Ravinteet kiertoon – vesistöt kuntoon | Kiertotalouden kärkihankkeen lähtölaukaus | Recycle nutrients for clear waters | Forum for Action 19.– 20.4.2016

1. www.helsinki.fi
Miksi ravinteiden
kierrätystä?
Juha Helenius
Helsingin yliopisto
Ravinteet kiertoon – vesistöt kuntoon. Kiertotalouden kärkihankkeen lähtölaukaus
19.4.2916 Helsinki
18.4.2016Maataloustieteiden laitos 1

2. sosio-
ekonominen
järjestelmä
luonto = "vara" ympäristö = luonto
2

3. sosiokulttuuris-
ekologinen
järjestelmä
ekosysteemiajattelutapa (ecosystems thinking):
3

4. 4
Kaksi kasvinravinnetta* ylitse muiden:
typpi (N)
ja
fosfori (P)

5. 5
Ravinteiden kierto
Hävikki
Hävikki
Hävikki
väki-
lannoite-
ravinteet
ravinteiden otto
peltomaasta,
kg/ha/vuosi
kasvien ravinnesisältö, kg/ha eläinten ravinnesisältö, kg/ha
maan orgaanisen aineen sekä maaperän
eliöstön, bakteeri-, sieni-, sädesieni- ja
eläinbiomassan, ravinnesisältö, kg/ha
ruoka, rehu, kuivikkeet jne.; sadonkorjuu kg/ha/vuosi
ravinteiden
vapautuminen
orgaanisesta
aineesta,
kg/ha/vuosi
ravinteet
peltomaassa
kierrätyslannoitus,
kg/ha/vuosi
Ilmakehän
typpi
(biol.sidontaan)
Typen biologinen
sidonta (palkokasvit)
kg/ha/vuosi
väkilannoite-
ravinteinta,
kg/ha/vuosi

6. Väkilannoitteet
Ihmisen
sonta ja
virtsa
Ruokajäte
ja -hävikki
Lannoitteiden
ja lantojen
ravinne-
ylijäämät
Tuontirehut
Elintarvike-
teollisuuden
jätteet
Tuontiruoka
6

7. 7Antikainen et al. 2005, Agriculture, Ecosystems and Environment 107: 287–305
P
7

8. 8
8
*Mt/yr = miljoonaa tonnia vuodessa = miljardia kg vuodessa = 109 kg vuodessa
* *

9. 9
Miksi lanta, arvokas maaparannus- ja orgaaninen
lannoitusaine, on nykyisin ongelma?
Kuva: Niskanen, O. & Lehtonen, E. 2014. Maatilojen tilusrakenne ja pellonraivaus Suomessa 2000-
luvulla. MTT Raportti 150. Kuva 3 (Lypsylehmät), sekä edelliseen viitaten Lehtonen ym. 2014.
Biomassa-atlas. Biomassojen kestävän käytön työväline. Esiselvityksen loppuraportti. MTT Raportti
176. Kuva 9.
9

10. 10
“kriittinen kuorma” (critical load)
 ekosysteemin käsittelykyvyn (ekosysteemin
‘vastuksen’, palautuvuuden) ylittävä kuormitus saa
aikaan ekosysteemin toiminnan muutoksen
 esim. kriittisen kuorman ylittävä P- ja/tain N-kuormitus
saa aikaan luontaista nopeamman rehevöitymisen
 kriittisen kuorman mittayksikkö: esim. kg ha-1 a-1
10

11. Sadonmukanapoistuvaravinnemäärä,
kg/ha
Lannoitteravinteen määrä, kg/ha
Kasvuston
biologinen
maksimi
Ympäristölle
kriittinen
kuorma
Viljelijän
taloudellinen
optimi
Vähenevän lisä- tai rajatuotoksen laki (havainnekuva): Viljelykasvit hyötyvät
lannoituksesta, mutta sato kasvaa jokaista lisäravinnekiloa kohden yhä vähemmän,
kunnes on saavutettu biologinen raja, minkä kasvusto voi käyttää. Maksimaalisen
sadon kannalta suurin ravinnemäärä ei ole edes taloudellisesti kannattava.
Lannoitteiden hinnat ovat kuitenkin niin halpoja, että taloudellinen optimi on suurempi
kuin ympäristön käsittelykyvylle käypä kuorma (jossa tase ei ylitä kriittistä kuormaa).
tasetasapaino: sadossa poistuu yhtä paljon kuin
lannoituksessa lisätään
11

12. 12
Kierrätyksen hyödyt
1. Vähemmän vesistökuormitusta
 maan suurempi multavuus ja parempi biologinen toiminta
 maan parantunut rakenne
 mutta: ei ylimäärin kierrätyslannoitustakaan
 vähemmän vuotoja muuallakin ruokaketjussa
2. Rajallisen ja ehtyvän kaivannaisfosforin säästyminen
3. Vähemmän kaasumaisia päästöjä
 maakaasu teollisen typpilannoitteen raaka-aineena säästyy
 vähemmän ihmisten terveydelle haitallisia typen yhdisteiden
päästöjä ilmakehään
 vähemmän kasvihuonekaasupäästöjä
12

13. 13
IPCC Fourth Assessment Report, FAQ 2.1 Figure 1, p. 135 13

14. 14
4. Vähemmän ympäristökuormitusta
teollisesta lannoitevalmistuksesta
 kaivosteollisuuden, teollisten prosessien
ja kuljetusten kuormitus vähenee
5. Lannoiteravinnelähteet monipuolistuvat ja paikallistuvat
 riippuvuus maakaasun (nyt Venäjä) ja kaivannaisfosforin
harvoista toimittajista vähenee
 kierrätyslannoitteet soveltuvat paikallistuvaan biotalouteen
14

15. 15
6. Ravinnetalouden energiaomavaraisuus ja
huoltovarmuus lisääntyy
 esim. biokaasuttamojen mädäte soveltuu lannoitukseen
 integroiduissa järjestelmissä (agroekologisissa symbiooseissa)
voidaan siirtyä energia- ja ravinneomavaraisuuteen
7. Kauppatase kohenee: lannoite-raaka-aineiden ja
lannoitteiden tuonti vähenee
8. Maatalouden kannattavuus paranee
 ravinne- (ja kierrätykseen liittyvä energia-) omavaraisuus
maataloudessa kasvaa
 riippuvuus ravinteita ostopanoksina vähenee
15

16. Maatalouden panostuonti vuonna 2012
0 50 100 150 200 250 300 350
Kemikaalit ja kemialliset tuotteet
Jalostetut öljytuotteet
Eläin- ja kasviöljyt ja -rasvat
Fossiiliset energiaraaka-aineet ja kaivostoiminta
Maataloustuotteet
Koneet ja laitteet
Metallituotteet (ei koneet, laitteet)
Liikkeenjohdon palvelut
Tietokoneet, elektroniset, optiset tuotteet
Sähkö, kaasu, lämpö ja ilmastointi
Jalostettu ja säilötty kala
Mylly- ja tärkkelystuotteet
Säilötty liha ja lihavalmisteet
Mainos- ja markkinatutkimuspalvelut
Sähkölaitteet
Muut elintarvikkeet
Perusmetallit
Kumi- ja muovituotteet
Vuokraus- ja leasingpalvelut
Tietojenkäsittelypalvelut
Lääkeaineet ja lääkevalmisteet
Muut yht.
Välitön 505 milj. €
Välillinen 596 milj. €
Yhteensä 1 101 milj. euroa
Knuuttila, M. & Vatanen, E. 2015. Elintarvikemarkkinoiden tuontiriippuvuus. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 70/2015
16

17. 17
17

18. 18
7. Syntyy uusia yrityksiä ja työpaikkoja, erityisesti
maaseudulle
 fiksuja räätälöityjä kierrätyslannoitteita kehitetään kiivaasti
 uusia lannoituspalvelun konsepteja syntyy
 digiaika mahdollistaa logistisen tehokkuuden
 uusia high-bio-tech-ratkaisuja, välineitä ja teollisia prosesseja
syntyy, ja näille alihankintayrityksiä ja urakoijia
18

19. 19
Mistä kierrätettävät ravinteet?
1. maatalouden sisältä
 biologisesti sidottu typpi: palkokasveista maahan suoraan sekä rehuketjun kautta
 sonnat ja virtsat, kuivikkeet (eli: lannat)
 lannat ja vihermassat biokaasutuksen kautta: energiaa
 kasvinviljelyn sivuvirrat (naatit, oljet, puimalatähteet)
2. elintarviketeollisuudesta (ja metsäteollisuudesta)
 prosessien ylitteet (tähteet: paljon erilaisia jakeita)
 esim: Viljo®-lannoiteperhe teurasjätteistä (lihaluujauhosta)
3. kaupasta ja kotitalouksista ruokajätteistä (biojäte)
 kompostoituna
 biokaasutettuna
4. jätevesistä (kunnallisista putsareista kierrätyslaitoksia)
 kompostoituna
 stripattuna
5. bioenergian tuotannosta
 kaasutustähteet (biokaasureaktoreista)
 tuhkat
6. vesistöjen kunnostuksista
 ruovikoiden niitokset
 ruopat (esim. laskeutusaltaista)
 kala ja perkeet 19

20. 20
”Fiksut” täsmä-kierrätyslannoitteet
(precision organic fertilizers)
 sopivien orgaanisten aineiden ja tuhkien sekoitukset
 kierrätysalkuperää olevat ravinnelisät (esim. puhdistamolietteen
fosfori ja typpi epäorgaanisina lisinä tai kierrätysväkilannoiteina)
 hivenainelisät
 biohiililisä
 muu ”boostaus”: orgaaninen lannoite on hajottajayhteisön
ravintoa – mineralisaation säätely esim. helppoliukoisten
hiilihydraattien avulla
20

21. 21
”Agroekologiset symbioosit”: Palopuron hanke-esimerkki energia- ja
ravinneomavaraisesta lähiruoan tuotannosta
http://blogs.helsinki.fi/palopuronsymbioosi/ KUVA: MT. 21

22. www.helsinki.fi
Kiitos.
18.4.2016Maataloustieteiden laitos 22