Hygienisoidulla hevosenlannalla kiinankaali kasvuun

Hevosen kuivikelantaa syntyy paljon, ja sen jatkokäyttö on ollut ongelmallista. Hevosenlanta on perinteisesti hygienisoitu, eli lämpökäsitelty haitallisten bakteerien tuhoamiseksi kompostoimalla, ja lopputuote on päätynyt pääosin maanparannusaineeksi pelloille. Lainsäädännön edellyttämää hygienisointia voidaan nopeuttaa ManPas-hygienisointilaitteen avulla, ja syntynyt lopputuote on mahdollista hyödyntää maatalouden lisäksi myös esimerkiksi kasvualustana puutarhataloudessa tai viherrakentamisessa. Hygienisoidun hevosenlannan soveltuvuutta kiinankaalin kasvatuksessa kokeiltiin keväällä 2023 Hämeen ammattikorkeakoulun Lepaan yksikössä.

Hevosenlantaa syntyy vuosittain merkittäviä määriä

Suomessa on arviolta 74 000 hevosta (Hippolis, 2022, s. 2), joista jokainen tuottaa vuodessa noin 17 kuutiometriä kuivikelantaa. Suurin osa hevosista on sijoitettuna talleille, jotka eivät toimi maatilan yhteydessä. Hevosenlannalla on korkea kuiva-ainepitoisuus, yli 30 prosenttia, ja se sisältää runsaasti kuiviketta. Turve on hevosilla ylivoimaisesti käytetyin kuivike. Sen jälkeen käytetyimmät kuivikkeet ovat erilaiset puupohjaiset kuivikkeet, kuten kutterinpuru, sahanpuru tai puupelletti.

Kuivikkeet ovat tärkeä hyvinvointitekijä talleissa ja kotieläintiloilla. Kuivikkeet pitävät eläimen makuualustan kuivana ja puhtaana, vähentävät lämmönhukkaa, pehmentävät alustaa sekä suojaavat eläintä hiertymiltä ja muilta ihovaurioilta. Kuivikkeiden käytöllä varmistetaan, että karsinan tai pihaton makuuhallin pohja on pitävä ja kuiva, millä on merkitystä eläimen makuulle käymiseen ja sieltä ylösnousuun. Kuivikevalinnalla voidaan myös parantaa talli-ilman laatua sekä vaikuttaa lannan käsittelyyn ja kompostointiin. Hyvä kuivike ei aiheuta hygieniaongelmia tallissa, vaan se sitoo ammoniakkia, on taloudellinen käytössä, lisää eläimen ja sen hoitajan työympäristön viihtyisyyttä sekä kompostoituu nopeasti. (Rantala, 2023)

Hevosala on määrällisesti merkittävin kuiviketurpeen käyttäjä. Turpeen vuosittainen kulutus hevosten kuivikkeena on noin 370 000–400 000 kuutiometriä ja turpeen osuus on 42–46 prosenttia talleissa käytetyistä kuivikkeista. Myös nautakarjatiloilla käyttömäärät ovat suuria, ja kasvava siipikarjanlihan tuotanto lisää turpeen käyttöä. (Honkimaa, 2022)

Lannankäsittelyn ongelmana talleilla on usein koneellisen kaluston puute sekä käsittelyyn, varastointiin ja lannan hyödyntämiseen riittämättömät tilat. Kaikilta talleilta ei myöskään löydy peltoa, missä lannan voisi hyödyntää lannoitteena. Lantalan tyhjentämisestä syntyy helposti merkittävä kuluerä vielä kuivikehankinnan ja karsinoiden siivoukseen käytettävän työpanoksenkin jälkeen. Hevostallit kaipaavat lannalle uusia vastaanottajia ja jatkokäyttäjiä.

Hevosenlannan ravinteiden hyödyntäminen ja turpeen uusiokäyttö

Turvetta käytetään puutarhataloudessa kasvien kasvatuksessa varsinkin kasvihuonetuotannossa. Kuitenkin Suomen hallituksen asettaman hiilineutraaliustavoitteen mukaisesti turpeen käyttöä tulisi vähentää ja rajoittaa, koska turve uudistuu hitaasti, turpeen nostosta aiheutuu CO₂-päästöjä ja mm. vesistöihin kohdistuu kuormitusta (Leinonen ym., 2020). Turpeen korvaamiseksi on tarpeen löytää vaihtoehtoisia kasvualustoja puutarhakasvien viljelyssä ja kierrättää jo nostettua turvetta uusiokäyttöön.

Hevosenlanta on hidasvaikutteinen lannoite. Se sisältää sekä kasveille käyttökelpoista liukoista typpeä että orgaaniseen ainekseen sitoutunutta typpeä. Kompostoitua hevosenlantaa on aiemmissa tutkimuksissa käytetty lannoitteena kasvihuoneessa ja avomaalla (Airaksinen, 2006; Holopainen ym., 2002). Kompostoinnin on todettu lisäävän hevosenlannan hyödynnettävyyttä, sillä se vähentää typen sitoutumista maaperään, jolloin kasvien käytössä on enemmän liukoista typpeä (Nikama ym., 2014). Hevosenlannalle on määritelty ravinnepitoisuuksien taulukkoarvot ns. nitraattiasetuksessa (Valtioneuvoston asetus eräiden maa- ja puutarhataloudesta peräisin olevien päästöjen rajoittamisesta 1250/2014), joita voi käyttää viljelykasvien lannoituksen suunnittelussa.

Alhaisen typpipitoisuuden vuoksi hevosenlannan käyttö lannoitteena on vähäistä. Lannoitekäyttöä paremmin se sopii maan rakenteen ja hiilitaseen parantamiseen. (Hevostietokeskus, n.d.) Vielä toistaiseksi hevosenlannasta suurin osa menee peltolevitykseen. Tilanne muuttuu kuitenkin koko ajan, kun kehitetään uusia käsittelymenetelmiä sekä opitaan entistä paremmin hyödyntämään erilaisia sivuvirtoja ja materiaaleja. Uusia innovaatioita hevosenlannan ympärillä kaivataan, jotta hevostalleilta syntyvä lanta ja sen sisältämät ravinteet ja kuivikkeet saadaan takaisin käyttöön ja kiertoon. (Rantala, 2023)

Hevosenlannan hygienisointiin kehitetyllä ManPas-hygienisointilaitteella hygienisointiprosessia voidaan nopeuttaa verrattuna kompostointiin. Tässä tutkimuksessa selvitettiin hygienisoidun hevosenlannan soveltuvuutta kasvualustakäyttöön puutarhataloudessa.

Hevosenlannan hygienisointi ManPas-hygienisointilaitteella

ManPas-hygienisointilaite muodostuu kuumenemissiilosta ja hygienisointiyksiköstä (kuvio 1). Lanta tai muu vastaava biomassa kuumenee itsestään 60–70 °C:seen pieneliöstön hajotustoiminnan tuloksena eristetyssä siilossa, josta se otetaan pieninä erinä hygienisointiyksikköön edelleen kuumennettavaksi. Hygienisointiyksikössä lämpötila nostetaan yli 70 °C:seen ja pidetään siinä vähintään yhden tunnin ajan. Ruuvin pyöriessä kuumennettu lanta siirtyy laitteesta ulos ja korvautuu ruuvin alkupäässä siilon lannalla. Laite toimii automaattisesti, ja ainoastaan lannan lisäämisestä siiloon tulee huolehtia muutaman päivän välein. Automatisointia voidaan tehostaa ManPas-hygienisointilaitteeseen lisättävillä syöttö- ja poistokuljettimilla.

ManPas-hygienisointilaitteen läpikäyneessä valmiissa tuotteessa ei ole suolistomikrobeja, muita taudinaiheuttajia eikä itäviä siemeniä. Lopputuotteena syntyy hygienisoitua lantaseosta/maanparannusainetta, jota voidaan sellaisenaan markkinoida irtotavarana.

Kasvatuskokeen toteutus

Kasvatuskoe toteutettiin Hämeen ammattikorkeakoulun Lepaan yksikön kasvihuoneen koeosastossa tammi-helmikuussa 2023. Koekasvina käytettiin kiinankaalia (Brassica rapa var. pekinensis ’Gorki’ F1). Kokeen päättyessä koekasvien tuore- ja kuivapaino määritettiin punnitsemalla. Juuriston määrä arvioitiin kokeen päättyessä visuaalisesti.

Kokeen perustana käytettiin OECD:n ohjeistusta nro 227 kemikaalien määrittämiseksi (OECD, 2006), jossa kasvatusaika on 21–28 vuorokautta. Kiinankaali on yleisesti käytetty koekasvi kasvualustakokeissa. Kiinankaalin kasvuaika kylvöstä sadonkorjuuseen on 2–3 kuukautta. Tässä kasvatuskokeessa käytetty aikainen ’Gorki’-lajike tuottaa satoa jo kahden kuukauden kasvatuksen jälkeen. Kasvatuskokeen kesto oli 32 vuorokautta ja koe purettiin ennen kuin kiinankaalien keränmuodostus alkoi.

Kokeessa oli käytössä neljä kasvatuspöytää. Eri käsittelyjä oli seitsemän (taulukko 1), joista kaksi oli kontrollikäsittelyitä. Yhdessä käsittelyssä oli 40 kasvia. Kaikissa käsittelyissä kasvualustan pohjana käytettiin turvetta (Kekkilä VHM 420, pH n. 6,0). Tutkittaviin käsittelyihin sekoitettiin lisäksi hygienisoitua hevosenlantaa 10, 20, 30 tai 40 prosenttia (Kuvio 2). Kasvatuskokeessa oli kaksi kontrollikäsittelyä, lannoittamaton 0-kontrolli sekä lannoitekontrolli. 0-kontrolliin ei lisätty lainkaan lannoitetta ja lannoitekontrolliin lisättiin hallitusti liukenevaa moniravinnelannoitetta (Osmocote Exact 3–4 M, NPK 16–4–10) 2 kg/m³.

Taulukko 1. Hevosenlantakokeen käsittelyt ja niissä olevan hygienisoidun hevosenlannan osuudet kasvualustassa, lisätyt lannoitteet sekä laskennalliset typpi- (N-tot) ja fosforipitoisuudet (P-tot).

Käsittelyn numero	Käsittely	Hygienisoidun hevosenlannan määrä, %	Kasvuturpeen määrä, %	Lannoite	N-tot, mg/ruukku	P-tot, mg/ruukku
1	0-kontrolli	0	100	–	0	0
2	hevosenlanta 10 % + lisäfosfori	10	90	Ca3(PO4)2 166 mg/l	281	80
3	hevosenlanta 10 % + lisätyppi & lisäfosfori	10	90	Ca3(PO4)2 166 mg/l CaNO3 39 mg/l	320	80
4	hevosenlanta 20 %	20	80	–	563	94
5	hevosenlanta 30 %	30	70	–	844	141
6	hevosenlanta 40 %	40	60	–	1 125	188
7	lannoitekontrolli	0	100	Osmocote Exact 3–4 M 2 g/l	320	80

Hevosenlannasta teetettiin ravinnepitoisuuksien määrittämiseksi lanta-analyysi Eurofins Viljavuuspalvelu Oy:ssä. Analyysitulokset sekä ns. nitraattiasetuksen (1250/2014) lannalle määrittämät taulukkoarvot on esitetty taulukossa 2. Eri käsittelyjen typpi- ja fosforipitoisuudet vaihtelivat. Käsittelyiden ravinnepitoisuudet säädettiin lanta-analyysin tulosten perusteella niin, että kaikissa käsittelyissä oli fosforia vähintään yhtä paljon kuin lannoitekontrollissa (80 mg/ruukku). Kymmenen prosenttia hygienisoitua hevosenlantaa sisältäneisiin käsittelyihin annosteltiin lisäfosforia (Ca₃(PO₄)₂, NPK 0–20–0, Thermo Scientific). Tämän lisäksi toiseen kymmenen prosenttia hygienisoitua hevosenlantaa sisältäneeseen käsittelyyn annosteltiin lisätyppeä (CaNO₃, NPK 15,5–0–0, Van Ipere Calsium Nitrate Horticultural Grade) siten, että typpipitoisuus vastasi lannoitekontrollin typpipitoisuutta (320 mg/ruukku).

Taulukko 2. Kiinankaalikokeessa käytetyn hygienisoidun hevosenlannan analyysitulokset sekä nitraattiasetuksen (1250/2014) mukaiset taulukkoarvot.

	g/kg, ka	kg/tonni	kg/m3	Nitraattiasetuksen taulukkoarvot, kg/m3
tilavuuspaino	–	–	420	–
kokonaistyppi	18	6,6	2,8	2,6
typpi, liukoinen	3,80	1,4	0,58	0,4
kokonaisfosfori	3,0	1,1	0,47	0,5
fosfori, vesiliukoinen	1,9	0,72	0,3	–
kokonaiskalium	14	5,2	2,2	–

Kasvatuksen ajaksi päivälämpötila säädettiin 21 °C:seen ja yölämpötila 19 °C:seen. Jokaiseen ruukkuun kylvettiin yksi kiinankaalin siemen. Siemenet idätettiin luonnonvalossa ja keinovalotus aloitettiin seitsemän vuorokauden kuluttua kylvöstä. Keinovalotuksen kesto oli 10 tuntia vuorokaudessa ja siihen käytettiin HPS-valaisimia, joiden asennusteho oli 125 W/m². Kaikkia käsittelyjä kasteltiin kokeen aikana tarvittaessa puhtaalla vedellä. Ruukut asetettiin ravinteiden huuhtoutumisen välttämiseksi suojalautasille. Käsittelyiden paikat pöydillä satunnaistettiin. Kuviossa 3 ovat kiinankaalikokeen kasvit kolme viikkoa kylvöstä.

Kokeen lopussa kiinankaaleista määritettiin tuore- ja kuivapainot. Kasvit leikattiin kasvualustan pinnasta ja jokaisesta kasvista punnittiin tuorepaino. Kuivapainon määrittämiseksi kasvit kuivattiin 60 °C:ssa, minkä jälkeen kasvit punnittiin.

Hygienisoidun hevosenlannan vaikutusta kiinankaalin tuore- ja kuivapainoihin analysoitiin yksisuuntaisella varianssianalyysilla (One-way Anova). Aineiston normaalijakautuneisuus testattiin Shapiro-Wilk-testillä käyttäen residuaaleja. Varianssien yhtäsuuruuden testaamiseen käytettiin Levenen testiä. Eri käsittelyjen parivertailuun käytettiin Tukeyn testiä. Tilastoanalyyseissä käytettiin JMP Pro -tilasto-ohjelmaa ja merkitsevyystasoa p < 0,05.

Kasvatuskokeen tulokset

Kiinankaalien tuore- ja kuivapainoissa havaittiin kokeen päättyessä eroja. Oletetusti lannoittamattomassa 0-kontrollissa kasvit jäivät muita käsittelyjä pienemmiksi (kuvio 4). Tämä ero näkyi selvästi sekä tuorepainojen keskiarvoissa (0,24 g) että kuivapainojen keskiarvoissa (0,07 g). Suurimmat kasvit saatiin sekä tuorepainossa että kuivapainossa mitattuna lannoitekontrollista (tuorepaino 27,9 g, kuivapaino 1,48 g) sekä 40 prosenttia hevosenlantaa sisältäneestä käsittelystä (tuorepaino 27,6 g, kuivapaino 1,49 g).

Kaikissa hevosenlantaa sisältäneissä käsittelyissä hevosenlannalla todettiin olevan lannoitusvaikutus kiinankaalien kasvuun. Lannoitekontrollin ja 30–40 prosenttia hevosenlantaa sisältäneiden käsittelyjen välillä ei todettu tilastollisesti merkittäviä eroja tuore- ja kuivapainojen keskiarvoissa, vaikkakin 30 prosenttia hevosenlantaa (tuorepainojen keskiarvo 23,7 g, kuivapainojen keskiarvo 1,40 g) sisältäneessä käsittelyssä kasvien tuorepainot jäivät hieman lannoitekontrollia pienemmiksi. Eri käsittelyjen tuorepainojen keskiarvot ja keskihajonnat on esitetty kuviossa 5 ja kuivapainojen keskiarvot ja keskihajonnat kuviossa 6.

Hevosenlannan määrän lisääntyessä kasvualustassa myös kiinankaalien tuorepaino lisääntyi. Kiinankaalien kuivapainoissa ei havaittu vastaavaa eroa, sillä ainoastaan 10 prosenttia hevosenlantaa sisältäneessä käsittelyssä kasvit jäivät pienimmiksi verrattuna muihin hevosenlantaa sisältäneihin käsittelyihin. Lannoittamattoman 0-kontrollin kasvit jäivät tuore- ja kuivapainoltaan muita käsittelyjä pienemmiksi.

Lisätyppilannoituksen saaneen käsittelyn kasvit olivat yhtä suuria kuin lannoitekontrollissa. 10 prosenttia hevosenlantaa sisältäneen käsittelyn kiinankaalit jäivät pienemmiksi kuin lisätyppilannoituksen saaneet kiinankaalit, joskin lisätyppilannoituksen saaneessa käsittelyssä typpipitoisuus kokeen alussa oli suurempi kuin 10 prosenttia hevosenlantaa sisältäneessä käsittelyssä. Nitraattityppenä annettu lisälannoitus hyödytti kiinankaalien kasvua, sillä kiinankaalit kasvoivat yhtä suuriksi kuin 40 prosenttia hevosenlantaa sisältäneessä käsittelyssä, vaikka typpipitoisuuksien ero kokeen alussa oli noin 3,5-kertainen.

Yhteenveto

Hevosenlanta sisältää kasveille käyttökelpoisia ravinteita. Kun hevosenlantaa lisättiin kasvualustaan 40 prosenttia, tuore- ja kuivapaino olivat lähes yhtä suuria kuin optimilannoituksen saaneella lannoitekontrollilla. Odotetusti lannoittamattomassa 0-kontrollissa kiinankaalit jäivät pienemmiksi kuin muissa käsittelyissä. Käsittelyssä, joka sisälsi 40 prosenttia hevosenlantaa, ei havaittu fytotoksisia oireita, vaikkakin lehdet olivat hieman kellertäviä lannoitekontrolliin verrattuna, mikä johtunee typen saatavuudesta.

Kiinankaali tarvitsee kasvaakseen runsaasti typpeä. Vaikka hygienisoitu hevosenlanta sisältää typpeä, suurin osa siitä ei ole kasveille käyttökelpoista liukoista typpeä. Lisätyppilannoituksesta oli hyötyä silloin, kun hevosenlantaa oli kasvualustan seassa 10 prosenttia. Lisätyppilannoituksen saaneella käsittelyllä kuivapaino oli yhtä suuri kuin lannoitekontrollilla. Kasvatuskokeessa käytetyssä hygienisoidussa hevosenlannassa typpi oli suureksi osaksi orgaaniseen ainekseen sitoutuneena typpenä, joka ei ole suoraan kasveille käyttökelpoisessa muodossa (ks. taulukko 2). Kaalikasvien typen tarve on varsinkin kasvun alkuvaiheessa suuri, ja ne pystyvät hyödyntämään parhaiten nitraattityppeä. Lisätyppenä käytetyssä lannoitteessa typpi on nitraattimuodossa, mikä on kasveille helpoiten hyödynnettävissä.

Pidempiaikaisessa kasvatuksessa voi näkyä ravinnepuutoksia tai muita poikkeamia, jotka eivät tulleet esille tässä kokeessa. Holopaisen ym. (2002) kokeissa turvekuivitetun kompostoidun hevosenlannan lannoitevaikutus kesti pidempään kuin kontrollilannoitteella, mikä vähensi lisälannoituksen tarvetta. Hygienisoidun hevosenlannan lannoitevaikutuksen keston tutkimista tulee vielä jatkaa, jotta nähdään, muuntuuko hygienisoidun hevosenlannan typpi kasveille käyttökelpoiseen liukoiseen muotoon kasvatuksen edetessä. Hygienisoidulla hevosenlannalla pystytään tämän kokeen tulosten perusteella korvaamaan ainakin 40 prosenttia turpeesta kasvualustassa. Hygienisoidun lannan sisältämien ravinteiden riittävyyttä eri kasvilajeilla sekä hygienisoidun hevosenlannan varastoinnin vaikutusta ravinteiden käyttökelpoisuuteen kasveille tulee kuitenkin vielä tutkia lisää.

---

IP-Innovaatioiden sekä Hämeen ammattikorkeakoulun yhteinen Hygienisoitu lanta -hanke etsii uusia ratkaisuja hevostallien lantahuoltoon ja lannan jatkokäyttöön. Hankkeessa testattiin IP-Innovaatiot Oy:n ManPas-hygienisointilaitteen toimintaa hevosen kuivikelannan hygienisoimiseksi ja tätä kautta uusien käyttötarkoitusten löytämistä sille. Hanke on saanut tukea Ravinteiden kierrätyksen kokeiluohjelmasta 2020–2022.