Kaupunkien puut kohtaavat monia haasteita ilmastonmuutoksen myötä. Kesän pitkä kuivuusjakso, voimakkaat rankkasateet tai tulvat vaikuttavat puiden menestymiseen. Biohiilen käyttö maaperässä voi olla yksi ratkaisu kuivuuteen, ja samalla kestävämpään kaupunkiympäristöön.
Kuopion Hiltulanlahden kaupunginosassa otettiin elokuussa kolmatta kertaa näytteitä tien vieressä kasvavista koivuista. Itä-Suomen yliopiston tutkijatohtori Ramya Ambikapathin tutkimus alkaa olla loppusuoralla.
– Tutkin biohiilen käyttöä kaupunkien puiden kasvatuksessa. EU:n tavoitteena on siirtyminen hiilineutraaliin yhteiskuntaan, ja tässä voisi olla yksi sovellus kaupunkien vesitalouden tukemiseen, Ramya kertoo.
Ramya on yksi kuudesta Itä-Suomen yliopistossa työskentelevästä YUFE4-ohjelman tutkijasta. YUFE4 on Horisontti Euroopan Marie Sklodowska-Curie -ohjelman osarahoittama ohjelma.
Ramyaa kiinnostaa erityisesti kestävä kaupunkiympäristö. Yksi tärkeä osa tätä ympäristöä ovat puut, joiden elämä kaupungissa on erilaista kuin metsässä. Ilmaston ja sään lisäksi niiden kasvuun vaikuttavat muun muassa ilmansaasteet, tuholaiset ja rakentaminen. Hyvinvoivilla puilla on merkittäviä vaikutuksia kaupunkilaisten hyvinvointiin.
– Puiden vedensaantia voidaan parantaa lisäämällä maaperään biohiiltä, Ramya kertoo.
Biohiiltä on toki käytetty jo kauan kasvien kasvatuksessa. Tutkimuksessa nyt käytetty biohiili on tuotettu pyrolyysin avulla korkeassa lämpötilassa ja hapettomissa oloissa. Näin saadaan hiilelle oikeanlainen, mikrohuokoinen rakenne.
– Tällainen rakenne imee itseensä vettä kuin pesusieni. Vesi varastoituu näin puun juurella olevaan maaperään, ja puu saa vettä kuivanakin kautena.
Tutkimuksessa on kyse myös hiilensidonnasta.
Biohiili ei kompostoidu, joten samalla lukitaan hiiltä maaperään sadoiksi vuosiksi.
Ramya Ambikapathi
Tutkijatohtori
Biohiili sitoo enemmän kuin 20 prosenttia lisää kosteutta maaperään
Koivu viestii hyvinvoinnistaan muiden puiden kanssa biogeenisten haihtuvien orgaanisten yhdisteiden avulla. Puiden lehdistä vapautuu kaasuja, joilla esimerkiksi varoitetaan muita puita tuhohyönteisistä tai kuivuudesta.
Ramya selvitti koivujen kasvualustan kosteutta antureiden avulla, sekä teki mittauksia koivujen lehdistä nosturin avulla puun latvasta. Puun yläosa saa enemmän auringonvaloa, kun taas alimmat oksat voivat olla varjossa.
Koivun kaasumittauksissa oksa laitettiin muovipussin sisälle ja pussista imettiin kaasut näyteputkeen. Näytteet analysoidaan laboratoriossa kaasukromatografilla, joka erottelee eri kaasut toisistaan 250 celsiusasteen lämpötilassa. Mittauslaitteen näytölle piirtyvän käyrän piikeistä selviää mitä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä näyte sisältää.
– Näitä yhdisteitä voivat olla esimerkiksi terpeenit, jotka ihminenkin haistaa puun tuoksuina. Näytteestä voidaan selvittää muun muassa millaisia yhdisteet ovat ja miten paljon niitä vapautuu ilmaan, Ramya kuvailee.
Yhdistettä voi tarkastella näytöltä myös kemiallisena kaavana, josta selviää tarkalleen esimerkiksi hiiliatomien määrä ja tyyppi. Biohiilen lisäys maaperään muuttaa koivun tuottamien haihtuvien yhdisteiden määrää ja laatua.
Koivun fotosynteesin tilasta saa puolestaan tietoa lehdistä tehdyn kaasujen infrapunamittauksen avulla. Mittaus kertoo muun muassa paljonko hiiltä lehteen on sitoutunut ja paljonko sitä vapautuu ilmaan.
Kun tulokset ovat valmiita, niistä lasketaan esimerkiksi vastaavuuksia eri tavoilla käsitellyistä koivuista, ja verrataan tuloksia ilman biohiiltä kasvaneisiin koivuihin. Näistäkin puista on otettu näytteitä eri ajankohtina.
Tutkimuksen tuloksia on odotettavissa joulukuussa. Ramyan mukaan tämä kesä Kuopiossa on ollut varsin tavanomainen viime kesän pitkään kuivuusjaksoon verrattuna.
– Mittaukset ovat jo nyt osoittaneet, että biohiili sitoo enemmän kuin 20 prosenttia lisää kosteutta maaperään.
– Ympäristössä kasvit, maaperä ja ilmakehä ovat yhteydessä toisiinsa, ja hiili on merkittävä osa tätä kaikkea. Tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää laajasti näitä mekanismeja. Biohiili on minun päätutkimusalani, joten jatkaisin mielelläni tutkimusta aiheen parissa, Ramya sanoo.
