Opinnäytetyö: Biohiilet eivät vaikuta merkittävästi metsien maaperän mikrobeihin

tiistai, 16.11.2021

Meta-analyysinä tehdyn opinnäytetyön tuloksien perusteella voidaan todeta, ettei biohiili näytä merkittävästi vaikuttavan metsien maaperän mikrobien biomassaan tai maaperän hiilidioksidipäästöihin. Biohiili on korkeassa lämpötilassa (> 350 C) ja hapettomissa olosuhteissa hiillettyä orgaanista materiaalia, jolla on korkea hiilipitoisuus. Biohiilen erottaa perinteisestä hiilestä sen käyttötarkoitus maanparannusaineena. Biohiiltä voidaan valmistaa melkein millaisesta raaka-aineesta tahansa ja paras vaihtoehto olisikin valmistaa sitä esimerkiksi teollisuuden sivuvirroista. Materiaalina biohiilet eivät kuitenkaan ole yhtenäisiä, vaan niiden ominaisuudet ovat vahvasti sidoksissa raaka-aineeseen, valmistusprosessiin ja jälkikäsittelyyn. Biohiilillä on kuitenkin lupaavia ominaisuuksia ja niitä tutkitaan keinona sitoa hiiltä maaperään sekä muun muassa kasvattaa maaperän huokoisuutta, emäksisyyttä sekä vedenpidätyskykyä. Biohiilen käyttö maanparannusaineena estää myös ravinteiden huuhtoutumista. Jotta biohiiltä voidaan turvallisesti hyödyntää, sen vaikutus maaperän mikrobeihin tulee selvittää.

Yhteistyössä Helsingin yliopiston kestävyystieteen instituutin ja Helsingin energiayhtiö Helenin kanssa tehdyssä opinnäytetyössä tarkasteltiin biohiilen vaikutusta mikrobien biomassan hiilen sekä orgaanisen materiaalien hajottamisessa muodostuvan hiilidioksidin määrään. Tutkimuksia haettiin opinnäytetyön osaksi internetin tietokantojen kautta. Tieteellisesti merkittäviä tuloksia (p < 0.05) eri käsittelyjen mukaan jaetuista ryhmistä saatiin vain vähäisemmän biohiilen määrän (< 1 kg/m2), lyhytaikaisen koeasettelun (< 12 kk) sekä pienemmän pH eron maaperän ja biohiilen välillä (< 4). Näiden ryhmien osalta mikrobien biomassan hiilen havaittiin olevan hieman suurempi kontrollikoealoilla verrattuna biohiilellä käsiteltyihin koealoihin. Myös biohiilen valmistuslämpötilalla näytti olevan jonkinasteinen vaikutus mikrobien määrään. Mitä korkeammassa lämpötilassa biohiili oli valmistettu, sen todennäköisemmin mikrobien biomassan hiilen määrä oli korkeampi biohiilellä käsitellyillä koealoilla tämän otoksen perusteella. Muita tarkasteltuja käsittelyjä olivat ilmastovyöhyke (boreaalinen, lauhkea, subtrooppinen), maan rakenne (hienojakoinen, karkea) sekä biohiilen raaka-aine (puu, muu orgaaninen aine). Näillä ei ollut merkittävää vaikutusta mikrobien biomassan hiilen määrään. Mikrobien tuottamiin hiilidioksidipäästöihin biohiilellä ei näyttänyt olevan vaikutusta minkään käsittelyn osalta tässä otoksessa.

Tutkimus osoitti, ettei biohiilen vaikutusta metsien maaperän mikrobeihin kenttäolosuhteissa ole tutkittu kovinkaan paljoa. Aineiston vähyyden takia meta-analyysiin sisällytettiin ilmastoaloja boreaalisesta subtrooppiseen, erilaisia biohiilityyppejä sekä metsätyyppejä. Myös plantaasit olivat osana tutkimusta. Tämän otoksen perusteella biohiilet vaikuttavat olevan hyvä keino sitoa hiiltä metsien maaperään, sillä ne eivät vaikuta radikaalisti maaperän mikrobitasapainoon. Lisää pitkäkestoisia kenttätutkimuksia aiheesta kuitenkin tarvitaan.

Tämän opinnäytetyön valmistumisen mahdollisti Metsämiesten Säätiön tuki.

Lisätietoja:
MSc opiskelija Vilja Jyrinki, Helsingin yliopisto, vilja.jyrinki(a)helsinki.fi, puh. +358 44 2616926

Tilaa Metsämiesten Säätiön uutiskirje
Kerromme uutiskirjeessä 6 -10 kertaa vuodessa apuraha- ja stipendiasioista sekä työstämme metsäalan ja sen ammattilaisten hyväksi.
Voit tilata uutiskirjeen antamalla sähköpostiosoitteesi meille:

Ole hyvä, anna kaikki pyydetyt tiedot.