Uudet kierrätyspohjaiset kasvualustat Biotalouspäivät Lahti 8.11.2018 Sanna Kukkonen
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 2 13.11.2018
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: 1.6.2017-31.3.2020 3 13.11.2018
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 4 13.11.2018
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. 5 13.11.2018
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. 6 13.11.2018
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. 7 13.11.2018
Vaatimukset rikkasvien siementen ja roskien osalta MMMa 24/11, Liite IV 8 13.11.2018
Valmiin kasvualustan ominaisuuksien sallitut poikkeamat, MMMa 24/11, Liite III 9 13.11.2018
Tutkittavat sivuvirrat kasvualustassa Tähän mennessä käytetyt raaka-aineet: metsäteollisuuden sivujakeet, kasvikuidut, CMC seulanylite, mädätejäännökset, kompostoidut lannat 10 13.11.2018
Ruokohelpi rouhe/pelletöity 11 13.11.2018
Kuorihiekka Kuitusavi 12 13.11.2018
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 7.2.2018 Tilalla passiivisesti kompostoitunut 6.4.20182 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 % 8 13 13.11.2018
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 2018 14 13.11.2018
Kasvualustan valmistus Kankaan kaupunkiviljelijöille Koealustaa valmistettiin kostutetusta ruokohelpipelletistä 2/3 ja kuorihiekasta 1/3, lannoituksena eläinperäisistä sivutuotteista valmistettu lannoite Annettiin kaupunkiviljelijöille koekäyttöön kasvukaudeksi 2018 15 13.11.2018
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 31.7.2018 16 13.11.2018
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 17 13.11.2018
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 18 13.11.2018
Kompostointikoe 1 Kesäkuu syyskuu 2018 Ruokohelpipelletti 100% Ruokohelpipelletti 70% kuitujae 20% mädätejäännös 10 % 19 13.11.2018
28.5.2018 16.00.31 29.5.2018 9.00.31 30.5.2018 2.00.31 31.5.2018 16.00.31 1.6.2018 9.00.31 2.6.2018 2.00.31 2.6.2018 19.00.31 3.6.2018 12.00.31 4.6.2018 5.00.31 4.6.2018 22.00.31 5.6.2018 15.00.31 6.6.2018 8.00.31 7.6.2018 1.00.31 7.6.2018 18.00.31 8.6.2018 11.00.31 9.6.2018 4.00.31 9.6.2018 21.00.31 10.6.2018 14.00.31 11.6.2018 7.00.31 12.6.2018 0.00.31 12.6.2018 17.00.31 13.6.2018 10.00.31 14.6.2018 3.00.31 14.6.2018 20.00.31 15.6.2018 13.00.31 16.6.2018 6.00.31 16.6.2018 23.00.31 17.6.2018 16.00.31 18.6.2018 9.00.31 19.6.2018 2.00.31 19.6.2018 19.00.31 20.6.2018 12.00.31 21.6.2018 5.00.31 21.6.2018 22.00.31 22.6.2018 15.00.31 23.6.2018 8.00.31 24.6.2018 1.00.31 24.6.2018 18.00.31 25.6.2018 11.00.31 26.6.2018 4.00.31 Lpt C Kompostointiprosessi - lämpötilakäyrä 70 Sekoitus +kostutus Sekoitus Näytteen -otto Sekoitus Ulkolämpötila Ruokoh.pelletti 60 Ruokoh.pelletti + kuituj. + mädätej. 50 40 30 20 10 0 20 13.11.2018
Kompostien ominaisuudet 14 vko (7.9.2018) 18 vko (4.10.2018) 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 17 61 SO4-S mg/kg <6 145 P mg/l 87 40 K mg/l 221 182 Mg mg/l 69 62 Solvita CMI 6 7 6 7 21 13.11.2018
Kompostien käyttökokeet meneillään Verranne, kasvuturve Kompostoitu ruokohelpi + Agra Organic lannoitus Keskitytään seuraavaksi lannoituksen mitoittamiseen 22 13.11.2018
Kompostointikoe 2 marraskuu 2018 maaliskuu 2019 1: 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. 23 13.11.2018
Olemme avoimia yhteistyölle Lisätietoja: Tiina Siimekselä, projektipäällikkö, JAMK tiina.siimeksela@jamk.fi 040 6303149 Sanna Kukkonen, tutkija, LUKE sanna.kukkonen@luke.fi 029 5326281 24 13.11.2018
Kiitos!