2 KIRJALLISUUS
2.1 Tuhkan käytön lainsäädäntö 6
2.1.1 ETA-sopimuksen vaikutus tuhkan käyttöön 7
2.1.2 Euroopan Unioni ja tuhka 8
2.1.3 Tuhkan rekisteröinti 8
2.1.4 Raskasmetallit rajoittaa 9
2.2 Arvokas lannoite ja maanparannusaine 10
2.2.1 Pääravinteita useita 10
2.2.2 Fosfori (P) 10
2.2.3 Kalium (K) 11
2.2.4 Kalkitusaine 13
2.2.5 Hivenaineet 14
2.3 Puutarha ja tuhka 16
2.4 Tuhka kasvinsuojelijana 17
2.5 Tuhka lumenpoistajana 17
2.6 Kuljetus ja levitys 18
2.1 Tuhkan käytön lainsäädäntö
Kaskikaudella tuhkalla oli merkittävä osa viljojen ja nauriiden ravinnelähteenä. Tuolloin kasvava metsä ensin kuivatettiin ja sitten poltettiin, samalla myös aluskasvillisuus paloi ja vapautti ravinteet kasvien käyttöön. Kaskenpolton jälkeen aluetta viljeltiin 2-3 vuotta ilman lannoitusta. Kaskiviljelyyn otettiin tavallisesti lehtipuuvaltainen etelärinne, joka polton jälkeen kynnettiin ja sitten kylvettiin, tavallisimmin rukiiksi. Muita viljelykasveja olivat nauris, ohra, kaura ja vähäisemmässä määrin tattaria ja pellavaa. Viljelyn loputtua alue muuttui ahoksi, josta saatiin heinää tai käytettiin karjan laitumena. Jos aho metsittyi, se saatettiin kasketa uudelleen tai jätettiin metsää kasvamaan. Kaskenpoltto, jota v:n 1739 asetus salli harjoitettavan vapaasti runsasmetsäisissä maakunnissa, oli peltoviljelyn rinnalla merkittävää vielä 1700-luvulla Savossa ja Pohjois-Karjalassa. Lopullisesti kaskeamisen syrjäyttivät vasta metsien arvon kasvu ja asutuksen tiheneminen. (Suomalainen tietosanakirja 4 1990, 95.)
Lämpölaitoksilla on ongelmia tuhkan lopullisessa sijoittamisessa, tiukentuneet ympäristölupavaatimukset velvoittavat hakemaan tuhkalle vaihtoehtoisia käyttökohteita. Kaatopaikalle toimitettuna jätemaksu on 150- 200 mk/t. Omat kaatopaikat eivät saa enää helposti lupia ja niille on luvassa 90 mk/t jätevero. Jonkin verran ympäristölupia lämpölaitokset ovat saanet tuhkan loppusijoitukselle jätealtaiden tiivistysmateriaaliksi. (Lintinen 1998) Rakeistamalla sitä on voitu levittää metsiin, metsän kasvua parantamaan. Levitys on metsäkäytössä kuitenkin hankaluutena (Hakkila 1984, 4-7.) Metsään levitettävälle tuhkalle ei tarvita tuoteselostetta. (KTTK)
Suomessa arvioidaan syntyvän vuodessa peltokäyttöön soveltuvaa tuhkaa 60 000 000 kg. Tämä määrä riittäisi 10 000 ha kalkitustarpeen tyydyttämiseen. Fosforin louhintaa, tuhkan täysimääräinen käyttö peltoviljelyyn vähentäisi 600 000kg/v. Fosforin louhinnasta syntyy kuonaa 4000 kg/fosforikilo (Spoof 2000) eli vuositasolla syntyy 2 400 000 000 kg kuonaa, jonka kertymistä voitaisiin vähentää tuhkan käytöllä. Tuhkan hyödynnettävyys on ympäristökysymys myöskin tätä taustaa vasten tarkasteltuna.
2.1.1 ETA- sopimuksen vaikutus tuhkan käyttöön
Ennen ETA- sopimusta, joka tehtiin vuonna 1993 tuhkankäytölle ei ollut juuri mitään rajoituksia, vaan sitä käytettiin ilman raskasmetallien pelkoa suuriakin määriä, myöskin pelloille. Kun tuhkaa pystyi levittämään ja kuljettamaan tilan omalla kalustolla, niin hinta ei muodostunut rajoittavaksi tekijäksi. Kuljetusmatka traktorikalustolla määräsi usein kuinka paljon tuhkaa isännät jaksoivat kuljettaa ja levittää pelloillensa. Myöskään pakolliset tutkimukset eivät rasittaneet viljelijän kukkaroa, ympäristötukiehdoista puhumattakaan (Lauronen 1997.)
Hallituksen esitys uudeksi jätelaiksi annettiin Suomen eduskunnalle 14.5.1993. Laki on tarkoitus saattaa voimaan asetuksella yhtäaikaisesti ETA-sopimuksen kanssa. Jätelain mukaan tuhka on jätettä, mutta jäteasetusehdotuksen 1§:n neljännen kohdan nojalla, jätelain säännöksistä ei sovelleta jätelupaa koskevia säännöksiä jätevesi- ja sakokaivolietteeseen, tuhkaan ja kuonaan eikä lantaan ja virtsaan silloin, kun niitä hyödynnetään maanparannusaineina tai lannoitteena maa –ja metsätaloudessa. Näin ollen tuhka, joka käytetään pellolle ei ole jätelain mukaista jätettä vaan maanparannusainetta. (Työryhmän muistio. MMM 1993)
Takavuosina lämpölaitokset itse ohjasivat tuhkan sen käyttäjille. Kun 1993 Suomi liittyi ETA:an, tuhkat tulivat lannoitelain alaisiksi ja niillä tuli olla tuoteseloste, että lämpölaitos voisi luovuttaa niitä peltokäyttöön vastikkeen kanssa tai ilman. Tämä selvitti sen, oliko tuhkasta otettu raskasmetallinäytteet, joiden mukaan käyttö pystyttiin määrittelemään. Lannoiterekisteriä ylläpitää KTTK:n maatalous-kemianosasto. (KTTK)
ETA-sopimuksen vuoksi tuhkien käyttö peltoviljelyksille loppui lähes kokonaan. Lämpölaitokset eivät olleet halukkaita rekisteröimään tuhkiaan. Kadmiumrajaksi määrättiin
3 mg/kg, mikä pudotti monet tuhkat pois peltokäytöstä. Polttotekniikan parantuessa ovat myös kadmium määrät tuhkissa pienentyneet. 1960- ja 1980-luvun kokeissa esim. kuorituhkan keskimääräinen kadmiumpitoisuus oli ollut n. 4 mg/kg (Saarela 1987, 179-185). Nykyisin puhtaissa havupuun kuorituhkissa on vaihteluväli 0,6-2 mg/kg (Liitteet 1 ja 2). Huomattavaa on se, että koivupuun kuorta raaka-aineena käyttävien lämpölaitoksien kadmiumpitoisuudet liikkuvat 10-20 mg/kg välillä. Metsään levitettävälle tuhkalle ei tuoteselostetta tarvita eikä myöskään viherrakentamiseen käytetylle tuhkalle. (KTTK)
2.1.2 Euroopan unioni ja tuhka
Suomen liittyminen EU:iin v. 1995 ei tuonut tuhkien osalta muutoksia sallittuihin raskasmetallimääriin. EU:ssa ei lannoitteiden kadmiumille ole raja-arvoja (Heinonen 1999). Euroopassa käytettyjen lannoitteiden keskimääräinen kadmiumpitoisuus on 138 milligrammaa. Suomen nykyinen lannoitteiden kadmiumpitoisuus on keskimäärin 2,5 milligrammaa fosforikiloa kohti. Liittymisneuvotteluissa Suomi kuitenkin sai kadmiumille poikkeuksen, joka sallii 50 milligrammaa fosforikilossa. (Kulmala 2000, 12.14.).
Euroopan unioniin liittymisen vuoksi Suomen tukipolitiikka muuttui täysin, mm. ympäristötuki tuli kansallisena tukimuotona käyttöön. Ympäristötukeen liittyneiden viljelijöiden peltojen vuosittainen fosforikertymä on tiukasti rajattu, myös tuhkat sisältävät fosforia. Niiden liukoisuusprosenttia ei MMM selvästi ilmoittanut alkuvuosina, tämä puolestaan vaikeutti tuhkien järkevää käyttöä. Ympäristötukitarkastukset arveluttivat maanviljelijöitä, fosforin käyttö on yksi ympäristötukiehto. Turpeen tuhka tuli EU:n liittymisen myötä kielletyksi luomutuotannossa, koska turvetta ei Euroopan Unionissa katsota uusiutuvaksi luonnonvaraksi. (KTTK 1999)
2.1.3 Tuhkan rekisteröinti
Lannoitelaki, joka on annettu 26.2.1993 (232/93) määrittelee tuhkat lannoitteeksi. Näin ollen myöskin lämpölaitokset, jotka luovuttavat tuhkaa peltokäyttöön joutuvat ilmoittautumaan lannoiterekisteriin (KTTK). Jos yhtiön toimialaan kuuluu toimia myös lannoitteiden valmistajana ei tästä ole sen suurempaa haittaa. Useimmilla sahoilla ja lämpölaitoksilla yhtiöjärjestykseen ei kuulu toimia lannoitteidentuottajina, eli se vaatisi yhtiöjärjestyksen muuttamista. Tämä toimenpide on kuitenkin niin monimutkainen, etteivät lämpövoimalat ryhdy siihen helposti (Ellonen 1998.)
Tuhkan rekisteröinnin voi hoitaa siten, että maanviljelijä ottaa tuhkan hallintaansa, vastaa lannoitelain vaatimista tutkimuksista, rekisteröinnistä, tuhkan markkinoinnista sekä oikeista käyttömääristä. Maanviljelijän toimialaan katsotaan voivan kuulua toimia myös lannoitteenvalmistajana, joka onkin luonnollista etenkin karjatiloilla. Lämpölaitos toimii vain raaka-aineen tuottajana ja vastaa siitä, että peltokäyttöön sopimaton tuhkajäte, esim. öljynpoltosta syntynyt tuhka, ja luomuviljelyssä kielletty turpeen tuhka läjitetään eri kasaan. Tuhkan vastaanottaja hoitaa tuhkan tuotteistamisen, laatii tuoteselostuksen ja vastaa lannoitelain vaatimista tarkistusmaksuista sekä tuhkan oikeista käyttömääristä. (KTTK)
2.1.5 Raskasmetalli rajoittaa
KTTK valvoo lannoitelain puitteissa tuhkien raskasmetallimääriä. Kadmiumia (Cd) saavat tuhkat, niin kuin muutkin maanparannusaineiksi luokiteltavat aineet, sisältää korkeintaan 3,0 mg/kg, elohopeaa 2,0 mg/kg, nikkeliä 100 mg/kg, ja lyijyä 150 mg/kg. Luomuviljelyyn käytettävällä tuhkalla raskasmetalli rajat ovat tiukemmat kadmium 3.0 mg/kg, elohopea 1.0 mg/kg, nikkeli 100 mg/kg ja lyijy 100 mg/kg. (KTTK)
Yleensä kadmium on tuhkien käyttöä rajoittava raskasmetalli. Saarela (1987, 179-185) on kuitenkin tutkimuksissaan havainnut riittävän kuumennuksen poistavan haitallista kadmiumia. Rainio (1997) on havainnut kosteiden tuhkien kadmium määrät alhaisemmaksi kuin kuivien tuhkien. Koivunkuorta polttavien lämpölaitoksien tuhkat sisältävät yleensä kadmiumia huomattavasti enemmän kuin havupuunkuorta raaka-aineena käyttävien lämpölaitoksien. Hehtaaria kohden kadmiumrasitus ei saa nousta tavanomaisessa viljelyssä yli 3 g/v, ja luomuviljelyssä raja on 1,5 g/v (KTTK).
2.2 Arvokas lannoite ja maanparannusaine
2.2.1 Pääravinteita useita
Tuhkan tiedetään sisältävän useita arvokkaita pääravinteita, ja vieläpä varsin ihanteellisessa suhteessa. Typpeä tuhkat eivät sisällä lainkaan, vaan se poistuu savukaasujen mukana typpioksidina ilmaan. Tuhkat sisältävät ravinteista fosforia, kaliumia, mangaania, magnesiumia, rikkiä, sinkkiä, kalsiumia, booria, kobolttia, kuparia sekä pienempiä määriä myös muita hivenaineita (Seuri 1990, Taulukot 1 ja 4). Voimaloiden kuorituhkat on Saarela (1987, 22-24) todennut laihemmiksi kuin pienemmistä lämpökeskuksista saadut puuntuhkat.
2.2.2 Fosfori (P)
Fosforia (P) tuhkat sisältävät hyvinkin suuria määriä, tämä on merkittävää etenkin luomutuotannossa, jossa fosforia ei voida lisätä keinolannoitteena. Puutuhkan käyttö on sallittu myös luomutuotannossa. Fosfori on heti typen jälkeen merkittävin pääravinne kasveille. Turpeen poltosta syntynyttä tuhkaa ei voida käyttää luomutuotannossa, koska EU:ssa turvetta ei katsota uusiutuvaksi luonnonvaraksi (KTTK 1999).
Tuhkan fosfori (P) on kuitenkin yleensä kaikkein heikoimmin kasvien käytössä, olkituhkan fosfori on suhteellisesti kaikkein liukoisinta (Seuri 1990). Samanlaiseen päätelmään on myös päätynyt Saarela (1987, 22-24), joka viittaa myös samanlaiseen havaintoon viime vuosisadan alussa kirjoitettujen oppikirjojen kanssa: ”Puun ja kuorentuhkan fosfori osoittautui vaikealiukoiseksi, mutta oljentuhkan fosfori helppo liukoisemmaksi. Kivennäismailla pH:n nostaminen noin seitsemään edistäisi maan omien fosforivarastojen hyödyntämistä.”
Saarela (1987, 22-24) on myös todennut tuhkan olleen tehokkaampi fosforiluvun kohottaja savimaalla kuin vastaava määrä fosforia sisältänyt annos superfosfaattia, koska tuhka paransi fosforin liukoisuutta nostamalla pH-lukua.
Sallittuja fosforilannoitteita luomutuotannossa on tuhkan lisäksi mm. apatiitti, jota louhitaan Siilinjärven louhokselta (Seuri 1990). Tonni apatiittia sisältää 140 kg fosforia, mutta siitä vain 14 kg on kasveille käyttökelpoisessa muodossa (MMM) ja sekin kompostoinnin kautta (Pulkkinen 1997), suoraan peltoon levitettynä kasvit pystyvät käyttämään vain noin 5-7 kg (Hartikainen 1998).
1960- luvulla tehdyissä kokeissa verratessa niitä viime vuosina tehtyihin kokeisiin, on huomattava se seikka, että polttotekniikan kehittyessä myös tuhkien laatu on parantunut. Takavuosina saattoi tuhka sisältää hiiltä (palamatonta puuainesta) niin paljon, että varsinaista tuhkaa oli vain 15-20% (Saarela 1987, 179-185). Fosforin osuus vaihtelee eri puulajien ja kuorien tuhkista riippuen 1-6 % (Taulukko 1).
Maan fosforitilan ylläpitäjänä tuhka oli tehokas, vaikkakin sen vaikealiukoisen fosforin välitön vaikutus oli superfosfaattiin verrattuna huono. Suuriakaan tuhkamääriä käytettäessä ei vuotuista fosforilannoitusta ole syytä jättää pois, jollei maan fosforitila ole vähintään tyydyttävässä luokassa. Lannoitefosforin määrää voidaan vähentää useampana vuonna. Kivennäismaan pH:n nostaminen tuhkalla seitsemään näyttäisi edulliselta. Multamaalla tuhka suurensi valkuaissatoja, tämä osoitti tuhkan nopeuttaneen typen vapautumista maan eloperäisestä aineksesta vilkastuttamalla maan biologista aktiivisuutta. (Saarela 1985, 60)
Useimmissa tapauksissa raskasmetallit rajoittavat tuhkien käyttöä, mutta korkeimmilla määrillä fosfori saattaa tulla rajoittavaksi tekijäksi. Tuhkien fosforille ei MMM ole antanut ohjetta siitä, kuinka paljon sen sisältämästä fosforista on liukoisessa muodossa, kuten karjanlannalle ja tuomaskuonille tämä prosentti on määrätty (Ympäristötuki ohjeet 1995). Wallenius (1998) kehotti laittamaan kaiken fosforin (P) kirjanpidossa liukoiseksi, niin ei ainakaan mitään sanktiota voi tulla ympäristötuessa. Viljelysuunnittelu ohjelmantekijät pitävät oikeana 50 %:a (Viljavuuspalvelu, 1999). Toisaalta TE- keskukset eivät ota huomioon tukitarkastuksissa tuhkista tulevaa fosforia, vaan se katsotaan kalkitusaineeksi (Järvinen 2000). Viimeisin kanta on tällainen; kalkitusaineiden sisältämiä vähäisiä ravinnepitoisuuksia ei tarvitse ottaa huomioon (MMM 2001).
2.2.3 Kalium (K)
Muista pääravinteista tuhkat sisältävät huomattavia määriä kaliumia (K). Kaliumin ravinnepitoisuus vaihtelee tutkimuksien mukaan enemmän kuin fosforin. Tonni tuhkaa sisältää kaliumia 6 – 34kg (Taulukko 1, Liite 3). Kasveille käyttökelpoisten ravinteiden määrät poikkeavat eri tuhkissa, laihempien tuhkien ravinteiden liukoisuus on huonompi kuin parempien tuhkien. Vesikuljetuksen (tukkiuitto) ja vesivarastonnin aikana helpommin ravinteista huuhtoutuvat kalium ja vaikeimmin kalsium. (Saarela 1987, 179-185.)
Jokioisissa vuosina 1982-84 suoritetuissa kenttäkokeissa MTTK:n lämpökeskuksenhakkeen tuhka ei korvannut ohralla savimaan kalisuolaa, vaikka tuhkassa tuli kaliumia jopa 1260 kg/ha. (Saarela 1987, 22-24)
Eri polttoaineiden tuhkien vaikutusta kasvien kasvuun on tutkittu neljällä astiakokeella ja kahdella kenttäkokeilla vuosina 1980-1986. Astiakokeisiin valittiin happamia, niukkaravinteisia maita, jotta tuhkien monipuolinen maanparannus- ja lannoitusvaikutus olisi ilmennyt koekasvien kasvussa. Tuhkia verrattiin kalkkiin ja helppoliukoisiin P- ja K-lannoitteisiin. Heikossa kasvukunnossa olleilla mailla saavutettu hyvä kasvu osoitti tuhkien olevan potentiaalisesti arvokkaita materiaaleja kasvintuotannossa. Eri tuhkalajien vaihteleva koostumus tulisi kuitenkin ottaa käyttökohteiden ja -määrien sekä tarvittavien täydennyslannoituksen suunnittelussa huomioon. (Saarela 1989, 121- 132)
Taulukko 1. Pääravinteiden osuus vastakaadetun pienpuun ja tukkipuun kuoren tuhkasta (Hakkila).
P K Ca Mg
Osuus puhtaasta tuhkasta, %
Pienikokoinen lehtipuu 2-6 15-22 19-22 3-5
Pienikokoinen havupuu 2-3 11-23 22-25 3-5
Koivutukkipuu kuori tuoreena 2-3 7-9 28-31 3
Havutukkipuun kuori tuoreena 1-3 6-9 30-33 2-3
2.2.4 Kalkitusaine
Puhtaiden puu- ja kuorituhkien tuhkien kalkitusvaikutus on kalkkikivijauheen veroista, muiden tuhkien kalkitusvaikutus on selvästi huonompi (Seuri 1990). Kuiva, täysin palanut tuhka on kalkitusvaikutukseltaan vähintään kalkkikiven veroista. Hiilipitoiset kuorentuhkat olivat heikompia, mutta varsinaisen tuhkan osalta vähintään yhtä tehokkaita kuin kalkkikivi. Turpeen ja kivihiilentuhka näyttävät olevan n. kymmenen kertaa heikompia kuin kalkkikivijauhe (Saarela 1987,179-185). Turpeen ja kivihiilen tuhkat ovat varsin laihoja ja niitä onkin kylvettävä kymmenkertainen määrä, mikä ei enää ole taloudellisesti kannattavaa, koska tuhkien kuljetus- ja levityskustannukset ovat kalliimpia kuin kalkin (Mustonen 2001, 8-11). Oljentuhkat ovat kalkitusvaikutukseltaan huonoja (Taulukko 2 Hadders 1996).
Taulukko 2. Eri kasvien oljenkorsista syntyvän tuhkan ravintoaineet (Hadders 1996)
Vehnä ohra Ruis Rapsi
Fosfori 1,3 1,7 1,6 2,1
Kalium 12,1 15,4 20,8 15,8
Kalsium 6,3 8,5 10,5 19,5
Magnesium 0,8 0,6 1,2 1,7
Neutralointikyky 10,2 17,4 21,3 32.0
Hiiltä (palamaton) 11,4 15,0 10,8 8,9
Koska nopeasti vaikuttava neutralointikyky on tuhkilla suuri, on sen käyttö huonoille pelloille ja raiviolle suositeltavaa. Tuhkan nopea neutralointikyky perustuu sen hienojakoisuuteen, joten se sulaa nopeasti (Luukkonen 1997). Tuhkat pystyvät kohottamaan pH:ta yli 7, jonka ylittäminen tavallisella kalkilla ei helposti onnistu (Hartikainen 1998), tällöin maan omat fosforivarastot ovat liukoisemmassa muodossa ja kasvien käytössä (Saarela 1987, 22-24).
Tutkimusasemilla tehdyissä kokeissa todettiin että kalkki ja varsinkin tuhka nostivat apilan valkuaispitoisuutta ja satoa. Apila viihtyi jo, kun maan 5 cm:n pintakerroksen pH oli saatettu riittävän korkeaksi, pohjakerros sai olla hapankin. Kalkitus nosti jonkin verran sadon magnesiumpitoisuutta ja alensi sen kaliumpitoisuutta. Kalsium ja fosforipitoisuuteen oli näillä käsittelyillä hyvin pieni vaikutus. (Taulukko 3)
Tuhka ja kalkitus kokeissa käsittelyt lisäsivät merkittävästi maan kalsium- ja magnesiumpitoisuutta. Kalkitus alensi viljavuustutkimuksissa kalilukua. Apilan kuiva-aine satoon vaikutti ratkaisevasti maan happamuus ennen käsittelyä. Happamassa maassa (pH 5) ei apila juuri kasvanut. Kaikki käsittelyt, jopa pintakalkituskin, lisäsivät satoa merkittävästi. Sen sijaan niissä paikoissa , joissa maan pH oli vähintään 5.7, ei millään kalkkimäärillä saatu sadonlisäystä. Päinvastoin aivan pinnalle annettu kalkki aikaansai selvän sadonalennuksen ensimmäisenä satovuonna, mutta se tasaantui jo seuraavana vuonna. Tuhkan vaikutus oli useimmissa tapauksissa hieman edullisempi kuin dolomiittikalkin. ( Taulukko 3)
Tutkimusasemilla 1960-luvulta lähtien suoritetuissa lukuisissa tuhkakalkituskokeissa, tuhkat ovat tuottaneet aina vähintään kalkitusvaikutustaan vastaavia sadonlisäyksiä. Tuhkat soveltuvat käytettäväksi parhaiten kalkin tapaan. Tulokset viittaavat selvästi siihen, että tuhkalla voidaan kalkita maata ravinnetasapainon järkkymättä voimakkaammin kuin kalkilla. (Saarela 1987, 22-24)
Taulukko 3 Eri tutkimusasemilla tehdyt kokeet dolomiittikalkilla ja kuorituhkalla.
Mittaukset tehty kolmen vuoden kuluttua levityksestä.
(Huokuna, Hiivola, Simojoki & Ettala 1988, 117-124)
Vaikutukset pH- yksikköä.
Pintakerroksen syvyys sekoitettu 0-5 cm 5-10 cm 10-20cm
Pintaan levitetty
Dolomiittikalkki 0,3 0,3 0,1 0,4
Kuorituhka 0,4 0,4 0,1 0,7
Hämeessä ja lähimaakunnissa suoritetuissa tuhkakalkituskokeissa, normaalin lannoituksen ohella annettu puuntuhka lisäsi ensimmäisenä vuonna viljan jyväsatoa ( seitsemän koetta) 270 kg/ha, kalkkikivijauhe 180 kg/ha, ja turpeen tuhka 90 kg/ha. (Saarela 1987, 179-185)
2.2.5 Hivenaineet
Hivenaineista tuhka sisältää merkittäviä määriä mangaania, lähes yhtä paljon kuin fosforia. Kuitenkaan mangaanista ei ole haittaa kasveille tuhkan käytössä, koska se on emäksisessä ympäristössä. Tuhkat sisältävät myös kuparia, booria, kobolttia, sinkkiä, molybdeeniä ja rikkiä. (Taulukko 4) Molybdeeni ja koboltti on välttämättömiä aineita biologisen typen sidonnan toiminnan takia (Seuri 1990).
Taulukko 4. Eräitten alkuaineiden osuus vastakaadetusta pienpuusta tehdyn polttorangan tuhkasta (Hakkila).
Alkuaine
Puulaji P K Ca Mg Mn Fe Zn S B Cu Osuus tuhkasta, %
Koivu 4,3 16,4 20,8 4,1 1,1 0,6 0,5 1,8 0,05 0,04
Leppä 5,8 19,3 19,3 2,9 0,7 0,6 0,3 2,3 0,05 0,05
Haapa 1,9 21,4 20,9 3,2 0,5 0,5 0,2 1,8 0,06 0,03
Kuusi 2,7 12,3 24,5 3,0 3,3 0,7 0,3 1,3 0,05 0,04
Mänty 2,2 11,5 22,2 5,1 2,1 0,7 0,2 2,8 0,05 0,03
Vaikka tuhkien kuparisisältö on merkittävä kasveille, niiden sisältämä kuparipitoisuus se ei kuitenkaan riitä parantamaan maan kuparitilaa. Samankaltainen on tilanne myös molybdeenin osalta, mutta tämän hivenravinteen saantia tuhka parantaa välillisesti nostamalla maan pH-lukua. Myrkyllisin tuhkien sisältämistä hivenaineista kasveille on boori, joka rajoittaa kivihiilentuhkan käyttöä kasvualustana. (Saarela 1987, 22-24)
Hivenravinteista puu- ja kuorituhkat sisältävät mangaania miltei yhtä paljon kuin fosforiakin. Voimakkaasti kalkituilla mailla (pH yli 6,5) saattaa esiintyä mangaanin puutetta. Kasvien tarpeeseen verrattuna ylimäärinä tulevan mangaanin ei ole todettu haittaavan kasvien kasvua, koska maan pH-lukua kohottava tuhka vähentää tämän ravinteen liukoisuutta maassa. (Seuri 1990)
Vuonna 1986 tutkittiin runsaasti mangaania sisältävää kuoren tuhkaa mangaanilannoitteena ylikalkitulla (pH 7,6) hietamaalla. Tuhka lievensi kauran mangaanipuutosta, mutta ei ollut yhtä tehokasta kuin vesiliukoinen mangaanilannoite mangaanosulfaatti, joka lisäsi jyväsatoa kahdella tonnilla hehtaaria kohti. ( Saarela 1987, 179-185)
Pohjois-Savon tutkimusaseman vuonna 1986 perustamassa tuhkakalkituskokeessa hietamaalla vertailuaineena käytetty dolomiittikalkki (10 t/ha) aiheutti ohraan mangaanin puutoksen. Oraan Mn-pitoisuus laski tällöin neljästätoista yhdeksään milligrammaan kilossa kuiva-ainetta ja ohran jyväsato väheni n. 20 %. Turpeen ja puun sekatuhkaa käytettäessä (10-40 t/ha) mangaanipitoisuus ei laskenut ja sato suureni keskimäärin 14 % (Saarela 1987, 22-24). Vaikka kuorituhkan kalkitusvaikutus ei ole puuntuhkan luokkaa, on se erityisen arvokas ja rikas hivenainepaketti. (Simojoki 1981) Maatalouden tutkimuskeskuksen Etelä-Savon koeaseman vertailevissa tutkimuksissa kuorituhkalannoitus paransi merkittävästi apilan kasvua erityisesti hivenaineitten puutteesta ja happamuudesta kärsivillä mailla (Huokuna, ym 1988,117-124).
2.3 Puutarha ja tuhka
Puutarhassa käytettävälle tuhkalle sovelletaan samanlaisia säännöksiä kuin pelloille käytettävää tuhkalle. Puutarhassakin tuhka soveltuu parhaiten happamille maille. Happamuus onkin kotipuutarhassa yleinen haittatekijä, sillä suurin osa vihanneksista, omenapuista ja marjoista kasvaa mieluiten melko neutraalissa maassa eli pH:ssa 6-7. On kuitenkin muistettava, että happamia maita suosivia kasveja löytyy myös, kuten alppiruusu, hortensiat ja kanervakasvit. Niiden lannoitukseen tuhka ei sovellu. Myös perunalle tuhkaa käytetään säästeliäästi, sillä maan pH:n kohoaminen merkitsee perunaruven lisääntymistä. (Ylätalo 1984, 15)
Vihannes-, marja- ja omenatarhan maanparannukseen ja lannoitukseen käytettävissä oleva puun– ja kuorituhka kannattaa käyttää ensiksi. Jos tuhkaa ei alueelle ole levitetty viimeiseen viiteen vuoteen, tuhkaa voidaan antaa ensimmäisellä kerralla 15-20 kg/a eli 3-4 ämpärillistä kuivaa tuhkaa. Vuosittain annettuna nämä määrät ovat liian suuria, marja ja hedelmätarhalle riittää 5-7 kg/a. Vihannesmaalle vastaavat määrät ovat 10-12 kg/a. Paitsi hyötykasveille tuhka soveltuu mainiosti myös pihan koristekasveille; puille, pensaille ja nurmikoille 15-20 kg 3-5 vuoden välein (Ylätalo 1984, 15). Puutarhan peruskalkitukseen 50 kg tuhkaa aarille ensimmäisellä kerralla, ylläpitokalkitukseen käytetään noin 5-15 kg aarille (Omavarainen maatalous 1989, 8). Tuhkat soveltuvat myös kloorinaroille kasveille. Toistuva runsas tuhkan käyttö puutarhassa on kuitenkin kadmiumin takia arveluttavaa. (Saarela 1987, 22-24)
Tuhkan sisältämät ravinteet riittävät hyvin poistamaan puutarhasta mm. magnesiumin, raudan, kalsiumin ja mangaanin puutteen. (Taulukko 5)
Taulukko 5 Tuhkan sisältämät ravinteet prosentteina kuiva-aineesta keskimäärin. Vertailuna Puutarhan Y-lannos 1 (Ylätalo, M. 1984)
Typpi
N Fosfori
P Kali-um K Kalsi-um Ca Magne-sium Mg Rauta
Fe Manga-ani Mn Kupari
Cu Boori
B
Koivutuhka – 2 6 31 5 1,0 2,3 0,02 0,03
Haketuhka – 2 7 26 4 0,8 1,5 0,02 0,03
Kuorituhka – 1 2 30 1,5 1,5 1,5 0,02 0,02
Turvetuhka – 1 1 5 1 5,0 0,1 0,01 0,001
Puutarhan
Y-lannos 1 10 4 17 1 2,5 0,1 0,7 0,4 0,15
2.4 Tuhka kasvinsuojelijana
Eräs vanhimpia viljelykasveja, jota suomalaiset kasvattivat, oli kaskinauris. Sen siemenet kylvettiin tuhkaan heti kaskeamisen jälkeen. Sadosta tuli yleensä runsas ja nauriit olivat kaikin puolin terveitä, sillä tuhka ehkäisi tuholaisten leviämistä, eikä nauriissa esiintynyt myöskään möhöjuurta. Tuhkaa saatiin paitsi kaskeamalla, myös polttamalla keväisin risuja ja nauriit ja lantut kylvettiin sitten risukasojen tuhkalla höystettyyn maahan. Vanhan tiedon mukaan koivuntuhka oli kaikkein parasta. Ilmeisesti näiden vanhojen kokemusten perusteella tuhkaa alettiin käyttää myös muille hyötykasveille. (Alanko 1995, 36)
Tuhkaa käytettiin kasvimailla, jota kylvettiin ennen siementen kylvöä ja sen jälkeen jopa useampaan kertaan. Tuhka voitiin levittää myös myöhemmin aamukasteen aikana, jolloin se tarttui hyvin lehtiin. Maanparannusaine kylvettiin käsin tai laitettiin harvaan kangaspussiin ja tupsuteltiin kasveille. Tuhkaa ripoteltiin myös vakoon ja päällimmäiseksi saatettiin laittaa hiekkaa ja havuja; ilmeisesti tarkoituksena oli hajulla harhauttaa tuholaisia. Jo vanhat taiat neuvoivat näin: Kaalimadolle otetaan kolme kertaa hiilihiilloksesta tuhkaa, pannaan seulaan ja ripotellaan matojen päälle. (Alanko 1995, 36)
Maatalouden tutkimuskeskuksessa tutkittiin 1970-luvulla tuhkan käyttöä kasvinsuojeluaineena, ja siitä saatiin hyviä tuloksia. Huomattiin, että tuhka suojaa kasvien lehtiä tuholaisilta yhtä hyvin kuin varsinaiset kasvinsuojeluaineetkin. Tuhka ei tapa hyönteisiä, vaan estää niitä syömästä kasvia. Tuhkakäsittely pitää uusia aina sateen jälkeen (Alanko 1995, 36).
Tuhkaa voidaan levittää ristikukkaisten sirkkataimille kirppojen karkottamiseksi. (Markkula 1999, 66) Puuntuhka siroteltuna porkkanariveihin vähensi suomalaisissa kokeissa porkkanakärpäsen munintaa selvästi. (Rajala 1995, 179)
2.5 Tuhka lumen poistajana
Tuhkankäyttöä peltoviljelyssä voidaan myöskin hyödyntää lumen poistoon pelloilta (Hartikainen 1998). Kun musta tuhka saadaan levitettyä lumenpinnalle, tarttuu auringonvalo siihen ja nopeuttaa lumien sulamista. Parhaissa tapauksissa kasvukaudelle saadaan pituutta lisää 4-9 päivää. Erikoisviljelyssä tällä on merkittävä taloudellinen asema, mm varhaisperunan- ja kevätvehnän viljelyssä, joka on Pohjois-Karjalan korkeudella saatava kylvettyä toukokuun ensimmäisellä viikolla, että esim. kevätvehnästä saataisiin markkinakelpoista viljaa (Koivukangas 2001).
2.6 Kuljetus ja levitys
Tuhkan kuljetuksessa ongelmia aiheutuu sen pölyämisestä ja keveydestä. Pölyämistä voidaan ehkäistä kastelemalla sitä 10- 20 %. Rakeistaminen helpottaa tuhkan käsittelyä, mutta samalla heikentää tuhkan vaikutusta. Tuhkankäsittely olisi helpointa kuonaksi sulatettuna. (Saarela 1987, 179-185)
Hengityselimistöön ja iholle joutuva pöly altistaa työntekijät raskasmetalleille ja saattaa vaarantaa työntekijöiden terveyden. Tämä estää käsilevityksen. Konelevityksessäkin on huolehdittava asianmukaisesta ohjaamon suojauksesta. 10- 20 %:n kosteus vähentää merkittävästi tuhkan pölyämistä. Tuhkan hyödyntämistä vaikeuttaa useissa voimaloissa käytössä oleva jäähdytysjärjestelmä, jossa tuhka sammutetaan runsaalla vedellä. Toisaalta sammuttamaton kuuma tuhka aiheuttaa ongelmia kuljetuksessa ja palovaarariski kasvaa välivarastoinnin aikana. Tuhkan rakeistamisella pystyttäisiin ongelmia vähentämään, mutta toistaiseksi se on liian kallista. (Hakkila 1984, 4-7)
Tavallisesti irtotuhkan pölyäminen estetään kostuttamalla se ruuvikuljettimessa. Irtotuhkan käsittely on likaista ja pölyistä. Talvella kostea tuhka paakkuuntuu, mikä vaikeuttaa lastausta ja levitystä. Ruotsissa on kokeiltu tuhkan kovettamista levyiksi, jotka murskataan ja seulotaan levityskelpoiseksi. Märkätuhka voidaan pelletöidä matriisipuristimessa eri sidosaineiden kanssa, tämä kuitenkin kuluttaa paljon energiaa ja laitteisto kuluu. Kevyen ja tilaa vievän kuivan irtotuhkan kuljettaminen keskitettyyn rakeistuslaitokseen nostaa kuitenkin lopputuotteen hinnan liian korkeaksi. (Rautanen 1996, 38)
Kiuruveden ja Rantasalmen kunnissa oli tuhkankäyttöä pelloille tuettu kunnan toimesta vuosina 1981-1983. Happamuuden poistoon ja hivenainelannoitukseen tarkoitettu tuhka rahdattiin Kajaani Oy:n höyryvoimalaitokselta. Peltoon levitettynä kokonaiskustannukseksi tuli 125-135 mk/t. Kuljetus tapahtui kuorma-autolla ja levitys maataloustraktorin vetämällä kalkinlevitysvaunulla. Kunnat olivat tukeneet kokeilua 30 %:lla kokonaiskustannuksista (Hakkila 1984, 4-7). Rautasen (1996) mukaan tuhkankäytön kokeilut loppuvat 1980-luvulla irtotuhkan teknisiin ja pölyn aiheuttamiin terveydellisiin ongelmiin.