TUHKALANNOITUS. Hyvän metsänhoidon opassarja

TUHKALANNOITUS Hyvän metsänhoidon opassarja

Maa- ja metsätalousministeriö on rahoittanut oppaan. Työryhmä: Tenho Hynönen, Metsäkeskus Pohjois-Savo Mikko Moilanen, Metsäntutkimuslaitos Timo Makkonen, Olli Äijälä ja Bjarne Häggman, Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio TUHKALANNOITUS Sisällys 1 Puun poltosta syntyvät ravinteet kiertoon 4 2 Lainsäädäntö 6 3 Tuhkan käsittely lannoitteeksi 8 4 Käyttökohteet 5 Lannoituksen vaikutukset 6 Ympäristövaikutukset 6 Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio 2008 Timo Makkonen (toim.) Kuvat Timo Makkonen s. 6 Äänevoima Oy / kuva-arkisto s. 10 Markku Saarinen Taitto Viestintätoimisto Konttuuri Oy 7 Levitystekniikka 8 Kustannukset ja tuotto 5 9 Tiivistelmä 6 Kirjallisuus Liite Tuhkan tuoteselosteohje Liite Metsätuhkan raaka-aineet lannoitevalmistelain 31 (539/2006) mukaan 7 9 Julkaisija Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio Kustantaja Metsäkustannus Oy ISBN 978-952-5694-36-9 Tuotenumero 1197 Painopaikka tt-urex, Porvoo 2008

1 Puun poltosta syntyvät ravinteet kiertoon Lannoitteeksi sopivaa puuntuhkaa arvioitiin vuonna 2004 syntyvän yli 150 000 tonnia ja turvetuhkaa noin 350 000 tonnia. Syntyvällä puhtaalla puuntuhkalla voitaisiin lannoittaa ainakin 35 000 hehtaaria suometsiä. Tuhkan metsäkäytön osuus lannoitusalasta on edelleen hyvin pieni. Vuonna 2003 syntyneestä puuntuhkasta vain noin 10 prosenttia käytettiin metsien lannoitteeksi. Vuosituhannen vaihteen yksittäisistä kokeiluhankkeista tuhkan lannoitusala on kasvanut noin 300 hehtaariin vuodessa yksityismailla. Sen sijaan teollisuus ja metsähallitus ovat käyttäneet tuottamaansa puuntuhkaa omiin metsiinsä vuosittain noin 1 400 hehtaarille eli selvästi yksityismaita enemmän. Kansallisen metsäohjelman (KMO 2015) tavoitteena on nostaa energiantuotannossa käytettävän metsähakkeen määrä noin kolminkertaiseksi. Vuonna 2006 metsähaketta käytettiin 3,6 milj. m 3 ja tavoite vuodelle 2015 on 8 12 milj. m 3. Tällöin myös metsähakkeesta tulevan tuhkan määrä kolminkertaistuu. KMO:ssa on lisäksi tavoitteena vuosittaisen lannoitusalan kasvattaminen nykyisestä hieman yli 20 000 hehtaarista 80 000 hehtaariin. Tästä tavoitteesta valtaosa pyritään saavuttamaan ilman valtion tukea eli kangas- ja turvemaiden kasvatuslannoituksia lisäämällä. Puuperäisten polttoaineiden käyttö Suomessa vuosina 2001 2006 TJ % 350000 25 300000 250000 200000 150000 20 100000 50000 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 15 Metsäteollisuuslaitosten yhteydessä olevien voimalaitosten pääasiallinen polttoaine on yleensä puun kuorinnassa syntyvä kuoriaines. puupolttoaineiden käyttö, terajoule (TJ) osuus energian kokonaiskulutuksesta, % Nykyään metsien lannoitukseen sopivasta puuntuhkasta suurin osa joutuu kaatopaikoille tai on läjitettynä voimalaitoksien tonteilla odottamassa jatkokäyttöä. Puuntuhka on kuitenkin erinomainen turvemaiden kasvuhäiriöiden torjuja ja puuston kasvun lisääjä. Puun- ja turpeentuhkan lannoitekäyttöä rajoittavat rinnakkaispoltto, jolloin metsälannoitteeksi sopivia tuhkia on hankala erottaa muista tuhkalajeista, kannattavan liiketoiminnan kehittymättömyys ja levitysyrittäjien puute. Lähde: Tilastokeskus Oppaassa käsitellään tuhkan ominaisuuksia, vaikutuksia turvemaiden puuston kasvuun, ympäristövaikutuksia sekä metsänomistajan tuhkalannoituksesta saamaa taloudellista hyötyä. Opas perustuu viimeisimpään tutkimustietoon ja käytännön kokemukseen tuhkan käytöstä metsien lannoitteena. 4 5

2 Lainsäädäntö Tuhkan valmistusta, käyttöä ja kuljetusta säädellään lannoitevalmistelaissa (539/2006) ja sen perusteella annetuissa asetuksissa lannoitevalmisteista (asetukset nro 12/07, 13/07 ja nro 09/08). Näissä säädöksissä määritellään metsien lannoitukseen käytettävien tuhkien laatuvaatimuksista, tuhkalle tehtävästä tuoteselosteesta ja tuotannon omavalvonnasta, jolla tuottaja varmistaa tuotteiden laadun ja turvallisuuden. Tuhkan tuotantoa, laatuvaatimuksia ja tuoteselosteita ylläpitää ja valvoo Elintarviketurvallisuusvirasto Evira. Metsien lannoitukseen voidaan käyttää sellaista tuhkaa, joka on syntynyt puun, turpeen tai peltobiomassojen poltossa. Näiden tuhkien tyyppinimeksi on lannoitevalmisteasetuksen liitteessä IA6 annettu Metsätuhka. Metsätuhka pitää kovettaa tai rakeistaa ennen käyttöä. Tuhkan valmistajat voivat hakea tarvittaessa tyyppinimiluetteloon myös uutta tyyppinimeä tai muutosta tyyppinimeen Evirasta, joka valmistelee tarvittavat asetusmuutokset. Esimerkiksi kesällä 2008 tyyppinimiluetteloon tehtiin lisäys, jolla sallittiin boorin lisäys metsätuhkaan. Metsäntuhkassa pitää fosforin (P) ja kaliumin (K) yhteispitoisuuden olla vähintään 1 %, kalsium (Ca) vähintään 8 % ja klooria (Cl) enintään 2 % kuiva-aineesta. Tuhka sisältää aina hieman ihmisille, eläimille ja ympäristölle haitallisia metalleja, joiden enimmäispitoisuudelle on määritetty lannoitevalmistelainsäädännössä selvät rajat. Metsälannoitteena käytettävässä tuhkassa kadmiumpitoisuus saa olla enintään 17,5 mg kilogrammassa kuiva-ainetta. Lisäksi lannoitevalmisteista on säädetty, että metsätaloudessa kadmiumannos ei siis saa ylittää 60 grammaa hehtaarilla 40 vuoden aikana annettuna. Käytännössä tämä raja ei liene ongelma, koska tuhkalannoituksen vaikutusajan on oikein valituilla turvemailla todettu ylittävän 50 vuotta. Noin viidennes valvotuista tuhkista kiellettiin liian korkeiden haitallisten metallien pitoisuuksien vuoksi Eviran vuonna 2007 tekemien analyysien perusteella. Tuhkan tuoteselosteessa pitää valmistajan ilmoittaa muun muassa tuhkan sisältämä kokonaispitoisuus fosforille, kaliumille, kalsiumille, vesiliukoinen fosfori, neutraloiva kyky prosenteissa (Ca) ja kosteuspitoisuus prosenteissa. Myös haitallisten metallien pitoisuudet ja raaka-aineet pitää ilmoittaa. Mikäli tuotteeseen on lisätty booria (B), ilmoitetaan lisätyn ja kokonaisboorin määrä. Näillä tiedoilla tuhkan käyttäjä varmistuu tuotteen laadusta. Tuhkantuottajat ovat lisäksi vastuussa tuhkan laadusta ja velvollisia seuraamaan jatkuvasti lannoitekäyttöön päätyvän tuhkan ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksia. Ohje tuhkantuoteselosteesta on liitteessä 1. Haitallisten metallien enimmäispitoisuudet metsänlannoituksessa käytettävissä tuhkissa (MMM asetus 12/07) Alkuaine Arseeni (As) 30 Elohopea (Hg) 1,0 Kadmium (Cd) 17,5 Kromi (Cr) 300 Kupari (Cu) 700 Lyijy (Pb) 150 Nikkeli (Ni) 150 Enimmäispitoisuus, mg/kg kuiva-ainetta Sinkki (Zn) 4 500 Rakeistus vähentää tuhkan pölyämistä ja hidastaa ravinteiden liukoisuutta. 6 7

3 Tuhkan käsittely lannoitteeksi Tuhkan ominaisuudet Energiantuotannossa syntyy harvoin puhdasta puuntuhkaa, vaan kyseessä on yleensä vähintään turpeen, hakkeen ja puun kuoren poltosta syntynyt sekoitus. Tuhkan hyötykäyttämiseksi on tärkeää erotella metsälannoitukseen sopivat tuhkaerät jo voimalaitoksilla. Lannoitevalmistelain (539/2006) mukaiset tuhkan raaka-aineet kerrotaan liitteessä 2. Tuhkat sisältävät suhteellisesti hyvin vähän ravinteita verrattuna muihin lannoitteisiin. Puuntuhka sisältää yleensä 20 30 % kalsiumia, yli 3 % kaliumia, fosforia noin 1,5 %. Puuntuhka sisältää lisäksi aina rautaa, joka sitoo tuhkan sisältämän fosforin tiukasti itseensä ja luovuttaa sen hitaasti kasvillisuuden käyttöön. Tuhka ei sisällä typpeä eikä orgaanista ainesta. Puuntuhkan ph on lisäksi hyvin korkea, jopa 10 13 ph-yksikköä. Turpeentuhkassa ravinteiden pitoisuudet ovat selvästi puuntuhkaa pienempiä. Varsinkin kaliumia ja booria on hyvin vähän, ja siksi puhtaan turpeentuhkan käyttäminen turvemailla ei tuota yhtä hyvää lannoitusvaikutusta kuin puuntuhka. Samalla tuhkan aiheuttama voimakas ph nousu maaperässä hidastuu. Tuhkan stabilointiin on käytettävissä useita menetelmiä, mutta kaikissa niissä on kyse tuhkan kostuttamisesta vedellä. Perusreaktio on varsin hidas ja vastaa pääpiirteissään betonin kovettumista. Yksittäiset rakeet muodostuvat minuuteissa, mutta kovettuminen jatkuu muutamia viikkoja kostuttamisen jälkeen. Itsekovetus Yksinkertaisin menetelmä on itsekovetus. Menetelmässä tuhkaan sekoitetaan vettä ja kostutettu tuhka ajetaan kasaan, jossa sen annetaan kovettua. Ennen levitystä rikotaan suurimpia kokkareita esimerkiksi kuormauksen yhteydessä seulakauhalla. Itsekovetettu tuhka pölisee levitettäessä, mutta huomattavasti kovettamatonta vähemmän. Esimerkki turvemaiden lannoitukseen soveltuvien lannoitteiden alkuainesisällöstä Ravinne Puuntuhka * Turpeentuhka * RautaPK ** Fosfori (P), % 1,5 1,1 8,0 Kalium (K), % 3,8 0,3 14,0 Kalsium (Ca), % 23,3 7,6 14,8 Magnesium (Mg), % 2,2 1,1 0,4 Boori (B), % 0,03 alle 0,01 0,3 * Korpilahti, A. 2004. Puun- ja turvetuhkan analysointi ja analyysituloksia. Metsätehon raportti 172. ** Yara. 2008. Metsänlannoitusopas. Pölytuhka Tuhka on käsittelemättömänä erittäin hienojakoista ja pölyävää. Levityksen helpottamiseksi tuhka on stabiloitava, eli sen hienojakoisuutta on vähennettävä. Itsekovetettu tuhka sisältää vaihtelevan kokoisia rakeita ja muistuttaa hienojakoista multaa. Rakeistus Tehokkain menetelmä tuhkan stabiloimiseksi on rakeistus. Rakeistusmenetelmiä on useita, mutta kaikille niille on yhteistä kostutetun tuhkan sekoittaminen, jolloin tuhka muodostaa rakeita. Tavoitteena on hieman alle senttimetrin 8 9

4 Käyttökohteet halkaisijaltaan olevat rakeet. Käytännössä rakeiden koko kuitenkin vaihtelee. Rakeistuksen onnistumiseen vaikuttaa tuhkan ominaisuudet. Parhaita rakeita saadaan, jos käytettävissä on puhdasta puuntuhkaa, joka ei ole seissyt taivasalla. Rakeistettavan tuhkan pitää olla lämmintä, jotta rakeistus onnistuu kunnolla. Rakeistamisessa tuhka kovettuu itsekovetusta nopeammin. Rakeistettu tuhka pölyää vähemmän ja sen loppukosteus on yleensä pienempi kuin itsekovetetussa tuhkassa, mikä pienentää esimerkiksi kuljetus- ja levityskustannuksia. Rakeistaminen on itsekovetusta kalliimpi menetelmä, mutta rakeet ovat käyttäjäystävällisempiä ja pintakasvillisuudelle parempia. Lentolevitys edellyttää tuhkan rakeistamista. Tuhkan rakeistamista typpeä sisältävän biolietteen kanssa kangasmaiden lannoitteeksi on myös kokeiltu, mutta vielä tällä hetkellä sitä ei ole tuotteistettu sellaiseksi, että sitä voitaisiin markkinoida lannoitevalmisteena. Tuhkan luonnolliset käyttökohteet ovat runsaasti typpeä sisältävät suometsät, joilla puuston kasvua rajoittaa fosforin ja kaliumin puute. Tuhkalla voidaan korjata myös kasvuhäiriöistä kärsivien suometsien ravinnetilaa. Turpeessa on yleensä vähemmän kivennäisravinteita, fosforia, kaliumia, kalsiumia, booria, sinkkiä ja kuparia kuin kangasmaassa. Myös turvekerroksen paksuudella on merkitystä. Ohutturpeisilla alueilla kasvuhäiriöt ovat paksuturpeisia alueita harvinaisempia. Ohutturpeisuuden rajana pidetään alle 0,3 0,4 metrin turvekerrosta. Kaliumin ja fosforin riittävyyttä voidaan arvioida suotyypin ja sen lisämääreiden, kuten turvekerroksen paksuuden, nevaisuuden ja siniheinäisyyden perusteella. Terveyslannoituskohteissa on runsaasti typpeä suhteessa kaliumiin ja usein myös fosforiin. Saraturvevaltaisessa ja kohtalaisen pitkälle maatuneessa turpeessa on korkea typpipitoisuus, mutta muita ravinteita on yleensä niukasti. Tällaisia kohteita ovat tyypillisesti paksuturpeiset II-tyypin puolukka- ja mustikkaturvekankaat. Kasvuhäiriöt voidaan varmistaa puustossa esiintyvien oireiden perusteella tai ottamalla neulasnäytteitä, jotka analysoidaan laboratoriossa. Tärkeimpien ravinteiden neulasanalyysin tulkinta turvemaiden metsissä Mänty Kuusi Ravinne Ravinteen ankara puutos Ravinnetta sopivasti Ravinteen ankara puutos Ravinnetta sopivasti N, % alle 1,2 * yli 1,3 alle 1,2 * yli 1,4 P, g/kg alle 1,3 yli 1,6 alle 1,7 yli 2,3 K, g/kg alle 4,0 yli 4,5 alle 5,0 yli 6,0 B, mg/kg alle 5,0 yli 10,0 alle 7,0 yli 10,0 * kohde liian karu lannoitettavaksi Ensiharvennetut runsastyppiset rämemänniköt ovat hyviä tuhkalannoituskohteita. Tuhka ei sisällä typpeä, ja siksi se ei juuri lisää kasvua kangasmailla. Tuhkalla ei voida myöskään korvata kasvupaikoilta energiakäyttöön vietyä orgaanista ainesta. Tuhkalla voisi olla merkitystä boorin puutoksen aiheuttamien kasvuhäiriöiden korjaajana ja torjujana. 10 11

Ankarasta fosforinpuutoksesta kärsivässä männyssä voi olla jäljellä vain yksi neulasvuosikerta. 5 Lannoituksen vaikutukset Puuntuhkan vaikutus puiden ilmiasussa näkyy jo vuoden kuluessa levityksestä. Neulasten väri muuttuu tummanvihreäksi kaliumin ja boorin puutosalueilla, näiden ravinteiden pitoisuudet neulasissa kohoavat puutosrajan yläpuolelle ja neulasten koko kasvaa. Fosforinpuutos korjaantuu 3 4 vuoden kuluessa. Puuston ravinnetila säilyy hyvänä tai tyydyttävänä 20 50 vuoden ajan, riippuen käytetystä annostuksesta. Jo verraten pienillä fosforiannoksilla (25 30 kg/ha) saadaan aikaan ravinnetilan kohentuminen ja kasvun merkittävä parantuminen vähintään 20 vuoden ajaksi. Tuhkalannoituksessa tavoitellaan kuitenkin 40 kilon fosforiannosta hehtaarille. Kaliuminpuutoksessa männyn neulaset kellastuvat ja kuivuvat kärjistä alkaen, raja vihreän ja kuivan osan välillä on liukuva. Tuhkalannoitus korjaa tehokkaasti fosforin ja kaliumin puutosoireet puustossa. Ylhäällä männyn vuosikasvu tuhkalannoitetulta Pelson koealueelta ja alhaalla lannoittamattomalta vertailualueelta 10 vuoden kuluttua lannoituksesta. Kaliuminpuutoksessa kuusella vain uusimmat neulaset ovat vihreitä, muut neulasvuosikerrat ovat eriasteisesti kellastuneita. Yksittäisten neulasten pituus kasvaa huomattavasti lannoituksen seurauksena. Vasemmalla männyn neulasia lannoittamattoman vertailualueen puista ja oikealla tuhkalannoitetulta koealueelta Pelsosta 10 vuoden kuluttua lannoituksesta. 12 13

Runsastyppisillä kasvupaikoilla puuston tilavuuskasvu voimistuu 2 3 vuoden kuluessa, niukkatyppisissä kohteissa selvä reaktio ilmenee vasta noin 5 vuoden kuluttua. Mitä enemmän turpeessa on typpeä, sitä enemmän tuhka tuottaa lisäkasvua. Oikein valituilla kohteilla puuston kasvun lisäys voi olla 2 4 m 3 /ha/v. Rämemänniköissä yhdellä lannoituskerralla on voitu lisätä nuorien puustojen kasvua 100 200 m 3 /ha. Käytännössä kasvun lisäys on ainakin 80 100 m³. Muhoksen Leppiniemessä on yhdellä tuhkalannoituskerralla saatu kasvatetuksi 55 vuoden aikana 367 m 3 lisää puuta verrattuna lannoittamattomaan alueeseen. Koivun tuhkaa levitettiin 8 000 kg hehtaarille. Kuvassa on vasemmalla tuhkalannoitettu ja oikealla lannoittamaton alue. Puuntuhkan vaikutus turvemaiden metsissä m 3 /ha/v 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 1 2 3 4 5 6 Männikön tilavuuskasvun kehitys paksuturpeisella ja runsastyppisellä neva-rämeellä puuntuhka- (tuhka), fosfori- ja kaliumlannoituksen (PK) jälkeen. Tuhkalannoituksen vaikutus näkyy puuston kasvussa PK-lannoitusta hitaammin. Lähde: Metsäntutkimuslaitos Puuntuhkan vaikutus kangasmaiden metsissä 7 8 9 10 11 tuhka PK lannoittamaton 12 13 14 15 16 17 18 19 vuotta lannoituksesta m 3 /ha/v 6,0 5,5 tuhka 12 t/ha tuhka 4 t/ha lannoittamaton 5,0 4,5 Puuntuhka vaikuttaa PK-lannoitetta hitaammin puuston kasvuun. Kasvuerot tasoittuvat niin, että 10 vuoden kuluttua lannoituksesta ja sen jälkeen tuhkaa saaneet puut yleensä kasvavat yhtä hyvin tai paremmin kuin PK-lannoitetut puut. Puutuhkan vaikutus näkyy puuston kasvussa vuosikymmeniä. Tuhkalla ei ole havaittavaa vaikutusta puuston kasvuun kangasmailla. Kangasmailla puuston kasvua rajoittaa käyttökelpoisen typen niukkuus, joten lisäkasvua on odotettavissa vain kaikkein viljavimmilla metsätyypeillä. Tuhkan käytön seurauksena typen puutos edelleen kärjistyy ja puuston kasvu pienenee. 4,0 3,5 3,0 1987 1989 1991 1993 1995 1997 Männikön tilavuuskasvun kehitys kuivahkolla kankaalla erilaisilla tuhka-annoksilla. Kangasmailla puuston kasvureaktio jää vähäiseksi tai tuhkakäsittely jopa heikentää kasvua. Tuhkalannoitus on tehty vuonna 1987. Lähde: Metsäntutkimuslaitos 14 15

6 Ympäristövaikutukset Maaperä Tuhkalannoituksen aiheuttamat muutokset maaperän happamuudessa ja alkuainepitoisuuksissa ovat hyvin pitkäaikaisia. Muutokset näkyvät selvästi vielä 40 60 vuotta tuhkan levityksen jälkeen. Tuhka on hyvin emäksistä, siksi sen kalkitusvaikutus on metsissä hyvin voimakas. Pintaturpeen ja kangashumuksen ph-luku voi kohota kasvupaikasta, tuhkan laadusta ja tuhka-annoksesta riippuen 1 3 ph-yksikköä. Muutokset rajoittuvat kuitenkin aivan pintamaahan noin 10 cm:n kerrokseen. Tuhka lisää maan pintakerroksen alkuainepitoisuuksia huomattavasti lannoitussuositusten mukaisilla annoksilla (4 000 5 000 kg/ha). Karike- ja humuskerroksessa kalsiumin pitoisuus voi nousta kymmenkertaiseksi, mangaanin ja sinkin pitoisuus viisinkertaiseksi ja kadmiumin kaksinkertaiseksi. Fosforin pitoisuudet pintaturpeessa nousevat noin nelinkertaiseksi verrattuna lannoittamattomaan. Puuntuhkan sisältämä kadmium ei vaikuta haitallisesti maaperän mikrobeihin. Tuhka jopa suojaa maaperän mikrobi- ja sienilajistoa kadmiumin ja happaman sateen vaikutukselta. Kokeissa hapan sade ei ole pystynyt liuottamaan kadmiumia maaperäeliöstölle haitalliseen muotoon tuhkan neutraloivan vaikutuksen vuoksi. Tuhkalannoitus vähentää maaperän happamuutta, jolloin se vilkastuttaa pitkällä aikavälillä maaperän hajotustoimintaa ja typen vapautumista kasvien käyttöön. Siksi tuhkalannoitettu puusto voi parantaa kasvuaan myös niukkatyppisillä turvemailla ja kangasmailla. Kasvillisuus Tuhkalannoitus kohottaa yleensä marjojen, sienten ja pintakasvillisuuden ravinnepitoisuuksia. Parantunut ravinnetila ei yleensä näy kohonneina marjatai sienisatoina, joskin sienten itiöemätuotanto voi tilapäisesti kasvaa. Tuhkan kalkitusvaikutus alentaa raskasmetallien liukoisuutta maaperässä. Tuhka kohottaa aluksi kadmiumpitoisuutta männyn versoissa ja neulasissa. Kun puuston kasvu myöhemmin voimistuu, hivenaine- ja raskasmetallipitoisuudet laskevat jopa lähtötason alapuolelle. Kasvien metallien saanti säilyy vakiona, jolloin suurentuneessa biomassassa pitoisuus jää aiempaa alemmalle tasolle. Joillakin kasvilajeilla, kuten paju, vaivaiskoivu ja hieskoivu, kadmiumpitoisuus voi kohota hyvin pitkäaikaisesti. Muutoksista huolimatta raskasmetallien pitoisuudet tuhka-alojen kasvillisuudessa eivät poikkea niistä vaihtelurajoista, jollaisia on analysoitu suomalaisista kasveista. Vesistöt Vaikka tuhkalannoitus nostaa turpeen pintakerroksen ravinnepitoisuuksia, vesistöille haitallisen fosforin huuhtoumat ovat olleet hyvin vähäisiä. Todennäköisenä syynä pidetään fosforin sitoutumista tiukasti tuhkan sisältämiin rauta- ja alumiiniyhdisteisiin. Myöskään talvilevitys ei lisää merkittävästi vesistöille haitallisen fosforin huuhtoumia. Raskasmetalleja on huuhtoutunut tuhka-aloilta myös vähän. Ravinteiden ja raskasmetallien huuhtoutuminen lisääntyy kuitenkin merkittävästi, jos tuhkaa päätyy levityksen yhteydessä suoraan ojiin tai vesistöihin. Tuhkalannoituksen jälkeen turve on maatunut nopeasti sekä varvut ja jäkälät ovat korvautuneet vaateliailla sammal-, ruoho- ja saniaislajeilla. Kuvassa on Muhoksen Leppiniemen tuhkakokeen pintakasvillisuutta kesällä 2007. Tuhkaannos 8 000 kg/ha, levitys tehty vuonna 1947. 16 17

Marjat Tuhkan vaikutukset näkyvät marjoissa jo levitysvuonna. Alkuainepitoisuuksien muutoksiin vaikuttavat eri tuhkalaatujen vaihteleva alkuainekoostumus ja käytetty annostus. Myös marjalajien väliset luontaiset pitoisuuserot ovat huomattavia. Fosforin (P), kaliumin (K), kalsiumin (Ca) ja boorin (B) pitoisuudet kohoavat yleensä jo levityskesänä tai viimeistään seuraavana vuonna. Suuria tuhkaannoksia käytettäessä myös eräiden raskasmetallien (kromi, titaani, arseeni) pitoisuudet kohoavat marjoissa tilapäisesti heti tuhkalevityksen jälkeen. Kadmiumarvot pysyvät ennallaan tai alenevat hiukan. Marjojen alkuainepitoisuuksiin ei näytä vaikuttavan, että itsekovetettu ja raetuhka liukenevat pölytuhkaa hitaammin. Kun tuhkan levityksestä on kulunut 10 20 vuotta, marjojen alkuainepitoisuudet ovat samaa suuruusluokkaa riippumatta tuhkasta. Myös hillan lehtien Cd-pitoisuus on tuhka-aloilla samaa suuruusluokkaa lannoittamattomien vertailualojen kanssa. Tuhkan vaikutus hillan kadmiumpitoisuuteen 1,0 0,8 mg/kg puuntuhka lannoittamaton Sienet Tuhka kohottaa jo levitysvuonna tai sitä seuraavana vuonna sienten fosfori-, kalium-, kalsium- ja booripitoisuuksia. Joissakin tapauksissa myös alumiini-, arseeni- ja kromiarvot kohoavat välittömästi levitystä seuraavien kuukausien aikana, samoin rautapitoisuus turvetuhka-aloilla. Myöhempinä vuosina erot tasaantuivat. Kadmiumpitoisuuksissa selviä muutoksia ei havaittu. Ravinnepitoisuuksien muutokset näkyivät sienissä jopa 10 20 vuotta tuhkalevityksen jälkeen. Sienten raskasmetallipitoisuuksien selviä muutoksia ei kuitenkaan ole todettu, vaikka vanhimmilla kokeilla tuhka oli levitetty yli 50 vuotta aiemmin. Tuhkan sisältämä kadmium sitoutuu maaperään useiden kymmenien vuosien ajaksi, eikä sitä näin ollen kerry tuona aikana merkittävästi ainakaan marjoihin tai sieniin. Kangasrouskun kadmiumpitoisuus eri-ikäisillä tuhkakokeilla 4,0 3,5 3,0 mg/kg puuntuhka lannoittamaton 2,5 0,6 0,4 0,2 0,0 0,3 1 14 Hillan marjojen kadmiumpitoisuus on vanhoilla tuhka-aloilla yleensä alhaisempi kuin lannoittamattomilla vertailualoilla. Lähde: Metsäntutkimuslaitos 15 Puolukan marjojen ravinnepitoisuudet kohoavat tuhkalannoituksen vuoksi lievästi. Alumiinin (Al), kuparin (Cu), mangaanin (Mn) ja nikkelin (Ni) pitoisuudet vastaavasti laskevat. Puolukan kadmiumpitoisuudet (Cd) ovat olleet hyvin pieniä kaikilla tuhkan lannoitusaloilla. 18 20 vuotta levityksestä 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1 12 Kadmiumarvot pysyvät pitkällä aikavälillä ennallaan tai kohoavat hiukan. Lähde: Metsäntutkimuslaitos 19 Raskasmetallien pitoisuudet tuhka-alojen marja- ja sienikasvustoissa eivät poikkea olennaisesti niistä vaihtelurajoista, joita muissa selvityksissä on esitetty. Pääasiassa kangasmailla esiintyvissä kauppasienissä, kuten herkkusienissä ja -tateissa, on havaittu korkeita raskasmetallipitoisuuksia. Tuhkalla lannoitetaan pääasiassa turvemaita, joilta kyseisiä sieniä ei yleensä kerätä. 26 vuotta levityksestä 18 19

7 Levitystekniikka Säteily Puuntuhka sisältää vaihtelevasti radioaktiivista säteilyä, joka on peräisin Tshernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuudesta. Poltossa radioaktiiviset ainekset päätyvät pääosin tuhkaan. Tuhkalannoitus pienentää ravintoketjujen kautta aiheutuvaa säteilyaltistusta verrattuna siihen, mitä se olisi ilman lannoitusta. Kehon ulkopuolelta saatavaan säteilyannokseen tuhkalannoituksella ei ole merkitystä. Myöskään voimalaitostyöntekijöiden tai tuhkan kuljettajien säteilyannos ei nouse yli työtekijöille sallitun vuosiannoksen (1 msv/v). Kohteiden keskittäminen tuo säästöjä Tuhkalannoitus kannattaa yleensä toteuttaa usean tilan yhteistyönä eli yhteishankkeena. Yhteishankkeessa suunnittelija tekee tarvittavat suunnitelmat ja terveyslannoituksissa Kemera-rahoitushakemukset, hankkii tuhkan sekä kuljetus- ja levityspalvelun, valvoo levitystyön laatua ja hoitaa tarvittavan rahaliikenteen. Tuhkan levityskustannukset pysyvät kohtuullisina, kun hankkeen lannoituskohteet sijaitsevat suhteellisen lähellä toisiaan ja lannoituspinta-alat ovat riittävän suuret. Tiedottamisen lannoituksista on oltava avointa. Väärinkäsitykset vältetään, jos lannoituksesta tiedotetaan vaikkapa paikallis- ja maakuntalehdissä. Lähinaapureille tiedon voi toimittaa suullisestikin. Erityisesti ranta-alueiden läheisyydessä toimittaessa pitäisi kesäasukkaiden olla tietoisia lentolevityksestä ja sen vaikutuksista vesistöihin. Varastopaikaksi on valittava riittävän avara alue, että raskas kuljetuskalusto pääsee siellä liikkumaan. Myös teiden on kestettävä raskasta liikennettä. Yhdelle varastopaikalle on voitava tuoda vähintään yksi rekkakuorma tuhkaa (40 tonnia). Tällöin yhdeltä varastopaikalta tulisi levitysalan olla vähintään 10 hehtaaria. Tuhkan levitysominaisuudet heikkenevät pitkän varastoinnin aikana. Varsinkin itsekovetettu tuhka voi vaatia uutta murskausta, jos se on kauan maastossa odottamassa levitystä. Tuhkan lastauspaikalla on oltava riittävästi tilaa kuorma-autolle ja helikopterille. Lentolevityksessä varasto- ja kuormauspaikoista on varoitettava alueella liikkujia. 20 21

Lannoituksen toteutuksessa seurataan työn laatua. Mittasuppiloilla voidaan varmistaa lannoitemäärät ja levityksen tasaisuus. Tarkistusmittauksista kannattaa tehdä muistio ja antaa siitä palaute työn tekijälle mahdollisimman nopeasti. Lentolevitys Lentolevitystä voidaan tehdä myös sulan maan aikana. Se on kuitenkin kallista pienille yksittäisille kohteille. Kustannuksia voidaan kuitenkin alentaa muodostamalla keskittymiä. Tuhkan varastopaikat sekä helikopterin nousu- ja laskupaikkojen tilantarve ja sijainnit selvitetään etukäteen levityssuunnitelman teossa. Siinä on huomioitava myös varastopaikan ympäristön korkea puusto, sähkölinjat ja muut esteet. Suositeltava lentomatka varastopaikalta lannoituskuviolle on enintään 2 km. Lentolevitys pitää tehdä ojitusalueilla ojien suuntaisesti, muuten lannoitetta menee ojiin. Kova sivutuuli lisää lannoitteen riskiä joutua ojiin. Maalevitys Suometsissä lannoitteiden maalevitystä vaikeuttaa turpeen huono kantavuus. Tuhkaa voi lannoittaa myös talvisin, jolloin jäätynyt turve ja lumi kantavat maakoneita. Talvilevitystä helpottaa, kun se tehdään heti hakkuun jälkeen kuormatraktorin tiivistämiltä ja pakkasen kovettamilta ajourilta. Jos ojat kaivetaan ennen tuhkan levitystä, kaivumaita ei saa kasata ajourille, ja suurimpiin ojiin tehdään ojaluiskia ylitysten helpottamiseksi. Tuhkan maalevitykseen soveltuvat koneet, joissa on lautaslevittimet. Metsätraktori sopii hyvin tuhkan talvilevitykseen turvemailla. Helikopterilevitys on tehokas tapa levittää tuhkaa. 22 23

8 Kustannukset ja tuotto Metsäluonnon monimuotoisuudelle tärkeät elinympäristöt rajataan aina lannoituksen ulkopuolelle, ja niiden reunoille jätetään vähintään 20-metrinen suojakaista. Vesiensuojelu Kasvupaikka ja levitysmenetelmä vaikuttavat merkittävästi tuhkalannoituksen kustannuksiin ja tuottoihin. Puuntuhka ja sen helikopterilevitys maksavat metsänomistajalle tällä hetkellä noin 350 450 euroa hehtaarilta. Suurin osa kustannuksesta johtuu levitystyöstä, koska tuhkaa on käytettävä noin 4 000 5 000 kg/ha. Tällä määrällä saavutetaan turvemaille suositeltu ravinnelisäys, joka on fosforin osalta 40 50 kg/ha ja kaliumin osalta 80 100 kg/ha. Maalevityksessä yhden työpäivän aikana saadaan levitetyksi noin 40 000 kg tuhkaa ja lentolevityksessä noin nelin-viisinkertainen määrä. Vaikka helikopterilevitys on tehokkaampaa, niin maalevitys on tällä hetkellä hehtaarihinnaltaan edullisempaa. Helikopterilevityksellä voidaan nuorissa männiköissä saada 20 vuoden aikana parhaimmillaan 6 prosentin tuotto. Maalevityksessä tuotto voi nousta vastaavilla kohteilla hieman yli 10 prosentin. Tuhkalannoituksen kannattavuutta parantaa valtion terveyslannoituksiin maksama Kemera-tuki. Se voi nostaa helikopterilevityksen tuoton yli 10 prosentin 20 vuodessa. Ilman tukeakin kannattavuutta parantaa tuhkalannoitusinvestoinnin verovähennyskelpoisuus pääomatuloista. Vaikka tuhkalannoitus ei lisää merkittävästi huuhtoumia vesistöihin, haittoja voidaan silti vähentää ennakkosuunnittelulla, töiden huolellisella toteutuksella ja pintavalutukseen perustuvilla vesiensuojelumenetelmillä. Lannoituskohteiksi valitaan viljavia, saraisia ja ruohoisia soita, joissa on runsaasti typpeä. Tällöin tuhkan sisältämä fosfori ja kalium sitoutuvat kasvavaan puustoon tehokkaasti. Purojen reunoille jätetään 10 15 metriä ja muiden vesistöjen rannoille vähintään 50 metriä leveä lannoittamaton kaista estämään ravinteiden huuhtoutumista vesistöön. Lentolevityksessä suositellaan käytettäväksi 50-metristä suojakaistaa. Lannoitteiden joutumista ojiin vältetään jättämällä ojien varteen lannoittamaton kaista. Kun suometsien hoidon yhteydessä lannoitetaan, vesiensuojelun vuoksi on suositeltavaa tehdä ensin hakkuut, sitten lannoitus ja viimeisenä mahdollinen kunnostusojitus. Typpi- ja fosforilannoituksia ei tehdä tärkeillä pohjavesialueilla (I-luokka) ja muilla vedenhankintaan soveltuvilla pohjavesialueilla (II-luokka). Luokan III pohjavesialueita koskien on syytä selvittää tietojen ajantasaisuus, koska lisäselvitysten edetessä alue on voitu siirtää luokkaan I tai II tai se voidaan todeta osaksi tai kokonaan vedenhankintaan soveltumattomaksi. 24 25

9 Tiivistelmä Rakeistettu tai itsekovetettu puuntuhka sopii erinomaisesti lannoitteeksi paksuturpeisille II-tyypin puolukka- ja mustikkaturvekankaille. Puuntuhkalla tavoitellaan 40 kg fosfori- ja 80 kg kaliumannosta hehtaarille, mikä tarkoittaa 4 000 5 000 kg tuhkan levitysmäärää. Puuntuhka parantaa puuston ravinnetilaa ja kasvua vähintään 20 vuoden ajan. Maalevitys on hehtaarikustannuksiltaan lentolevitystä edullisempaa, mutta maalevitystä rajoittaa turvemaiden heikko kantavuus. Maalevityksessä voidaan estää lentolevitystä paremmin tuhkan joutuminen vesistöihin. Kirjallisuus Joensuu, S., Makkonen T. ja Matila A. 2007. Metsätalouden vesiensuojelu. Hyvän metsänhoidon opassarja. Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio. Metsäkustannus Oy. Lönnberg Print, Helsinki. Hyvän metsänhoidon suositukset turvemaille. 2007. Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio. Metsäkustannus Oy. Lönnberg Print, Helsinki. Kansallinen metsäohjelma 2015. Lisää hyvinvointia metsästä Valtioneuvoston periaatepäätös. 2008. Maa- ja metsätalousministeriön julkaisuja 3/2008. Vammalan kirjapaino, Vammala. Korpilahti, A. 2003. Tuhkan esikäsittely metsäkäyttöä varten. Metsätehon raportti 143. Metsäteho Oy. Helsinki. Korpilahti, A. 2004. Puu- ja turvetuhkan analysointi ja analyysituloksia. Metsätehon raportti 172. Metsäteho Oy. Helsinki. Korpilahti, A. 2004. Tuhkan kuljetus ja levitys metsään. Metsätehon raportti 173. Metsäteho Oy. Helsinki. Lannoitevalmistelaki. 539/2006. Naantali. Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteista. 2007. Asetus nro 12/07. Helsinki. Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteita koskevan toiminnan harjoittamisesta ja sen valvonnasta. 2007. Asetus nro 13/07. Helsinki. Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteista annetun maa- ja metsätalousministeriön asetuksen liitteen I muuttamisesta. 2008. Asetus nro 09/08. Helsinki. Moilanen, M. ja Issakainen, J. 2003. Puu- ja turvetuhkien vaikutus maaperään, metsäkasvillisuuden alkuainepitoisuuksiin ja puuston kasvuun. Metsätehon raportti 162. Metsäteho Oy. Helsinki. Mälkönen, E. (toim.) 2003. Metsämaa ja sen hoito. Metsäntutkimuslaitos ja Metsäkustannus Oy. Karisto Oy, Hämeenlinna. Nieminen, M. 2003. Ravinteiden ja raskasmetallien vapautuminen tuhkalannoitteista. Metsätehon raportti 155. Metsäteho Oy. Helsinki. Pasanen, J., Louekari, K. ja Malm, J. 2001. Cadmium in Wood Ash Used as Fertilizer in Forestry: Risk to the Environment and Human Health. Ministery on Agriculture and Forestry. Publications 5/2001. Print- Link Oy Ab, Helsinki. Pelkonen, R., Alfthan, G. ja Järvinen O. 2008. Element concentrations in wild edible mushrooms in Finland. Suomen ympäristö 25/2008. Edita Prima Oy, Helsinki. 26 27

Liite 1 Perkiömäki, J. 2004. Wood ash use in coniferous forests a soil microbiological study into the potential risk of cadmium release. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 917. Sävypaino, Espoo. Reinikainen, A., Veijalainen, H. ja Nousiainen, H. 1998. Puiden ravinnepuutokset Metsänkasvattajan ravinneopas. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 688. Rummukainen, P., Pihlström, M. ja Mäkinen, A. 2004. Puutuhkalannoituksen lyhytaikaiset vaikutukset kasvilajistoon. Metsätehon raportti 171. Metsäteho Oy. Helsinki. Tulonen, T., Arvola, L., Pihlström M., Mäkinen, A., Rummukainen, P. ja Rask, M. 2003. Tuhkalannoituksen vaikutus metsäjärvissä. Metsätehon raportti 146. Metsäteho Oy. Helsinki. 28 29

Liite 2 Metsätuhkan raaka-aineet lannoitevalmistelain (539/2006) mukaan Metsätuhkassa saadaan raaka-aineena käyttää vain turvetta, puuhaketta, kuorijätettä, ensiömassan tuotannon tai massasta valmistettavan paperin tuotannon yhteydessä syntyvän kuituainetta sisältävää kasviperäistä jätettä, käsittelemätöntä puujätettä tai muuta näihin verrattavaa puhdasta puuperäistä ainesta tai peltobiomassoja kuten ruokohelpeä, olkea, viljaa, öljykasveja, pajua, ja järviruokoa taikka niiden seosta. Se ei saa sisältää esimerkiksi maalattua tai muuten käsiteltyä puuta tai laitosten jätevesiä. Mikäli laitoksella poltetaan myös kiellettyjä raaka-aineita, tämä tulee huomioida laitoksen omavalvonnassa. Kiellettyjä raaka-aineita sisältävät erät tulee erottaa lannoitevalmistekäyttöön soveltuvista eristä. 30 31

TUHKALANNOITUS Puuntuhkalannoitus poistaa ravinneperäisen kasvuhäiriön oireet turvemailla. Lisäksi se parantaa puuston kasvua runsaasti typpeä sisältävillä turvemailla vuosikymmenien ajan. Puuntuhka on mitä mainioin kierrätysmateriaali. Tämä opas antaa tietoa tuhkan käsittelystä, lainsäädännöstä, lannoituskohteiden valinnasta ja ympäristövaikutusten hallinnasta. Opas on tarkoitettu tuhkalannoituksia suunnitteleville ja toteuttaville henkilöille sekä tuhkalannoituksesta kiinnostuneille metsänomistajille. Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio Soidinkuja 4, 00700 HELSINKI puh. 020 772 9000, fax 020 772 9008 tapio@tapio.fi, www.tapio.fi www.metsavastaa.net 32