Puu- ja järviruokopelletti tallien kuivikkeena

Transkriptio

1 Puu- ja järviruokopelletti tallien kuivikkeena Sari Pitkänen, Itä-Suomen yliopisto Teemu Vilppo, itä - Suomen yliopisto Raportti pellettien kuivikekäytöstä talleilla hevosen karsinan kuivikkeena.

2 Sisällysluettelo 1. Tausta Aineisto ja menetelmät Tulokset Yhteenveto Jatkokokeet Viitteet... 12

3 1. Tausta Hevostalous on alana kasvusuunnassa sekä Suomessa että muualla Euroopassa (Pussinen & al. 2007, Liljenstolpe 2009): sillä on merkitystä niin ammattimaisena elinkeinona kuin monipuolisena harrastuksena (Pussinen & al. 2007) ja maatalouden sivuelinkeinona maaseudun kehittäjänä (Liljenstolpe 2009). Vuonna 2012 Suomessa oli noin hevostallia, joissa hevosia yhteensä samana vuonna (Suomen Hippos 2012). Hevostaloudella on monia toimintamuotoja: valmennustoiminta, ratsastuskoulu yrittäminen, ravivalmennus, matkailu, hevoskasvatus, yhteistä näille kaikille toimialasta riippumatta on kiinnostus siihen, millaisissa olosuhteissa hevonen voi hyvin ja jaksaa tehdä parhaansa omistajansa elinkeinon tukijana. Hevosen hyvinvointi ja siihen liittyvät elinkeinot kuten eläinlääkintä, rehu-, varuste- ja kuiviketeollisuus lisäävät hevostalouden taloudellista merkittävyyttä yhteiskunnallisesti. Pussinen & al. (2007) toteavat omassa Suomen hevostaloutta koskevassa selvityksessään mm., että uusia yrityksiä syntyy alalle koko ajan enemmän kuin alalta lopettaa. Edelleen he toteavat, että suurin osa hevosalan yritysten investoinneista on kohdistunut ja kohdistuu tulevaisuudessakin hevosen pitopaikan eli tallin parantamiseen. Ympäristöinvestoinnit, kuten lannan ja käytetyn kuivikkeen jatkokäsittely, on yksi tärkeä osa-alue siinä. Liljenstolpen (2009) raportista käy ilmi, että tämä on eurooppalainen trendi. Suurimmat hevostalousmaat Euroopassa ovat Saksa, Iso-Britannia, Ruotsi, Belgia ja Hollanti. Näissä hevosalan taloudellinen merkitys ja erilaiset hevosiin liittyvät markkinat ovat Suomea huomattavasti korkeammat. Jokaista hevosen omistajaa ja talliyrittäjää siis askarruttaa sama asia: millainen on hyvä talli hevoselle, sellainen joka pitää eläimen terveenä ja tukee sen työkykyä mahdollisimman hyvin. Eläinlääkäri Timo Talvion mukaan (Hippos 1/2012) tallin tärkein ominaisuus hevosen terveyden kannalta on hyvä ilma ja ilmanvaihto. Karsinoissa käytettävällä kuivikkeella on suuri vaikutus tähän tallin ominaisuuteen. Talli-ilman ja erilaisten kuivikkeiden vaikutusta hevosten hengityselinten terveyteen on tutkinut Särkijärvi & al. (2004), jolloin tutkimusryhmä selvitti hengitystietähystysten ja verinäytteiden avulla eroja hevosten terveydessä turve- ja kutterinlastukuivikkeita käyttäen. Karsinoista analysoitiin tutkimuksessa myös kaasuja Drägerin ilmaisinputkimenetelmällä. Tutkimuksessa todettiin turpeen pidättävän ammoniakin lähes täydellisesti, kun taas kutterinpurun ominaisuudet olivat selvästi heikommat. Tutkimuksessa todettiin myös, että turvekarsinoissa asuneilla hevosilla oli sisäruokintakaudella vähemmän hengitystieoireita. Kuivikevalinnalla on siis merkitystä hevosen hyvinvoinnille. Moni hevosen pitäjä on tutustunut lähes kaikkiin tarjolla oleviin kuivikevaihtoehtoihin: olki, sahanpuru, turve ja viimeisimpänä pelletti. Oljen käyttö on vanha ja perinteinen valinta, joka on kuitenkin erittäin työläs. Lisäksi se ei sovi ahneelle hevoselle: olki kun maistuu pahimmille syömäreille myös korsirehuna. Sahanpuru oli pitkään päivänselvä valinta talleilla, mutta sen

4 kyky pitää haitallinen ammoniakki poissa ilmasta, on kovin vähäinen. Lisäksi sen jälkihävitys ei ole aivan helppoa, sillä sen kompostoituminen vie aikaa. Pelletti on kuivikevaihtoehdoista uusin ja tällä hetkellä ehdottomasti mielenkiintoisin. Kiinteän ja irtonaisen pelletin käsitteleminen on helppoa. Lisäksi sen varastoiminen vaatii huomattavasti vähemmän tilaa kuin sahanpurun tai turpeen. Pelletin jälkihävitys on helppoa sillä varsinkin olkipelletti kompostoituu jo parissa kuukaudessa kelvolliseksi maanparannusaineeksi (Hippos 1/2012). Kuivikepellettien raaka-aineeksi soveltuvat monet erilaiset sivutuotebiomassat. Ruokohelpi, turve, sahanpuru, olki, puun kuori tai järviruoko on Suomen oloissa potentiaalisia raaka-aineita. Tutkimus eri raaka-aineista tehtyjen pellettien kuivikeominaisuuksista on kuitenkin vielä kesken. Pellettien suuri ominaispaino (yli kg kiintokuutiometriä kohti) ja irtotiheys (yli 600 kg irtokuutiometriä kohti) tekevät pelletistä erittäin tehokkaasti käsiteltävän kuivikkeen tallilla verrattuna esimerkiksi irtosahanpuruun tai turpeeseen. Irtonaisen sahanpurun, oljen tai turpeen tilantarve on 3-5-kertainen pellettiin verrattuna. Kuivikepelletin menekki on kg 1500 kg / hevonen / vuosi. Tästä syystä pelletin hinta on ratkaiseva tekijä, kun lasketaan sen käyttämisen kannattavuutta. Hyvä kuivikepelletti hajoaa kosteuden vaikutuksesta ja sitoo kosteuden tehokkaasti itseensä. Raaka-aineestaan riippuen pelletti ei kuitenkaan välttämättä kykene riittävässä määrin vähentämään ammoniakin erittymistä ilmaan. Ammoniakki on hevosen terveydelle haitallinen kaasu ja helposti havaittavissa hajun perusteella. Tätä haittaa pelletin käyttäjät ovat kompensoineet lisäämällä karsinoihin kalkkia (Joensuun ratsastusopisto) tai sirottamalla etikalla terästettyä vettä (Hippos 1/2012). Tämä on kuivikepelletin osalta selkeä tuotekehityksen tehtävä. Työmäärältään pelletti on Joensuun ratsastusopiston omistajan Reetta Kallio - Ratilaisen mukaan tarkan tekijän kuivike. Kun malttaa puhdistaa karsinan tarkasti poistaen vain märät kuivikkeet ja ulosteet, pysyy karsina siistinä eikä pelletin kulutus nouse liian suureksi. Itse puhdistustyötä hän kuitenkin kuvailee helpommaksi kuin esim. turvetta käytettäessä. Sitä, millainen puupelletti on hyvä kuivikepelletti, selvitettiin koejärjestelyin yhteistyössä Joensuun ratsastusopiston kanssa. 2. Aineisto ja menetelmät Kokeessa perustettiin Joensuun ratsastusopistolle 5 koekarsinaa eri raaka-aineista tehdyillä pelleteillä (kuva 1): kontrollikarsina (nro 5 kuvassa 2) tällä hetkellä käytössä olevalla olkipelletillä, yksi karsina perustettiin järviruoko (nro 1) - ja kolme karsinaa (nrot 2-4) puupelletein (kuva 2) niiden kuivikeominaisuuksien testaamiseksi. Järviruokopelletti saatiin

5 Heinä / rehuvarasto, käynti ulos, isot ovet molemmin puolin Lisäkarsinat Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) JÄREÄ eli järviruo on käyttöä tutkivasta projektista ja siltä osin koe tehtiin yhteistyössä ko. projektin kanssa. Kuva 1. Käytetyt kuivikepelletti vaihtoehdot: olki, puu ja järviruoko. Koe aloitettiin , jolloin kaikista koekarsinoista mitattiin alkuarvot eli FTIR - kaasuanalysaattorilla mitattiin ammoniakin määrä tallin käytävällä ja karsinoissa (kuva 2). Lisäksi määritettiin patjasta otetuilla näytteillä sen typpi pitoisuus ja happamuus. FTIR analysaattori sijoitettiin tallin ulkopuolelle raikkaaseen ilmaan ammoniakki taustan välttämiseksi. Ovi Ovi ulos varustehuoneeseen Karsinat Käytävä Karsinat Ovi varastoihin / ulos Ovi varustehuoneeseen Käytävä Ovi varastoihin / ulos Karsinat Kuva 2. Tallin pohjapiirros: karsinoiden ja käytävien sijainti sekä numeroidut koekarsinat. Analysaattorin sondiin kytkettiin karkea suodatettu muoviletku, mikä mahdollisti mittaukset itse laitteen sijaitessa tallin ulkopuolella. Letkun päässä olevan suodattimen avulla estettiin patjanmittausten yhteydessä kuivikkeen yms. kulkeutumista mittalaitteeseen. Mittausten aluksi laite kalibroitiin puhtaalla typellä. Tämän jälkeen aloitettiin varsinaiset kaasumittaukset: taustamittaus ulkoilmasta, taustamittaus käytävältä sekä kustakin

6 karsinasta kolme eri mittausta. Lopuksi mitattiin jälleen tallinkäytävä sekä ulkoilma. Mittauksista pidettiin mittauspöytäkirjaa sekä piirrettiin mittauspistekartta, jotta kaikilla kerroilla ja kaikissa karsinoissa uusintamittaukset tehtäisiin samoilta paikoilta. Patjan sisältä kaasu mitattiin työntämällä karkeasuodatettu letku purun sisään noin 2-5 cm (kuva 3). Alkumittausten jälkeen karsinat perustettiin eri pellettejä käyttäen. Karsinoita ylläpidettiin 1,5 viikon ajan minkä jälkeen mittaukset uusittiin Kaasumittausten lisäksi seurattiin koko kokeen ajan patjan muodostumista, pelletin levittämisen ja lisäämisen helppoutta, pölyämistä pelletin hajotessa, hevosen liikkuessa karsinassa ja karsinaa siivottaessa, ammoniakin hajun havaitsemista nenätuntumalla sekä hevoselle aiheutuvia mahdollisia iho- tai hengitystieoireita. Nämä havainnot kirjattiin ylös päivittäin. Kuva 3. Kaasumittaukset tehtiin karsinoista ja käytävältä karsinoiden edessä, sondiin menevä muoviletku näkyy kuvassa. 3. Tulokset Patjan muodostuminen karsinaan on tärkeää eläimen hyvinvoinnille (kuva 4). Patjan tehtävänä on pitää karsinan pinta mahdollisimman kuivana eli se imee kosteuden itseensä sekä eristää eläin betonilattian kylmävaikutukselta. Patjan muodostuminen tarkoittaa tässä tapauksessa pelletin hajoamista hevosen kavioiden mekaanisen hajottamisen sekä kosteuden imeytymisen vuoksi. Yksi tärkeä tekijä pellettien kuivikekäytössä on siis se, miten nopeasti se hajoaa muodostaakseen patjan.

7 Kuva 4. Karsinan patjan läpileikkaus. Kokeessa saatujen pellettien käyttökokemusten perusteella uudet pelletit muodostavat karsinan patjan olkipellettiä hitaammin, ne myös hajotessaan, hevosen liikkuessa karsinassa ja siivouksen yhteydessä pölysivät voimakkaasti kunnes niihin sitoutui kosteutta patjan muodostuessa. Karsinoissa asuvat hevoset olivat silminnähden pölyisempiä uusissa karsinoissa, mikä vaikeutti ja hidastutti hevosenhoitajan puhdistustyötä (kuva 5). Kuva 5. Olkipellettikarsinassa asuvan hevosen selkä (vasemmalla) on silmänhavaittavasti puhtaampi kuin koekarsinassa (puupelletti) asuneen kaverinsa. Uudet pelletit hajotessaan laajenivat olkea voimakkaammin, mikä teki siivoamisesta hieman raskaampaa. Tämä tarkoittaa myös sitä, että samalla määrällä pellettiä järviruoko- ja puupelleteistä tuli karsinoihin paksumpi patja eli menekki / karsina on pienempi kuin olkipelletillä, jos tavoitellaan saman paksuista patjaa. Tätä ei kokeessa osattu ennakoida vaan karsinat perustettiin samalla pellettimäärällä kuin olkipellettiä käytettäessä.

8 Uusista kuivikemateriaaleista järviruoko piti ammoniakin nenällä havaittavan hajun tehokkaimmin kurissa, myös puupelletti oli nenätuntumalla olkipellettiä parempi tässä suhteessa. Hevosilla ei kokeen aikana havaittu terveysongelmia, paitsi yhdellä tammalla, joka oli ennenkin ollut allergiaoireita. Tällä hevosella oireet pahenivat koekarsinassa ja se jouduttiin siirtämään toiseen karsinaan Mittaustulokset Kustakin karsinasta tehtiin ilmasta yksi kaasumittaus ilmasta 1,3m korkeudelta sekä kaksi patjamittausta likaisesta ja puhtaammasta kohdasta, kokeen alussa ja lopussa. Taulukossa 1 verrataan likaisen kohdan mittaustuloksia (vapautuva ammoniakki) ja sitoutuvan typen (Kjeldal menetelmä) määrää eri pelleteillä. Sitoutuvan typen määrässä käytetystä kuivikkeesta otetun näytteen pitoisuudesta vähennettiin käyttämättömän kuivikepelletin typen määrä. Käyttämättömästä olkipelletistä ei ole mittaustulosta, mutta kirjallisuudessa (Alakangas 2000) ilmoitetaan arvoksi 0,5 % (0,4-0,6 %). Taulukko 1: Vapautuvan ammoniakin ja sitoutuvan typen määrä suhteessa puu kuivikkeella havaittuun (kerroin). Puussa ammoniakkia havaittiin 399ppm ja siihen sitoutui 0,58 painoprosenttia typpeä (alun 0,08% lopun 0,66% erotus). Muut mittaustulokset (karsina ilma, puhdas kuivike) olivat hyvin samantasoisia. Tulos oli odotettavissa, koska talli oli mittausten ajan tuuletettuna. Tallin sisäilmassa oli noin 15-25ppm ammoniakkia, kun ulkoilmassa tallin välittömässä läheisyydessä sitä oli noin 2ppm. Oljesta vapautuu ammoniakkia enemmän kuin puusta ja siihen sitoutuu sitä hieman tai merkittävästi enemmän (ammonium muotoista) typpeä, kirjallisuuden vaihteluväliä

9 lähtöarvona käytettäessä. Järviruo ossa sekä sitoutuva että vapautuvan ammoniakin määrä on vähäisempi kuin puussa. Koska Kjeldal määritys ei ota huomioon nitraatiksi hapettunutta typpeä, voi olla, että puun ja erityisesti järviruo on typensitomiskyky on tässä ilmoitettua parempi. Jos tarkastellaan pelkästään vapautuvan ammoniakin aiheuttamaa havaittavaa haju ja terveyshaittaa, on järviruoko kuivikkeista paras, puu toisiksi ja olki heikoin. Järviruo on ominaisuuksia saattaa selittää myös seikka, että se sisältää myös juurakkomateriaalia missä on mukana jonkin verran maa/pohja-ainesta, mikä johtaa puhtaan biomassasta poikkeavaan reaktioympäristöön. Kuivikkeesta seurattiin lisäksi ph:ta joka vaikuttaa ammoniakin sitoutumiseen (taulukko2). Ammoniakki sitoutuessaan nostaa ph:ta. Alku ph Loppu ph Ero Puu Järviruoko Olki Taulukko 2. Eri pellettien ph erot Käyttämättömästä olkipelletistä ei ole ph mittausta. Puun ph nousee merkittävästi enemmän kuin järviruo on, oljen ph on samaa tasoa järviruo on kanssa, mutta sen typen sitomiskyky vaikuttaa olevan merkittävästi heikompi. 4. Yhteenveto Kokeessa saadut tulokset siitä, että kuivikkeen valinnalla voidaan vaikuttaa talli-ilmassa ja etenkin karsinailmassa havaittavissa olevan ammoniakin määrään ja hevosen hyvinvointiin muutenkin on yhtenevä muiden alan selvitysten kanssa (Seppänen 2013, Särkijärvi & al. 2004). Luonnollisesti myös tallin ilmanvaihdolla on suuri merkitys asiaan; kesäaikaan ovien ollessa lähes yötä päivää auki ja hevosten viettäessä suuren osan ajasta ulkona ongelmaa ei juuri ole havaittavissa. Samoin moderneissa talleissa, joissa ilmanvaihto hoidetaan koneellisesti, ammoniakin haju- ja terveysongelma on pienempi. Näissäkin talleissa tärkeää on kuitenkin se, miten paljon ammoniakkia vapautuu ilmanvaihdon poistettavaksi tai sitoutuu patjaan mikä vaikuttaa siihen kuinka raikkaaksi talli-ilman koneellisesti saa. Yksi tärkeä tekijä, joka vaikuttaa paitsi hevosen hyvinvointiin, myös kuivikkeiden kustannuksiin eli kuivikkeen menekki / karsina, tuli tässä selvityksessä esille hyvin. Puusta valmistettu pelletti tuotti vähemmällä määrällä saman paksuisen paksuisen pohjan kuin olkipelletti ja sitä myös tarvitsi lisätä harvemmin kuin olkipellettiä. Sama tulos saatiin esille myös Seppäsen (2013) opinnäytetyössä, jossa selvitettiin olki- ja puupelletin teknisiä ominaisuuksia (kuivuus, hajoaminen, tarve, siivoaminen). Seppänen (2013) totesi 4 viikkoa

10 kestäneessä tutkimuksessa että koko tutkimuksen ajan puupelletin menekki oli pienempää ja viikolla 3 sitä ei tarvinnut lisätä ollenkaan. Kokeessa järviruoko ja puu olivat materiaaleina olkea tehokkaampia ammoniakin suhteen, mutta niiden haittapuolena oli voimakas pölyäminen (taulukko 3). Tämä tulos oli erilainen verrattuna Seppäsen (2013) tutkimukseen, jossa todettiin puupelletin pölynneen vähemmän kuin olkipelletin. Tätä syytä on tässä yhteydessä vaikea arvioida, mutta asia vaatii ehdottomasti lisää selvittämistä. Yhteistä näille molemmille selvityksille oli se, että puupelletti todettiin vaaleaksi ja siten karsinat olivat valoisamman oloisia kuin olkipellettikarsinat. Pelletti Patjan muodostus pelletin hajoaminen eli Vaikutus sisäilmaan, pöly Vaikutus sisäilmaan, ammoniakin haju Hevosen puhtaus Typen sidonta Olki Puu Järviruoko Taulukko 3. Pellettien ominaisuuksien vertailu suhteessa toisiinsa, mitä enemmän + merkkejä, sitä parempi tulos. Järviruoko materiaalina herätti myös epäilyjä raaka-aineen terveellisyydestä (mm. raskasmetallien sitoutuminen järviruokoon). JÄREÄ hankkeen tuottamien tietojen perusteella tämä huoli on kuitenkin aiheeton: suurin ongelma epäpuhtauksien suhteen on merenrannikolta kerätyssä järviruokomateriaalissa, järvien tuotto on hyvinkin puhdasta. Lisäksi materiaalin laatuun (kuivuus, sitoutuneet ei-toivotut yhdisteet) voidaan vaikuttaa hyvin paljon korjuuajankohdan valinnalla: talvella jään päältä korjattu järviruokoraaka-aine on tarkoitukseen ihanteellisinta. Tällöin haittatekijäksi kuitenkin muodostuu korjuun hinta verrattuna kesäaikaan tehtyyn korjuuseen. Johdannossa mainittujen hevostaloutta koskevien raporttien mukaan, hevostalous muodostaa tärkeän osan niin alueellisia kuin kansainvälisiä markkinoita sekä toimii tehokkaasti maaseudun elinvoiman ylläpitäjänä. Siinä mielessä on hyvinkin mielekästä tämän selvityksen perusteella pohtia ja kehittää kuivikemarkkinoille pölyämätön ja ammoniakin haittoja tehokkaasti poistava kuivikemateriaali, puu- tai järviruokopelletti näyttäisi olevan siinä varsin varteen otettava vaihtoehto. 5. Jatkokokeet Jatkossa olisi tärkeää selvittää laajemmin ja mahdollisimman säädellyissä olosuhteissa eri materiaalien ominaisuuksia kuivikkeena. Mukaan tulisi ottaa olki, sahanpuru, kutterinpuru,

11 turve sekä sellaisenaan että pelletteinä. Toistaiseksi ongelmana on nimenomaan se, etteivät tehdyt tutkimukset ole sisältäneet kaikkia kuivikevaihtoehtoja ja talliolosuhteet ovat olleet vähemmän säädeltävissä. Ammoniakin mittaus olisi hyvä saada automatisoitua, nyt käsillä olevassa selvityksessä esim. vääristystä tuloksiin (eli todellista ovet kiinni tilannetta pienempiä ammoniakki arvoja ilmassa) toi ovien auki pitäminen ennen mittauksia ja niiden aikana. Talli- ilma raikastui havaittavasti. Ovien auki pitäminen oli kuitenkin pakollista sillä hevoset vietiin karsinoista ulos mittausten ajaksi ja tallin muita karsinoita myös siivottiin mittausten ajan. Tämänkaltaisia mittausvirheitä tuottavat elementit olisi hyvä saada poistettua. Myös toistojen määrää olisi saatava lisättyä. Nyt mittauksissa oli mukana vain 1 karsina / kuivike vaihtoehto, mikä ei vielä anna kunnollista tilaisuutta tulosten laajemmalle tulkinnalle ja käytölle. Voidaan siis sanoa, että tämä selvitys tarjosi mielenkiintoisen lähtökohdan jatkokokeille, jotta tuloksia voitaisiin todella hyödyntää jatkokehittämisessä. Mutta aiemmin ei tätä alaa ole juurikaan tutkittu erityisesti hevosta silmällä pitäen, joten siltä pohjalta voidaan todeta, että selvitys tarjosi mielenkiintoista uutta tietoa aiheesta. Lisätietoja Lisätietoja pellettien käytöstä talleilla kuivikkeena Sari Pitkänen, Itä-Suomen yliopisto, Hajautetut biojalostamot - hanke Puh , sari.k.pitkanen@uef.fi Lisätietoja kaasuanalyyseistä Teemu Vilppo, Itä-Suomen yliopisto, Hajautetut Biojalostamot -hanke Puh , teemu.vilppo@uef.fi

12 Viitteet Alakangas Eija Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia. VTT tiedote , 147 s. ISSN ; 2045 Haastattelu Joensuun ratsastusopisto Reetta Kallio- Ratilainen. Hippos nro 1, 2012, s Liljenstolpe, C Horses in Europe. Raportti. Swedish University of Agricultural Science (SLU). 27 s. Pussinen, S., Korhonen, J. Pölönen, I. & Varkia, R Kasvava hevosala. Hevosalan kehitysnäkymiä Suomessa. Laurea ammattikorkeakoulun julkaisusarja B-19, 91 s. Seppänen, R Lämmitykseen tarkoitetun puupelletin testikäyttö hevostallin kuivikkeena. Opinnäytetyö, Kymenlaakson Ammattikorkeakoulu. Suomen Hippos Ry Hevosalan perusluvut. Särkijärvi, S., Hyyppä, S., Karvinen, A. Saastamoinen M Kuivikkeen vaikutus hevosen hyvinvointiin. Maataloustieteen päivät Esitelmä.