettu) ja syvin kohta suoraan päästölähteen alapuolella. Matkan pituus, jonka vesi kulkee vaakasuunnassa maaperässä, ja kostutussyvyys riippuvat maaperän rakenteesta, kastelunopeudesta ja kastelun kestosta. Kastelun määrää ja kestoa on säädettävä viljelykasvien vedentarpeen mukaan.

Erinomainen lannoitus

Seuraavassa on joitakin yleisiä ohjeita lannoitevalmisteista ja lannoitteiden ruiskuttamiseen käytettävistä kastelujärjestelmistä, jotka on mukautettu kirjasta ”Commercial vegetable production, fertigation of vegetable crops” (Marr, 1993).

• Käytä lannoitetta, joka sekoittuu helposti veteen; jos tuote ei liukene kokonaan, sen hiukkaskokojen on oltava pieniä, jotta se pysyy suspensiossa ja läpäisee emittterit tukkeutumatta.
• Trippikastelujärjestelmä on paineistettava kokonaan ennen ruiskutuksen aloittamista; pumpusta kauimpana olevan emitterin on oltava täydessä paineessa, kun ruiskutus aloitetaan.
• Asenna takaisinvirtauksen estolaite vesilähteen ja lannoitteen ruiskutuslaitteen väliin vesilähteen suojaamiseksi. Joissakin osavaltioissa tätä vaaditaan laissa, ja laitteen ominaisuudet voidaan määritellä. Tarkista asia osavaltion tai paikallisilta viranomaisilta.
• Asenna suodatin injektorin ja sivuputkien väliin varmistaaksesi, että liukenemattomat hiukkaset suodatetaan pois, jotta ne eivät tukkeudu emittoreihin. Vesilähteestä ja injektorityypistä riippuen myös vesilähteen ja injektorin väliin saatetaan tarvita suodatin.
• Injektoi lannoitetta vähintään niin kauan kuin järjestelmällä kestää saavuttaa täysi paine. Näin jokainen tippulinjan emitteri on yhtä kauan kosketuksissa ravinneliuoksen kanssa, kun se kulkee kastelujärjestelmän läpi, ja vähentää lannoitteen jakautumisen vaihtelua.
• Huuhtele ravinteet kokonaan pois kastelujärjestelmästä ruiskutuksen jälkeen, jotta tippulinjat pysyvät puhtaina ja estetään tukkeutuminen.

Kastelulaitteet

Injektorit annostelevat väkevän ravinneliuoksen kasteluliuoksen kastelulaitteiston päälinjaan. Lannoiteinjektoreilla on kaksi perustoimintatapaa: venturi- ja positiivinen syrjäyttäminen.

Venturi-ohitus: Venturi-injektori toimii sillä periaatteella, että imu (alipaine) syntyy, kun vesi kulkee supistumisvyöhykkeen läpi. Tätä imua käytetään lannoiteliuoksen imemiseen kastelulinjaan. Venturi-injektoreissa vedenpaine ja virtausnopeus vaihtelevat jonkin verran, mikä johtaa siihen, että kastelulannoitepitoisuus noudattaa pulssimaista mallia injektointiaikana. Monissa toiminnoissa ei kuitenkaan tarvita jatkuvaa pitoisuutta lopullisessa liuoksessa, ja monilla tiloilla käytetään menestyksekkäästi Venturi-injektoreita. Hozon on yleisin esimerkki yksinkertaisesta, edullisesta ja helposti huollettavasta venturi-injektorista. Tällaisilla pienillä injektoreilla on alhainen injektointisuhde, joten ne vaativat suuren lannoitevarastosäiliön, mikä rajoittaa niiden käytön pienille pinta-aloille (yleensä ½ hehtaaria tai vähemmän). Suurempia venturi-injektoreita, kuten Mazzei (kuva 1), on saatavilla suurempia pinta-aloja varten.

Kuva 1. Mazzei-injektori, joka on valmis asetettavaksi kastelulinjaan, on yleisesti käytetty venturi-ohitusinjektori, ja se soveltuu yli ½ hehtaarin suuruisten alueiden lannoittamiseen. Kuvan luotto: Tim Coolong, Kentuckyn yliopisto.

Positiivinen syrjäytys: Positiivisen syrjäytymisen injektorit käyttävät männän tai kalvon edestakaista toimintaa lannoitteen ruiskuttamiseen kastelulinjaan. Nämä pumput asennetaan riviin, eivätkä ne vaadi ohitusputkea (kuva 2). Vedenpaine, joka virtaa kastelulinjassa olevan injektorin läpi, tuottaa energian, jota tarvitaan injektointiprosessin käynnistämiseen. Lannoiteliuos vedetään kastelulinjaan tarkkoina määrinä tasaisella pitoisuudella ja virtausnopeudella. Kalvopumpussa lannoiteliuos ei pääse kosketuksiin pumppumekanismin kanssa, toisin kuin mäntäpumpussa. Tästä syystä kalvopumpussa on vähemmän käyttö-, huolto- ja varaosaongelmia. Työntöpainesuuttimilla saadaan suuremmat ruiskutussuhteet, ja ne vaativat pienemmän lannoitevarastosäiliön. Näiden ominaisuuksien ansiosta nämä injektorit soveltuvat suurille peltoaloille. Yleisesti käytettyjä syrjäytyssuuttimien merkkejä ovat Dosatron-, DosMatic- ja Chemilizer-suuttimet.

Kuva 2. Chemilizer-injektori on esimerkki syrjäytyskalvoinjektorista. Kuvan luotto: Tim Coolong, Kentuckyn yliopisto.

Organiset lannoitevalmisteet

Jotta lannoite voidaan toimittaa tehokkaasti kastelemalla, lannoitteen on oltava liukoista ja/tai liukenemattomien hiukkasten on pystyttävä kulkemaan kastelujärjestelmän läpi aiheuttamatta tukoksia. On olemassa monia luonnonmukaisesti hyväksyttyjä nestemäisiä lannoitteita ja jauhemaisia lannoitteita, jotka ovat täysin liukoisia ja joita voidaan käyttää lannoituksessa. Uutta tietoa nestemäisistä orgaanisista lannoitteista on USDA:n kansallisessa luomuohjelman käsikirjassa (2010). Taulukossa 1 luetellaan Washingtonin osavaltion maatalousministeriön (WSDA) Organic Food Program Brand Name Material List -luettelon ja Organic Materials Review Institute (OMRI) Product List -tuoteluettelon tuotteet (maaliskuussa 2010), jotka on tunnistettu etikettiensä perusteella lannoitukseen soveltuviksi. Jos haluat lisätietoja tuotantopanoksista, lue aiheeseen liittyvä eOrganic-artikkeli Can I Use This Input On My Organic Farm. Tarkista aina sertifioijaltasi, ennen kuin käytät uutta tuotetta.

Lannoitustuotteiden kustannusanalyysi

Taulukossa 1 on lannoitustuotteiden kustannusanalyysi, joka perustuu typpiyksikkökustannuksiin. Analyysi sisälsi kolme vaihetta. Ensin määritettiin tuotteen hinta kaupallisilta toimittajilta (tuotteet hinnoiteltiin marraskuussa 2009). Toiseksi volyymiperusteisesti myytävien tuotteiden osalta otettiin yhteyttä valmistajiin volyymipainotietojen saamiseksi. Jos tuotetta myytiin esimerkiksi gallonoittain, valmistajalta kysyttiin, kuinka paljon gallona tuotetta painaa. Kolmanneksi käytettiin tuotteen etiketissä olevaa typpipitoisuuden arvoa, jotta voitiin laskea kyseisen tuotteen typpikilon hinta. Kunkin lannoitevalmisteen kustannusten laskemiseksi käytettiin Oregonin osavaltionyliopiston kehittämää orgaanisten lannoitteiden laskuria. Tämän analyysin perusteella nestemäisten ja liukoisten orgaanisten lannoitevalmisteiden kustannukset typpikiloa kohti vaihtelivat 4,60 dollarista 136,50 dollariin kiloa kohti, ja lannoitevalmisteiden typpipitoisuus vaihteli 0,4 prosentista 5 prosenttiin.

Nesteisiin orgaanisiin lannoitteisiin liittyviä näkökohtia

Valittaessa lannoitevalmistetta lannoitukseen on typen yksikköhinnan lisäksi otettava huomioon

• muiden ravinteiden kuin typen esiintyminen
• ravinteiden tasapaino
• helppo levitys

Lisäksi, jotkin tuotteet liukenevat helposti veteen ja ruiskutetaan nopeasti kastelujärjestelmään aiheuttamatta ongelmia, kuten suodattimien ja päästöjen tukkeutumista, kun taas toiset tuotteet eivät liukene helposti tai tukkivat päästöjä todennäköisemmin. Toinen tärkeä kysymys on liukoisten suolojen esiintyminen lannoitteessa. Useat orgaaniset nestemäiset ja liukoiset lannoitteet, erityisesti ne, joissa on enemmän typpeä, sisältävät yleensä natriumnitraattia (NaNO3), jota kutsutaan yleisesti chileläiseksi nitraatiksi tai chileläiseksi salpietariksi. Natriumnitraatti on luonnossa esiintyvä typpiyhdiste, jossa on 16 % typpeä (N), jota käytetään paljon orgaanisissa lannoitteissa ja joka on hyvin vesiliukoinen. Kun natriumnitraatti liukenee, natriumioni on kasvien käytettävissä maaperäliuoksessa, ja se voi olla ongelmallista joillekin viljelykasveille, kun sitä esiintyy suhteellisen suuria määriä. Viljelijöitä kehotetaan testaamaan tuotteita pienessä mittakaavassa, jotta voidaan varmistaa, että tuote soveltuu tiettyyn kastelujärjestelmään ja viljelykasveihin, joissa sitä käytetään. Vaikka natriumnitraatti on sallittua, NOP-asetuksessa todetaan, että natriumnitraatin käyttö on rajoitettu enintään 20 prosenttiin viljelykasvin kokonaistyppitarpeesta.

Viljelijöiden on myös syytä olla tietoisia siitä, että USDA:n kansallinen luomuohjelma (NOP) edellytti lokakuussa 2009 kaikkien sellaisten nestemäisten orgaanisten lannoitteiden perusteellista tarkastelua, joiden typpipitoisuus on yli 3 prosenttia. Tämä tarkastelu johtui siitä, että NOP havaitsi vuoden 2009 alussa, että kaksi Yhdysvaltain markkinoilla olevaa nestemäistä orgaanista lannoitevalmistetta ei ollut NOP:n säännösten mukaisia. Nämä kaksi tuotetta olivat Marizyme ja Agrolizer, jotka molemmat ovat Port Organic, Ltd:n valmistamia. Suurempia typpipitoisuuksia (>3 %) sisältävillä lannoitteilla on nyt oltava kolmannen osapuolen suorittama tarkastus, joka osoittaa, että kaikki typpi on peräisin hyväksytyistä lähteistä. Edellytyksenä NOP:n tunnustamiselle on, että tuotteiden kolmannen osapuolen tarkastajien on tarkastettava lannoitevalmistajat NOP-määräysten perusteella sekä käytävä itse tarkastuksessa. Näiden tiukempien toimenpiteiden tarkoituksena on auttaa sertifioijia tekemään parhaan mahdollisen arvion hyväksyessään orgaanisia lannoitteita ja muita tuotantopanoksia.

Viitteet ja viittaukset