Maanparannuskuidut – viisi vuotta tutkimusta takana, lupaavalta näyttää

Vuosi lienee ollut 2013, kun juttu hotellin aulabaarissa kääntyi kohden metsäteollisuuden sivuvirtoja. Silloisessa Maa- ja elintarviketalouden tutkimuslaitoksessa oli ajankohtaisena tutkimusaiheena kipsin käyttö maanparannusaineena. Sadesimulaatiomenetelmän avulla tehdyt kokeet olivat antaneet lupaavia tuloksia kipsin kyvystä vähentää maa-aineksen ja ravinteiden pitoisuuksia maapatsaan läpi kulkeutuvassa valumavedessä. Koskapa olin viettänyt kosolti aikaa sadesimulaattorihuoneessa, oli luontevaa lähteä rakentamaan maanparannuskuitujen tutkimusta tutun ja luotettavan menetelmän pohjalle.

Paperi- ja selluteollisuuden sivuvirtojen hyödyntämismahdollisuuksien tutkiminen käynnistyi, kun Tekes-rahoitusta nauttiva useiden yritysten* ja tutkimuslaitosten muodostama NSPPulp-konsortio aloitti urakkansa 2015. Samana syksynä levitettiin Luonnonvarakeskuksen Jokioisten toimipisteen koekentälle kolmea erilaista maanparannuskuitua.

Näistä paperinvalmistukseen kelpaamaton ravinneköyhä nollakuitu levitettiin sellaisenaan. Ravinteita sisältävä primääri- ja aktiivilietteen seos joko kompostoitiin tai kalkkistabiloitiin ennen levitystä. Levitysmäärät olivat 50–70 tuoretonnia hehtaarille, ja samalla maahan lisättiin 8–9 tonnia hiiltä hehtaaria kohden.

Vuoden 2021 alkaessa pakkanen puree ja lumi peittää maan Suomen eteläosaa myöden. Maanparannusaineiden tutkimus on edennyt vahvasti valuma-aluekokeiden suuntaan. Kipsin käytöstä kokemusta on jo kertynyt runsaasti, maanparannuskuitujen ja rakennekalkin tutkimukset ovat käynnissä. Vesiensuojelun tehostamisohjelman rahoittamassa KUITU-hankkeessa saatiin syksyllä 2020 arvokas opetus siitä, että maanparannusaineiden kohdalla sääolosuhteet voivat joinakin vuosina hankaloittaa levitystä.

Valitettavasti näin kävi KUITU-hankkeen Tuusulan koealueella, jossa tavoiteltiin hyvin kattavaa levitysalaa. Positiivisena havaintona voidaan kuitenkin todeta kuitutuotteiden markkinaehtoisen kaupan käyneen hyvin. Hankkeelle kuitua toimittavan Soilfoodin mukaan kuitujen levitys onnistui hyvin muualla maassa ja vuoden 2020 levitysala oli samaa suuruusluokkaa kuin aiempina vuosina, noin 1 400 hehtaaria.

Niin, se Jokioisten 2015 alkanut kenttäkoe. Tuloksia on tullut, ja ne on julkaistu vuoden 2020 lopussa arvostetussa Journal of Environmental Quality -sarjassa. Kaikki kuitutuotteet vähensivät merkittävästi maapatsaan läpi kulkeutuvan kiintoaineen määrää, mikä osoittaa kuitujen parantavan maan mururakenteen kestävyyttä sateen aiheuttamaa liettymistä vastaan. Ensimmäisenä vuotena kaikki kuitukäsittelyt vähensivät valumaveden kiintoaineen pitoisuutta yli 60 prosenttia ja vielä neljäntenä vuonna yli 30 prosenttia. Kokonaisfosforin kohdalla trendi oli samansuuntainen, kun taas liukoisen fosforin määriin kuidut eivät juuri vaikuttaneet. Vastaavalla koeasetelmalla tehdyt aiemmat kipsitutkimusten tulokset (Uusitalo ym. 2013) osoittautuivat ennustavan varsin hyvin valuma-aluekokeista saatuja myönteisiä tuloksia (Ekholm ym. 2012). Tässä valossa KUITU-hankkeen valuma-aluekokeista on myös lupa odottaa suotuisia tuloksia.

Mitäpä seuraavaksi? Jokioisten kuitukoekentällä otettiin kattavasti maanäytteitä viisi vuotta käsittelyjen jälkeen. Näytteiden avulla pureudutaan entistä syvemmin maan mikrobiyhteisön ja hiilivaraston muutokseen uusilla innovatiivisilla tutkimusmenetelmillä. Näytteiden oton jälkeen kuitukäsittelyt toistettiin kuten 2015. Kuitukäsittelyjen toistaminen taas avaa oven täysin uusiin kysymyksiin, kun pääsemme tarkastelemaan maanparannusaineiden kerrannaisvaikutuksia.

Tutkimustulosten perusteella näyttäisi siltä, että mikrobit hajottavat suuren osan kuitutuotteiden orgaanisesta aineesta. Aktiivinen mikrobitoiminta on omiaan parantamaan savimaan mururakenteen kestävyyttä. Uusintalevityksen jälkeiset tutkimukset näyttävät vahvistuuko maan mururakenne edelleen sekä miten lisätty orgaaninen aines vaikuttaa maan hiilen laatuun ja määrään.

Taasko viisi vuotta tulosten odottelua? Ei suinkaan! Vaikka maaperätutkimuksen aikajänne on nykymaailman mittapuun mukaan pitkä, eri tutkimusryhmien työt tuottavat uusia tuloksia vuosittain. Metsäteollisuuden orgaanisten sivuvirtojen hyödyntämiseen kiertotalouden hengen mukaisesti liittyy myös moninaisia tieteiden välisiä ja yhteiskunnallisia ulottuvuuksia.

Etenkin orgaanisten maanparannusaineiden vaikutus maan hiilivaraston suuruuteen on tutkimusaihe, joka vaatii eri tieteenalojen osaamisen yhdistämistä ja uusien tutkimusmenetelmien käyttöönottoa.  Tutkimustulokset eivät jää vain tutkijoiden käyttöön, vaan esimerkiksi KUITU-hankkeessa koostetaan kuluvan vuoden aikana kuitutietoutta viljelijäoppaan muotoon. Pysytään siis kuulolla.

Blogikirjoitus on julkaisu ensimmäisen kerran 25.1.2021 Luonnonvarakeskuksen sivustolla.

Kirjoittaja on Luonnonvarakeskuksen erikoistutkija.

Kimmo Rasa

Erikoistutkija, Luonnonvarakeskus

´+358295326468
kimmo.rasa@luke.fi

*Tekes/Business Finland) and the companies involved in the NSPPulp project (UPM‐Kymmene Oyj, Metsä Fibre Oy, Stora Enso Oyj, Biolan Oy, Ekokem Oy, Outotec Finland Oy, Tyynelän maanparannus Oy