Biomassan tuottaminen kuidun ja energian raaka-aineeksi: Tutkimuksen loppuraportti, osa I: Ruokohelven jalostus ja viljely

Abstract

Tässä raportissa käsitellään ruokohelven jalostusta ja viljelyä. Asiaa on selvitetty MTT:ssa vuonna 1996 käynnistyneessä tutkimuksessa, jonka nimi on Biomassan tuottaminen kuidun ja energian raaka-aineeksi sekä aiemmissa biomassa- ja agrokuitututkimuksissa. Näiden tutkimusten tavoitteena on ollut kehittää ruokohelvestä (Phalaris arundinacea L.) Suomen oloihin soveltuva viljelykasvi, jota paperiteollisuus ja energialaitokset voisivat käyttää raaka-aineekseen. Jalostustutkimuksen laaja ja monipuolinen jalostusaineisto koostui eri puolilta Suomea kerätyistä ruokohelven luonnonpopulaatioista sekä ulkomaisista linjoista ja lajikkeista. Jalostusaineistosta korjatun sadon määrä, kortisuus ja kuitupitoisuus vaihteli. Tämä osoittaa, että ruokohelvestä voidaan jalostaa energian ja sellun raaka-aineeksi soveltuvia lajikkeita. Myös synteettinen ruokohelpilajike voitaneen muodostaa muutaman vuoden kuluessa. Viljelytutkimusten mukaan ruokohelpi on kylvettävä Etelä-Suomessa viimeistään kesäkuun viimeisellä viikolla, pohjoisempana vielä aikaisemmin. Riviväli on 12,5 senttimetriä, eikä suojaviljan kylvöä suositella. Mikäli ruokohelpi niitetään kylvövuonna, vahingoittuu kasvusto niin, ettei se kasva kunnolla seuraavana vuonna. Satoa ruokohelpi tuottaa vähintään yhdeksän vuotta, jos se korjataan keväällä kuloheinänä. Ensimmäisen satovuoden jälkeen koesadot olivat 6 8 t/ha. Suurin sato saadaan, kun kasvusto korjataan aikaisin keväällä, matalaan sänkeen. Leikkuukorkeuden nosto viidestä sentistä 10 senttiin aiheutti kokeessa jopa 25 %:n sadon menetyksen. Glyfosaattikäsittely, onnistunut syyskyntö ja yksivuotisen kasvin viljely vähintään kahtena vuonna ruokohelven viljelyn lopettamisen jälkeen varmistavat, että ruokohelpi ei jää rikkakasviksi pelloille. Ruokohelven rehulajikkeiden satoisuutta ja kuituominaisuuksia tutkittiin seitsemällä koepaikalla (Jokioinen, Ylistaro, Laukaa, Tohmajärvi, Ruukki, Sotkamo, Rovaniemi). Parhaiten menestyivät lajikkeet Palaton, Lara, Vantage ja Venture. Eniten sellukuitua saatiin ruokohelven korsista, vähiten lehtilavoista. Kokonaisista kasveista valmistettu sellu muistutti sekä määrältään että laadultaan eniten korsista valmistettua sellua. Sellun laatua voitaisiin parantaa poistamalla kevätkorjatuista kasveista lehtilavat, jolloin myös satotappiot jäisivät melko pieniksi. Ruokohelven siementuotanto on mahdollista Suomessa, mutta siemensato, siemenkoko ja itävyys vaihtelevat suuresti riippuen kasvuston iästä. Ensimmäisen ja toisen vuoden kasvustot tuottivat parhaan siemensadon (86 304 kg/ha). Palaton-lajikkeen neljän vuoden keskimääräinen siemensato oli ainoastaan 100 kg/ha ja siementuotanto-ominaisuudet muuntelivat paljon. Parhaina satovuosina Palatonin optimaalinen korjuuajankohta oli 15 päivää kukinnan päättymisestä. Varastointikokeessa ruokohelven siemen (Venture-lajike) säilyi itämiskykyisenä 19 kuukautta. Varastointi yli 10 kk ja säilytys lämpimässä (+20 ºC) nopeuttivat siementen itämistä idätystestin ensimmäisen viikon aikana. Ravinnetaloustutkimusten mukaan ruokohelven lannoitustarve on pieni, koska sadon mukana poistuu vain vähän ravinteita. Lisäksi juurakko varastoi ravinteita seuraavalle kasvukaudelle. Vähätyppisellä savimaalla ruokohelpi tarvitsee selvästi enemmän lannoitetta kuin multa- ja turvemaalla, missä se pystyy käyttämään tehokkaasti maasta vapautuvaa typpeä. Kaupallisten lannoitteiden lisäksi tuhka ja jätevesiliete soveltuvat ruokohelven ravinnelähteeksi. Ruokohelpinurmelta huuhtoutui ravinteita yhtä paljon kuin rehunurmelta. Pitkäaikaisessa viljelyssä (10 vuotta) ravinteita huuhtoutuu todennäköisesti vähemmän kuin rehunurmelta. Ruokohelven viljelyssä käytöstä poistetuilla turvesoilla voidaan viljelmän perustamisvaiheessa käyttää maanparannusaineena joko perinteisiä kalkkikivijauheita tai terästeollisuudesta saatavaa kuonaa ja puun tuhkaa. Fosfori- ja kaliumlannoitus kannattaa turvesoilla tehdä vuosittain, sillä ns. varastolannoitus lisää ravinteiden huuhtoutumisriskiä. Typpilannoitukseksi riittää 60 kg/ha. Viljelymenetelmä- ja ravinnetasetutkimusten perusteella ruokohelven lannoitukseksi suositellaan viljelyksen perustamisvaiheessa 40 kg typpeä, 20 kg fosforia ja 40 kg kaliumia hehtaarille viljavilla mailla (viljavuusluokka tyydyttävä). Seuraavina vuosina 50 kg/ha typpeä, 10 kg/ha fosforia ja 30 kg/ha kaliumia riittävät lannoitukseksi karkeilla kivennäismailla ja eloperäisillä mailla. Jos ruokohelpeä viljellään savimailla, satovuosina typpeä annetaan 70 100 kg/ha. Viljeltäessä ruokohelpeä energiakäyttöön orgaaniset lannoitteet ja lannoittaminen joka toinen vuosi ovat todennäköisesti taloudellisimpia lannoitustapoja. Kirjoittajat: SAHRAMAA, M., HÖMMÖ, L., PAHKALA, K., MELA, T., MIETTINEN, E., PARTALA, A., ISOLAHTI, M.