• Prindi

Puu- ja heinatuha väetis ja mulla happesuse neutraliseerimine

Eestis on viimastel aastatel oluliselt suurenenud katlamajade arv, mis kasutavad kütusena biomassi. Valdavalt on tegemist puiduga, mida kulub selleks otstarbeks ca 4300 tuhat tm aastas. Vähesel määral kasutatakse kütusena ka pool-looduslikult rohumaalt koristatud heina.

Põlemisel järgi jääv tuhk moodustab  puidul ca 0,6%....1% ja heintaimedel 5…8 %  kuivainest.  Biomassi tuhk koosneb suurest hulgast erinevatest elementidest, mida taim on oma elu jooksul mullast omastanud. Säästva majandamise seisukohast on otstarbekas  neid toitaineid taaskasutada uue saagi kasvatamiseks. See vähendab mineraalväetisete vajadust ning hoiab kokku vahendeid, mis muidu on vajalikud nende väetiste tootmiseks ja soetamiseks.

Tuhka kui taime toitainete allikat  tuntakse juba ammusest ajast. Seda on kasutatud läbi aegade nii mulla happesuse neutraliseerimiseks kui toitainete sisalduse tõstmiseks mullas. Ajaloost on teada  alepõllumajandus, kus metsa raiuti ja  põletati selleks, et tuhas olevaid toiteelemente saaks kasutada toidukultuuride kasvatamiseks. Aletegemine ei ole kuhugi kadunud ning seda kasutatakse mitmel pool  maailmas  veel tänapäevalgi  mullaviljakuse suurendamiseks.

Tuha kasutamisel  põllukultuuride väetiseks  on suurimaks probleemiks selles olevate toitelementide sisalduse suur varieeruvus. Tuha keemiline koostis on oluliselt mõjutatud  taimeliigist, mille biomassi kütuseks kasutatakse. Taimede vajadused toitelementide osas on erinevad, mistõttu  neid omastatakse mullast erinevas vahekorras. Oluline mõju  on samuti mulla toiteelementide sisaldusel ning agrotehnikal. Erinevatel muldadel kasvanud sama puuliigi  tuha keemiline koostis on erinev, nii nagu on erinev ka heintaimede tuha keemiline koostis, kui neid on kasvu ajal erinevalt väetatud. Tuha keemilist koostist mõjutab samuti  kütuse põlemistemperatuur katlas. Tuhas sisalduvad toitained on taimedele kõige paremini omastatavad, kui põlemistemperatuur on 600-900°C (Pitman, 2006). Kui temperatuur tõuseb üle 800° C, väheneb tuhas K, S, B ja Cu sisaldus (Misra et al.,1993).

Tabel 1. Makroelementide sisaldus tuhas

Materjal Neutraliseerimisvõime (Ca), % Sisaldus kuivaines, %
P K Ca Mg S Mn
Puit 4,9-30,3 0,27-1,3 1,25-7,5 11,3-44,1 1,6-5,8 0,1-1,7 0,17
Hein 7,7 1,5 11,4 11,4 3,9 0,2 0,14

Tabel 2. Mikroelementide sisaldus puutuhas

Materjal Sisaldus kuivaines, mg kg-1 
Zn Cu B Co Mo Se Hg Cd Cr Ni Pb
Puit 552 38,7 116 <0,05 2,05 5 0,204 3,19 17,5 9,75 22,0
Hein 240,2 60,2 164,4 2,2 Ei leitud <0,03 Ei leitud 0,09 6,84 3,25 1,17

Eesti Maaülikoolis läbiviidud uurimistöö käigus analüüsiti viie puitu ja ühe heina kütusena kasutava katlamaja tuhka. Tulemused  (tabel 1) näitasid, et erinevused erinevatest katlamajadest pärit tuhkade keemilises koostises on väga suured. Need ei olnud tingitud  ainult sellest, kas kütusena kasutati puitu või heina.  Ka samast katlamajast erinevatel aegadel võetud puutuha keemiline koostis erines oluliselt ning sõltus sellest, millist puuliiki seal parajasti kütusena kasutati. Need tulemused osutavad vajadusele  tuhka  iga kord enne kasutamist analüüsida, et saada teada selle täpne keemiline koostis, et siis selle põhjal tuha norme täpselt planeerida.Tuha sobivus väetiseks sõltub seal sisalduvatest toiteelementidest, nende vahekorrast ning omastatavusest taimele. Kõige paremini sobib tuhk väetiseks samale kultuurile, mille biomassi põletamisel on see saadud. Näiteks vastab puutuha toiteelementide sisaldus kõige paremini puude vajadusele, mistõttu seda soovitatakse kasutada peamiselt metsa väetamiseks (Pärn, et al., 2006).  Heinatuhka tuleks aga kasutada teraviljade ja rohumaade väetisena. Seoses mineraalväetiste hinna järsu tõusuga ning sellega, et  heina kasutamine kütuseks on Eestis  vähe levinud, on hakatud viimastel aastatel kasutama puutuhka  väetisena ka põllul.

Makroelementidest on puutuhk rikas eelkõige Ca poolest. Vähem on seal P, K ja Mg, Mn  ja S (tabel 1). Makroeelementidele lisaks on tuhas veel palju taimedele olulisi mikroelemente  (tabel 2) ning nende seas ka raskmetalle. Viimasest tulenevalt on puutuha kogused, mida lubatakse 1 ha  väetisena kasutada paljudes riikides normeeritud. Puutuha puhul loetakse ohtlikuks just kõrget  Cd sisaldust, mistõttu on näiteks Soomes kehtestatud  piirväärtus palju Cd tohib aastas tuhaga mulda viia (Järvan, Järvan, 2010). Tuha keskkonnaohtlikkuse osas arvamused lahknevad. Nii on  leitud, et  oht mulla saastumiseks raskmetallidega on puutuha kasutamisel väike,  kui  selleks ei kasutata tuha kerget fraktsiooni  - lendtuhka. Samas on ka märgitud, et tuhk võib sisaldada nii raskmetalle kui ka dioksiine (Pitman, 2006).  Leitud on samuti, et puutuha kasutamisega kaasnev mulla pH tõus vähendab raskmetallide omastamist taimede poolt, mistõttu need ei kujuta inimesele ohtu (Kärblane jt. 1998).

Eestis ei ole puutuha kasutamine väetisena täna seadusega reglementeeritud.

Tuha kasutamisel väetisena on probleemiks, et suur osa seal olevatest toiteelementidest on taimele vaid vähesel määral omastatavad. Näiteks on taimele omastatavat fosforit laboris tehtud analüüside põhjal seal ainult ca 0,1%, mistõttu ei ole tuhaga üksi võimalik enamike põllukultuuride fosforivajadust katta ning seda tuleks anda mineraalväetisega lisaks.  Eesti Maaülikoolis läbi viidud uurimistöö näitas, et tuha mõju mulla fosforisisaldusele kestis normide  5  ja 7,5  t ha-1 andmisel ainult  ühe aasta. Juba teise aasta sügiseks oli taimedele omastatava fosfori sisaldus langenud mullas samale tasemele, mis see oli variandis, kus väetisi ei kasutatud. Seevastu normi 10 t ha-1 korral oli fosfori sisaldus teise aasta sügisel  mullas suurem kui see oli väetamata variandis ning variandis, mis sai igal aastal mineraalväetisega 25 kg P ha-1.

Puutuhas olevast K on taimele omastatav ca 2,5%. Seetõttu tuleb puutuhka vaadelda eelkõige kui kaaliumiallikat. Uurimistöö näitas, et  pärast tuhanormide 5, 7,5 ja 10 t ha-1 andmist  püsis   K sisaldus mullas kõigis kolmes väetusvariandis ka veel kolmandal aastat kõrgem kui variandis, mida ei väetatud või mis sai igal aastal mineraalväetisega 100 kg K ha-1.  See näitab, et eelpool nimetatud tuhanormide kasutamisel antakse  K mulda varuga, mistõttu seda ei ole vaja  tuha laotamise järel  paaril järgmisel aastal mineraalväetisega juurde anda.

Heinatuhas on võrreldes puutuhaga P ja K sisaldus suurem ning need on taimele paremini omastatavad. Seetõttu sobib see põllukultuuride väetiseks puutuhaga võrreldes paremini. Omastatavat  fosforit on heinatuhas laboris tehtud analüüside põhjal hinnanguliselt 0,6 % ja kaaliumit 5 %. Uurimistöö tulemused näitavad, et tegelik elementide omastatavus taimele võib olla isegi suurem kui seda näitavad laboris tehtud mõõtmised. Katses, kus heinatuhaga anti K ekvivalentses koguses mineraalväetisega antud kogusega, kujunes K sisaldus mullas tuhaga variandis oluliselt suuremaks kui mineraalväetisega variandis  ning  püsis kõrgem veel ka kaks aastat hiljem. Sama võis märgata ka P  puhul,  kuid siin kestis tuha järelmõju  ainult ühe aasta.

Puutuha kasutamine mulla happesuse neutraliseerimiseks
Kogu Eesti põllumaast vajab lupjamist ca 40%. Eriti palju on happelisi muldi Lõuna Eestis.  Eestis on kasutatud lubiainena peamiselt põlevkivi klinkritolmu ja tolmpõlevkivituhka, milliste minimaalne neutraliseerimise võime Ca võrreldes on vastavalt 28 ja 30%  (Järvan, Järvan, 2010). Eesti Maaülikoolis tehtud neljateistkümne puutuha analüüs näitas, et nende neutraliseerimisvõime klinkritolmu ja tolmpõlevkiviga võrreldes on enamikel juhtudel väiksem, moodustades sellest ca 60% (min 16, max 102%). Vaid kahel  uuritud tuhal  oli see klinkritolmu ja tolmpõlevkivituhaga sarnane või sellest isegi veidi suurem.

Võrreldes lubjakivijahuga suurendab puutuhk mulla pH-d  väga kiiresti. Puutuha kokku puutudes veega, tekib väga leeliselise reaktsiooniga kaaliumhüdroksiid (KOH), mistõttu tuleb puutuhaga töötades rakendada ettevaatusabinõusid. Kohe pärast tuha laotamist tuleb see segada mulda (Järvan, ,Järvan, 2010).  Suure leeliselisuse tõttu ei tohi puutuhka viia mulda vahetult enne külvi, sest järsk mulla pH tõus on ohtlik tärkavatele taimedel. Ajavahe tuha laotamise ja külvi vahel peab olema vähemalt 2 nädalat. Kolm kuni viis päeva enne ja pärast tuha laotamist ei ole soovitav kasutada põllul taimekaitsevahendeid, sest tuhk võib neid adsorbeerida ja nii nende  toimet vähendada (Järvan, Järvan, 2010).  Kõige parem on tuhk laotada, kas kogu normi ulatuses sügisel ja maa seejärel künda või anda norm kahes võrdses osas.  Esimene pool  sügisel enne kündi ja teine osa  kevadel enne mullaharimist. Selline jaotatud andmine tagab  tuha kõige ühtlasema jaotumise künnikihis.  Samuti hoiab see ära mulla pH järsu tõusu, mis  on ohtlik mulla mikrofloorale.

Eesti Maaülikoolis läbiviidud põldkatses anti mullale, mille pH oli 5,6, kevadel puutuhka vastavalt 5, 7,5 ja 10 t ha-1. Katses kasutatud tuha neutraliseerimisvõime oli 30,2 % Ca. Sama aasta sügiseks  oli pH vastavalt kasutatud normile suurenenud künnikihis 0,8, 1,0 ja 1,2 ühikut.  Aasta hiljem oli  pH vähenenud 0,2 -0,4 ühikut kusjuures, kõige rohkem vähenes see variandis, mis sai puutuhka kõige rohkem. Kolmandal aastal püsis mulla pH kõigis variantides teise aastaga võrreldes enam-vähem samal tasemel.  Saadud tulemused näitasid, et kaks korda suurem tuhanorm, ei taga võrreldes poole väiksema normiga, oluliselt suuremat mulla pH tõusu ega  mulla rektsiooni pikemaajalist püsimist kõrgemal tasemel.

Heinatuha neutraliseerimise võime  on puutuhaga võrreldes oluliselt väiksem (tabel 1), mistõttu sobib seda kasutada eelkõige mulla toitainete sisalduse suurendamiseks.

Kasutatud kirjandus:

  • Järvan, M., Järvan, U.  2010. Muldade lupjamine, Saku, 116 lk.
  • Kärblane, H., Kevvai, L., Kanger, J. (1998). Taimede Pb, Cd ja Hg sisaldus.- Akadeemilise Põllumajanduse Seltsi Toimetised 6, 55…58. 
  • Misra, M., Raglund, K., Baker,  A. (1993) Wood ash composition as a function of furnace temperature. Biomass and Bioenergy 4,103–116
  • Pitman, R.M. (2006). Wood ash use in forestry – a review of the environmental impacts. - Forestry 79, 563 - 588
  • Pärn, H., Mandre, M., Ots, K. (2006). Puutuhk väetiseks metsa. - Eesti Mets 4

Autor: Henn Raave (september 2014)