Maatalouden alkutuotanto ja yritystoiminta tarvitsee uusia teknologisia ja digitaalisia ratkaisuja kilpailukykynsä turvaamiseen. Nyt käynnissä olevaa “Maatalouden alkutuotannon tehostaminen ja turvaaminen uuden nanokuplateknologian avulla” -hanketta varten on koottu maatalouden EIP (European Innovation Partnership) -ryhmä, jonka muodostavat Satakunnan ammattikorkeakoulu, EOD Oy, Robbes Lilla Trädgård Ab, Agrifutura Tomaatit Oy ja Nonre Oy. Kolmevuotinen hanke on käynnissä tämän vuoden loppuun saakka.

Hankkeen tavoitteena on kehittää teknologiaa, millä tuotetaan nanokokoluokan kaasukuplia kasteluveteen ja käytännön kokeilla tutkia teknologian toimivuutta ja soveltuvuutta kolmen EIP-innovaatioryhmässä mukana olevan alkutuotannon yrityksen kasvatukseen sekä nanokuplien vaikutusta kasteluvesijärjestelmän mikrobiologiaan. Samalla tuetaan elintarviketuotannon toimijoita vihreässä siirtymässä pellolta pöytään ja kemikaalikuorman pienentämisessä sekä hiilijalanjäljen minimoimisessa kemikaalittomalla teknologialla. Lisäksi tavoitteena on hygienian ja säilyvyyden parantaminen.

Kasvien juurille päätyvän veden happipitoisuus vaikuttaa oleellisesti kasvin hyvinvointiin, esim. immuniteetti, ravinteiden vastaanottokyky, satoisuus ja kasvunopeus paranevat. Tuottamalla veteen happea nanokuplien muodossa, voidaan kasvien kasvua ja tuottavuutta tehostaa huomattavasti, oletettavasti jopa kymmeniä prosentteja, joten vaikutus kasvatuspinta-alalta saatavaan saantoon on merkittävä. Tällä hankkeella luodaan järjestelmä, jollaista ei ole vielä käytetty parantamaan kasvin- tai marjankasvatusta. Hankkeen aikana teoria siirtyy käyttöön.

Nanokuplateknologiaan perustuvaa kastelulaitteistoa kehittävän ja markkinoivan EOD Oy:n perustaja Timo Kantola mainitsee, että yrityksen tavoitteena on parantaa maailmaa ja samalla tuotteemme loppukäyttäjä ansaitsee enemmän rahaa kuin aikaisemmin.

– Tuotteen teknologian kehittämisessä ja parantamisessa tarvitaan validointia jayhteistyökumppaneiden avulla on helpompi , päästä kaupalliseen menestykseen.

Kantola kertoo, että haitallisten kemikaalien poistuessa markkinoilta tarvitaan tilalle uusia parempia ratkaisuita. Tässä EOD:n kehittämä laitteisto pyrkii olemaan avuksi.

– Pyrimme tasapainottamaan kasvien olosuhteita hapella ja nanokuplilla, ja ennalta vähentämään torjunta-aineiden käytön tarpeita. Hankkeen kautta pyrimme pääsemään vähän lähemmäksi laitteistomme optimaalista toimintaa. Pyrimme poistamaan nanokuplatekniikan lapsentaudit ja parantamaan sen toimintavarmuutta.

Nanokuplateknologian hyödyntäminen kasviviljelyssä on haastava tutkimuskohde

Tutkimuskeskus Wanderia Satakunnan ammattikorkeakoululla vetävä Martti Latva kertoo, että Wander tekee monipuolista veteen liittyvää tutkimusta. Aikaisemmalta nimeltään Wander oli Vesi-Instituutti.

– Nanokuplat ovat uusi löydös ja niiden tuottaminen edustaa uutta teknologiaa, jota maailmalla on kehitelty. Nanokuplia voidaan tuottaa erilaisilla tekniikoilla, mutta EOD Oy:n käyttämää hydrodynaamista kavitaatiota voidaan pitää tällä hetkellä tehokkaimpana nanokuplateknologiana. Olemme tutkimuskeskus, joka tekee hankkeelle perustutkimusta sekä soveltavaa tutkimusta. Hankkeen lähtökohtana on ymmärtää nanokuplateknologian tarjoamia mahdollisuuksia ja antaa sille tieteellistä näyttöä.

– Kyseessä on hyvin monimutkainen asia, johon liittyy mm. miten kasvi käyttää vettä, ravinteita, mikroravinteita ja happea. Nämä asiat ovat lisäksi usein myös kasvikohtaisia. Elina Järvisen kanssa tehdään tutkimusta tunnelimansikan osalta, mutta meillä on mukana tässä myös tomaatin sekä salaatin kasvatukset.

Latvan mukaan yhtenä haasteena on nanokuplateknologian hyötyjen saaminen mitattavaan muotoon. Esim. miten paljon voidaan vähentää lannoitteita ja kuinka paljon enemmän saadaan satoa nanokuplateknologian avustamana. Toistaiseksi on keskitytty pelkästään nanokuplateknologian tuomiin lisäarvoihin, ilman että lannoituskäytänteisiin on puututtu. Myös kasviterveyteen liittyvät asiat ovat haastavia tutkia.

– On olemassa selviä indikaatioita nanokuplateknologian hyödyistä, mutta miten sitä mitataan ja käytetään hyödyksi, siihen meillä ei ole vielä vastauksia. Hankkeen aikana saadaan hyvä alku tälle, mutta en usko, että ihan loppuun saakka päästäisiin millään konstilla. Nämä ovat niin laajoja kokonaisuuksia, erityisesti kasviterveyden osalta. Emme vielä tiedä mekanismia, kuinka nanokuplateknologia vaikuttaa kasviterveyteen. Oletuksena on ja siltä näyttää, että kasvi voisi olla vastustuskykyisempi, kun se saa lisää happea.

Latva mainitsee, että kasvin hyvinvointiin vaikuttavat monet eri tekijät, kuten sääolot ja sijainti. Siksi käynnissä oleva tutkimus ei ole helppo.

– Hiilidioksidi tulee ilman kautta, mutta happi tulee juuriston ja veden kautta kasviin. Tästä syystä hapen on oltava kasteluvedessä, jos sitä halutaan lisää kasville.

Kantola uskoo vahvasti tasapainon ajatukseen.

– Meille on tullut kaupallisia asiakkaita kymmenkunta tämän hankkeen perään. Olemme päässeet näkemään parissa puutarhassa pythiumin aiheuttamia vakavia ongelmia, joista on päästy eroon aika nopeastikin kasteluveden happipitoisuutta lisäämällä.

Tämä on ollut Kantolan mukaan merkittävä asia, jos asiaa ajatellaan Euroopan laajuisesti, missä pestisidi- ja fungisidimarkkinan arvo on ollut noin 28 miljardia euroa vuodessa.

– Jos EU:ssa tavoitellaan nykyisen kemikaalikuorman puolittamista, puhutaan valtavasta muutoksesta, josta olemme nyt etsimässä omaa siivuamme.

Nanokuplateknologia on todettu hyödylliseksi myös käytännössä

Nonre Oy:n Kitsbölen kotitilan viljelyvastaavana toimiva agrologi ja hortonomi Elina Järvinen vastaa mm. tilan kasvien lannoituksesta ja hoidosta, tarkkailusta sekä biologisesta torjunnasta. Tässä hankkeessa hänen tehtävänsä on raportoida kaikki tunnelimansikan koeriveihin liittyvät asiat.

– Jos kasvin juuristolla on riittävästi happea saatavilla, kasvin yleisolemus on ihan erilainen verrattuna kasviin, joka kasvaa hapettomissa kasvuolosuhteissa.

– Jos kasvualustassa ei ole riittävästi happea, se vaikuttaa kasvin ravinteiden ottokykyyn sekä siihen, kuinka kasvi pystyy selviytymään, vaikkapa stressaavassa helletilanteessa. Kun juuristo voi hyvin ja ravinteet kulkevat, se vaikuttaa heti todella paljon satoon ja kasviterveyteen.

– Merkittävin hyöty meidän näkökulmasta olisi, että kasviterveys saadaan pysymään mahdollisimman hyvänä, jolloin kasvitaudit eivät iske niin herkästi. Olisi hienoa jos kasvitaudit pystyttäisiin torjumaan jatkossa täysin ilman kemikaaleja, vain kasvin kasvuolosuhteita parantamalla. On mahdollista, että Nanokuplateknologian ansiosta meillä ei ole ollut kasvitauteihin liittyviä ongelmia. Myös kastelun suhteen nanokuplat saattavat mahdollistaa reilumman kastelun. Kyllä nanokuplista on ollut mielestäni hyötyä.

300 % tehokkaampi tapa lisätä kasteluveden happipitoisuutta

Kasteluveden hapettaminen ilmakompressorilla on ollut Kantolan mukaan erittäin tehotonta.

– Kasteluveden hapetusmenetelmämme voidaan sanoa olevan tällä hetkellä vähintään 300 % tehokkaampaa aikaisempiin veden kasteluvedenhapetusteknologioihin verrattuna.

Kantola mainitsee isoäidistään, joka aikoinaan opetti, ettei kaivovedellä saisi kastella kukkia, ennen kuin sen antaa seistä päivän ja hapettua ilmasta.

– Silloin ei ollut torjunta-aineita tai kemikaaleja, joten vanhan kansan viisaus on vain jäänyt välillä pois käytöstä ja nyt sitä tuodaan takaisin uudessa entistä tehokkaammassa muodossa.

Elina Järvinen lisää, että kasvinviljelyssä tuloksentekokyky on monen eri tekijän summa ja se vaatii paljon töitä. Hän uskoo nanokuplateknologian tuottamiin positiivisiin signaaleihin kentällä ja toivoo jatkotutkimuksia, että vahvalle uskolle saataisiin myös tieteellinen vahvistus.

Nanokuplateknologiaa on jo saatavilla

EOD:n kehittämää nanokuplateknologiaa hyödyntää jo toistakymmentä ammattipuutarhaa eri puolilla Suomen kasteluveden hapetuksessa. Nyt uudistettu laitteisto hoitaa kaiken täysin automaattisesti. Käyttäjä määrittelee haluamansa happimäärän kasteluveteen, jonka jälkeen kone hoitaa kaiken muun automaattisesti. EOD:n laitteiden Suomen myyntiä hoitaa kauppapuutarha-alan vanhin toimija Schetelig Oy.

Nanokuplateknologialla on nykytiedon mukaan mahdollisuudet lisätä kasvien tuotantoa jopa 20 %.

– Ensimmäisenä vuonna tunnelimansikan kokeissa saatiin 15,5 % tuotantoa lisää verrattuna referenssikasvatukseen, Latva mainitsee.

Kantolan mukaan on tärkeää voida viljellä ilman riskejä haitallisten kemikaalien jäämistä, josta hyötyvät niin kuluttaja kuin viljelijäkin.

– Tuotannon kasvun lisäksi saadaan tuotteiden keskikokoa parannettua ja mahdollisesti tasaisempia satovuosia. On monia asioita, jotka vaikuttavat loppupelissä viljelijän tiliin ja palkanmaksukykyyn.

Järvinen toteaa, että vaikka marjatiloilla on Suomessa ja muualla EU:ssa samat viljelykäytännöt, ovat viljelyssä käytettävät aineet, viljelytekniikat ja lähtökohdat hyvin erilaisia.

– Suomalaisissa elintarvikkeissa on huomattavasti pienemmät torjunta-ainejäämät. Jos pystyttäisiin vielä vähentämään käytettäviä kemikaaleja tai lannoitteita, ja silti kasvattamaan kauppakuntoisen marjan määrää, se olisi yrittäjän ideologian mukaista. Saataisiin tuotettua mahdollisimman pienillä kuluilla mahdollisimman hyvälaatuista satoa, Järvinen mainitsee.

Marti Latva mainitsee loppuun, että hankkeen puitteissa on tulossa vielä yhdet kasvatuskaudet mansikalle ja tomaatille – lisäksi salaatin kasvatus pyörii koko ajan.

---

eod.fi

wander.fi/projektit/nable/

kitsbole.fi