Non-wood plants as raw material for pulp and paper
Saijonkari-Pahkala, Katri (2001)
Saijonkari-Pahkala, Katri
Julkaisusarja
Agricultural and Food Science
Volyymi
10
Numero
Supplement1
Sivut
101 p
MTT Agrifood Research Finland The Scientific Agricultural Society of Finland MTT Agrifood Research Finland The Scientific Agricultural Society of Finland
2001
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:ISBN:951-729-636-3
http://urn.fi/URN:ISBN:951-729-636-3
Tiivistelmä
Suomessa viljelystä poistettavan peltoalan määrästä esitettiin 1990-luvun alussa arvioita, joiden suuruus vaihteli 0,5 miljoonasta hehtaarista 1 miljoonaan hehtaariin. Samoihin aikoihin hienopaperin kulutus kasvoi ja lehtipuuta jouduttiin tuomaan yhä enemmän maahan. Näihin lähtökohtiin perustuen aloitettiin vuonna 1990 tutkimus, jonka tarkoituksena oli kehittää menetelmä, jolla saataisiin tuotettua suomalaisista peltokasveista koivun veroista lyhytkuituista raaka-ainetta mahdollisimman edullisesti hienopaperin raaka-aineeksi. Samalla oli tarkoitus saada elintarvike-tuotannosta vapautuville pelloille uutta käyttöä. Tässä väitöskirjassa esitetyt tulokset ovat Agrokuitututkimuksen kasvintuotanto-osasta vuosilta 1990 ja 1993-1999. Koska nämä tulokset ovat osa suuremmasta kokonaisuudesta, väitöskirjassa on tarkasteltu myös projektin muiden osatutkimusten sekä ruokohelven kuitukäyttöön läheisesti liittyvien muiden tutkimusten tuloksia suhteessa kasvintuotantotukimuksista saatuihin tuloksiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko Suomen peltokasveista löytää sellun raaka-aineeksi soveltuvia lajeja, joita voitaisiin tuottaa kilpailukykyiseen hintaan ja onko tuotantotekniikalla mahdollista vaikuttaa suotuisalla tavalla sellun raaka-ainekasvien biomassan tuottoon ja kemialliseen koostumukseen. Tutkimuksen tarkoituksena oli myös laatia kuvaus suurille viljelyaloille tarkoitetusta viljelymenetelmästä, joka tuottaisi tarkoitukseen valitusta kasvilajista teollisuuden käyttöön mahdollisimman laadukasta, lyhytkuituista raaka-ainetta. Alustava tutkimus käynnistyi vuonna 1990, jolloin mukana oli 17 kasvilajia. Näistä valittiin edelleen sellu- ja kivennäisanalyysien perusteella seitsemän kasvilajia viljelyteknisiin tutkimuksiin, joissa selvitettiin kasvien biomassan tuottoa sekä viljelytoimenpiteiden vaikutusta sellun ja paperin valmistuksen kannalta tärkeisiin laatutekijöihin. Vuonna 1993, jolloin vakavasti otettavia ehdokkaita lyhytkuituiseksi sellukasviksi oli enää ruokonata (Festuca arundinacea Schreb.) ja ruokohelpi (Phalaris arundinacea L.), perustettiin laajoja kenttäkokeita molemmista kasvilajeista. Samaan aikaan tutkimusta laajennettiin käsittämään koko tuotantoketju viljelystä paperin valmistukseen saakka. Tuotantotekniikan vaikutuksia ruokohelven ja ruokonadan biomassasadon määrään, sellun valmistuksen kannalta tärkeiden kivennäisaineiden pitoisuuksiin sekä sellusaantoon ja laatuun tutkittiin eri korjuuaikoina ja käyttäen erilaisia lannoitusmääriä. Kasvilajeista vain ruokohelpi soveltui monivuotisessa viljelyssä korjattavaksi keväällä kuloheinänä, mikä kokeilluista korjuutavoista tuotti sellun valmistukseen parhaiten soveltuvaa raaka-ainetta. Ruokohelpi osoittautui myös kestävimmäksi kasvilajiksi, jonka kuiva-ainesadot vakiintuivat ensimmäisen korjuuvuoden jälkeen noin 7 8 tonniksi hehtaarilta. Kun ruokohelpi korjataan keväällä, kylvöjen väli voi olla jopa kymmenen vuotta. Ruokohelven vuotuiset typpilannoitusmäärät vaihtelevat 50 100 kg N hehtaarilla. Markkinoilla olevia ruokohelven rehulajikkeita voidaan käyttää kuidun raaka-aineena ja ne menestyvät aina Pohjois-Suomea myöten. Parhaiten kevätkorjuuseen soveltuivat Palaton, Lara, Vantage ja Venture lajikkeet. Viljelyn lopettamisen jälkeen ruokohelpi ei jää pellolle rikkakasviksi, jos kasvusto hävitetään glyfosaatilla ja kynnetään syksyllä, ja parina seuraavana vuonna viljellään yksivuotisia kasveja esim. kevätviljaa. Heinäkasvien kivennäisaineiden pitoisuudet olivat suurempia kuin puuraaka-aineessa, mutta kuitupitoisuudet lähes samanlaisia. Ruokohelpiraaka-aineen laatuominaisuuksia voitiin parantaa korjaamalla kasvusto keväällä kuivana kuloheinänä, jolloin sadon vesipitoisuus on ainoastaan 10 15 %. Sellun valmistuksessa haitallisten kivennäisaineiden määrää voitiin vähentää käyttämällä ruokohelven keväällä kuloheinänä korjattua satoa, ja edelleen poistamalla kevätkorjatusta materiaalista lehtilavat, jotka sisälsivät eniten kivennäisaineita ja vähiten kuitua. Ruokohelven kasvinosista korsi sisälsi eniten kuitua ja vähiten kivennäisaineita ja se soveltuu siten parhaiten sellun valmistukseen. Kun uusi kasvilaji otetaan lyhyessä ajassa laaja-mittaiseen tuotantoon, se vaatii onnistuakseen laajoja tutkimuksia, jotka etenevät samaan aikaan koko tuotantoketjussa. Tämän tutkimuksen tulosten käyttökelpoisuus ja siten myös tutkimuksen onnistuminen punnitaan tulosten soveltamistilanteessa, kun ruokohelpeä viljellään suurilla pinta-aloilla ja saatu raaka-aine käytetään sellun valmistukseen.