Kosteikkokasveista uusia arvoketjuja: tutkimustarpeet ja kehittämismahdollisuudet.Tuula Jyske, tutkimuspäällikkö
•
0 gostou•311 visualizações
Mitä turpeen tilalle? -webinaari 10.2. klo 9–10.15. Miltä turpeen tulevaisuus näyttää? Miten turvetta voidaan korvata uusilla materiaaliratkaisuilla? Millaisia markkinoita ja kehittämistä tarvitaan?
Recomendados
Recomendados
Mais conteúdo relacionado
Mais procurados
Mais procurados (20)
Semelhante a Kosteikkokasveista uusia arvoketjuja: tutkimustarpeet ja kehittämismahdollisuudet.Tuula Jyske, tutkimuspäällikkö
Semelhante a Kosteikkokasveista uusia arvoketjuja: tutkimustarpeet ja kehittämismahdollisuudet.Tuula Jyske, tutkimuspäällikkö (20)
Mais de Natural Resources Institute Finland (Luke) / Luonnonvarakeskus (Luke)
Mais de Natural Resources Institute Finland (Luke) / Luonnonvarakeskus (Luke) (20)
Kosteikkokasveista uusia arvoketjuja: tutkimustarpeet ja kehittämismahdollisuudet.Tuula Jyske, tutkimuspäällikkö
- 1. 1 Kosteikkokasveista uusia arvoketjuja: tutkimustarpeet ja kehittämismahdollisuudet Tuula Jyske ja Hanna Brännström Luonnonvarakeskus Turve, Tiede ja Tulevaisuus Mitä turpeen tilalle? -webinaari 10.2.2022
- 2. 2 Esityksen tekijät: Jenni Tienaho, Niko Silvan, Leila Korpela, Antti Miettinen, Paula Jylhä, Hanna Brännström, Risto Korpinen, Juha Nikkilä, Tuula Larmola, Tuula Jyske, Jouni Hyvärinen, Anneli Viherä-Aarnio, Kimmo Rasa, Anuj Kumar, Kristiina Lång
- 3. 3 10.2.2022 Miksi edistää kosteikkokasvien viljelyä? • Aktiivinen turvetuotantopinta-ala 52 000 ha v. 2019 • Turvetuotannostavapautuuvuosittain tuhansia hehtaareja • Suonpohjien nopea siirto jälkikäyttöön • KHK-päästöt • Eroosio (vesistöjen ravinne- ja kiintoainekuormitus) • Kosteikkoviljely onyksi mahdollisuus tuotannosta vapautuvanturvesuon uudeksi käyttömuodoksi
- 4. 4 Kosteikkoviljelyn hyödyt: viljelijöistä yhteiskuntaan Kosteikkoviljely voi parhaimmillaan hyödyttää sekä viljelijää että koko yhteiskuntaa, koska kosteikkoviljely mahdollistaa samanaikaisesti mm. vetetyn turvemaan viljelyn ja ilmastohyötyjen tuottamisen: • Pohjaveden pinnan nosto hidastaa turpeen hajoamista ja vähentää hiilipäästöjä • Sanna Marinin hallitus on asettanut tavoitteeksi saada vähintään 30 000 hehtaarin pinta-ala kosteikkoviljelyyn (kostean alan viljelyyn) vuoteen 2030 mennessä Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022 Kuvat: KristiinaLång,Luke Energia Paju Osmankäämi Ruokohelpi Kasvualusta Ruokohelpi Järviruoko Osmankäämi Rakennus- materiaali Osmankäämi Hieskoivu Rehu/kuivike Ruokohelpi Osmankäämi Järviruoko Erikoistuotteet Marjat, Kihokki Koristekäyttö Biohiili,Nanomateriaalit
- 5. 5 10.2.2022 Kosteikkoviljelyyn soveltuvia kasveja • Osmankäämi: rakennus- ja tekstiilimateriaali, rehu- ja ravintokasvi, kasvualusta, rohdostee, biologinen kasvinsuojelu • Järviruoko: katto- ja eristemateriaali, bioenergia, kuivike, kasvualusta, maanparannusaine, rehu, sellu ja paperi • Ruokohelpi: bioenergia, kuitutuotteet, kuivike, kasvualusta • Pajut: bioenergia, arvoaineet, kuivikkeet, kasvualustat, rehut, biohiili, kuitutuotteet • Hieskoivu: rakennus- ja kuitumateriaalit • Rahkasammal: kasvualusta, kuivike, eristeet, akustiikkalevytjne. • Isokarpalo: ravinto, lääke • Mustamarja-aronia: ravinto, lääke • Kihokit: lääkkeet/rohdokset, sienitautien ja tuholaisten torjunta • Kalmojuuri: lääke • Raate: lääke • Mesiangervo: rohdos Naukkarinen, V. 2021. Kosteikkoviljelyn kasviopas. Baltic Sea Action Group 2021
- 6. 6 10.2.2022 Rahkasammal • Suuri markkinapotentiaali kehitettävien kasvualustamateriaalien ”priimaavana” komponenttina • Tietotarpeita: saatavuus ja kestävyys • Luonnontilaisen kaltaisten soiden rahkasammalen korjuu → rahkasammalbiomassan kasvatus: • metsäojitettuja soita vettämällä • turvetuotannosta vapautuneilla suonpohjilla viljelemällä (Sphagnum farming). https://valtioneuvosto.fi/-//1410903/sammalen-korjuun-ymparistovaikutukset- yhteistyoryhma-rahkasammalen-korjuu-ohjattava-ojitetuille-soille
- 7. 7 10.2.2022 Kihokki • Rahkasammalbiomassan korjuukohteet kihokille (rohtokasvi) sopivia • Kanerva (kauppayrtti, kukkivat versot) ja lakka (lehdet, esim. kosmetiikka) viihtyvät myös samantyyppisissä kohteissa (korjuusta 5 – 10 v.). 10.2. Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 Projekti: Innoherb - kihokista, lakasta ja kanervasta tulevaisuuden liiketoimintaa Pohjois-Satakuntaan (2020-2022), Korpela Leila, Silvan Niko, Tienaho Jenni
- 8. 8 Kihokin kasvu/viljely rahkasammalbiomassan korjuukohteilla Kihokki ja kanervarunsaimmillaan kohteilla, joilla rahkasammaleen korjuustaon suunnilleen 3–5 vuotta • Kihokin kasvuoptimi hieman märemmillä ja rehevämmillä, kanervan taas hieman karummilla ja kuivemmilla soilla • Kihokki runsastuu luonnostaan turvemaan omasta siemenpankista, kun kosteusolot tasaiset • Kihokin lisäys mahdollista siemenistä, kasvullisesti tai taimien siirtoistutuksella Innoherb - kihokista, lakasta ja kanervasta tulevaisuuden liiketoimintaa Pohjois-Satakuntaan (2020-2022), Korpela Leila, Silvan Niko, Tienaho Jenni
- 9. 9 10.2.2022 Luonnossa kasvanut kihokki laboratoriokasvatettua bioaktiivisempaa 0 1 2 3 4 5 6 7 14cm petri dish 125ml pot g Solukon kasvu 6 viikossa 0 weeks 6 weeks 2,5 g 6,1 g (250%) 1,2 g 5,7 g (468%) • Luonnossa kasvanutkihokki on ominaisuuksiltaan antioksidatiivisempaa [1], antibakteerisempaa [2] ja sisältää suurempia pitoisuuksia fenolisiayhdisteitä, kuten flavonoideja, ellagihappojohdannaisiaja naftokinoneita [1]. • Suuremmillapitoisuuksilla kumpikin osoitti aktiivisuutta enteroviruksia vastaan [1] [1] Tienaho, J., Reshamwala, D., Karonen, M., Silvan, N., Korpela, L., Marjomäki, V., Sarjala, T. (2021) Field-Grown and In Vitro Propagated Round-Leaved Sundew (Drosera rotundifolia L.) Show Differences in Metabolic Profiles and Biological Activities. Molecules 2021, 26, 3581. https://doi.org/10.3390/molecules26123581 [2] Poikulainen, E., Tienaho, J., Sarjala, T., Santala, V. (2020). A panel of bioluminescent whole-cell bacterial biosensors for the screening for new antibacterial substances from natural extracts. Journal of Microbiological Methods, 178, 106083. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2020.106083 Tutkimustyö jatkuu s.e. laboratoriossa kasvatetun kihokin ominaisuuksia yritetään parantaa esim. ravinnemuutoksilla. Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15
- 10. 10 10.2.2022 Ruokohelpi Kuituominaisuudet: • Pituus 0,7 mm • Paksuus 16 µm Selluloosa 35 % Hemiselluloosat 22 % Ligniini 14 % Uuteaineet 13 % Tuhka 2 % Proteiini 14 % Kemiallinen koostumus (%):
- 11. 11 10.2.2022 Järviruoko Selluloosa 33 % Hemiselluloosat 31 % Ligniini 21 % Uuteaineet 5 % Tuhka 5 % Proteiini 5 % Kuituominaisuudet: • Pituus 0,7 mm • Paksuus 15 µm • Verrattavissa lehtipuun kuituihin, mm. koivu • Voidaan käyttää esim. paperin valmistuksessa Kemiallinen koostumus (%):
- 12. 12 Esimerkkiprojekti: Kosteikkoviljelyllä ilmastollisesti kestävä ratkaisu kasvualustatuotantoon (KASVUA) • Järviruoko-ruokohelpikasvualustan ilmastovaikutuksetpellolta kasvihuoneisiin • Toimivuus kasvualustana • Koko tuotantoketju kasvualustatuottajan ja kasvihuoneyrittäjienkanssa • Tuotantoketjun talous ja kannustimet PI: Tuula Larmola https://youtu.be/5hcxfXDXNpo 10.2.2022 Kumppanit Kiteen Mato ja Multa Oy, Suomen ympäristökeskus, SYKE Viljelijäviljelee ruokohelpeä märällä pellolla Urakoitsijakorjaa ruokohelvenja järviruokoa vesistöistä Yritys perustaa auman yhteistyömaatilalle Yritys pakkaa ja myy tuotteet
- 13. 13 Kasvualustojen ominaisuuksia Vihanneslevy (Kekkilä Natural Control) Kompostoitu järviruoko+ruokohelpi (KMM) johtokyky mS/m 9.9 74.7 pH 6.8 6.5 Vesiliukoinen typpi kg/m3 0.02 0.24 Fosfori mg/l 0.95 160 Kalium mg/l 42 1200 Turve (Kekkilä) Kompostoitu järviruoko + ruokohelpi (KMM) Kuivapaino kg/m3 83.0 174.5 Kutistuminen % 26.0 28.2 Huokostilavuus % V/V 95.0 88.7 Ilmatila % 32.0 19.9 Helppokäyttöinen vesi % 24.0 21.9 Hitaan kasvun vesi % 39.0 46.9 Kiinteä aines % 5.0 11.3 Vedenotto g/g -10 cm 7.7 3.9 Vedenotto g/g -50 cm 4.7 2.7 Kompostoitu järviruoko- ja ruokohelpiseosalusta sisälsi runsaammin kasviravinteita kuin turvelevy, mutta seosalustan turvealustaa alempi ilmahuokostila rajoittaa kastelujärjestelyjä.
- 14. 14 Pajut biojalostuksessa: haasteita ja mahdollisuuksia 10.2.2022 Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 Grafiikka: Jouni Hyvärinen
- 15. 15 Tasalaatuista biohiiltä pajusta Tasalaatuista biohiiltä voidaan valmistaa valitsemalla tiettyjä kloonipajuviljelmiä sellaisiin loppukäyttöihin,jotka vaativat suhteellisen homogeenisia huokosominaisuuksia: • Bimodaalinen puun solukkorakenne määrittää huokosrakennetta myös biohiilessä • Kloonivaihtelu vaikuttaa biohiilen mikrometrimittakaavan huokoisuuteen • Pyrolyysi häivyttää raaka-aineessa havaitutrakenteelliset erot ja siirsi puunäytteiden selvästi bimodaalisia huokoskokojakaumiakohti pienempiä huokoskokoalueita • Kuituanalyysitekniikoita voitaisiin käyttää joidenkin biohiilen huokosten ominaisuuksien ennustamiseen. Biochar – a valuable and functional products from wood: https://www.youtube.com/watch?v=XYuvDOHpujw #ResearchHiglight
- 16. 16 Biokomposiitit – muovin korvaajia pajusta Biocomposites – promising alternative for plastics: https://www.youtube.com/watch?v=MwivfHVq1F8&feature=emb_title
- 17. 17 Antiviraalit ratkaisut pajusta Luken ja Jyväskylän yliopiston käynnissä olevissa yhteistutkimuksissa: • Pajun ainesosilla antimikrobisia toiminnallisuuksia • Luken eristämät pajutuotteet tehokkaita erilaisia vaipattomia ja vaipallisia viruksia vastaan; virukset menettävät infektoimiskykynsä • Nyt tutkitaan, miten tehtyjä löydöksiä voidaan hyödyntää kehitettäessä biopohjaisia antiviraalisia ratkaisuja kuluttajatuotteisiin, kuten erilaisiinpinnoitteisiin, suusuojaimiin ja pakkauksiin. Forest based antivirals solutions from Finnish forests: https://www.youtube.com/watch?v=u21YNQVtDPI #ResearchHighlight
- 18. 18 Kuivamassatuotoksen vaikutus suonpohjilla tuotetun pajuraaka-aineen vähimmäishintaan käyttöpaikalla 10.2.2022 Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 Korkokanta 3 % Korkokanta 5 % Korkokanta 1 %
- 20. 21 Pohjaveden pinnan nostaminen: vaatii investointeja ja työtä • Pohjaveden pinnan nostaminen on edullisempaaavo-ojiin sijoitetuilla säätöpadoilla kuin säätösalaojituksella ‐ Investointikustannus säätöpatoihinnoin 1 000 €/ha vs. investointikustannus säätösalaojitukseennoin 5 000 €/ha ‐ Turvemaatovat usein avo-ojitettuja ‐ Jotta investointi on taloudellisesti kannattava, pohjaveden pinnan täytyy luontaisesti nousta silloin kun avo-ojiin asennetaan säätöpadot • Pohjaveden korkeuden tarkkailu vaatii viljelijältä työtä ja ennakointia Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022 Kuva: Hanna Kekkonen, Luke
- 21. 22 Viljelytoimiin liittyy haasteita ja riskejä • Turvepellon märkänä pitäminen aiheuttaa haasteita viljelytoimiin → Koneilla liikkuminen vaikeutuu, jolloin työ on hitaampaa ja siten kalliimpaa → Tarvitaan joko märkiin olosuhteisiin suunniteltuja erikoiskoneita tai vähintään leveämpää rengastusta käytössä oleviin maatalouskoneisiin • Sadonkorjuun onnistumisen liittyy riskejä. Erittäin märkinä vuosina sato voi jäädä korjaamatta. Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022
- 22. 23 Logistiikka: korjuuketjut tehokkaammiksi • Kosteikkoviljellynsoveltuvat lohkot usein hajallaan, jolloin voi olla vaikea saada taloudellisesti kannattavaa korjuuketjua • Korjuuketjut ovat toistaiseksi kehittymättömiä Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022
- 23. 24 Kaskadiprosessointi: lisää kannattavuutta 10.2.2022 • Kuidut ja ruokomateriaalit • Hiilihydraatit, etenkin hemiselluloosa ja sen sovellukset • Uuteaineet: ‒ Uuteaineita n. 10%, pääosin hydrofiilisiä yhdisteitä ‒ Esim. ruokohelpi psykotrooppisia yhdisteitä/lääkeaineita ‒ Kirjallisuudessa puutteellisesti tietoa: tarkemmat karakterisoinnitkäynnissä Rasi, S., Kilpeläinen, P., Rasa, K., Korpinen, R., Raitanen, J.-E., Vainio, M., Kitunen, V., Pulkkinen, H., Jyske, T. 2019. Cascade processing of softwood bark with hot water extraction, pyrolysis and anaerobic digestion. Bioresource Technology 292: 7 p. Ruokomateriaalit biohybridi- tuotteissa: kuumavesiuutolla käsiteltyjä kuituja betonissa (vasen) ja lämpöeristeessä (oikea) lisäämässä lujuutta ja vähentämässä hiilijalanjälkeä. Kuvat: Anuj Kumar. Prosessien ketjutus – koko biomassa hyötykäyttöön, ei uusia jätevirtoja:
- 24. 25 Luken kaskadiprosessoinnin pilotointialustat: Bioruukki, Biopaja, FoodPilot, InsectLab 10.2.2022 Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 CO-INNOVATION! CO-CREATION!
- 25. 26 Markkinat ovat toistaiseksi kehittymättömät 1. Omalla tilalla hyödynnettävätkasvit kuten ruokohelpi rehuna tai kuivikkeena • Jos viljelijä tarvitsee omalla tilalla ruokohelpeä, niin miksi hän valitsisi vaikeamman tavan (kosteikkoviljely) tuottaa sitä? 2. Nykyisen viljelytavan korvaavatmassatuotantoon soveltuvat volyymikasvit kuten ruokohelpi • Esimerkiksi ruokohelpi ja järviruoko voisivat soveltua turvetta korvaavien kasvualustojen raaka-aineeksi, mutta on epävarmaa saako viljelijä kostealla alalla viljellystä ruokohelvestä (tai järviruo’osta) markkinoilta parempaa hintaa 3. Erikoiskasvit(kuten esim. karpalo, rahkasammal tai mesiangervo) • Näissä kasveissa suhteellinen kasvupotentiaali on suurin, mutta niin ovat myös viljelijälle tulevat riskitkin Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022
- 26. 27 Tukijärjestelmää on kehitettävä • Nykyinen tukijärjestelmä kannustaapitämään kaukana tilakeskuksesta olevia ja/tai huonotuottoisia turvepeltolohkojaluonnonhoitopeltoina - Kustannus kosteikkoviljelyyn siirtymiseen on suuri, koska viljelijä saa luonnonhoitopeltonurmesta kilpailukykyisen katetuoton • Kasvihuonekaasupäästövähennys ei ole toistaiseksi korvausperuste missään maataloustuessa • Uusia kosteikkoviljelyyn soveltuvia kasveja tulee saada tukikelpoisiksi kasveiksi, jos kosteikkoviljelyn halutaan yleistyvän - Tällä hetkellä tukikelpoisia kasveja ovat ruokohelpi1 ja lyhytkiertoinen energiapuu2 (paju, haapa, hybridihaapa ja poppeli) Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022 1. Perus- ja viherryttämistuki, nuoren viljelijän tuki (EU), luonnonhaittakorvaus, ympäristökorvaus, luomukorvaus (kuivike/rehu) 2. Perus- ja viherryttämistuki, nuoren viljelijän tuki (EU)
- 27. 28 RATU-hanke • Kosteikkoviljelyn kustannuksia ja kosteikkoviljelyn avulla saavutettavia kasvihuonekaasupäästövähennyksiä on tutkittu Rahanarvoisia vaihtoehtoja syväturpeisten viljelysmaiden käsittelyyn –hankkeessa • Hankkeessa tarkastellutkosteikkoviljelyyn soveltuvatkasvit olivat: • Rahkasammal, pohjaveden pinta keskimäärin 10 cm maanpinnan alapuolella • Karpalo, -”- • Ruokohelpi, pohjaveden pinta keskimäärin 30 cm maanpinnanalapuolella • Mesiangervo, -”- Ratkaisuja turvepeltojen kestävään käyttöön -webinaari 9.2.2022 CO2 Rahanarvoisia vaihtoehtoja syväturpeisten viljelysmaiden käsittelyyn (RATU)–projekti, EMR_Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelma 2014 – 2020 PI Marika Laurila, laskelmat Antti Miettinen, Kauko Koikkalainen, Marika Laurila ja Niko Silvan, Luke https://www.luke.fi/projektit/ratu/
- 28. 29 Laskelmaesimerkki: hyvin kuivatetulla pellolla viljelty rehukaura vs. kosteikkoviljelykasvit • Kosteikkoviljely vaatii lisää tukea (254–679 €/ha), jotta viljelijä pääsee samaan taloudelliseen tulokseen kuin rehukauran viljelyssä hyvin kuivatetulla pellolla • Päästövähennyksen kustannukset eivät kuitenkaan ole erityisen suuret (8–34 €/t CO2-ekv.), jos niitä verrataan päästöoikeuden hintaan EU:n päästökaupassa Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022 Rehukauravs. Lisätuen tarve (€/ha) Päästövähennys (t CO2-ekv./ha) Päästövähennyksen kustannus (€/t CO2-ekv.) Ruokohelpi 496 20 25 Karpalo 388 32 12 Rahkasammal 254 32 8 Mesiangervo 679 20 34
- 29. 30 10.2.2022 • Lajikkeiden jalostus: • Mm. pajun ilmastonkestävämmät lajikkeet pohjoisen Suomen olosuhteisiin • Kloonien raaka-aineominaisuuksien optimointi eri käyttötarkoituksiin • Kosteikkoviljelyyn parhaiten soveltuvat tuottoisat lajikkeet • Sopimukset viljelijöiden kanssa • Luomutuotanto • Hiilikompensaatiomallit • Kierrätyslannoitteet. Innovaatioiden mahdollistajat kosteikkokasvien viljelyssä
- 30. 31 Innovaatioiden mahdollistajat toimitusketjussa 10.2.2022 • Keskitetyt, riittävän laajat viljelmät lähellä jalostamoja • Teknologiset kehitysharppaukset: tehokkaat korjuu- ja toimitusketjut • Katkeamaton raaka-aineen saatavuus • Mahdollisuus prosessoida muita raaka-aineita biojalostamolla.
- 31. 32 Innovaatioiden mahdollistajat biojalostuksessa 10.2.2022 Biomassan kaskadiprosessointi hyödyntää raaka-aineen kokonaisvaltaisesti ja tuottaa lisäarvoa laajan tuotepaletin avulla: • biohiili, biopestisidit • antimikrobisetaineetja valmisteet • biovärit • elintarvike-ja rehuainesosat • hiilihydraatit, ligniinija muut hienokemikaalit • erikoiskuidut • turvetta korvaavat materiaaliratkaisutkuten eläinkuivikkeet. 10.2.2022
- 32. 33 Johtopäätöksiä • Kosteikkoviljely voi olla taloudellisesti kannattava vaihtoehto joillekin viljelijöille • Käytännössä viljelijä tarvitsee luotettavan ja varman ostajan, jotta hänen kannattaa tehdä pitkävaikutteisia investointeja ja opetella uusia kosteikkoviljelyynliittyviä viljelymenetelmiä • Kosteikkoviljelynkäynnistysvaiheessa tarvitaan yhteiskunnantukea – mahdollisesti myös vakiintuneen tuotannon aikana • Kosteikkoviljelynavulla saavutettavien päästövähennysten kustannukset eivät kuitenkaan ole mahdottoman suuria, jos niitä verrataan päästöoikeuden hintaan EU:n päästökaupassa • Kaskadiprosessointi ja koko korjuu- ja toimitusketjun kehittäminen edellytys biojalostamomittakaavan kannattavalla toiminnalle. Webinaari: Mitä turpeen tilalle? 10.2. klo 9–10.15 10.2.2022