BioBoost-hankkeessa toteutettiin kesällä 2025 ruukkumittakaavan kasvatuskokeet kahdella erilaisella energiantuotannossa syntyvällä tuhkalla: arina- ja lentotuhkalla. Ruukkumittakaavan kokeen tarkoituksena oli tutkia kahden eri sivuvirtana syntyvän tuhkan vaikutusta puuntaimiin, hieskoivuun ja mäntyyn, kolmella eri annostuksella verrattuna kontrolliin sekä verrata tutkittavia tuhkia keskenään.
Hankkeessa tehdyn kirjallisuusselvityksen perusteella tuhkalannoitusta käytetään pääasiassa turvemailla ja sitä voidaan käyttää myös kivennäismaiden lannoitukseen, joissa typpeä on riittävästi tai yhdessä typpilannoituksen kanssa. Tuhkan tiedetään vähentävän kasvualustan happamuutta, jolloin turpeessa olevat ravinteet tulevat paremmin puiden käytettäväksi. Turvemailla on luonnostaan paljon typpeä, mutta heikosti fosforia ja kaliumia, näin ollen tuhkalannoitteen sisältämä fosfori ja kalium tasapainottavat turvemaiden ravinnetaloutta, minkä seurauksena maassa oleva typpi tulee puustolle käytettäväksi ja näin puuston kasvu lisääntyy. (Metsä Group 2022, Tapio 2023)
Tuhkan laatuvaatimukset lannoitevalmisteissa
Lannoitevalmisteissa ainesosana käytettävän tuhkan on täytettävä Maa- ja metsätalousministeriön lannoitevalmiste 964/2023 asetuksen ainesosaluokkakohtaiset vaatimukset ja siitä valmistettujen lannoitevalmisteiden tuoteluokkakohtaiset vaatimukset. Tuhka kuuluu ainesosaluokkaan 8. tuhkat ja kuonat ja sen tulee mm. alittaa seuraavassa taulukossa 1 esitetyt enimmäispitoisuudet.
Taulukko 1. Ainesosaluokan 8. enimmäispitoisuudet
| Aine tai yhdiste | Enimmäispitoisuus mg/kg ka. |
| Kromi | 400 |
| Vanadiini | 600 |
| PAH16 | 6 |
Mikäli tuhkasta valmistettaisiin lannoitevalmisteita metsänhoitoon, kuuluisi nämä lannoitevalmisteet tuoteluokkaan 1C3 metsätuhkalannoitteet, jolla tarkoitetaan metsätaloudessa käytettävää ainesosaluokan 8 mukaista tuhkaa, jonka ravinnepitoisuudet ovat vähintään kaliumia 2,0 m-% ja fosforia 0,8 m-%. Lisäksi metsätuhkalannoitteen tulee alittaa seuraavassa taulukossa 2 esitetyt enimmäispitoisuudet.
Taulukko 2. Tuoteluokan 1C3 enimmäispitoisuudet
| Alkuaine | Enimmäispitoisuus mg/kg ka. |
| Arseeni | 40 |
| Elohopea | 1 |
| Kadmium | 25 |
| Kromi | 300 |
| Kupari | 600 |
| Lyijy | 150 |
| Nikkeli | 120 |
| Sinkki1) | 4 500 |
| 1) Sinkin enimmäispitoisuuden ylitys on sallittu ainoastaan silloin kun sinkin puute on kasvustosta todettu joko maaperä-, lehti- tai neulasanalyysillä. Tällöin maksimimäärä saa olla enintään 6 000 mg/kg ka. | |
Puuntaimien kasvatuskokeen toteutus
Kirjallisuusselvityksen mukaan turvemaa tarvitsee vähintään 80 kg kaliumia ja 40 kg fosforia hehtaarille, jolloin metsään levitettävä tuhkamäärä riippuu tuhkan ravinnepitoisuudesta (Metsälehti 2022). Tutkittavia lannoitevalmisteasetuksen raja-arvot täyttäviä tuhkia tutkittiin kolmella eri annostuksella, jotka suhteutettiin metsämittakaavasta ruukkumittakaavaan. Annostuksista ensimmäinen 2 500 kg/ha oli hieman alle tai juuri vähimmäisvaatimuksen täyttävä, toinen annostus 5 000 kg/ha oli taas selkeästi vähimmäisvaatimuksen täyttävä ja kolmas annostus reilusti yli vähimmäisvaatimuksen (taulukko 3). Ruukkumittakaavassa annostukset olivat 5,03 g/ruukku, 10,05 g/ruukku ja 15,08 g /ruukku.
Taulukko 3. Kokeessa käytetyt tuhkien annostukset.
| Annostus metsämittakaavassa: | K (kg/ha) | P (kg/ha) |
| Arinatuhka, 2 500 kg/ha | 115 | 44 |
| Lentotuhka, 2 500 kg/ha | 108 | 33 |
| Arinatuhka, 5 000 kg/ha | 230 | 89 |
| Lentotuhka, 5 000 kg/ha | 215 | 65 |
| Arinatuhka, 7 500 kg/ha | 345 | 133 |
| Lentotuhka, 7 500 kg/ha | 323 | 98 |
| Vähimmäisvaatimus: | 80 | 40 |
Kasvualustana kokeessa toimi multamaa/metsäsaraturve, jota kuvaillaan korkean typpipitoisuuden omaavaksi. Tutkittavat tuhkat sekoitettiin perusteellisesti kasvualustaan annostusten mukaisesti, jonka jälkeen sekoitus jaettiin ruukkuihin, koe toteutettiin kolmella rinnakkaisella ruukulla. Tämän jälkeen ruukkuihin istutettiin puuntaimet, jotka olivat 1-vuotiaita pakkastaimia. Ruukut sijoitettiin puulavojen päälle Bio- ja kiertotalouden tutkimusalan kasvihuoneen läheisyyteen ja niiden paikat satunnaistettiin (kuva 1). Kesän aikana puuntaimien kokoa (pituus) mitattiin ja ulkonäköä seurattiin säännöllisesti.
Kasvatuskokeen tulokset ja johtopäätökset tuhkan vaikutuksesta
Ulkonäöllisesti silmämääräisesti arvioitaessa puuntaimissa ei juurikaan ollut eroavaisuuksia kesän päätteeksi (kuva 2). Hieskoivujen kohdalla syksyä lähestyessä osa lehdistä luonnollisesti kellastui ja lehtien väri haalistui. Hieskoivun lehdissä havaittiin myös hyönteisten vahingoittamia alueita. Mäntyjen osalta alimmat neulaset muuttuivat ruskeiksi ja tippuivat osasta taimista pois, muutoin väri säilyi tumman vihreänä.
Alla olevassa kuvassa 3 on esitettynä puuntaimien keskiarvoinen pituuskasvu (cm) kesän aikana (3.6.2025-17.9.2025) ja pituuskasvun keskihajonta. Kuvasta huomataan, että hieskoivun kohdalla (vihreät palkit) tuhkan lisääminen kasvualustaan molempien tuhkien ja jokaisen annostuksen kohdalla paransi taimien pituuskasvua verrattaessa tuloksia kontrolliin. Arinatuhkan kohdalla pituuskasvu verrattuna kontrolliin oli suurinta annostuksella 7,5 tn/ha ja pienintä annostuksella 5 tn/ha. Lentotuhkan kohdalla pituuskasvussa ei juurikaan ollut eroa eri annostusten välillä. Männyn kohdalla (oranssit palkit) tuhkan lisääminen kasvualustaan ei lisännyt puuntaimien pituuskasvua muun kuin lentotuhkan kohdalla annostukselle 7,5 tn/ha verrattaessa tuloksia kontrolliin. Männyn pituuskasvu oli hieman alhaisempaa pienemmillä 2,5 tn/ha ja 5 tn/ha tuhka annostuksilla molempien tuhkien kohdalla verrattaessa tuloksia kontrolliin. Tuloksista on myös huomattavissa se, että pituuden muutoksen keskihajonta molempien puulajien sekä tuhkien kohdalla oli melko suurta.
Kesän kestäneen kokeen perusteella arina- ja lentotuhkalla koivun kohdalla ei juurikaan ollut eroavaisuutta tarkasteltaessa puiden pituuskasvua verrattuna kontrolliin, suurin muutos hieskoivun kasvussa saavutettiin arinatuhkalla 7,5 tn/ha annostuksella. Muutos oli kuitenkin vain hieman suurempi, kuin lentotuhkalla vastaavalla annostuksella. Männyn kohdalla tuhkien välillä ei myöskään juurikaan ollut havaittavissa suurta eroavaisuutta. Tuhkan lisäys ei lisännyt puiden pituuskasvua muun kuin lentotuhkan annostuksella 7,5 tn/ha, jolla kasvun lisäys oli kuitenkin hyvin pientä. Tuloksista voidaankin päätellä, että kyseisten arina- ja lentotuhkan välillä ei juurikaan ollut eroavaisuutta puiden pituuskasvua tarkasteltaessa, vaikka arinatuhkan (K: 4,6 % P: 1,8 %) ravinnepitoisuus oli hieman parempi kuin lentotuhkan (K: 4,3 % P: 1,3 %). Kun vertaillaan tuhkien eri annostuksia toisiinsa, huomataan, että molempien puulajien kohdalla eri annostuksilla ei loppujen lopuksi ollut suurta eroavaisuutta. Hyvinkin vastaavia tuloksia saavutettiin sekä 2,5 tn/ha, kuin 7,5 tn/ha annostuksilla etenkin hieskoivun kohdalla. Männyn kohdalla voidaan huomata pientä eroa arinatuhkan kohdalla eri annostusten välillä.
Lyhyen kasvatuskokeen perusteella hieskoivun ja männyn vasteessa tuhkalisäykseen oli selkeästi eroa. Hieskoivun pituuskasvussa oli havaittavissa kasvua molemmilla tuhkilla, jokaisella annostuksella verrattaessa kontrolliin, kun taas männyllä positiivinen vaikutus pituuskasvuun oli havaittavissa vain lentotuhkan 7,5 tn/ha annostuksella. Esimerkiksi Ots, Tilk ja Aguraijuja (2017) huomasivat vastaavan ilmiön heidän tutkimuksessaan, jossa rauduskoivulla todettiin olevan parempi vaste tuhkalisäykseen, kuin männyllä. Myös Rütting et al. (2014) havaitsivat tutkimuksessaan, että tuhka lisäys ei vaikuttanut männyn kasvutekijöihin, kuten pituuteen ensimmäisen viiden vuoden aikana.
Kasvualustana kokeessa käytettiin multamaata/metsäsaraturvetta, joka luokitellaan hyväksi viljelysmaaksi. Kokeen aikana kasvualusta pysyi melko kosteana jopa märkänä suurimman osan ajasta, sillä puuntaimia ei ollut suojattu sateilta katoksella, jonka vuoksi ruukkujen alustoihin kertyi vettä. Kasvualusta ja sen kosteus saattoi vaikuttaa myös puiden kasvuun, sillä mänty soveltuu Metsänhoidon suositusten mukaan turvemaiden metsityksessä etenkin hiekkapohjaisille suonpohjille ja huonosti viljaville turvemaille, kun taas hieskoivu soveltuu viljaville suonpohjille, etenkin jos alueella on märkyyttä.
Tuloksista on myös nähtävissä, että pituuskasvun keskihajonnat olivat melko suuria. Tämä saattoi johtua puiden yksilöllisistä eroavaisuuksista sekä siitä, ettei pientä määrää tuhkaa saatu sekoitettua ruukutusvaiheessa tasaisesti kasvualustaan, sillä keskihajonnat hieman pienenivät suurimmilla annostuksilla. Tulosten tulkinnassa tulee myös ottaa huomioon se, että koe kesti vajaat neljä kuukautta ja jotta tuhkan pidempiaikaisista vaikutuksista saataisiin lisätietoa, tulisi seurantaa jatkaa jopa useamman vuoden ajan.
Savonia-ammattikorkeakoulun ja Itä-Suomen yliopiston toteuttama BioBoost-hanke on EU:n osarahoittama, jota on rahoitettu Oikeudenmukaisen siirtymän rahastosta (JTF). Rahoituksen on myöntänyt Pohjois-Savon liitto.
Lähteet:
Metsä Group, 2022. Tuhkalannoitus voitti ojituksen. https://www.metsagroup.com/fi/puunhankinta/uutiset-ja-julkaisut/artikkelit/tuhkalannoitus-voitti-ojituksen/
Metsälehti, 2022. Tuhkassa ja tuhkassa on eroa. https://www.metsalehti.fi/artikkelit/metsanhoito-tuhkassa-ja-tuhkassa-on-eroa/#5ce94b72
Metsänhoidon suositukset. Turvemaiden metsitys. https://metsanhoidonsuositukset.fi/fi/toimenpiteet/turvemaiden-metsankasvatus/toteutus
MMM (Maa- ja metsätalousministeriö). 2023. Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteista 964/2023.
Ots, K., Tilk, M. & Aguraijuja, K. 2017. The effect of oil shale ash and mixtures of wood ash and oil shale ash on the above- and belowground biomass formation of Silver birch and Scots pine seedlings on a cutaway peatland. Ecological Engineering. Volume 108 doi: 10.1016/j.ecoleng.2017.09.002.
Tapio, 2023. Suometsien tuhkalannoitus lisää puuston kasvua ja hiilensidontaa. https://tapio.fi/blogit/suometsien-tuhkalannoitus-lisaa-puuston-kasvua-ja-hiilensidontaa/
Rütting, T., Björk, R.G., Meyer, A., Klemedtsson, L. & U. Sikström. 2014. Reduced global warming potential after wood ash application in drained northern peatland forests. Forest Ecology and Management. Volume. 328. doi: 10.1016/j.foreco.2014.05.033.
Kirjoittajat:
Eevi Minkkinen, tutkimusinsinööri, Savonia-ammattikorkeakoulu
Elisa Saari, testausinsinööri, Savonia-ammattikorkeakoulu
Tiina Kemppainen, tekninen asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu
Miika Virtanen, projektiasiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu