Uudet kierrätyspohjaiset kasvualustat. Biotalouspäivät Lahti Sanna Kukkonen

Transkriptio

1 Uudet kierrätyspohjaiset kasvualustat Biotalouspäivät Lahti Sanna Kukkonen

2 Kierrätyspohjaiset kasvualustat - taustaa Kaupunki- ja kasvihuoneviljelyyn on tarve kehittää uusia vähähiilisiä ja kiertotaloutta edistäviä viljelyratkaisuja Tarve etsiä yhteiskunnan sivuvirroille hyötykäyttöä materiaalina ja ravinnelähteenä osana kestävää kehitystä Kaupunkiviljelyssä viljelyratkaisut tulevat olla helppohoitoisia ja esteettisiä Uusien innovaatioiden kehittäminen kasvualustamarkkinoille Suomessa luo mahdollisuuksia myös vientimarkkinoille (peat free substrate and biodegradable packaging markets) Kasvualustabisnes Euroopassa >2,5 miljardia /vuosi, kasvualustatarve ammattiviljelyyn 22 milj. m3/vuosi. Suomessa ammattiviljelyn markkinat ovat noin 9 milj. /vuosi

3 Kierrätyspohjaiset kasvualustaratkaisut hanke BioKas Tavoite: Kehittää kierrätysmateriaaleista ja teollisuuden sivuvirroista valmistettu kasvualustaratkaisu kaupunkiviljelyyn. Toimenpiteet - Kartoitetaan ja kokeillaan erilaisia sivutuotteita kasvualustan ja viljelyruukun ainesosaksi. Testataan seosten toimivuus kaupunkiviljelyssä. - Edistetään yritysten ja T&K toimijoiden yhteistyötä - Yhdistetään biotalous ja muotoilu Aikataulu:

4 Hankkeen toteuttajat ja yhteistyökumppanit Jyväskylän ammattikorkeakoulu, Biotalousinstituutti (hallinnoija) Projektipäällikkö: Tiina Siimekselä, JAMK Luonnonvarakeskus/LUKE, Jyväskylä ja Turku (osatoteuttaja) Maiju ja Yrjö Rikalan Puutarhasäätiö (rahoittaja) CP Kelco Oy (rahoittaja) EcoEnergySF Oy (rahoittaja) Yhteistyökumppanit: Ecolan Oy Metsä Fibre Penerg Oy Artranta ry

5 Sivuvirrat kasvualustassa Kasvualustojen laatuvaatimukset: puhtaus syötävien kasvien kasvatukseen hyvä rakenne: riittävä ilma- ja vesitila, hyvä veden vastaanottokyky, vähäinen kokoonpainuvuus toimiva ravinnetalous: ravinteiden pidätyskyky vs. liukoisuus lannoitevalmistelainsäädännön asettamat laatuvaatimukset MMMa 24/11 (sallitut poikkeamat laadussa, haitalliset aineet, eliöt ja epäpuht) Huom. Kaikkien kasvualustan raaka-aineiden on sellaisenaan käytettäessä täytettävä laatuvaatimukset. Kompostoitaessa kasvualustan raaka-aineet, katsotaan valmiin kompostin laatua

6 Haitallisten metallien enimmäispitoisuudet MMMa 24/11, Liite IV Huom. Kaikkien kasvualustan raakaaineiden on sellaisenaan käytettäessä täytettävä laatuvaatimukset. Kompostoitaessa kasvualustan raaka-aineet, katsotaan valmiin kompostin laatua

7 Mitä taudinaiheuttajista on otettava huomioon? MMMa 24/11, Liite IV Lannoitevalmisteessa ei saa esiintyä kasvinterveyden suojelemisesta annetussa laissa (702/2003) tai sen nojalla annetuissa asetuksissa mainittuja kasvintuhoojia

8 Vaatimukset rikkasvien siementen ja roskien osalta MMMa 24/11, Liite IV

9 Valmiin kasvualustan ominaisuuksien sallitut poikkeamat, MMMa 24/11, Liite III

10 Tutkittavat sivuvirrat kasvualustassa Tähän mennessä käytetyt raaka-aineet: metsäteollisuuden sivujakeet, kasvikuidut, CMC seulanylite, mädätejäännökset, kompostoidut lannat

11 Ruokohelpi rouhe/pelletöity

12 Kuorihiekka Kuitusavi

13 Sivuvirrat kasvualustassa Käytettyjen raakaaineiden ominaisuudet Raskasmetallipitoisuudet alittuivat muissa raaka-aineissa paitsi paperiteollisuuden lietteiden mädätejäännöksessä. Jäännöstä voidaan käyttää esim. kompostoituna, jos valmiin kompostin Cd < 1,5 mg/kg k-a. Tilalla passiivisesti kompostoitunut hevosenlanta oli hygieeniseltä laadultaan riittävä, mutta ravinnesisällöltään melko vähäinen Paperiteollisuuden lietteiden biokaasutuksesta syntynyt mädätejäännös N -pitoinen, mutta niukasti P ja K. Mekaanisesti kuivattu jäännös oli hygieeniseltä laadultaan riittävä, mutta vaatii stabiloinnin ennen käyttöä. Kompostoitu hevosenlanta Tilalla passiivisesti kompostoitunut Tilalla passiivisesti kompostoitunut Biolan Hevonkakka Sarake1 kokn % 1,4 1,7 3,0 N vesil % 0,1 0,3 0,1 kokp 0,2 0,3 1,0 P liuk % 0,1 0,1 0,1 kokk % 1,0 0,5 4,0 Mädätejäännös Paperiteollisuud en lietteistä, mekaanisesti kuiv. Paperiteollisuud en lietteistä, termisesti kuiv. Satakasvu Puhd.liete, rasvaliete, biojäte Ravinne kokn % 4,4 3,9 3,9 N vesil % kokp 0,8 0,8 4,0 P liuk % kokk % 0,2 0,2 0,2 Eläinper. Sivutuoteseos, kananlanta, kaliumsulf. Ecolan Agra ORGANIC Ravinne kokn % 8 N vesil % 2,5 kokp 4 P liuk % kokk %

14 Tehtyjä seoskokeita Syksystä 2017 lähtien tehty yli 40 koeseosta, joiden fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia on seurattu kasvittomissa ruukuissa. Osalle seoksista on tehty kiinankaalin idätyskoe Valittu kokeista yksi seos Kankaan seudun kaupunkiviljelijöiden koekäyttöön kesäksi

15 Kasvualustan valmistus Kankaan kaupunkiviljelijöille Koealustaa valmistettiin kostutetusta ruokohelpipelletistä 2/3 ja kuorihiekasta 1/3, lannoituksena eläinperäisistä sivutuotteista valmistettu lannoite Annettiin kaupunkiviljelijöille koekäyttöön kasvukaudeksi

16 Koealustan toimivuus käytännössä Rakenne hyvä ja kestävä, kasteluominaisuudet ok Liian vähän ravinteita koealustassa. Typpi on kasvualustassa ammoniummuodossa. Vain herne kasvoi koekasvualustalla hyvin Kompostoidaan jatkossa ennen käyttöä

17 Johtopäätökset tuloksista Ruokohelpipelletti pidättää hyvin vettä eikä juuri painu kokoon. Heikkoutena ravinteiden sitoutuminen ja maatuminen. Kompostoiminen parantaa ravinnetaloutta, mutta saattaa heikentää rakennetta. Otettava huomioon lisäämällä kompostiin karkeaa ainetta (kuitujae/kuorihiekka/puunkuori) Lupaavia materiaaleja kasvualustan aineosiksi löytyy metsäteollisuuden eri sivujakeista (puun kuorintajäte, paperitehtaan kuitujae ja kuituliete) sekä ruokohelvestä. Paperiteollisuuden lietteen mädätejäännöstä voidaan käyttää vain kompostoituna ja korkeintaan 15% kompostoitavasta massasta CMC osalta tutkitaan jatkossa onko hyötyä ravinteinen (anioninen) ja kosteuden säilyttäjänä

18 Kasvualustamateriaalien käsittely kompostoimalla Mitkä ovat kierrätysmateriaalien sopivat seossuhteet kompostissa, jotta tuloksena mahdollisimman valmis kasvualusta? Miten kompostointi muuttaa kierrätysmateriaalien ominaisuuksia (rakenne, ravinteiden liukoisuus)? Materiaalien täydellinen kompostoituminen ei välttämättä toivottavaa

19 Kompostointikoe 1 Kesäkuu syyskuu 2018 Ruokohelpipelletti 100% Ruokohelpipelletti 70% kuitujae 20% mädätejäännös 10 %

20 Lpt C Kompostointiprosessi - lämpötilakäyrä 70 Sekoitus +kostutus Sekoitus Näytteen -otto Sekoitus Ulkolämpötila Ruokoh.pelletti 60 Ruokoh.pelletti + kuituj. + mädätej

21 Kompostien ominaisuudet 14 vko ( ) 18 vko ( ) Komposti1 Komposti2 Komposti1 Komposti2 ph 5,8 6,6 5,6 6,2 Johtokyky ms/m 12,6 15,1 10,9 12,5 NO3-N mg/kg 4,7 3,6 NH4-N mg/kg SO4-S mg/kg <6 145 P mg/l K mg/l Mg mg/l Solvita CMI

22 Kompostien käyttökokeet meneillään Verranne, kasvuturve Kompostoitu ruokohelpi + Agra Organic lannoitus Keskitytään seuraavaksi lannoituksen mitoittamiseen

23 Kompostointikoe 2 marraskuu 2018 maaliskuu : Ruokohelpipelletti + kuorihiekka + mädätejäänn 2: Ruokohelpipelletti + kuorihiekka + kuitusavi 3: Kuorihiekka + kuitujae + mädätejäänn + kompostikuivike 4: Ruokohelpeen kuivitettu hevosenlanta Valmiiden kompostien toimivuus kasvualustana testataan petunialla keväällä 2019 Tulossa testejä myös kasvihuonekurkulla

24 Olemme avoimia yhteistyölle Lisätietoja: Tiina Siimekselä, projektipäällikkö, JAMK Sanna Kukkonen, tutkija, LUKE

25 Kiitos!