Maanviljelyn satomahdollisuudet kasvanevat Suomessa ilmaston muuttuessa

Suomessa viljellään eniten viljaa

Suomi on maailman pohjoisin laaja-alaista kasvinviljelyä harjoittava maa [1]. Suomen pinta-alasta peltoa on noin seitsemän prosenttia [2]. Eniten Suomessa tuotetaan nurmikasveja rehukäyttöön sekä ohraa ja kauraa, joiden sadosta myös suurin osa käytetään rehuna. Lisäksi tuotetaan vehnää ja ruista leipäviljaksi [3], [4]. Tuotantomääriltään merkittäviä viljelykasveja ovat myös peruna, rapsi ja rypsi (kuva 1) sekä härkäpapu [4]. Kotieläimet syövät lähes kaksi kolmasosaa Suomessa kulutetusta viljasta [5].

Eri kasvilajien ja -lajikkeiden kokonaistuotanto vaihtelee Suomessa vuosittain [4]. Suuri osa vaihtelusta selittyy kullekin kasville omistetun viljelypinta-alan muutoksilla, joihin vaikuttavat viljelijöiden arviot kasvin viljelyn kannattavuudesta. Toinen tärkeä tekijä ovat sääolot, lähinnä sateet ja lämpötila. [1] Suomessa viljellään lähinnä lyhyeen kasvukauteen ja alhaiseen tehoisaan lämpösummaan sopeutuneita kasveja, jotka kypsyvät nopeasti korjuukuntoon [6].

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, perunaa ja säilörehua. [4] Viljoja viljelevien tilojen lukumäärä on ollut viime vuosina laskussa [7], [8].

Ilmaston lämpeneminen tuonee suurempia satoja ja uusia viljelykasveja

Ilmastonmuutoksen on arvioitu pidentävän kasvukautta Suomessa vuoteen 2100 mennessä 1–2 kuukaudella, etelässä ja lounaassa enemmän kuin pohjoisessa [9], [10]. Kasvukauden piteneminen ja lämpösumman kasvaminen parantavat peltoviljelyn edellytyksiä etenkin Pohjois-Suomessa, ja esimerkiksi vehnästä saatetaan muutaman kymmenen vuoden kuluttua saada kannattavia satoja Oulun korkeudella (kuva 2) [11]. Samoilla seuduilla ohran ja perunan hehtaarisadot voivat kasvaa samaan suuruusluokkaan kuin nykyään Etelä-Suomessa [12], [13]. Maan eteläosassa ainakin vehnän, rukiin, ohran ja kauran hehtaarisatojen arvioidaan kasvavan [12], [14], [15]. Rypsin viljely saattaa vähitellen hivuttautua etelästä kohti Keski-Suomea ja rypsi korvautua rapsilla Etelä-Suomessa [15].

Talvien leudontumisen seurauksena viljelijöiden kannattaa nykyistä useammin valita syksyllä kylvettäviä viljalajikkeita (syysvehnä, -ohra, -kaura ja -rapsi), koska ne ovat kevätkylvöisiä satoisampia. Ongelmana tulee kuitenkin vielä pitkään olemaan syyskylvöisten kasvien talvehtiminen. Kasvustot voivat kärsiä sään nykyistä voimakkaammista vaihteluista (esimerkiksi sulan ja pakkasen vuorottelun aiheuttamista hapettomista oloista), lumettomien kausien aiheuttamista kuivuus- ja pakkasvaurioista tai kosteissa ja lämpimissä oloissa lisääntyvistä sienitaudeista ja tuholaisista. Syyskylvöjä haittaavat myös hyvin sateiset syksyt, jotka saattavat jopa estää kylvämisen. [14], [15], [16]

Suomen peltojen viljelykasvilajisto voi tulevaisuudessa olla merkittävästi nykyistä monipuolisempi, sillä kasvavan lämpösumman myötä nyt vähän viljeltyjen lajien kasvatus on tulevaisuudessa kannattavampaa. Peltopinta-alaa saattavat vallata rapsi, tattari, pellava, auringonkukka, hamppu ja hernekasvit (herne, härkäpapu ja lupiini).  Hernekasvien suosiota nostaa niiden kyky sitoa typpeä ilmakehästä eli typpiomavaraisuus. Nykyään etelämpänä Euroopassa kasvatetuista lajeista rehumaissin viljely kannattanee Etelä-Suomessa kuluvan vuosisadan loppupuolella. [12], [15]

Ilmaston lämpeneminen voi haitata kasvintuotantoa paitsi lisääntyvien tauti- ja tuholaisriskien kautta, myös suoraan, sillä kasvukauden korkeammat lämpötilat kiihdyttävät joidenkin viljojen kehitystä, jolloin jyväkoko ja sen mukana jyväsato voi jäädä pieneksi [17]. Tämä ei kuitenkaan haittaa kasveja, joita ei viljellä jyvien vuoksi. [13] Muun muassa peruna, rehuksi kasvatettavat nurmikasvit, kuten nurminata ja jotkin bioenergiakasvit, voivat hyötyä lämpenemisestä viljoja enemmän [13]. Yksi suurimmista ilmastonmuutoksen lähitulevaisuuden uhkista on ilmaston ääri-ilmiöiden (hellejaksot, rankkasateet) yleistyminen ja niiden vaikutukset maatalouden tuottavuuteen [18], [19].

Sateen ajoitus ja viljelykasvien veden tarve eivät kohtaa

Pidentyvän kasvukauden ja keväiden lämpenemisen hyödyt riippuvat siitä, miten sateet jakautuvat kasvukaudella ja vuodenaikojen kesken. Ilmaston lämpeneminen voisi tuoda suurempia satoja, mutta samalla kasvit tarvitsevat enemmän vettä ja ravinteita kohonneen satopotentiaalin toteutumiseen. Sademäärien taas ennustetaan lisääntyvän etenkin kasvukauden ulkopuolella ja jakautuvan kasvukaudellakin yhä useammin kuivuusjaksoihin ja rankkasateisiin, joten odotettu sadonlisäys voi jäädä toteutumatta. [15]

Keväällä etenkin syyskylvöiset viljelykasvit voivat hyödyntää talven jäljiltä maassa olevaa kosteutta. Sama koskee myös viljelykasvilajikkeita ja peltoja, joilla kylvöä voidaan aikaistaa nykyistä korkeampien kevätlämpötilojen ansiosta. Peltokasvit eivät kuitenkaan välttämättä hyödy kasvukauden jatkumisesta syksyllä, koska päivä lyhenee nopeasti, auringon valo vähenee ja lisääntyvät rankat syyssateet yhdessä vähentyvän haihdunnan kanssa myöhästyttävät korjuuta, lakoonnuttavat viljaa ja huonontavat sadon laatua. [13], [14], [16], [17]

Kohonneiden lämpötilojen ja lisääntyvien talvisateiden on arvioitu lisäävän eroosiota ja vesistöjä rehevöittäviä ravinnevalumia sekä kasvinsuojeluaineiden huuhtoutumista vesistöihin [12], [13]. Talvisateet ja routakauden lyheneminen saattavat myös heikentää peltomaan rakennetta Etelä-Suomen savimailla ja aiheuttaa maan tiivistymistä [12], [20]. Maan tiivistymistä lisää maaperän eloperäisen eli orgaanisen aineksen nopeampi hajoaminen lämpötilojen noustessa [21].

Hiilidioksidipitoisuuden kasvusta on viljelykasveille sekä hyötyä että haittaa

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvu edistää kasvin yhteyttämistä ja tehostaa vedenkäyttöä, mikä saattaa lisätä kasvin tuottoisuutta. Vaikutukset satomäärään riippuvat kuitenkin myös muista tekijöistä, kuten veden ja ravinteiden saatavuudesta sekä lämpötilasta. Lisäksi hiilidioksidipitoisuuden kasvun on arvioitu lisäävän joillakin kasveilla niiden kokonaismassaa enemmän kuin korjattavan sadon määrää. [13], [20], [22] Useimmiten kohonnut lämpötila vaikuttaa kuitenkin kasveihin enemmän kuin lisääntynyt hiilidioksidin määrä [23].

Korkeammat hiilidioksidipitoisuudet voivat myös vähentää eläimille tärkeää typen määrää rehukasveissa ja heikentää näin rehusadon laatua [24]. Suomessa tehdyissä tutkimuksissa tosin ei saatu samanlaista tulosta [25]. Voimistunut yhteyttäminen lisää suoraan vain kasvin hiiliyhdisteiden tuotantoa, minkä seurauksena korkeassa hiilidioksidipitoisuudessa kasvavassa kasvissa saattaa olla suhteessa vähemmän typpeä kuin hiiltä verrattuna nykyoloissa kasvaneeseen kasviin [22]. Palkokasvien on kuitenkin todettu sitovan enemmän ilmakehän typpeä kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa [26], [27] ja kasvit voivat lisääntyneen fotosynteesin kautta myös kasvattaa juuristoaan ja siten tehostaa ravinteiden ottoa [27]. Lisäksi orgaanisen aineksen nopeampi hajoaminen voi lisätä typen vapautumista ja saatavuutta maaperässä [21].

Kasvintuhoojat menestyvät paremmin lämpimässä ilmastossa

Monien kasvintuhoojien, eli kasvitautien ja tuholaisten, arvioidaan lisääntyvän ilmaston lämmetessä. Niiden menestymistä edistävät lisääntyvä kosteus, lämpötilan nousu, lämpösumman saavuttaminen varhaisemmassa vaiheessa ja talvien leudontuminen. Lisäksi uusien, ennen Suomessa esiintymättömien kasvintuhoojien määrän arvioidaan kasvavan, esimerkiksi uusien viljelykasvilajien ja -lajikkeiden tuodessa mukanaan omat tuholaisseuralaisensa. [12], [28], [29]

Tuholaiset ja taudinaiheuttajat voivat hyötyä ilmaston lämpenemisestä viljelykasveja enemmän [28]. Tuholaislajit voivat muodostaa pysyviä, leutojen talvien yli selviäviä kantoja, ja monet niistä pystynevät tuottamaan vuodessa useamman tai runsaampia sukupolvia [20], [30]. Tuholaisten määrää saattaa lisätä myös syyskylvöisiin lajikkeisiin siirtyminen, koska silloin tuholaisille on tarjolla ravintoa ympäri vuoden [12]. Uusien hyönteisten mukana Suomeen kulkeutunee myös uusia kasvien virustauteja [21], [28].

Jotkut tuholaiset voivat talvehtia aiempaa huonommin, jos lumipeitekausi lyhenee [13]. Tuholaisten vaikutuksia voi joissain tapauksissa vähentää myöhäinen syyskylvö. Esimerkiksi myöhäisen rukiin kylvön on todettu vähentävän tuhohyönteisten ja rikkakasvien määrää ja haittoja [31]. Uudet ja vanhat rikkakasvilajit voivat hyötyä kasvukauden pitenemisestä ja lisääntyvästä lämmöstä ja kosteudesta. Rikkakasvien määrään vaikuttavat kuitenkin jatkossakin eniten pellon käyttö ja viljelytekniikka. [12]

Perunaruttoa aiheuttavan Phytophthora infestans -munasienen on jo nyt todettu hyötyneen muuttuneesta ilmastosta [32]. Perunan lehtiä syövä koloradonkuoriainen (Leptinotarsa decemlineata) taas on esimerkki tuholaislajista, joka vaikuttaisi ainakin osittain ilmastonmuutoksen turvin olevan asettumassa perunanviljelijöidemme pysyväksi vaivaksi (kuva 3) [17], [33]. Uudet viljelykasvilajit tuovat Suomeen tullessaan mukanaan todennäköisesti myös omat tuholaisseuralaisensa. Esimerkiksi maissin perässä tulee luultavasti leviämään maissikoisa (Ostrinia nubilalis), joka voi vahingoittaa myös muita viljelykasveja. [12], [19], [28]

Satojen kasvattaminen vaatii viljelykasvien ja -tekniikoiden muutoksia

Jos Suomessa ei sopeuteta viljelytoimia olosuhteiden muutoksiin, satotasot eivät nouse odotusten mukaan, vaan voivat jopa laskea [15], [34]. Mikäli maanviljely sopeutetaan tulevaan ilmastoon, hehtaarisadot saattavat kasvaa ja Suomen tulevaisuus nykypäivän Tanskan tai Baltian tapaisena maanviljelysalueena toteutua [12], [21]. Kasvien kokonaistuotantoa lisäävät sopeuttamistoimet voivat myös hillitä ilmastonmuutosta, koska tarkemmalla ja tehokkaammalla tuotannolla voidaan vähentää maatalouden kasvihuonekaasupäästöjä [11].

Tuleviin ilmasto-oloihin voidaan sopeutua eli varautua eri tavoin. Maanviljelijät tekevät jatkuvasti säähän ja ilmastoon liittyviä päätöksiä, esimerkiksi käynnistäessään kylvöt kasvukauden alkaessa [35], [36], [37]. Tällainen viljelijöiden omaehtoinen sopeutuminen ilmastonmuutokseen tulee jatkumaan myös tulevaisuudessa. Lisäksi tarvitaan ennakoivaa ja suunniteltua sopeutumista, kuten sopivien viljelykasvilajikkeiden jalostamista ja kasvitautien seurantajärjestelmien kehittämistä [15], jotta voidaan varautua esimerkiksi satojen vuosittaiseen vaihteluun ja sään ääri-ilmiöiden aiheuttamiin tuotantohäiriöihin [38], [39]. Suunnittelua vaativat myös pitkäaikaiset rakenteelliset muutokset, kuten muutokset viljelymenetelmissä, kasvilajikkeiden jalostamisessa ja maanhoitotekniikoissa [40].

Suurempien viljasatojen ehtona on viljalajikkeiden jalostaminen pitkään päivään ja tuleviin ilmasto-oloihin sopiviksi [15]. Nykyään Suomen eteläpuolella kasvavia viljalajikkeita ei voida sellaisinaan ottaa Suomessa viljelyyn, koska päivät ovat pohjoisessa pidempiä. Pitkä päivä nopeuttaa viljojen kehitystä, joten jyväsatoa ehtisi muodostua vähemmän täällä kuin niissä oloissa, joihin lajike on jalostettu. Nopea kehitys olisi ongelmana myös nykyisillä lajikkeilla, sillä ilmastonmuutos nostaisi lämpösummaa niiden kannalta liian paljon. [1], [12], [13].

Käytännön sopeutumistoimia ovat lisäksi esimerkiksi viljelyn ja laidunnuksen vuorottelu, siirtyminen syyskylvöisiin lajikkeisiin, pellon pitäminen kasvipeitteisenä, ravinteita maasta keräävien kerääjäkasvien käyttö ja suoraviljelytekniikoiden kehitys. Näillä toimilla voidaan torjua muun muassa lauhojen ja sateisten talvien aiheuttamaa peltojen eroosiota ja ravinteiden huuhtoutumista [12], [21], [41], [42]. Useamman viljelykasvin ja lajikkeen viljely samalla tilalla saattaa pienentää yllättävien säiden aiheuttamien satovahinkojen riskejä [34], [43], [44], [45]. Maan kasvukunnon ylläpitämiseksi myös vedenkäyttöä on tehostettava eri keinoin. Näitä  ovat esimerkiksi peltojen peruskuivaus, säätösalaojitus, veden välivarastointi ja kastelulaitteistojen käyttöönotto ainakin arvokkaimmilla kasveilla [11].

Tuottavuustekijät vaikuttavat maanviljelyn muutoksiin

Sekä nykyään että tulevaisuudessa maanviljelijän valitsemiin lajivalintoihin vaikuttaa niiden tuotannon kannattavuus. Kannattavuus muodostuu sadon määrästä, siihen käytetyistä panoksista, tuotteen kysynnästä ja hinnasta sekä erilaisista tuista. Tuottajan saamaan hintaan vaikuttaa myös maailmanlaajuinen tuotanto ja ilmastonmuutoksen vaikutukset siihen. [13], [46]. Vaikka hehtaarisadot suurenisivat, ei ole mielekästä kasvattaa kasvintuotannon kokonaismäärää, jos ulkomainen tai kotimainen kysyntä ei yllä tuotannon tasolle. Toisaalta suurempien satojen mahdollisuus voi houkutella viljelijää tehostamaan viljelytapojaan entisestään [47].

Kasvilajivalintoja tehdessään viljelijä joutuu harkitsemaan, kuinka paljon epävarmuutta hän sietää. Etukäteen ei voi varmuudella tietää, miten uusi laji tai lajike viihtyy omalla pellolla. Epävarmuus voi hidastaa siirtymistä uusien kasvien viljelyyn [13], [12], [46]. Vaikka markkinat ohjaavatkin viljelijöitä lajivalinnoissa, siirtyminen monimuotoiseen peltoviljelyyn voi lisätä viljelyvarmuutta, ylläpitää pellon kasvukuntoa ja vähentää ympäristövaikutuksia [11].