Rahkasammalseminaari
Aika: 20.11.2018 klo 12-16
Paikka: Tieteiden talo, huone 505, Kirkkokatu 6, Helsinki
Tulokahvi: 12.00 – 12.30
Seinaarin puheenjohtaja: Professori Erkki Kemppainen
Klo
12.30 MMT Niko Silvan, LUKE: Sammalen nosto ja suon uudistuminen
13.00 MMM Juha Näkkilä, LUKE: Kasvihuonekasvien kasvu sammalalustassa
13.30 MMT Liisa Särkkä, LUKE: Kiinteä sammalalusta kasvihuonekasvien kasvatuksessa
14.00 MMM Antti Kämäräinen: HY, Rahkasammalkasvualustan vedenpidätysominaisuuksia
14.30 Professori Risto Tahvonen: Rahkasammalen fungistaattisuus
15.00 TkT Petri Konttinen, Novarbo Oy: Sammalesta moderni kasvualusta, Mosswool.
15.30 Loppukeskustelu
Rahkasammal kasvien kasvualustana pähkinänkuoressa
Elävästä rahkasammalesta valmistettu kasvien kasvualusta on ensimmäinen täysin uusiutuva, fysikaalisilta ja biologisilta ominaisuuksiltaan ihanteellinen kasvien kasvualustan raaka-aine, josta voidaan muokata kaikkiin kasvatustarpeisiin tarvittavat kasvualustat. Sammalen sadonkorjuu suolta ei hävitä suota, vaan se jatkaa kasvuaan uuteen satoon 20-30 vuodessa.
Suomen n. 10 miljoonasta suohehtaarista on sammalen tuotantoon soveltuvia ns. kitusoita 280 000 ha, miltä alalta voidaan ikuisesti tuottaa uudistuvaa rahkaa joka vuosi laskennallisesti n. 20 miljoonaa kuutiometriä kasvualustaa ilman soiden häviämistä, merkittäviä vesistö- ja ilmastopäästöjä. Pieni osa tästä laskennallisesta potentiaalista riittää kotimaan tarpeisiin ja loppuosa tuotannosta soveltuu laajamittaiseen vientiin niin perinteisinä kasvualustoina kuin valmiina erikoistuotteina.
Sammalen fysikaaliset ja biologiset ominaisuudet ovat kokonaisuudessaan poikkeukselliset kasvualustana verrattuna mihinkään muuhun kasvualustaan: vesi-ilmatilan suhde sekä veden pidätystekniikka on ideaalinen kasvien kasvulle, sammalen biologiset ominaisuudet haitallisten kasvitautien ja homeiden torjunnassa ovat yllättäneet täysin kokeneenkin tutkijan. Tautien eston tehokkuus voidaan moninkertaistaa sammalen erikoiskäsittelyllä, jolloin käsitellystä sammalesta voidaan valmistaa mielenkiintoisia ja arvokkaita erikoistuotteita. Sammalen fysikaalisen rakenteen kestävyys on parempi kuin esimerkiksi turpeen ja kivivillan. Sammalta voidaan käyttää eri karkeusasteina kuten perinteistä kasvuturvetta, sekoitteena muissa alustoissa parantamaan alustan fysikaalisia ominaisuuksia ja lisäämään alustan taudinestovaikutusta ja rakenteen pysyvyyttä. Sammalesta voidaan tehdä vaahtorainauksella eri kokoisia paakkuja ja kasvulevyjä kaikkiin viljelyteknisiin sovelluksiin kivivillan tavoin. Käytön jälkeen sammal on erinomainen maanparannusaine pelloille ja viherrakentamiseen tai kuivattuna energian tuotantoon.
Tänään esitettäviin tutkimuksiin on käytetty MTT:n, METLA:n, VTT:n ja nykyisen LUKE:n omien panostuksien lisäksi n. miljoona euroa projektirahoitusta lähteinä Suoviljelysyhdistys ry, Maiju ja Yrjö Rikalan puutarhasäätiö ry, MMM ja TEKES. Tutkimuksista on tehty 4 patentti- tai keksintöilmoitusta suojaamaan keskeiset kaupalliset sovellukset.
Risto Tahvonen
MMT Niko Silvan, LUKE
Rahkasammaleen korjuu ja suon uusiutuminen korjuun jälkeen
Rahkasammalet ovat uusiutuvan kasvualustamateriaalin tuoton kannalta kiinnostava suokasvilajiryhmä nopean uusiutuvuutensa takia; suokasvillisuuden leviämisen korjatulle alueelle ja hiilen sidonnan käynnistymisen tiedetään tutkimustemme perusteella alkavan jo hyvin varhaisessa vaiheessa korjuun jälkeen, alle viidessä vuodessa. Korjuualueiden kasvillisuus alkoi monesti palautua jo ensimmäisen korjuun jälkeisen kasvukauden kuluessa; sekä korjuussa pintakerroksen alle jääneestä elävästä rahkasolukosta ja paikalle pudonneista rahkasammalten palasista, mutta myös sivuilta leviämällä. Useimmilla korjuualueilla nopeimmin uudelleen levinneitä lajeja ovat olleet märempien välipintojen rahkasammalet, kuten silmäkerahkasammal (Sphagnum. balticum) ja punarahkasammal (S. magellanicum), mutta sukkession edetessä uudiskasvussa esiintyy yhä enemmän myös mätästäviä lajeja, kuten ruskorahkasammalta (S. fuscum) ja rusorahkasammalta (S. rubellum). Toisaalta uusimmat korjuukokeemme antavat viitteitä siitä, että eräillä korjuukohteilla uudiskasvua saattavat jo sukkession alusta lähtien dominoida mätästävät rahkasammalet. Muusta suokasvillisuudesta korjuualueille nopeimmin leviävät häiriöekosysteemilajina tunnettu tupasvilla (Eriophorum vaginatum) sekä suovarvut (mm. karpalot, Vaccinium oxycoccos jamicrocarponsekä variksenmarja, Empetrum nigrum). Kolmen vuoden kuluttua korjuusta rahkasammalten kokonaispeittävyys saattaa hyvissä hydrologisissa olosuhteissa olla jo yli puolet korjatusta pinnasta, ja kymmenentenä korjuun jälkeisenä vuonna täyden peittävyyden saavuttanutta rahkasammalpintaa on jo lähes 100% alkuperäisestä korjuupinnasta, eikä silloin nostopintaa enää välttämättä juuri pysty erottamaan korjaamattomasta pinnasta. Rahkasammalten kolonisaationopeudessa ja etenkin korkeuskasvussa on kuitenkin suurta suokohtaista vaihtelua, riippuen pääasiassa korjuusuon hydrologiasta. Nyrkkisääntönä voisi pitää seuraavaa: mitä kuivempi suo, sitä hitaampaa on uusiutuminen. Mikäli korjuusyvyys pidetään riittävän alhaisena (korkeintaan n. 30 cm), rahkasammalbiomassan korjuukierto voisi alustavien arvioiden mukaan olla n. 30 vuotta, eli vajaa puolet normaalin metsänkasvatuksen kiertoajoista. Tulokset, joihin rahkasammalbiomassan korjuukiertoarviot perustuvat, ovat toistaiseksi kuitenkin vasta alustavia ja perustuvat hyvin rajalliseen määrään koejäseniä. Tämän vuoksi on olennaista jatkossa selvittää rahkasammalpinnan uusiutumisprosessia riittävällä määrällä referenssialueita.
MMT Liisa Särkkä, Luke
Kiinteä sammalalusta kasvihuonekasvien kasvatuksessa
Kiinteän sammalkasvualustan kehittäminen alkoi vuonna 2012 silloisen MTT:n ja VTT:n yhteishankkeena. MTT:stä tuli kasvualustaosaaminen ja VTT:stä vaahtorainausosaaminen. Hankkeen tuloksena menetelmä patentoitiin.
Vaahtorainaamalla tehtiin erilaisia tuotteita, joissa kaikissa oli sama ominaisuus eli tuote pysyi hyvin koossa koko viljelyn ajan. Tuotteita testattiin kylvöihin ja pikkutaimien (mikrolisätyt taimet) juurrutuksiin, salaatin kasvatukseen kiertovesiviljelyssä, korkeiden kasvien taimikasvatuskuutioina ja viljelylevyinä kurkun viljelyssä.
Tuotteet olivat ilmavia ja eri karkeusasteet sopivat eri tuoteryhmiin. Sammallevyistä ei irronnut juuri lainkaan humusta, joka kierovesiviljelyssä haittaa veden puhdistusta. Ilmavuus edisti kasvien juurtumista ja kasvuun lähtöä verrattuna turveseoksiin. Kurkun viljelykokeessa, jossa satoaika oli 10 viikkoa, sammallevystä saatiin yhtä hyvä satomäärä kuin kivivillasta ja vaaleasta rahkaturpeesta tehdyistä viljelylevyistä.
MMM Antti Kämäräinen, HY
Rahkasammalkasvualustan vedenpidätysominaisuuksien perusteita
Rahkasammalkasvualustan fysikaaliset erikoispiirteet saavat aikaan korkean määrän vedenpidätysenergiaa. Rahkasammalen varsilehtien kyky liikkua systemaattisesti muuttuvien matriisi- ja hydrostaattisien potentiaalien mukaan, yhdessä sen kaksois-huokosrakenteen aikaansaamien pinta- ja kapillaari voimien kanssa muodostavat tehokkaasti vettä siirtävän ja sitä varastoivan järjestelmän. Rahkasammalen sekovarressa ei ole veden kuljettamiseen erikoistuneita rakenteita. Ulompi, sammalkuitujen väliin muodostuva huokosmatriisi siirtää vettä sisemmän, pääasiassa nk. hyaliini-soluista muodostuvan matriisin varastoidessa sitä. Rahkasammalten ja rahkaturpeiden vedenpidätyskykyjen eroja voidaan selittää sammalen huokosrakenteen hajoamisen kautta.
Sammalalustan irtotiheyden lisääntyessä sen ulomman huokosmatriisin keskimääräinen huokoskoko pienenee aiheuttaen lineaarisesti lisääntyvän vedenpidätysvasteen. Lisääntyneen kuivumisimun ohjautuessa sammalalustaan pidättynyt vesi käytetään tai se haihtuu ulkoisesta matriisista. Sammalen korkea kyllästetty vedenjohtavuus (Ks) ilmentyy veden nopeina liikkeinä (duct & corner-flow) viljelykosteudessa muuttuen vähitellen hitaaksi (film-flow) huokosveden kokonaispotentiaalin vähentyessä.
Rahkasammalen, lähestymistavasta bi- tai trimodaaliseksi tulkittava huokoskokojakauma voidaan esittää sigmoidisella kokonaisfunktiolla siten, että sen jokaista segmenttiä kuvataan omalla yhtälöllään. Sammalbiomassan vesipitoisuus (θ) voidaan esittää luotettavasti myös matriisi-imun (Ψ) funktiona irtotiheyden kautta parametrisoituna. Sammalkasvualustan erityispiirteiden aiheuttamia, ilmiöitä ja niiden suoria ja epäsuoria vaikutusreittejä siinä viljeltäviin kasveihin voidaan ymmärtää veden energiakonseptin sekä sammalen fysikaalisten erityisominaisuuksien tuntemisen kautta.
Prof. Risto Tahvonen
Rahkasammalen fungistaattisuus
Rahkasammalella on samankaltaisia ominaisuuksia kuin korkeimmillakin kasveilla, jotka omilla eritteillään estävät muiden kilpailevien kasvien kasvua. Rahkasammalilla tämä ominaisuus kohdistuu sekä osin muihin sammaliin, mutta myös kuollutta humusta hajottaviin homeisiin ja kasvien juuristotauteja aiheuttaviin sieniin. Homeiden voimakas kasvu näkyy huomiota herättävästi kasvihuoneessa kasvuturpeen ja kivivillan pinnalla kasvavan kanelihomeen puuttumisena rahkasammalesta valmistetusta kasvualustasta. Taimistotuotannossa happamilla kasvualustoilla kaiken peittävä maksasammal ei kasva lainkaan sammalkasvualustan pinnalla. Myös maa- ja siemenlevintäisten sienien aiheuttamien tautien aiheuttamat tappiot vähenevät merkittävästi puhtaassa sammalessa tai sammalen ja turpeen seoksessa verrattuna kuumennettuun tai heikosti fungistaattiseen turpeeseen. Rahkasammalen fungistaattiset ominaisuudet ovat voimakkaimmat 0–20 cm:n syvyydellä suon pinnasta. Jos suolla kasvaa runsaasti heinien lisäksi varpuja, voi tämä varpupitoinen ylin 10-20 cm:n kerros aiheuttaa viljeltäville kasveille vioituksia. Sammal kasvualustana säilyttää paremmin rakenteensa homesienien estokykynsä ansiosta kuin esimerkiksi kasvuturve. Tätä ominaisuutta voidaan hyödyntää sekoittamalla perinteisiin kasvualustoihin osa sammalta. Sammalessa on erittäin vähän muissa kasvualustoissa fungistaattisuutta aiheuttavia mikrobeja tai ne puuttuvat kokonaan. Mikrobimääritysten ja lukuisten lämpötilatestien perusteella sammalen fungistaattisuus perustuu suurimmaksi osaksi rahkasammalen itsensä tai sammalen sisältämien endofyyttien tuottamiin estoaineisiin. Näiden estoaineiden biologinen tehokkuus taimipolte- ja juuristotauteja vastaan voidaan moninkertaistaa sammalkasvualustan oikealla kuivausprosessilla. Ilmiö on helposti todennettavissa taimikasvatuskokein, jossa alustassa on kasveille erittäin haitallista Pythium- taimipolte- ja juuristotautia.
TkT Petri Konttinen, Novarbo Oy
Sammaleesta moderni kasvualusta, Mosswool®
Novarbo Oy on kehittänyt uudenlaisen aidosti uusiutuvaan raaka-aineeseen perustuvan, ympäristöystävällisen ja ekologisen rahkasammalpohjaisen vaihtoehdon kasvihuoneviljelyssä käytettäväksi kasvatusalustatuotteeksi. Uusi kasvualustamateriaali on kompostoituva ja sillä voidaan korvata perinteisiä kasvatusmateriaaleja, jotka eivät ole biohajoavia. Mosswool®-kasvualustan etuja ovat muun muassa sammaleen erittäin hyvä toimivuus nykyaikaisessa viljelymenetelmässä, antiseptisyys, nopeasti uusiutuva sammalraaka-aine sekä kierrätettävyys esimerkiksi kompostoimalla käytön jälkeen.
Mosswool®kasvualusta
Kasvihuonevihannesviljely on siirtymässä kohti entistä ympäristöystävällisempää tuotantoa. Tähän tarpeeseen Novarbo on kehittänyt Mosswool®kasvualustan.
Mosswool®on ympäristöystävällisempi kasvualusta vihannesviljelyyn. Mosswool®levyt valmistetaan rahkasammaleesta, jonka korjuu tehdään patentoidulla menetelmällä. Mosswool®säästää rahaa viljelijälle, koska käytetyt Mosswool®levyt voidaan kompostoida muun korjuujätteen mukana.
Miksi Mosswool®
Mosswool®kasvulevy on sellaisenaan käytettävä ympäristöystävällinen vaihtoehto kivivillalevyille. EU-määräysten mukaan kasvien juurten täyttämää kivivillaa ei saa toimittaa kaatopaikoille. Vuoden käytön jälkeen kivivillasta tulee hankalaa jätettä, joka ei
pala eikä kompostoidu. Mosswool®ratkaisee tämän ongelman koska se voidaan helposti kompostoida tai paikallisesti kierrättää käytön jälkeen. Tämä minimoi jätekustannuksia. Lisäksi Mosswool®valmistetaan nopeasti uusiutuvasta raaka-aineesta.
Ekologinen elinkaari
Mosswool®valmistetaan nopeasti uusiutuvasta rahkasammaleesta. Rahkasammal kerätään Biolan-yhtiöihin kuuluvan EcoMoss Oy:n kehittämällä patentoidulla korjuutekniikalla. Korjuutekniikka poimii vain osan elävästä sammaleesta, puristaa veden
sammaleesta ja palauttaa tämän veden suon biotooppiin. Suon pintaa ei kerätä paljaaksi, joten suolle jää reilusti itiöitä kasvattamaan uutta sammalta. Kasvuprosessin voimistamiseksi apusilmut kasvavat jäljellejääneistä kerroksista. Täten uusi kasvu tapah-
tuu sekä itiöiden avulla pinnalta että silmujen avulla sammalkerroksista. Korjuutekniikan ansiosta suo palautuu ennalleen muutamassa vuodessa.
Kasvutulos
LUKE on testannut Mosswool®levyjä kurkun kasvatukseen LUKEn kasvihuoneella 10 viikon ajan ja todistanut että sen kasvutulos on parempi kuin kivivillalla.