Hakkuutähteen ominaisuuksista.

METSÄNTUTKIMUSLAITOKSEN _{TIEDONANTOJA 722,} 1999

Hakkuutähteen

ominaisuuksista

Juha

Nurmi

Metsäntutkimuslaitos

Kannuksen tutkimusasema PL _{44,69101 Kannus}

Bioenergian tutkimusohjelma

Hakkuutähteen

ominaisuuksista

Juha Nurmi

Metsäntutkimuslaitoksen

_tiedonantoja

722,

1999

Nurmi, J. 1999. Hakkuutähteenominaisuuksista. Metsäntutkimuslaitoksen _tiedonantoja 722 32s. ISBN 951-40-1668-8, ISSN0358-4283.

Biomassan _pitkittyneen varastoinnin on havaittu aiheuttavan huomattavia _{kuiva-ainetappioita,} energiasisällön alenemistasekä _{terveysriskejä käyttäjien} keskuudessa. Ankarasta ilmastosta _joh

tuen _{välivarastojen käyttö} onkuitenkinvälttämätöntä _{polttoaineen jatkuvan} saatavuudenturvaa

miseksi. Vaikeutenaonkuitenkin _löytää oikeat hakkuutähteen _{korjuun ja käsittelyn} vaihtoehdot.

Tutkimuksentavoitteenaolituottaa tietoahakkuutähteen _{polttoaineominaisuuksiin} vaikuttavista tekijöistä sekä _{käsittelyvaihtoehtojen} vaikutuksesta hakkuutähteestäsaatavan _polttopuun laatuun ja puustonkasvun kannaltatärkeidenravinteiden _{vapautumisesta.} Tämä toteutettiintutkimalla kuusen tuoreen hakkuutähteen varastointia _{tienvarsikasoissa, joista puolet} oli _peitetty, sekä

tutkimallakuusen _{ja männyn}varastointia _palstalla hakkuukoneentekemissäkasoissa.

Tuoreenhakkuutähteenkosteus vaihteleevälillä 50-55 %.Kun oksat on _{karsittu, pyrkii} niiden kosteus asettumaan _{tasapainotilaan} ilman suhteellisen kosteuden kanssa. Palstalla kasoissa olevat tähteetkuivuvat suuremman pinta-alansa ja kasojen harvuudentakiavälivarastossa olevia

tähteitä _nopeammin. Molemmissa tutkituissa varastoissa hakettamattoman tähteen kosteus vaihteli _vuodenajan mukaan _ja olikorkein kaadon _jälkeen sekä talviaikaan.Kosteus _on alhaisin kesällä. Parhaan _{lopputuloksen} saavuttamiseksi tähteen kuivatus tulisi _{tapahtua palstalla ja} kuivuneen tähteen varastointi välivarastossa. _{Välivarastokasojen} kattamisella ei tässä tutkimuksessa ollut vaikutusta tähteen kosteuteen.

Ravinteiden _vapautuminen hakkuutähteestä on hidasta. Metsän ravinnetaloudenkannalta neu lasten variseminen tähteestä on _{paljon tärkeämpi tekijä} kuin ravinteidenvälitön _vapautuminen hakkuutähteestä.Variseminenalentaa _myös tulistimillehaitallisiksi _{katsottujen kloorin,} natriumin ja rikin määriä. Mikäli tähteet on kuitenkin _{logistisista syistä} otettava talteen _neulasineen,

voidaan tähteen sisältämät ravintet _{palauttaa palstalle puutuhkan} muodossa. Hakkuutähteen raskasmetallipitoisuudet ovat _hyvin alhaiset.

Avainsanat: _{biomassa, hakkuutähde, neulaset, ravinteet, raskasmetallit, alkalimetallit,} kuiva ainetappiot

Julkaisija ja jakelu: Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen _{tutkimusasema,} Hanke 3245, PL 44,

69101Kannus. Puhelin: _06-8743211, Fax. 06-8743201

Hyväksynyt: tutkimusjohtaja MattiKärkkäinen08.02.1999

Kirjoittajan yhteystiedot: Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, PL 44, 69101 Kannus. Puhelin:06-8743211,Fax. 06-8743201, sähköposti: juha.nurmi@metla.fi.

SISÄLLYS 1. JOHDANTO 5 2. AINEISTO JA MENETELMÄT 7 2.1. Aineisto 7 2.2. _Analyysit 8 2.3. Tilastolliset menetelmät 8 3. TULOKSET 9 3.1. Hakkuutähteen kosteus 9 3.2. Hakkuutähteen neulasmassa 10 3.3. Hakkuutähteen _{tuhkapitoisuus} 12

3.4. Varastoinnin vaikutus hakkuutähteen

alkuainekoostumukseen 14 3.4.1. _Pää-ja hivenravinteet 14 3.4.2. Hiili _{ja vety} 20 3.5. Hakkuutähteen _lämpöarvo 20 4. PÄÄTELMÄT 22 KIRJALLISUUS 24 LIITTEET 1-6 27

1. JOHDANTO

Maailman _energian kulutuksesta 5,4% on _{peräisin polttopuusta. Kehittyneitten} maiden _energian kulutuksesta _polttopuun osuus onvain _{0,7 %,} muttaAfrikassavastaavasti58%. Edelleen _puolet maapallon väestöstä on päivittäin riippuvaisia polttopuun tai puuhiilen saannista (Report of _.1981). Suomessa _puunosuus primäärienergian tuotannosta oli vuonna 1997 _peräti 19 %. Puunosuudesta80% onmetsäteollisuuden prosessijätettä, jonka teollisuusitse käyttää energian tuotantoonsa. Loput 20 % _jää varsinaisen _polttopuun osuudeksi _ja muodostuuläheskokonaan pientalojen, ensisijaisesti maatalouden käyttämästä polttopuusta. Tämä _{1,1 milj.} toe:n

energiamäärä vastaa noin5-6 _miljoonaa kiintokuutiometriä_puuta. Vaikka _{polttopuun käyttö} lämmöntuotantoon kotitalouksissaonkinlaskenut huimasti sotien _jälkeen, on silläedelleenkin vankkaasema suomalaisessalämmöntuotannossa.Tämäasema johtuu polttopuun riittävyydestä,

pitkistä talvista _{ja puunkäytön perinteistä.} Huomattakoon _kuitenkin, että _{lämpölaitosten} käyttämän metsähakkeenosuusolivuonna 1995vain258000nr (Hakkila ja Fredriksson _1996). Vielä vuonna 1997 hakkuutähteen _{korjuumäärät} olivat Suomessa reilusti alle 200 000 m 3. Kuluvan vuoden _{(1998) korjuumäärän} arvioidaan kaksinkertaistuvan 340 000 _m3:iin. Vaikka lisäys onkin huomattava, ovat Suomen _{käyttömäärät} erittäin _pienet Ruotsiinverrattuna.

Suomen metsien koko _{maanpäällisen puubiomassan} vuotuinenkasvu on noin 110 milj. m

3

/a.

Tästä määrästä teollisuuden ainespuun osuus on 56 milj. m 3. Ainespuun korjuun yhteydessä syntyy 29 _{milj. m 3 hakkuutähdettä, joka} muodostuu latvusmassasta _{ja hukkarunkopuusta} (HakkilajaFredriksson 1996). Lisäksi hakkuusäästöä_kertyy 25 _{milj. m}3/a.Tähänmäärään kuu luvatmm. taimikoitten ja vajaatuottoisten metsien pienpuustot sekäensiharvennusrästit.

Uudistusalojen hakkuutähteen etuna _{pieniläpimittaisiin puihin} nähden on sen talteenoton koneellisuus. Tähteeteivät _{edellytä yksinpuin käsittelyä, vaan ne} voidaan ottaatalteen _massa luontoisena _polttopuuna. Hakkuutähteen _{erikoispiirteenä} muihin _{puuperäisiin polttoaineisiin}

verrattuna on sen suuri neulasosuus. _{Uudistuskypsissä} kuusikoissa neulastenosuus latvusmas sasta on36,1% _ja männiköissä _23,4 % _{(Hakkila 1991).} Hakkuutähteen _{korjuukertymä} onsuu

rin, kun tähteetkerätään _{tuoreina, jolloin myös} neulasetsaadaantalteen.Neulasetkuitenkinsi sältävät huomattavanosan puuhun sitoutuneistaravinteista.

Hakkuutähteentalteenotto rajoittuu lähinnäkuusen _{ja toissijaisesti männyn uudistusaloihin,} sillä

niillä tähteen kertymä hehtaariakohti _on suurin.Näin talteenotonkustannukset saadaanmah dollisimmanalhaisiksi. Muitahakkuutähteentalteenottoa _{rajoittavia tekijöitä} ovat mm. uudis tushakkuiden _pieni koko. Hakkila _ja Fredriksson ₍₁₉₉₆₎ ovatkin _arvioineet, että kuusikko valtaisilla _{palstoilla ainespuun minimikertymä} tulee olla200 _{m 3 ja} männiköissävastaavasti 400 m

3, jotta

tähteiden talteenottoolisi _perusteltua. Lisäksi metsämaiden karuus tai _ekologinen herkkyys rajoittavat käytettävissä olevien _{uudistusalojen} määrää. On _myös otettava _huomioon, ettämetsätraktori _kykenee ottamaantalteennoin70 % hakkuutähteenmassasta. Nämä _rajoituk

set huomioonottaen korjuukelpoiseksi hakkuutähdereserviksi onlaskettu 8,6 milj. m

3

/aneula sineen.Vastaavalukuilmanneulasiaon5,6milj. m

3

/a.

Hakkuutähteentalteenoton _yksi vaikeimminhallittavistavaiheistaonsen kuivatus ja varastointi. Lukuisten esimerkkien _{johdosta tiedetään,} että _biomassan, varsinkin haketetun biomassan pitkäaikainen varastointi voi _johtaa huomattaviinkuiva-aineen _{menetyksiin ja jopa terveys} haittoihinhakkeen käsittelijöiden keskuudessa.

Puupolttoaineiden merkittävänä _erona fossiilisiin _{polttoaineisiin} verrattuna on puun ominai suuksien, mm. kosteuden, tiheyden ja tehollisen _lämpöarvon vaihtelu. Puuaineenkosteus on tärkein _{puun palamiseen} vaikuttavista _{tekijöistä.} Sen suhdetta _{lämpöarvoon} ovat tarkastelleet mm. Heiskanen ja Jokihaara (1961), Lehtonen (1977), Hakkila (1978), Björklund (1983) ja

Nurmi _{(1993, 1997). Polttopuun} kosteus _{riippuu ensisijaisesti puun} kaadon _{jälkeisestä} kä sittelystä ja varastoinnista. Polttohakkeen _{pienkuluttajien} keskuudessa hakkeenkuivatus onta

vanomaista. _{Suurkuluttajien} keskuudessa tämä ei kuitenkaanole kannattavaa suurten määrien sekäuseiden toimittajien takia. Siksi monet teollisuudentutkimuksista ovatkin _{liittyneet poltto} hakkeenvarastointiin _{(Bergman ja} Nilsson _{1966, 1967,} Gislerud _{1978). Polttopuun} laatututki muksiin ovat oleellisesti_{myös liittyneet ympäristöhygieniset kysymykset. Erityisesti pienkäyt} täjien keskuudessa ilmenneet _{hengitystieallergiat} ovat antaneet aihetta useille tutkimuksille kymmenen viime vuoden aikana _{(Smith ja} Ofosu-Asiedu _1972, Turkkila _ja Knut 1982, Thörnqvist 1983, Björklund 1983, White

ym. 1983, Pellikka 1983, Pellikka ja Kotimaa 1983, Castren, M. & _Lukkala, K. _{1986, Jirjis ja Lehtikangas 1991).}

Koska hakkeen kuivaaminensuurina määrinä on _vaikeaa, puun kosteudenalentaminenennen haketustaon mielekkäinvaihtoehto.Puunrasikuivatus sekä _kokopuiden tai _rankojen kuivatus kasoissa ovat edelleenkin yksinkertaisimmat, tehokkaimmat _ja taloudellisimmat menetelmät (Hakkila 1962,Simola _ja Mäkelä_1976,Liss _1979,Uusvaara1984,Nurmi _1987).

Pitkästä _{lämmityskaudesta johtuen} sekä _polttopuu- että _{polttohakepuskurivarastojen ylläpito} on välttämätöntä _{polttohakevirran} katkeamattomuudentakaamiseksi. _Ongelmana onkin oikeiden korjuu/varastointi-yhdistelmien löytäminen. Hakkuutähteestä saatavan _{puupolttoaineen} laatuun voidaankinvaikuttaaoikea-aikaisellakuivatuksella _ja varastoinnilla. Yleisimmäthakkuutähteen varastopaikat ovat _palsta, välivarasto _palstatien varressa sekä haketetun tähteen varastointi kasassa _{lämpölaitoksen pihassa. Siihen,} mikä tai mitkä _paikat ovat otollisimmat kullakin työmaalla ja tähteen _{käyttöpaikalla,} ovat _{tapauskohtaisia.} Niihin vaikuttavat mm. _ainespuun

korjuun ja hakkuutähteentalteenoton _logistiikka, metsän _{uudistaminen,} metsämaanravinteik kuus _{ja lämpölaitoksen} valmius _{polttaa joko} kuivaataimärkäätähdettä.

Kasvit tarvitsevat moniaalkuaineita kasvaakseen _{ja pitääkseen yllä} elämää. _{Hiili, vety ja happi}

ovat _peräisin ilmasta eikä niitäluetaravinteisiin kuuluviksi. Ne muodostavatkuitenkin99 % puunkuiva massasta. _Typen osuus onnoin0,3 %. _Loppu 0,7 %koostuu

pää- ja hivenravinteet sisältävästä mineraaliaineksesta.Pääravinteisiinkuuluvat _{fosfori, kalium, kalsium, magnesium ja} mangaani. Hivenravinteisiinluetaan _{boori, rikki, kupari,sinkki, molybdeeni, kloori, natrium, pii ja} koboltti. Ravinteita tarvitaan _{mm. alkoholiryhmien esteröintiin, energiansiirtoreaktioihin,} entsymitoimintaan sekä _{ionitasapainon ylläpitoon.} Hivenravinteisiin kuuluvat raskasmetallit edesauttavat_mm.elektronienvaihtoa _{(Mengel ja Kirkby, 1982).}

Pieni osa metsänravinteista varastoituu puustoon. Osa siitä on kuitenkin _jatkuvassa kierto

kulussa _{ja palaa} mm. neulastenmukanakarikekerrokseen. Karikkeen hajoamisen ja ravinteiden vapautumisen nopeudesta kuitenkin _riippuu, kuinka _pian ravinteet ovat taaskasvillisuuden _käy tettävinä.Tätäsäätelevät_{muunmuassa ympäristön kosteus, happamuus ja lämpötila.}

Tutkimuksentavoitteenaolituottaa tietoahakkuutähteen _{polttoaineominaisuuksiin} vaikuttavista tekijöistä sekä _{käsittelyvaihtoehtojen} vaikutuksestahakkuutähteestäsaatavan _polttopuun laatuun ja puuston kasvun kannalta tärkeiden ravinteiden _{vapautumisesta.} Tavoitteeseen _pyrittiin

selvittämällä, kuinka _varastoaika, varaston _paikka sekä _{välivarastokasojen suojaaminen} paperikatteella vaikuttavathakkuutähteestäsaatavan _{polttohakkeen laatuun,} so.kuinka _kosteus, tuhkapitoisuus, neulasten määrä sekä _polton kannalta mahdollisesti haitallisten kloorin _ja

natriumin määrä vaihtelee eri _{käsittelyiden} seurauksena. Lisäksi tutkittiin _puuston kasvulle tärkeiden _{pää- ja} hivenravinteiden _vapautumista hakkuutähteestä _{palsta- ja} välivarastoinnin

aikana.

2. AINEISTOJA MENETELMÄT

2.1. Aineisto

Hakkuutähteestä saatavaa _{puupolttoainetta} voidaan varastoida _palstalla hakkuukoneen _jättä

missä _kasoissa, välivarastokasoissa _{ja käyttöpaikalla} hakekasoissa. Tässä tutkimuksessa keski tyttiin kahteen ensimmäiseen vaihtoehtoon. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa (välivarasto

tutkimus) tutkittiin hakkuutähteen _{polttoaineominaisuuksia ja} ravinteiden _vapautumista väliva rastolla _ja toisessa _{(palstavarastotutkimus)} vastaavasti hakkuutähteen ominaisuuksia _palstalla hakkuukoneen tekemissä kasoissa.

Välivarastotutkimuksessa _{työmaat ja} varastoalueetvalittiinMikkelin _kaupungin hakkuutähteen korjuutyömailta. Tutkimusaineiston muodosti avohakkuualoilta _kerätty kuusen hakkuutähde. Tähteet kasattiin _palstan laitaan _{ainespuun ajon jälkeen} 12.7. - 30.9.1995välisenä aikana. Ka

sojen korkeusvaihteli välillä3-5 metriä.Kasat _sijaitsivat Mikkelin _{pohjoispuolella} Hiirolan _ky lässävaltatie72 varressa (4 kpl) ja valtatien13 ja Korpijärven väliselläalueella (8 kpl). Kasoista

joka toinen _{peitettiin piellä ja} lasikuitukudoksellavahvistetulla _{voimapaperilla. Paperin leveys on} 316cm ja sitävalmistaaPietarsaaressa _UPM-Kymmene WalkiWisa.

Kasauksen _yhteydessä tähteestäotettiin

puu-,kuori- ja neulasnäytteet lähtötilanteenselvittämi

seksi. _{Määrityksiä} tehtiinseuraavasti: kosteus _{(297 kpl), tuhkaprosentti (53 kpl), pitoisuudet} 19 alkuaineesta _{(1100 kpl), neulasprosentti (128 kpl), lämpöarvo (58 kpl) ja} sadanneulasen _paino (128 kpl).

Tehdyt 12kasaa _purettiin kolmessa vaiheessa _siten, ettäkaksi _{peitettyä ja} kaksi _{peittämätöntä} kasaa haketettiin kerrallaan. _{Haketusajankohdat} olivat _{23.-24.1.1996,} 6.-7.6.1996 _ja

14.-15.1.1997.Haketuksen _yhteydessä otettiin _{näytteet samoja määrityksiä} varten kuintutkimuksen alussakin. _{Koekasojen purkamisen yhteydessä} otetuista _näytteistä tehtiin seuraavat analyysit: kosteus _{(163 kpl), tuhkaprosentti (144 kpl), pitoisuudet} 19alkuaineesta _{(3120 kpl), neulaspro} sentti _{(127 kpl), lämpöarvo (162 kpl) ja} sadanneulasen _{paino (64 kpl).}

PalstavarastointiatutkittiinkahdellauudistushakkuualallaLaukaan _{ympäristössä.} Toisen _palstan pääpuulaji olikuusi _ja toisen_{mänty. Männyn päätehakkuu} tehtiin 19.-23.9.1996 _{ja näytteiden}

otto tuoreesta massasstasamalla22.8.1996.Kuusikko hakattiin2.-6.9.1996 _{ja näytteet} otettiin samalla viikolla 6.9.1996. Hakkuutähteistä otetuista _näytteistä tehtiin seuraavat _analyysit:

kosteus _{(40 kpl), tuhkaprosentti (84 kpl), pitoisuudet} 17alkuaineesta _{(1440 kpl), neulasprosentti} (64 kpl), lämpöarvo (60 kpl) ja sadanneulasen _{paino (64 kpl).}

Palstavarastoinninaikana _{(6.2. ja} 11.6. ₁₉₉₆₎ otetuista _näytteitä tehtiinseuraavat analyysit: kos

teus (100 kpl), tuhkaprosentti (156 kpl), pitoisuudet 17 alkuaineesta _{(3056 kpl), neulasprosentti} (129 kpl), lämpöarvo (148 kpl) ja sadanneulasen _{paino (61 kpl).}

2.2. _Analyysit

Näytteiden kosteus _{(% tuorepainosta)} määritettiin kuivaamalla _näytteitä kaksi vuorokautta 102°C. _{Hiilen, vedyn ja typen} määrä _näytteissä määritettiinLeco _{CHN-analysaattorilla.} Muiden

alkuaineiden _{pitoisuudet (P, S, K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, B, AI, Cu, Zn, Mo, Cd, Pb, Cr, Ni,)} määritettiinICP _{mittauksilla, joita} edelsi_{näytteen hajoittaminen} HN0

3+ H 202liuoksessa CEM MDS-2000 _{mikroaaltohajoittimella.} Kloridi _(Cl") määritettiinuuttamalla _näyte H

2S04lioksella ja

määrittämmällä _{potentiometrisesti} saostustitrauksella. Titraattina _{käytettiin hopeanitraattia} (AgNOi). Tuhkapitoisuuden määrittämiseksi_näytteettuhkistettiin550°C.

Hakkuutähteen _{lämpöarvon määritystä} varten _{näytteet (n.} 500 _{g) jauhettiin.} Kalorimetristä _polt

toavarten jauheesta puristettiin näytetabletit. Kalorimetrisen _{lämpöarvon määritys tapahtui} Leco AC-300 _{analysaattorilla.} Kustakin _näytteestä tehtiin kolme rinnakkaista _{määritystä.} Kolmen

näytteen hajonta ei saanut ylittää 0,5 %.

Neulasprosentti saatiin erittelemällä neulasetmuusta _{näytteestä ja} määrittämällä niiden_osuus hakkuutähteenkuivamassasta. Sadan neulasenmassa saatiin _{jokaisesta näytteestä} erittelemällä

sata _{kappaletta neulasia, jotka} kuivattiin 102°C. Neulaset _{jäähdytettiin eksikaattorissa, jonka} jälkeen ne punnittiin.

2.3. Tilastolliset menetelmät

Välivarastokasojen tilastollisissa tarkasteluissa _{käytettiin toistettujen} mittausten varianssiana lyysiä, jossa ryhmittelytekijöinä käytettiin aikaa _ja katetta. Toistettuinamittauksinaolivatkasan alkutilanne _ja kasan _purkamisen aikainentilanne. Lisäksi _{säilytysaikojen} välisiä _eroja testattiin kovarianssianalyysillä, jossa kovariaattinaoli alkutilanne _{ja ryhmittelytekijöinä} olivataika _ja kate. Palstavarastointi aineistolletehtiin _{yksisuuntaiset varianssianalyysit. Näyte-erien} erisuuruisista variansseista _johtuen tehtiinaineistoille _{logaritminen,} l/x tai _neliöjuuri muunnos. Parittaisissa

vertailuissa käytettiin Tukeyn testiä5%riskitasolla.

Työmaitten järjestelyssä auttoivatPekka AuvinenMikkelin _{kaupungista ja} Ari Taimisto UPM-Kymmene Keski-Suomen metsäkonttorista. Hakkuutähdenkattamisessa käytetyn katteen toi

mitti _UPM-Kymmene Walki WisaPietarsaarestaHenrikLassfolkinavustuksella. Metsäkoneura koinneistavastasivat _{pääosin Veijo} Kuukka _ja PekkaLahti. Aineistonkeruun suorittivat Jaakko

Miettinen ja Taisto Jaakola. _{Laboratorionäytteiden käsittelystä} vastasivat Kaisa _Jaakola, Riitta

Miettinen _ja Reetta _{Kolppanen. Seppo} Vihantavastasi laskennasta. Esa Heino _{ja Keijo} Polet avustivat julkaisun painokuntoon saattamisessa. Kiitänkaikkiatöihinosallistuneita.

3. TULOKSET

3.1. Hakkuutähteen kosteus

Välivarastoitujen vihreidenkuusen hakkuutähteidenlähtökosteusvaihteliMikkelissävälillä 30-48 % _{(5=10,2 %).} Koska kaatotuoreenlatvusmassan kosteusvaihteleevälillä50-55 _%, on sel vää,että tähteetolivatehtineetkuivahtaa _ainespuun teon _ja tähteidenkeruun _välillä, vaikkaoli vatkin vihreitä. Tilanne vastanneekintäten _{käytäntöä} melko _{hyvin, jolloin} tähde-erienkosteus vaihtelee.Vertailunvuoksi _{mainittakoon,} että eräässä toisessa tutkimuksessa _{(Nurmi 1999)} ke

rätyssä aineistossa 90:stähakkuutähdekuormastaotetuissa450:ssä _{kosteusnäytteessä} keskikos

teusoli56,0% _{standardipoikkeaman} ollessa6,6%.

Hakkuutähteen kosteus on aina korkein kaatotuoreessa massassa. Välivarastossa kosteus voi ol

lakorkea _myöstalvella _syksyllä siihen _{imeytyneestä} kosteudestaeikäniinkäänlumesta _{ja jäästä} johtuen (kuva 1). Joskus _talviajan kosteus saattaa ylittää kaatotuoreenkosteudenkin. Alhaisim

millaankosteus on vastaavasti kesällä. Mikkelin välivarastokasoissa tähteen kosteus vaihteli vuodenaikana maksimissaannoin 10 _{kosteusprosenttiyksikköä.} Tämävastaa _2,25 MJ eroa _jo kaistahakkuutähdehakkeen märkäkiloa kohti. Ero _onviidesosa 40 %:nkosteudessaolevanhak

keen _{energiasisällöstä ja} niin ollen _käytännön kannalta merkittävä. Tilastollisessatarkastelussa vuodenajan vaikutus olikin merkitsevä _{(p=0,027). Katettujen ja} kattamattomien _kasojen välinen kosteusero oli _{sen sijaan hyvin pieni} eikä ero osoittautunut tilastollisesti merkitseväksi

(p=0,847).

Kuva1. Hakkuutähteenkosteus _{näytteenottoajan} suhteenkatetuissa _ja kattamattomissakasois savälivarastossa ja palstalla hakkuukoneen jättämissä kasoissa.

Palstallahakkuukoneen _{jättämissä} kasoissa varastoiduntähteen kosteus noudattaasamanlaista vuodenaikaisvaihteluamitävälivarastossa varastoiduttähteet. Palstallakosteus kuitenkin vaih

telee enemmän. Keskimääräinenkosteusvaihtelu kesän _ja talven välilläoli _yli 30 _kosteuspro senttiyksikköä ja tilastollisestimerkitsevä _{(p=0,000). Erityisesti} tulee _huomata, kuinkakorkeaksi tähteenkosteusvoi _palstalla kohota _(> 60 _%) varsinkinkevättalven _{aikana, jolloin säteilylämmön}

sulattama lumi _jäätyy oksien _ja neulasten _ympärille. Tällainen _jää ei _juurikaan irtoa tähteistä talteenoton _yhteydessä, vaan säilyy pysyvänä kosteuden lisänä. Mikäli ainespuun korjuu on

tapahtunut lumettomana aikana, tulisitähteetkerätävälivarastoon_ennenlumentuloa _{(kuva 1).}

3.2. Hakkuutähteen neulasmassa

Neulasmassanosuushakkuutähteestäon hyvin merkittävä. Uudistuskypsässä kuusikossa elävän latvuksenkuivamassasta neulastenosuus on noin35 % _ja hakkuutähteenkuivamassasta 30 %. Männyllä vastaavat luvutovat 23 % _ja 20 %. Neulasmassanmäärittäminenhakkuutähteestä si sältää virheriskin, koska tähteeneri osissa neulastenvaihtelu oksan _kärjestä

rungon latvakap paleeseen on hyvin suuri. Mahdollisuusneulastenmäärän _{painottumisesta} suuntaan tai toiseen väärin _painotetun otannan takia on _{hyvin mahdollinen,} minkä takia tässä _esitettyihin lukuihin tuleesuhtautua _pienellä varauksella.

Variseminen _edellyttää neulastenkuivumista.Pääosavarisemisesta _tapahtuukin kesällä. Talvella neulastenkuivumistaei _{juurikaan tapahdu} eikäneulasia

myös siisirtoatähteestäsamassa määrin. Poikkeuksenaontietenkinkesänaikanakuivunnut jo ruskeaksi muuttunut tähde, josta neulaset irtoavat _myös talvella. Taulukosta 1 nähdään, että palstalla parempi kuivuminen _johtaa alhaisempaan neulaspitoisuuteen. Näin ollen _yli 20 % tähteen sisältämästä kuivamassasta _jää palstalle neulastenvarisemisen seurauksena. Neulasten sisältämien ravinteiden _on siten mah dollista _päätyä seuraavan _{puusukupolven käyttöön.} Toisaalta on otettava _huomioon, että ker

tymä pienenee karisseen neulasmassan_verran. Tämä _puolestaan nostaa hiemantalteenotonkus tannuksia. _Kertymä on suurin, mikäli tähteetkerätään välivarastoon tuoreena. Mikäli tuoreita tähteitäei heti _{polteta, vaan varastoidaan/kuivataan,} välivarastossamenetetään välivarastoinnin aikanavarisevienneulastensisältämätravinteet _{ja energia.}

Taulukko 1. Hakkuutähteen neulasosuudenmuutos vuoden kestäneen varastoinnin (syyskuu syyskuu) aikana. Tähteenkosteussuluissa.

Mikkelin _{ympäristössä tehdyssä} tutkimuksessa havaittiin välivarastoinnin _pituudella olleen merkitsevävaikutus tähteen _{neulaspitoisuuteen (p=0,0162). Kasojen peittämisellä} sen sijaan ei olluttilastollisestimerkitsevä _(p=0,7609). Lisäksi neulastenkuivamassan hävikkiin _{sisältyy myös}

Neulasosuus _{kuivamassasta,} %

Varasto Alussa _Lopussa

Palsta _{27,7 (56,0) 6,9 (28,5)} Välivarasto _{27,7 (56,0) 18,9 (42,2)}

tiheyden muutos. Tämä määritettiin mittaamalla sadan _kappaleen neulaserien _painoja. Palstavarastoitujen männyn tähteidenneulasten _paino oli alentuntunutmerkitsevästi _{(kuva 2).} Tämämassan menetysnäyttää tapahtuneen jo ensimmäisenvarastointivuoden _syksyllä. Kuusella

muutosei ollutmerkitsevä.Kuusenosalta tuloson yhteneväinen välivarastointitulosten _kanssa, sillä niissäkään neulasten _paino ei muuttunut varastoinnin aikana. Tulos _poikkeaa aiemmin tehdystä tutkimuksesta _{(Nurmi 1999), jossa palstalla} sadanneulasen _paino alenivuodenaikana peräti 20 %. Eronaonse, että _{jälkimmäisessä} tutkimuksessa tähteetolivatkoko kesän _palstalla, kuntaasLaukaallavain syksyn ja seuraavankevään _jolloin mikrobitoimintaei olevoinnut_päästä

täyteenvauhtiin.Kateei osoittautunutmerkitseväksi _muuttujaksi.

Kuva2. Kuusensadanneulasen _{paino näytteenottoajan} suhteenvälivarastossa _{(yllä), ja} män

nyn ja kuusen sadanneulasen paino palstavarastossa (alla). Samalla kirjaimella merkitty ne

3.3.Hakkuutähteen _{tuhkapitoisuus}

Biomassan _{päärakennusaineet, hiili, vety ja typpi palavat} tullessaankosketuksiin _{hapen ja} kor kean _lämpötilan kanssa. Muut, palamattomat alkuaineetmuodostavattuhkan. Kuusen_{rungon ja} oksien _{puuaineen tuhkapitoisuus} vaihteleevälillä0,30 - 0,63 % kuivamassasta. Kuorta sisäl

tävän oksamassan _{tuhkapitoisuus} on 1,9% _ja kuoren3,0%. Neulasten _{tuhkapitoisuus} ontätäkin

korkeampi (4,2

5,1 %) (Voipio ja Laakso _1992). Tässä tutkimuksessa neulasten tuh kapitoisuus vaihtelivälillä _4,2 - 4,9 % ja hakkuutähteen tuhkapitoisuus 2 - 2,5 %. Välivaras

toinnin _pidentyessä niinneulastenkuinhakkuutähteenkin _{tuhkapitoisuus lisääntyi ja} oli _4,5-5 % pisimpään varastoiduissakasoissa _{(kuva 3).} Muutosalkutilanteestaolitilastollisesti merkitsevä (p<0,001). Lisäksikatetuissa kasoissa tuhkaaolivähemmänkuinkattamattomissa. Seikkaavoi

daan _pitää viittauksena _siitä, että katetuissakasoissa _{kuiva-ainetappiot} voisivat mahdollisestiolla peittämättömiä alhaisemmat _(p=0,041).

Kuva 3. Kuusen hakkuutähteen _ja neulasten _{tuhkapitoisuus (%)} välivarastossa _{näytteenotto} ajan suhteen.

Palstallavarastoidunkuusen neulastensekätähteenlähtötasoolivarsin _alhainen, neulasillavain reilunkolmen _prosentin luokkaa _ja tähteellävain _{prosentin verran} kuiva-aineesta. Pitoisuudet

ovat varastoinnin edetessäkuitenkinkohonneetmerkitsevästi. Puunkorjuuta seuranneeseenke säkuuhun mennessä neulasten _{tuhkaprosentti} oli _jo kuusi _ja tähteenkinkolme. Neulasten _on jonkin verran korkeampi palstalla kuinvälivarastossa. Tämä saattaa johtua siitä, että palstalla

tähteetovat _{levittäytyneet} suuremmallealalle _{ja lämpötila} sekä kosteusolot ovat saattaneet olla suotuisemmat.

Myös männynkohdallamuutoksetovat _{merkitseviä,} muttamuutosneulasten _{tuhkapitoisuudessa} (2-2,3 %) onvarsin pieni vaikkakinmerkitsevä.Luvut ovat samaatasoa mitä _{Voipio ja} Laakso (1992) ovat esittäneetmännyntuoreilleneulasille. _Männyn tähteen _{tuhkapitoisuus} on sen sijaan alentunut eikä _{lisääntynyt} kuten saattaisi olettaa. Tämä voi _johtua neulasmassan _pienestä osuudesta _{tuhkanäytteissä,} mutta ei luultavaa _(n=sB). Lisäksi _{huomattakoon,} ettäkuusenneu lasten _ja tähteen _{tuhkapitoisuudet} ovat männyn vastaaviaosia huomattavastisuuremmat _ja ero

näyttäävainkasvaneenvarastoinninaikana _{(kuva 4).}

Kuva 4. _{Männyn ja} kuusenneulasten _ja hakkuutähteen _{tuhkapitoisuus (%) palstavarastossa} näytteenottoahan suhteen. Samalla _{kirjaimella merkitty ne keskiarvot, jotka} eivät eroa toisis taan5 %:n merkitsevyystasolla.

3.4. Varastoinninvaikutus hakkuutähteenalkuainekoostumukseen

3.4.1. Pää- ja hivenravinteet

3.4.1.1. Välivarastointi

Suurissa kasoissa välivarastoidun hakkuutähteen _{pääravinnepitoisuudet} muuttuvat erittäin hi taasti _{(liitteet 1-6).} Tähteessätilastollisestimerkitseviämuutoksiahavaittiinvainkaliuminkoh dalla _{varastointiaikojen} välillä. Varsinaista tilastollisesti merkitsevää muutosta _{alkutilanteesta,}

missäonotettu huomioon _lähtötaso, ei _tapahtunut millään _{pääravinteella. Myöskään} kattaminen eivaikuttanutnäidenalkuaineitten _{pitoisuuksiin.}

Aineiston _perusteella on kuitenkin nähtävissä, että neulasistaalkaa hitaasti

vapautuaravinteita

varastoinninaloitusta_seuranneena kesänä. Näin_{on erityisesti kaliumin, kalsiumin, mangaanin ja} fosforinlaita.Näidenmuitaravinteita _{nopeampi vapautuminen johtuu} lähinnä _siitä, ettäneeivät ole niinkään neulasten _rakenneosia, vaan osallistuvat _{solujen entsyymi-, ja energianvaihto} toimintaan _ja ovattäten _{helpommin vapautuvia} kuinsellaisetrakennusaineetkutenhiili _ja

vety.

Tähteessähivenravinteistavainrikintodettiinkonsentroituvan _jonkin verranvarastoinninaikana

(p=0,0249). Raskaammista metalleista alumiinin, kuparin, raudan _ja sinkin _pitoisuudet eivät

konsentroitunet alkutilanteesta. Raudan _ja sinkin _pitoisuudet vaihtelivat tosin merkitsevästi vuodenajasta toiseen _{(p=0,0071 ja 0,0069).} Tämä _{selittyy kasojen} välisillä eroillavarastoinnin alussa.

Neulasissa _{sen sijaan} raskasmetallitkonsentroituvat merkitsevästi. _{Näyttääkin siltä,} että _päära

vinteet _vapautuvat mikrobitoiminnan seurauksena _{raskasmetalleja nopeammin,} mikä _johtaa puolestaan raskasmetallien osuuden nousuun jäljelle jäävässä neulasmassassa. Koska neulasia variseerunsaastivarastoinninedetessä _ja neulasistakin _{löydetyt pitoisuudet} ovat pienet, ei kon sentroituminennäytähteestäotetuista _{näytteissä.}

Natriumin _ja kloorinoletetaanolevan osavastuussa tulistinpintojen korroosio-ongelmista. Nat riumia _{löytyy hakkuutähteestä,} mutta _pitoisuudet ovat alhaiset vaihdellen välillä21-32 _ppm.

Varastoinnin aikana _tapahtuvat muutoksetkaan natriumin määrässä eivät olleet merkitseviä (p=0,9639). Kattamisellaei ollutmerkitseväävaikutusta natriumineikä muidenkaanhivenra vinteiden _{pitoisuuksiin.}

Kloorin on kasvin kannalta välttämätön fotosynteesissä (Mengel ja Kirkby, 1982). Klooria

löytyykin tuoreistakuusen neulasistanoin400_ppm,mutta puuaineessa sitäei ole.Kloridionkin yksi liikkuvimmistaioneista _{(Cl"), joka vapautuu helposti.} Varastointi laski merkitsevästi neu lasten _{kloridipitoisuuksia (kuva 5).} Muutos onollut vähäinen, mutta tilastollisesti merkitsevä. Syynä saattaakinollaneulasosuudenvaihtelu _{tähdenäytteissä.}

Kuva 5. Kuusenneulasten _ja tähtee _{kloridipitoisuus (Cl~) palstavarastossa näytteenottoajan} suhteen. Samalla _{kirjaimella merkitty} ne _{keskiarvot, jotka} eivät eroa toisistaan5 %:nmerkit

sevyystasolla.

Typpi onkivennäismaillausein _puiden kasvuavoimakkaimmin _{rajoittava tekijä.} Karikekerroksen kuolleen _orgaanisen aineen _hajoamisella ontärkeä osuus typen saatavuudenkannalta. Kuusen neulasissa _typpeä oli hieman _{yli yksi prosentti} kuiva-aineesta. _Typpeä ei _{vapautunut mer} kitsevässä määrintutkituissavälivarasto-olosuhteissa. _{Varastointiaikojen} välillätosinoli _eroja,

mutta neovatlähtöisin alkutilanteenerisuuruisistakonsentraatioista. Kate ei _myöskään vaikut

tanut _{typen vapautumiseen (kuva 6).} Neulastenvariseminen _jää siis ainoaksikeinoksi _palauttaa

typpi takaisinkiertoon. Koska kuitenkinvain _pieni osa _typestä on kasveille käyttökelpoisessa ammonium-tai _{nitraattityppenä,} eineulastenvarisemisellalienekovin suurtavälitöntä _merkitystä

puustontypensaanninkannalta.

Kuva6. Kuusenneulasten _{typpipitoisuus (N)} välivarastossa _{näytteenottoajan} suhteen.

1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 -

NEULASET paljaskatettu F{muutosalusta)=0.17 P=0.6926 F(säilytysajat) =7.32 P=0.0327 F(kate) =0.42 F>=0.5467 F(k X s) =0.02 P=0.9824

3/95 _1/96 6/96 _y97

3.4.1.2. Palstavarastointi

Varastoinnin vaikutuksesta _{pää- ja} hivenravinteiden _{pitoisuuksiin männyn ja} kuusen hakkuu tähteessähavaittiin _seuraavaa. Yleensä _pitoisuudet laskivat tähteessä varastoinnin aikana, kui tenkin _niin, että erot olivat _{männyllä yleisesti} merkitsevät, mutta kuusella eivät. Koska ravin nepitoisuudet ovat korkeimmat _neulasissa, korostuu tämän _{biomassakomponentin tärkeys} alku aineittenkulkeutumistatarkasteltaessa. _{Raudan, alumiinin, kuparin ja} sinkin _pitoisuudet kasvavat neulasissa varastoinninaikana. Tämä _{johtuu siitä,} että muut alkuaineetvapautuvatherkemmin mikrobitoiminnantuloksena _{neulasista, jolloin jäljelle jäävien} alkuaineitten _pitoisuudet kasvavat.

Kokotähdemassassakuitenkin _myös näitten _pitoisuudet laskevatneulastenvarisemisen _myötä.

Kuusenkaliumin, mangaanin, kalsiumin _{ja magnesiumin pitoisuudet} eivät muuttuneet tähde massassa merkitsevästi. Myöskään fosfori-, boori-, rikki-ja natriumpitoisuudet eivät muuttuneet.

Tulos on melko yhteneväinen välivarastoinnista saatujen tulosten kanssa. Kuusen neulasissa kaliumin _{ja magnesiumin pitoisuudet} laskivat. Kalsiumin _{ja mangaanin pitoisuudet puolestaan} kasvoivat. Kalsiuminkohdalla _pitoisuuden lasku olimerkitsevästi. _Selityksenä voisi olla se, että

kuusen neulasista _{otettujen näytteiden kalsiumpitoisuuksien} varianssit eivät toteuttaneet

yhtäsuuruusvaatimusta. Männyn tähteenkaikki pitoisuudet ovat säännönmukaisestilaskeneet

merkitsevästi. Tämä _johtui ennen muuta neulastenvarisemisesta. Neulasten _{pitoisuuksissa} ei

booria ja metalleja lukuunottamatta _tapahtumut merkitseviämuutoksia _{(kuvat 7-9).}

Männyn tuoreittenneulasten _{klooridipitoisuus} onalle puolet kuusen neulastensisältämästäklo ridista _(< 200 _ppm). Lisäksi _{pitoisuuksien} aleneminenei ole _{yhtä nopeata}kuin kuusella. Aines puuntekoaseuranneena kesäkuussa pitoisuus olivielä160ppm,mikäon suunnilleensamakuin kuusella. Palstalla varastoidun kuusen neulasten _{kloridipitoisuus} oli tuoreessa massassa sama

kuin välivarastoidussakin tähteessä _(n. 450 _ppm). Lisäksi _{varastopaikalla} ei _näyttäisi olevan merkitystä kloridipitoisuuksien alenemisen _kannalta, sillävarastoinnin _lopuksi otetuista _näytteistä määritetyt pitoisuudet olivatnoin170_ppm.

Männyn tähteessä _{kloridipitoisuus on alhaisempi} kuin kuusen tähteessä. Tämä _johtuu kuusen

suuremmasta neulasmassanosuudesta sekä tuoreen tähteen kohdallakuusen neulasten suu remmista _{pitoisuuksista.} Koska klooria _esiintyy nimenomaan tähteiden _{neulaskomponentissa,} voidaanvarastoinnillaoleellisesti vähentää _sen määrää hakkuutähteestä saatavasta polttohak keessa. Lisäksi kloridipitoisuudet alenevat _{nopeasti, erityisesti} kuusen neulasista.

Kadmium-, kromi-, lyijy-, molybdeeni- ja nikkelipitoisuudet jäivät kuusen hakkuutähteessäalle määritysrajan. Tämä ei tarkoita _sitä, että niitäei olisi _{hakkuutähteessä,} vaan että niiden _pitoi suudetovat niin _pienet etteiniitävoitu havaita _{käytetyillä} menetelmillä.Nämävähäisetmäärät

Kuva 7. _{Männyn ja} kuusen tähteenkalium- _(K), kalsium- _{(Ca), magnesium- (Mg) ja mangaani} en) pitoisuus palstavarastossa näytteenottoajan suhteen.Samalla _{kirjaimella merkitty ne}kes kiarvot, jotka eiväteroatoisistaan5%:n merkitsevyystasolla.

Kuva8. _{Männyn ja} kuusen tähteen _{fosfori- (P),} boori- _(B), rikki- _{(S) ja} natrium- _{(Na) pitoisuus} palstavarastossa näytteenottoa]an suhteen. Samalla _{kirjaimella merkitty ne keskiarvot, jotka} eivät eroatoisistaan5%:n _{merkitsevyystasolla.}

Kuva9. _{Männyn ja} kuusen tähteenrauta- _(Fe), alumiini- _{(AI), kupari- (Cu) ja} sinkki- _{(Zn) pi} toisuus _{palstavarastossa näytteenottoajan} suhteen. Samalla _{kirjaimella merkitty ne}keskiarvot, jotka eiväteroatoisistaan5%>:n merkitsevyystasolla.

3.4.2.Hiili _{ja vety}

Muutokset hiilen _{ja vedyn pitoisuuksissa} eivät muuttuneetvarastointiaikana. _{Näytteenottoajan} kohtienso. vuodenaikojen välilläolikuitenkin _{eroja, jotka selittyvät} eri suuruisillalähtötasoilla. Lisäksi _{hiilivetyjen vapautuminen} onkesän aikana vilkkainta (kuva 10). Koskahiili _{ja vety}ovat

sitoutuneettoisiinsa _{hiilihydraateissa ja ligniinissä, pysyvät} niidensuhteet samanaaineen hajo

tessa mikrobitoiminnantuloksena. Tätenmyös massayksikköä kohti lasketun _lämpöarvon tulisi

pysyä muuttumattomana.

Kuva10.Kuusenhakkuutähteenhiili- _{(C) ja vetypitoisuus (H)} välivarastossa _{näytteenottoajan} suhteen.

3.5.Hakkuutähteen _lämpöarvo

Hakkuutähteenkalorimetrinen _{lämpöarvo riippuu ensisijaisesti} hiilen _{ja vedyn} suhteellisista

osuuksista. Koska tämä suhde on hiemanerilainen hemiselluloosassa, ligniinissä ja uuteai neissa, lämpöarvo vaihtelee sitenhieman myös puu-, kuori- ja neulasmassankesken. Lisäksi tehollinen _lämpöarvo vaihtelee suuresti kosteuden mukaan. _Havupuiden oksien _puuaine

poikkeaa rakenteeltaan _{runkopuusta siinä,} ettäoksien _alapuolelle muodostuu _{lylyä. Lylyn yksi}

tunnusomainen _piirre on normaalipuuta korkeampi ligniinin määrä. _{Ligniinin lämpöarvo} on selluloosaa _ja muita_puun sisältämiä _{hiilihydraatteja korkeampi.} Tämän _{johdosta havupuiden} oksissa olevan _{puuaineen lämpöarvo} on rungon puuainetta korkeampi. Myös korkea

uuteainepitoisuus nostaa _{oksapuun lämpöarvoa. Männyn ja} kuusen oksien kuoren _lämpöarvo on puolestaan oksia hieman korkeampi. Aiemmista tutkimuksista tiedetään, että männyn neulasettomanoksamassan tehollinen _lämpöarvo 0 %:nkosteudessa on _{20,09 ja} kuusen 19,41 MJ/kg (Nurmi 1997). Vastaavasti neulasten _lämpöarvot ovat _{21,04 ja 19,19 MJ/kg. Männyn}

neulasen _lämpöarvo on siis muuta latvusmassaa korkeampi, kuntaas kuusellaero neulasten ja oksien välillä on pieni. Tästä seuraa, että neulasten varisemisella tulisi männyllä olla

suurempi vaikutuskeskimääräiseen _{lämpöarvoon} kuinkuusella.

Kuusen välivarastoinninaikana Mikkelissä keskimääräiset kuiva-aineen teholliset lämpöarvot vaihtelivatvälillä19,8-20,1 MJ/kg (kalorimetrinen lämpöarvo =

21,2-21,4 MJ/kg). Vaihteluoli pieni, eikä _{varastointiaikojen} välillä ollut tilastollisesti merkitseviä _{eroja (kuva 11).} Lieneekin

niin, että vaikka tähteen _{nettolämpöarvo} alenee neulasten _varisemisen, lahoamisen _ja uuteai neitten _{vapautumisen kautta, pysyy} keskimääräinen kuiva-aineen tehollinen _lämpöarvo samana hiilen _{ja vedyn} suhteen _pysyessä lähes samana varastoinnin _ajan. Näin ollen vainkosteus _jää

jäljelle merkittävänätehollista _lämpöarvoa säätelevänä _tekijänä.

Kuva 11.Kuusenhakkuutähteenkalorimetrinen _{lämpöarvo MJ/kg} välivarastossa_{näytteenotto}

ajansuhteen.

Kuusen palstavarastointi ei _myöskään aiheuta _{lämpöarvollisia eroja varastointiajan} suhteen.

Massaatosin menetetäänmm. neulasten varisemisena, mutta se ei näy lämpöarvossa. Tukeyn testin _parittaiset vertailut antavat viitteen siitä, että kuusen neulasten _lämpöarvo olisi talvella jopa merkitsevästi (p< 0,001) suurempi kuin kesällä _{(kuva 12). Tyhjentävää} syytä tähän _on vaikea _löytää. Yksivoisiollase, ettäkesäaikanahaihtumisen _ja mikrobitoiminnantakia _hiilivety yhdisteitä vapautuubiomassastaalentaenniidenosuutta ja samallanostaen palamattoman tuhkan

osuutta. Lisäksi näytteiden otantaan saattaa liittyä epätarkkuutta, mikä osaltaan on saattanut

Palstavarastoidun_männyn hakkuutähteen tehollinen _lämpöarvo alenivarastoinnin edetessä ti lastollisestimerkitsevästi _{20,6:sta 20,2:een MJ/kg.} Kuten _yllä mainittiinkuusen _yhteydessä, tämä

muutos voi _johtua aineenvaihdunnallisista _syistä tai otantaan _{liittyneestä} virheestä. Muutokset

männynhakkuutähteen _{lämpöarvossa johtunevat} kuitenkinsuureltaosin neulasmassanosuuden alenemisesta. Miksi neulasten lämpöarvo on noussut näin merkitsevästi noin 22:sta 23:een MJ/kg, eioletietoa.

Kuva 12. _{Männyn ja} kuusen hakkuutähteenkalorimetrinen _{lämpöarvo palstalla näytteenotto} ajan suhteen.Samalla _{kirjaimella merkitty} nekeskiarvot, jotka eiväteroatoisistaan5%:nmer

kitsevyystasolla.

4. PÄÄTELMÄT

Tuoreenhakkuutähteenkosteus vaihteleevälillä50-55 %. Kunoksat _{on karsittu, pyrkii} niiden kosteusasettumaan tasapainotilaan ilmansuhteellisenkosteudenkanssa. Palstalla kasoillaolevat

tähteet kuivuvat suuremman pinta-alansa ja kasojen harvuuden takia välivarastossa olevia tähteitä _nopeammin. Mikälihakkuut tehdään _syksyllä tai _talvella, tähteeteivät kuivu _palstal lakaan ennenseuraavaakesää. Pikemminkintalviaikainenvarastointilisääniidenkosteutta _pin tajään ja lumen muodossa. Mikäli taas hakkuu on tehty keväällä tai _kesällä, kuivuvat tähteet palstalle hakkuukoneen tekemissä kasoissa usein erittäin _hyvin. Parhaankosteuden saavutta

miseksi olisi tähteidenannettava kuivua _palstalla kesän _{yli ja} kerättävä _syksyllä välivarastoon

odottamaantalviaikaista haketusta.Näin voidaan _säilyttää saavutettu _{hyvä laatu,} koska lunta _ja jäätä ei _{pääse kertymään} tähteeseen. On kuitenkin _muistettava, että mikäli talvella hakatuilla

aloillaolevaatähdettäei voidakuivattaahakkuutaseuraavan kesän _yli, tulisitähteetkerätävä

livarastoonvälittömästi _{ainespuun korjuun jälkeen.} Näinestetään lumen _{ja jään} mukanaantuoma

lisäkosteus.

Tähteen varastointi/kuivattaminen _palstalla vaikuttaa oleellisesti hakkuutähteen _kertymään. Suurin _{kertymä saadaan,} mikälitähteetkerätääntuoreena. Tällöintosin joudutaan kuljettamaan

paljon vettä tähteen _mukana, mistä _syntyy kustannuksia. Monissa _{nykyaikaisissa} laitoksissa

kostean _{polttohakkeen poltto} ei tuota vaikeuksia, mutta toistaiseksi valtaosalaitoksistaei ole rakennettu vastaanottamaan näin kosteata _{polttoainetta.} Mikäli tähteiden annetaan kuivua

palstalla, paranee tähteestä saatavan polttohakkeen tehollinen lämpöarvo siinä määrin, että

neulastenvarisemisen _{johdosta tapahtuva massan menetys}korvautuu _{täysimääräisesti} kosteuden alenemisella.Lisäksi metsämaan ravinteikkuuden kannaltalieneeedullista antaa ravinnerikkaan

neulasmassanvaristakuivumisen seurauksena _palstalle. Tulee _{myös muistaa,} että _{pitkäaikaisen} välivarastoinninseurauksena läheskäänkaikki neulaseteivät _{päädy polttoon, vaan ne} varisevat

varastolle, jolloin niistäei ole _{hyötyä enempää}metsämaallekuin _{lämpölaitoksellekaan.}

Ravinteiden vapautumisen todettiinolevanhidastavarastoinninaikana.Välivarastoinnissakaanei ole _{pelättävissä,} että suuriamääriäravinteitahuuhtoutuisi _pintavesiin. Metsän ravinnetalouden

kannalta neulasten variseminen onkin _{paljon tärkeämpi tekijä} kuin ravinteiden välitön va

pautuminen hakkuutähteestä. Näinmenetellessäalenee_myös tulistimille haitallisiksi _katsottujen

kloorin, natriumin _ja rikin määrät. Mkälitähteetonkuitenkin _{logistisista syistä} otettavatalteen neulasineen, voidaantähteensisältämätravinteet _{palauttaa palstalle puutuhkan} muodossa.

Tuhkan määrä _lisääntyy tähteessä _ja varsinkin neulasissa _{biologisen hajoamisen myötä} noin 50-100% vuodenmittaisenvarastoinninaikana. _{Lisäys riippuu} neulasosuudensuuruudesta. Mitä vähemmän _neulasia, sitä vähemmän _{tuhkapitoisuus lisääntyy} varastoinnin _{pidentyessä.} Varas topaikalla ei _näyttäisi olevankovin _paljon vaikutusta tuhkanmäärään. Koska lisäys on melko

huomattava,täytynee se ottaa huomioon _{lämpölaitoksilla,} vaikkakaanse ei tuottane _käsittely

vaikeuksia. Tutkimuksen mukaan tuhkan määrä oli _pienempi katetuissa välivarastokasoissa. Tämäviittaa _{pienempiin kuiva-ainetappioihin.} Näiden tulosten _{perusteella on} kuitenkinmahdo

tontasanoa, onkokatteellatässäsuhteessatodellista käytännön merkitystä.

Hakkuutähteen _lämpöarvon muutokset _{painoyksikköä} kohtiovat _pienet, sillähiiltä _{ja vetyä va}

pautuusuurin _piirtein samassa suhteessa. Massan _{nettoenergian} määrään sen sijaan vaikuttaa huomattavastienemmän neulasten _{ja pienten} oksien variseminen _joiden aiheuttamakuiva-aineen hukkavoi olla _jopa 30 %. Suurinvaikutusteholliseen _{lämpöarvoon on}kuitenkinkosteudella.

Ruotsissa hakkuutähteen _{pitkäaikainen} varastointivälivarastossa on _{yleinen käytäntö, jolla py} ritään_parantamaan hakkuutähteestä saatavan _polttoaineen laatua. Olosuhteiden _{parantamiseksi} hakkuutähdekasat _peitetään kaksinkertaisella _{voimapaperilla, jonka kestävyyttä on parannettu} piki- ja lasikuitukudoskerroksilla. Tutkimusten mukaan _menettely alentaa hakkuutähteen kos

teutta huomattavasti _{(Jirjis 1996).} Tämän tutkimuksentulokset eivät kuitenkaan tue oletusta,

että kattaminenedesauttaakasojen kuivana _{pysymistä ja} vähentääkosteusvaihteluita kasoissa. Lisäksi katteella ei ollut vaikutusta ravinteiden _{vapautumisenkaan} kannalta. Onkin _kysyttävä, miksi kate ei toiminutkosteutta vähentävänä _tekijänä? Ensinnäkinkate oli liian _kapea ainakin kooltaan _suurimpiin kasoihin. Tästä seuraa, että osa sadevesistä ja lumen sulavesistä on oh

jautunut katteen _{reunojen yli} kasoihin. Toisaalta_osa kasoistaoli _{sen kokoisia,} että kasan _ylim

mät kerrokset ovat toimineet peittona, joista lumi on sittenkeväällä osin sulanut _kasaan, osin

haihtunut, so. peittämättömät kasat ovat kattaneet itse itsensä. Erotruotsalaisiintutkimuksiin selittynevät sillä, ettäsuurin_osa heidän _laajasta tutkimusaineistostaan on kerätty eteläisemmiltä

leveysasteilta, missä suhteellisesti _{suurempi osa} sateesta tuleevetenä. Lisäksi siellä_on koke muksesta _opittu mitoittamaankasan korkeus oikein _{paperin leveyteen} nähden _niin, että kasat

teelläkattamisestasaatava hyöty/kustannus suhde_{on kyseenalainen} vihreän hakkuutähteen _peit tämisessä. Mikäli _{peittämisessä} onnistutaan _ja menetelmää _käytetään kuivan ruskean tähteen peittämiseen, saattaa _{polttohakkeen parempi} laatu _hyvinkin korvata kattamisestaaiheutuneet kustannukset. Tuleekin _mainita, että _kapeutta lukuunottamattakatteena _{käytetty paperi sopi} erinomaisestitähteiden _{peittämiseen. Paperin lujuus,} valonkesto _{ja levitettävyys} olivat ilmeisen hyvät.

KIRJALLISUUS

Bergman, Ö. & _Nilsson, T. 1966. Studier över _{utomhuslagring} av tallvedsflis vid Lövholmens Pappersbruk. Summary: OnOutside _Storage ofPine _Chips atLovholmen's _Paper Mill. Institutionen för _{virkeslära, Skogshögskolan. Rapporter} 53. 83s.

Bergman, 0. & _Nilsson, T. 1967. Studier över _{utomhuslagring} av aspvedsflis vid Hörnefors Sulfitfabrik.Institutionenför _{virkeslärä, Skogshögskolan. Rapporter} 55. 105s.

Björklund, L. 1983. _Lagring av helträdsflisav' olika _trädslag samt i olika fraktioner. _Summary: Storage of whole-tree chips of different _species and in different fractions. _Sveriges Lantbruks universitet, Institutionenförvirkeslära. Rapport 143.50s.

Castren, M. & _Lukkala, K. 1986. _{Hakelämmityksen ja työperäisten} altisteidenvaikutus maan

viljelijöiden hengityselinoireisiin. Summary: Effectsof _heating withwood _chips and _occupational predispositions onfarmers' _{respiratory symptoms. Työtehoseuran Julkaisuja,} No 282.

Gislerud, O. 1978. _Lagring av lauvtreflis. Et _{lagringsforsfk} med Sande _Paper Mil A/S. Norsk

Institutt for Skogforskning. Rapport 9.37 _s.

Hakkila, P. 1962. _{Polttohakepuun} kuivuminen metsässä. _Summary: Forest _seasoning of wood intendedforfuel _chips. CommunicationesInstitutiForestallsFenniae _54(4). 82 s.

Hakkila, P. 1978. _{Pienpuun korjuu polttoaineeksi. Summary: Harvesting} small-sized woodfor fuel Folia Forestalia 342. 32 s.

Hakkila, P. 1991. Hakkuupoistuman latvusmassa.FoliaForestalia773.24 s.

Hakkila, P. & _Fredriksson, T. 1996. Metsämme _bioenergian lähteenä. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 613.92 s.

Heiskanen, V.& _Jokihaara, L. 1961. _{Puupolttoaineiden lämpöarvosta. Pienpuualan} Toimikunnan tiedotus 33. 5 s.

Jirjis, R.& _Lehtikangas, P. 1991. _Storage offorestresiduesincovered windrows.In: _Suadicani, K. _{(Ed), Proceedings} from _{joint meeting.} lEA/BEA _Activity 4 _{(Wood preparation,} storageand drying) and5 _(Measurement andevaluationofwood _fuel). SilsoeResearch _Institute, 12-14June

1991.DanishForest and _Landscape ResearchInstitute.Research _Report No 10:46-53

Jirjis, R. 1996. _Handling and _storage of uncomminutedforest residues. In: _Hudson, J.B & Kofman, P.D.(eds). Harvesting, storage and road _{transportation} of _logging residues. Proceedings ofa _workshop of lEA-BA-Task XII _activity 1.2, heldinOctober 1995in _Glasgow, Scotland - Danish Forest and Landscape Research Institute, Hersholm, Denmark, _s. 41-49.

ISBN 87-89822-56-0

Lehtonen, I.1977.Puu polttoaineena. Kiijallisuuteen perustuvatarkastelu.Abstract: Woodas afuel. A _study basedonliterature.FoliaForestalia293.16 s.

Liss, J.-E. 1979. _{Syrfällning.} Institutionenför _{Skogsteknik, Skogshögskolan. Garpenberg.} Stencil73 20 s.

Mengel, K. & _Kirkby, E.A. 1982. _Principles of _plant nutrition. InternationalPotash _Institute, Bern. 3rdedition.655s.

Nurmi, J. 1987.Polttohakkeenkuivatustraktorikonteissa. _{Summary: Drying} offuel _chips andchunks inwoodenbins.FoliaForestalia687.40s.

Nurmi, J. 1993. _Heating values of the above _ground biomass of small-sized trees. Acta Forestalia Fennica 236. 30 s.

Nurmi, J. 1997. _Heating valuesofmaturetrees. ActaForestaliaFennica256.28 s.

Nurmi. J. 1999. _Storage of _logging residuesforfuel.Biomass and _Bioenergy. Painossa.

Pellikka, M. 1983. _{Homepölyaltistus polttohakkeen käsittelyn yhteydessä.} Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 81.76s.

Pellikka, M. & _Kotimaa, M. 1983.Polttohakkeen käsittelystä aiheutuvailman _{homepölypitoisuus} sekä siihenvaikuttavat tekijät. Summary: Themould dustconcentrationcaused _by the _handling of fuel _chips andits _modifying factors.FoliaForestalia563. 18s.

Pesonen, M. 1982. _{Homepölyaltistus} maatiloillahakkeen _{käytön yhteydessä.} Emissio 1/82.s. 19-21

Report of the technical _panel on fuewood and charcoal on its second session. A/CONF 100/PC/34, 25 _February 1981.

Simola, P. & _Mäkelä, M. 1976. Rasiinkaato _{kokopuiden korjuussa. Summary: Leaf-seasoning} methodinwhole-tree _logging. FoliaForestalia273. 18 s.

Smith, R.S.& _{Ofosu-Asiedu,} A. 1972.Distributionof _thermophilic and thermotolerant _fungi in_a spruce-pine chip pile. CanadianJournalofForestResearch2: 16-26.

Thörnqvist, T. 1983.Bränsleflis _förändring underettars lagring. Summary: Fuel _{chips change during} oneyearofstorage. Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionenförvirkeslära. _Rapport 148.65s.

Turkkila, K. & Knut, S. 1982. Homeidenmäärä ja laatu _maatilojen hakkeessa. _Summary: The

amountand _species ofthemouldsinthe _chips offarms. _{Työtehoseuran} metsätiedotus344.4s.

Uusvaara, O. 1984. Hakepuun kosteudenalentaminen_ennen haketusta _{koijuuseen ja} varastointiin liittyvin toimenpitein. Summary: Decreasing the moisture content of _chipwood before _chipping, harvesting and _{storagemeasures.}FoliaForestalia599.31s.

Voipio, R. & _Laakso, T. 1992. Pienikokoisten _{puiden maanpäällisen} biomassan kemiallinen koostumus. Folia Forestalia 789. 22 s.

White, M.S., Curtis, ML., Sarles, RL. & _Green, D.W. 1983. Effects ofoutside _storage onthe energy potential ofhardwood particulate fuels: Part 1. Moisture content and temperature. Forest Products Journal 33: 31-38.

Liite1.Kausentähteenkalium- _(K), kalsium- _{(Ca), magnesium- (Mg) ja mangaani} (Mn) pitoisuus välivarastossa _{näytteenottoajan} suhteen.

Liite 2. Kuusen neulasten kalium- _(K), kalsium- _{(Ca), magnesium- (Mg) ja} mangaani- (Mn) pitoisuus välivarastossa _{näytteenottoa]an} suhteen.

Liite3. Kuusentähteen _{fosfori- (P),} boori- _(B), rikki- _{(S) ja} natrium- _{(Na) pitoisuus} välivarastossa _{näytteenottoajan} suhteen.

Liite 4. Kuusen neulasten _{fosfori- (P) ja} boori- _{(B) pitoisuus} välivarastossa

Liite5. Kuusen tähteenrauta- (Fe), alumiini- _{(Al), kupari- (Cu) ja} sinkki- _(Zn) pitoisuus välivarastossa näytteenottoajan suhteen.

Liite6. Kuusen neulastenrauta- _(Fe), alumiini- _{(AI), kupari- (Cu) ja} sinkki- _(Zn) pitoisuus välivarastossa _{näytteenottoajan} suhteen.

KannuksentutkimusasemallailmestyneitäMetsäntutkimuslaitoksen _{tiedonantoja-sarjan julkaisuja:} N:o 206 _{Metsäntutkimuspäivä} Kannuksessa28.11.1985.ForestResearch _Day atKannus28.11.1985.

99 s.

N:o 245 _{Jyrki Hytönen} 1987. Lannoituksenvaikutus _koripajun ravinnetilaan _ja tuotokseen kahdella suonpohja-alueella. Summary: Effectoffertilizationonthenutrientstatus and _dry masspro ductionofSalixviminalisontwo_peatcut-awayareas.31 s.

N:o 250 Metsäntutkimuspäivä Kokkolassa13.3.1987. _{Metsäteknologian teemapäivä.} 113s.

N:o 304 AriFerm _(ed.) 1988. _Proceedings ofthelEATaskII _meeting and _workshop oncellcultureand coppicing. InOulu,Finland, August 24—29,1987.1155.

N:o 320 AriFerm, Jyrki Hytönen,KimmoK.Kolari& HeikkiVeijalainen1988. _Metsäpuiden kasvuhäiri öt _{turkistarhojen läheisyydessä. Sammandrag: Tillväxtstörningar i skogsträd i} närheten av

pälsfamer. Abstract:Growthdisturbancesofforesttreesclosetofurfarms.77s.

N:o 322 AriFerm&MaireAla-Pöntiö _(toim.) 1989. _{Metsäntutkimuspäivä} Kannuksessa1988.96s. N:o 329 EsaHeino1989.Suomalainen _{pajukirjallisuus.} Finnish _bibliography onwillow.30s.

N:o 346 JuhaNurmi& _Keijo Polet _(ed.) 1990.Measurementandevaluationofwoodfuel. _Proceedings ofthelEA/BETASKVI _Activity 5 _Workshop in _Jyväskylä, Finland.October25-27,1989.64s. N:o 348 AriFerm1990. _{Coppicing, aboveground woody} biomass _production andnutritional_aspectsof

birchwith _specific referencetoBetula _pubescens. 35 _{s.+osajulkaisut.}

N:o 374 AriFerm _ja Esa Heino _{(toim.) 1991.} Keski-Pohjanmaa Nousevametsämaakunta.Metsän tutkimuspäivä Ylivieskassa14.6.1990.43s.

N:o 391 AriFerm _{ja Keijo} Polet _{(toim.) 1991. Peltojen metsitysmenetelmät.} Tutkimushankkeenvälira portti. Developing methodsforafforestationoffields.Interim_report. 120s.

N:o 401 RistoLauhanen1992.PATUM 100-kaivuri _{metsäojituksessa.} Abstract: PATU M100excava torinforest _drainage. 23s.

N:o 409 RistoLauhanen1992.Kunnostusojituksen ongelmat ja tutkimustarpeet. Abstract: Ditch net

workmaintenance,its _problems andresearchneeds.45s. N:o 457 KristianKarlsson _(red.) 1993. _{Skogsforskningsdag i} Vörä1992

Metsäntutkimuspäivä Vöyris

sä 1992.47 s.

N:o 458 RistoLauhanen&TeroTakalo1993.YksitelainenLA-MAIO-kaivuri _{metsäojien perkauksessa.} Abstract:LA-MA10 _single trackbackhoeinforestditch _cleaning. 20s.

N:o 463 AriFerm, Jyrki Hytönen, Katri Koski, Seppo Vihanta&OlaviKohal. _{Peltojen metsitysmenetel} mät.Kenttäkokeiden _{esittelyjä metsitysten kehitys} kolmenensimmäisenvuodenaikana.127s. N:o 540 Jyrki Hytönen & Keijo Polet _(toim.) 1995. _{Metsäntutkimuspäivä} Kälviällä1994.74s.

N:o 544 SauliTakalo,TeroTakalo&RistoLauhanen1995. Pontus-pientelamaasturi harvennuspuun metsäkuljetuksessa eräällä _työmaalla. 16s.

N:o 545 SauliTakalo1995. _Mäntyöljyn mahdollisuudet _poltto-ja voiteluaineena.17s.+liitteet. N:o 560 Paula _Jylhä 1995.Nuoren metsän _{ihmistyövaltaisen} kunnostushakkuunkannattavuusKeski

pohjanmaan ojitusalueilla. 40s.

N:o 561 _{Jyrki Kangas} & Pasi Niemeläinen1995. _{Kansalaismielipide} Suomenmetsistäsekä metsien hoidosta _{ja käytöstä.} 24s. +liite.

N:o 570 JuhaNurmi&EsaHeino(toim.)1995. _{Metsäntutkimuspäivä Kalajoella} 1995.82s. N:o 581 _{Jyrki Hytönen} & _Keijo Polet _(toim.) 1995. _{Peltojen metsitysmenetelmät.} 242s.

N:o 586 _{Jyrki Hytönen} 1996.Biomass _production andnutritionofshort-rotation _plantations. 61 s. +osa

julkaisut.

N:o 603 Jukka Tikkanen 1996. Taajamametsien osallistavasuunnittelu.Kokemuksia Metsäßaahe suunnitteluprojektista. 31 s.+liitteet.

N:o 606 KristianKarlsson 1996. Pohjanmaan rannikkoalueentalousmetsienseurantakokeet. Ettnät verkmedfasta_{provytor i Österbottens} kustomräde.41 s.

N:o 611 Jyrki Kangas&EsaHeino _(toim.) 1996.Metsätaloudenympäristövaikutukset ja niidenarvioin ti. _{Metsäntutkimuspäivä} Perhossa1996.75s.

N:o 633 KristianKarlsson _(red.) 1997. _{Strandskog i} Österbotten.44s.

N:o 639 _{Jyrki Kangas,} EsaHeino&Pentti _{Sepponen (toim.)} 1997.Metsäsuunnittelunuudettuulet.Met sän eri _{käyttömuotojen yhteensovittamisen tutkimusohjelman} tutkimuspäivä Oulussa 10.12.1996.59_s.

KPpaino

Kokkola

1999