Avainsanat

, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Lannoitteiden valmistuksen päästöt ja ennen kaikkea maaperämikrobien toiminnasta aiheutuva typpioksiduulin kuorma heikentävät tasetta

Energiakasvien teollinen tuotanto vaatii niin paljon ulkoisia panostuksia, että teoriassa hiilineutraalin polton ilmastohyödyistä voidaan menettää jopa puolet. Kuva: Rob Mitchell, Extension.org.

Energiakasvien teollinen tuotanto vaatii niin paljon ulkoisia panostuksia, että teoriassa hiilineutraalin polton ilmastohyödyistä voidaan menettää jopa puolet. Kuva: Rob Mitchell, Extension.org.

Uusiutuvan, ilmastomyönteisen, parhaimmillaan ilmastoneutraalin bioenergian tarpeisiin viljeltävien kasvien kokonaishyödyistä on kiistelty pitkään, sillä biomassan poltossa vapautuvan hiilidioksidin täydellistä sitoutumista uusien kasvien kasvuun ei olla yksimielisiä. Biomassan poltto on kuitenkin hyväksytty kansanvälisisä sopimuksissa ilmastonmuutoksen kannalta neutraaliksi uusiutuvaksi energianlähteeksi. Teoriassa hiilen kiertokulku onkin suljettu ja siten ilmastovaikutuksiltaan myönteinen, mutta ainakin teollisen mittakaavan bioenergian tuotannossa ja käytössä taseista löytyy ikäviä, kielteisiä poikkeamia. Jos polttoon korjattu biomassa kasvatetaan – kuten lähes kokomaatilatalouden tuotanto tapahtuu – typpilannoitteisiin tukeutuen, bioenergian ilmastoneutraalisuus tuskin toteutuu, osoittaa tuore yhdysvaltalaistutkimus.

Michiganin valtionyliopiston W.K. Kellogg Biological Station -tutkimuslaitoksen tutkijan Leilei Ruanin johdolla Environmental Research Letters -tiedelehdessä 2.6.2016 julkaistussa tutkimuksessa selvitettiin varsinkin Pohjois-Amerikassa paljon energiakasviksi viljeltävän lännenhirssi tai luutahirssi (engl. Switchgrass; Panicum virgatum) tuotantoon käytettävien typpilannoitteiden vaikutusta koko viljely-ja polttokierron hiilitaseisiin. Typpilannoitus heikentää tasetta monessa vaiheessa – lannoitteiden valmistuksen, levityksen aikana sekä ravinnelisäyksen maaperämikrobien toiminnalla aiheutuvien muutosten välityksellä.

Vakavin ongelma lannoitetuilla energiakasvien viljelmillä on typpiravinteiden käytön kiihdyttämä/aikaansaama typpioksiduulin eli ilokaasun (N2O) syntyminen ja vapautuminen ilmakehään. Typpioksiduuli on erittäin voimakkaasti ilmastoa lämmittävä kaasu, jonka niin kutsuttu kasvihuonevaikutus on jopa 150 kertaa suurempi kuin hiilidioksidilla.

Ongelmia syntyy, kun maaperän mikrobit hajottavat ja muokkaavat lannoitteissa lisättyjä typpiravinteita. Kasvien kasvua kiihdyttävistä nitraateista osa muuttuu mikrobitoiminnan seurauksena kaasumaiseksi typpioksiduuliksi, oka vapautuu – kasveja hyödyttämättä – ilmakehään. Ruanin ja kumppanien tutkimuksessa todettiin ilokaasun vapautumisen ja lannoitteissa annetun typpimäärän välillä portaaton, ei-lineaarinen suhde: Ilokaasun vapautuminen kiihtyy huomattavasti nopeammassa suhteessa kuin maaperään annettu kokonaistypen määrä. Niin kutsuttu ylilannoitus on tunnustettu aikaisemminkin peltoviljelyn ongelmaksi, koska käyttämättä jääviä typpireservejä virtaa väistämättä vesistöihin aiheuttaen haitallista rehevöitymistä, ja osa nitraateista voi vajota myös pohjavesiin.

Uusien amerikkalaisselvitysten mukaan liikalannoituksen vakavin ongelma – jota ei ole huomioitu sen enempää maatalouden kuin ilmastotutkimuksissakaan – on ilokaasun määrän lisääntyminen. Michiganilaistutkijoiden mukaan typpilannoitteiden valmistuksen ja käytön aiheuttamat päästöt sekä mikrobiologisten prosessien maaperässä synnyttämän ilokaasun vapautumien voivat leikata jopa 50 prosenttia energiakasvien käytön ilmastohyödystä. Biomassan polttoa tai energiakasvien kasvatusta uudet laskelmat eivät toki tyrmää, mutta tutkijat korostavat aikaisempaa tarkempaa typpilannoitusten suunnittelua, mitoitusta ja valvontaa, jotta sekä turhia kustannuksia että ympäristöhaittoja voitaisiin vähentää tai estää (Environmental Research Letters, 2.6.2016; http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/6/064007

Aiheesta muualla Tiedebasaarissa:

Bioenergiantuotannossa pajuviljelmillä elinkaarianalyysin arvioima hyötyjen ja haittojen suhde suosittaa typpilannoitusta. Tiedebasaari 26.3.2012; https://tiedebasaari.wordpress.com/2012/03/26

 

Mainokset