Suomen ympäristöopisto Sykli on osana Oikeudenmukaisen siirtymän rahaston (JTF) hanketta Suoviljelystä uutta liiketoimintaa Kymenlaaksoon (SuoLiike) järjestänyt kasvihuonekaasututkimuksia entisellä turvetuotantoalueella Kouvolan Tyrrissä. Viljelykasvien vaikutusta suon hiilitaseeseen arvioidaan koko hankkeen ajan 1.3.2024 – 30.6.2026. Ensimmäisen kasvukauden välitulosten perusteella voidaan jo todeta, että biomassakasvien viljely on ilmastonäkökulmasta kannattavaa.
Kasvukaudella 2024 toteutettiin kaksi eri koeasetelmaa:
1. Seosviljely ja viljelemätön alue turvetuotantosuolla.
2. Seosviljely ja pelkkä järviruoko turvetuotantosuolla.
Seosviljelyllä tarkoitetaan tässä järviruo’on ja ruokohelpeen siemenseosta suoviljelyssä.
Kokeissa tutkittiin hiilidioksidin kiertoa automaattisilla kammiomenetelmillä, tuloksena hiilidioksidin nettovuo, eli kokonaisrespiraation (=maa- ja kasvihengitys) ja bruttofotosynteesin (hiilensidonta) erotus.
Ensimmäisessä koeasetelmassa pyrittiin todentamaan maksimaalinen hiilensidontapotentiaali, jossa kontrolliksi valittiin viljelemätön alue. Tuloksien voidaan todeta olleen odotuksen mukaisia, eli viljelykasvit vaikuttivat hiilitaseeseen positiivisesti. Yllättävää oli ehkä viljelemättömän alueen kevyehkö maahengitys ja toisaalta seoksella havaitut suurehkot erot yöllisen respiraation ja valoisan ajan bruttofotosynteesin välillä.
Toisessa koeasetelmassa vertailtiin järviruoko-ruokohelpiseoksen ja järviruo’on ilmastovaikutuksia. Tästä tutkimuksesta otanta kasvukaudelta 2024 on suppea ja koeasetelman on tarkoitus jatkua vuonna 2025, joten johtopäätöksiä tarkennetaan tämän koeasetelman osalta kasvukauden 2025 päättyessä, mutta tulosten perusteella voidaan jo tässä vaiheessa todeta, että kasvipeitteisyys on ilmaston kannalta parempi vaihtoehto kuin maaperä, jossa ei ole kasvillisuutta lainkaan.
Hiilidioksidin virtaus maaperän, kasvillisuuden ja ilmakehän välillä määrittelee hiilivuon
Hiilivuo tarkoittaa hiilidioksidin kulkeutumista kasvien kautta maaperään, ja edelleen maaperän, kasvillisuuden ja ilmakehän välillä. Hiilivuon yhtälöön vaikuttaa esimerkiksi hiilidioksidipitoisuuden muutos ajan kuluessa. Hiilivuon yksikkö on grammaa hiilidioksidia neliömetrillä tunnissa (g CO2 m-2 h-1).
Hiilidioksidin vapautuminen ilmakehään oli heikkoa ohutturpeisesta maaperästä.
Kun kammio suljetaan, hiilidioksidipitoisuus kammion sisäpuolella nousee tai laskee riippuen maaperän ja kasvillisuuden aktiivisuudesta. Laskeva hiilidioksidipitoisuus eli negatiivinen hiilivuo ilmaisee jo suoraan, että kasvillisuus yhteyttää eli sitoo hiilidioksidia pois ilmakehästä. Nouseva hiilidioksidipitoisuus eli positiivinen hiilivuo ilmaisee, että maaperä ja kasvillisuus vapauttaa hiilidioksidia ilmakehään. Yhteyttämiseen kasvi tarvitsee valoa, joten kasvillisuus sitoo hiilidioksidia ainoastaan valoisaan aikaan. Pimeällä hiilidioksidia vapautuu takaisin ilmakehään. Tästä syystä on tärkeää monitoroida sekä pimeän että valoisan ajan hiilivuo.
Kokonaisrespiraatio eli maaperän ja kasvillisuuden uloshengityksen osuus oli kasvukauden alussa seoskasvillisuudella voimakkaampaa kuin viljelemättömällä alueella. Tulkitsimme tämän johtuvan aktiivisemmasta mikrobitoiminnasta viljellyllä alueella. Trendi jatkui koko kasvukauden, mutta neljännen mittausvuorokauden jälkeen seoskasvillisuuden yhteyttäminen oli jo vapautumista voimakkaampaa ja nettovuo kääntyi negatiiviseksi. Syyskuun lopussa hiilensidonta oli jo todella voimakasta, enimmillään lähes 5 g neliöltä tunnissa. Viljelemättömällä alueella hiilidioksidia ei sitoutunut, mutta toisaalta vapautuminenkin oli koko kasvukauden ajan tasaisen heikkoa. Tätä selittänee turpeen ohut kerros, joka oli alueella vain noin 5–10 cm. Turvemaasta tai edes runsasmultaisesta maasta emme siis voi tässä tapauksessa puhua.
Automaattisen kammiomenetelmän voi ohjelmoida sulkeutumaan esimerkiksi puolen tunnin välein kolmeksi minuutiksi kerrallaan. Tällöin hiilivuotuloksia saavutetaan vuorokaudessa yhteensä 48. Yksittäisten tulosten perusteella voidaan laskea vuorokausikohtaiset hiilivuot, joiden perusteella voidaan arvioida kasvukauden tai vuoden hiilitase. Hiilitaseen mallintaminen on jätetty ainakin toistaiseksi tämän projektin ulkopuolelle, mutta jonkinlainen käsitys kasvukauden hiilitaseesta voidaan määrittää koeasetelman 1 tulosten perusteella.
Seoskasvillisuus sitoi ilmakehästä viljelemättömän alueen maahengityspäästöt
Koeasetelman 1 mittaukset aloitettiin pian siementen kylvämisen jälkeen kesäkuussa 2024. Mittauksia suoritettiin kahden viikon välein aina 24 tuntia kerrallaan kasvukauden loppuun eli lokakuuhun asti. Mittaustuloksia saatiin yhteensä kahdeksalta vuorokaudelta. Mittausvuorokausien aikana seosviljelmä toimi hiilinieluna ja viljelemätön alue päästön lähteenä.
Seoskasvillisuuden alueella mittausvuorokausien (8 vrk) aikainen hiilivuo oli yhteensä -12,5 g CO2 m-2. Viljelemättömällä alueella mittausvuorokausien (8 vrk) aikainen vuo oli 24,3 g CO2 m-2. Olosuhteet eivät ole koko kasvukauden ajan samankaltaiset kuin mittausvuorokausien aikana, mutta tulosten perusteella termisen kasvukauden (188 vrk) aikainen hiilivuo olisi seoskasvillisuuden alueella arviolta –293,75 g CO2 m-2. Viljelemättömällä alueella hiilivuo olisi kasvukaudella 2024 arviolta 582,8 g CO2 m-2. Kokonaisuudessaan seoskasvillisuuden hiilensidonta on onnistunut poistamaan moninkertaisesti sen määrän hiilidioksidia, jonka maahengitys on vapauttanut eli kasvin viljely on ollut tässä tapauksessa ilmastovaikutuksiltaan kannattavaa.
Vuonna 2025 arvioidaan biohiilisyötteiden vaikutusta turvetuotantosuon hiilitaseeseen
Vuonna 2025 tulemme jatkamaan seoskasvillisuuden ja järviruo’on ilmastovaikutusten arviointia ja edelleen keskinäistä vertailua. Myöhemmin tulemme arvioimaan lisätyn hiilen vaikutusta suon hiilitaseeseen perustamalla koeasetelmat kahdella erilaisella biohiilisyötteellä, mikäli biohiiltä on saatavilla. Biohiilen lisääminen turvetuotantosuolle jakaa mielipiteitä, mutta ehkä vuoden päästä saamme jo käsityksen sen vaikutuksesta viljelykasvien kasvuun ja hiilitaseeseen.
Tämä blogiteksti on osa Suon Reunalla -blogisarjaa, jota julkaistaan Suoviljelystä uutta liiketoimintaa Kymenlaaksoon – SuoLiike -hankkeen ajan. Hanketta rahoittaa Kymenlaakson liitto, Oikeudenmukaisen siirtymän rahasto (JTF).
Tämä blogiteksti on toinen osa Suon Reunalla -blogisarjaa. Blogisarjan ensimmäisen osan voit lukea tästä.
Blogitekstin kirjoittaja:
Jiri Luojukoski
asiantuntija, hiilineutraali kiertotalous- 044 491 6396
- jiri.luojukoski@sykli.fi