Non-wood plants as raw material for pulp and paper

Suomessa viljelysta poistettavan peltoalan maarastaesitettiin 1990-luvun alussa arvioita, joiden suuruus vaihteli 0,5 miljoonasta hehtaarista 1 miljoonaan hehtaariin. Samoihin aikoihin hienopaperin kulutus kasvoi ja lehtipuuta jouduttiin tuomaan yha enemman maahan. Naihin lahtokohtiin perustuen aloitettiin vuonna 1990 tutkimus, jonka tarkoituksena oli kehittaa menetelma, jolla saataisiin tuotettua suomalaisista peltokasveista koivun veroista lyhytkuituista raaka-ainetta mahdollisimman edullisesti hienopaperin raaka-aineeksi. Samalla oli tarkoitus saada elintarvike-tuotannosta vapautuville pelloille uutta kayttoa. Tassa vaitoskirjassa esitetyt tulokset ovat Agrokuitututkimuksen kasvintuotanto-osasta vuosilta 1990 ja 1993-1999. Koska nama tulokset ovat osa suuremmasta kokonaisuudesta, vaitoskirjassa on tarkasteltu myos projektin muiden osatutkimusten seka ruokohelven kuitukayttoon laheisesti liittyvien muiden tutkimusten tuloksia suhteessa kasvintuotantotukimuksista saatuihin tuloksiin. Taman tutkimuksen tarkoituksena oli selvittaa, voidaanko Suomen peltokasveista loytaa sellun raaka-aineeksi soveltuvia lajeja, joita voitaisiin tuottaa kilpailukykyiseen hintaan ja onko tuotantotekniikalla mahdollista vaikuttaa suotuisalla tavalla sellun raaka-ainekasvien biomassan tuottoon ja kemialliseen koostumukseen. Tutkimuksen tarkoituksena oli myos laatia kuvaus suurille viljelyaloille tarkoitetusta viljelymenetelmasta, joka tuottaisi tarkoitukseen valitusta kasvilajista teollisuuden kayttoon mahdollisimman laadukasta, lyhytkuituista raaka-ainetta. Alustava tutkimus kaynnistyi vuonna 1990, jolloin mukana oli 17 kasvilajia. Naista valittiin edelleen sellu- ja kivennaisanalyysien perusteella seitseman kasvilajia viljelyteknisiin tutkimuksiin, joissa selvitettiin kasvien biomassan tuottoa seka viljelytoimenpiteiden vaikutusta sellun ja paperin valmistuksen kannalta tarkeisiin laatutekijoihin. Vuonna 1993, jolloin vakavasti otettavia ehdokkaita lyhytkuituiseksi sellukasviksi oli enaa ruokonata (Festuca arundinacea Schreb.) ja ruokohelpi (Phalaris arundinacea L.), perustettiin laajoja kenttakokeita molemmista kasvilajeista. Samaan aikaan tutkimusta laajennettiin kasittamaan koko tuotantoketju viljelysta paperin valmistukseen saakka. Tuotantotekniikan vaikutuksia ruokohelven ja ruokonadan biomassasadon maaraan, sellun valmistuksen kannalta tarkeiden kivennaisaineiden pitoisuuksiin seka sellusaantoon ja laatuun tutkittiin eri korjuuaikoina ja kayttaen erilaisia lannoitusmaaria. Kasvilajeista vain ruokohelpi soveltui monivuotisessa viljelyssa korjattavaksi kevaalla kuloheinana, mika kokeilluista korjuutavoista tuotti sellun valmistukseen parhaiten soveltuvaa raaka-ainetta. Ruokohelpi osoittautui myos kestavimmaksi kasvilajiksi, jonka kuiva-ainesadot vakiintuivat ensimmaisen korjuuvuoden jalkeen noin 7–8 tonniksi hehtaarilta. Kun ruokohelpi korjataan kevaalla, kylvojen vali voi olla jopa kymmenen vuotta. Ruokohelven vuotuiset typpilannoitusmaarat vaihtelevat 50–100 kg N hehtaarilla. Markkinoilla olevia ruokohelven rehulajikkeita voidaan kayttaa kuidun raaka-aineena ja ne menestyvat aina Pohjois-Suomea myoten. Parhaiten kevatkorjuuseen soveltuivat Palaton, Lara, Vantage ja Venture lajikkeet. Viljelyn lopettamisen jalkeen ruokohelpi ei jaa pellolle rikkakasviksi, jos kasvusto havitetaan glyfosaatilla ja kynnetaan syksylla, ja parina seuraavana vuonna viljellaan yksivuotisia kasveja esim. kevatviljaa. Heinakasvien kivennaisaineiden pitoisuudet olivat suurempia kuin puuraaka-aineessa, mutta kuitupitoisuudet lahes samanlaisia. Ruokohelpiraaka-aineen laatuominaisuuksia voitiin parantaa korjaamalla kasvusto kevaalla kuivana kuloheinana, jolloin sadon vesipitoisuus on ainoastaan 10–15 %. Sellun valmistuksessa haitallisten kivennaisaineiden maaraa voitiin vahentaa kayttamalla ruokohelven kevaalla kuloheinana korjattua satoa, ja edelleen poistamalla kevatkorjatusta materiaalista lehtilavat, jotka sisalsivat eniten kivennaisaineita ja vahiten kuitua. Ruokohelven kasvinosista korsi sisalsi eniten kuitua ja vahiten kivennaisaineita ja se soveltuu siten parhaiten sellun valmistukseen. Kun uusi kasvilaji otetaan lyhyessa ajassa laaja-mittaiseen tuotantoon, se vaatii onnistuakseen laajoja tutkimuksia, jotka etenevat samaan aikaan koko tuotantoketjussa. Taman tutkimuksen tulosten kayttokelpoisuus ja siten myos tutkimuksen onnistuminen punnitaan tulosten soveltamistilanteessa, kun ruokohelpea viljellaan suurilla pinta-aloilla ja saatu raaka-aine kaytetaan sellun valmistukseen.