Ravinteitten palauttaminen maaperään

ASUTKO maanviljelysalueella? Jos asut, autiomaa ja nälkä saattavat olla mielestäsi satojen, jopa tuhansien kilometrien päässä. Mutta niin ei ole.

Todellisuudessa nälänhätä on vain senttimetrien päässä mistä tahansa paikasta maan päällä.

Nälänhätä on ainoastaan maan kasvukerroksen syvyyden etäisyydellä. Jos nuo muutamat senttimetrit elintärkeää ruokamultakerrosta poistettaisiin maapallolta, kaikki elämä viimein loppuisi.

Maaperän eroosio kuluttaa paljon arvokasta ruokamultaa eri puolilla maailmaa. Esimerkiksi Afrikan kansat myöntävät, että maaperän eroosio on huomattava ongelma. Etiopialainen Herald-lehti sanoo: ”Tonneittain maata huuhtoutuu joka päivä pois ylängöiltämme naapurimaihin, niin että peltomme tulevat vähitellen hedelmättömiksi. Kun niiden kunto on heikko, ne voivat antaa vain huonoja satoja.”

Maaperän hedelmällisyys voi vähentyä myös muulla tavoin: siitä voidaan ottaa pois ravintoaineet niitä korvaamatta, ja siten maan kyky kasvattaa satoa vähenee. Ymmärtääksemme, miten tämä voi tapahtua, meidän tarvitsee ensin käsittää maaperän koostumus.

Mitä maaperä on?

Maaperä on erään yksinkertaisen määritelmän mukaan maakerrosta, missä ravinto kasvaa. Asiantuntijat tietävät, että kaikki kasvumaa ei ole samanlaista; kullakin on oma historiansa ja ainutlaatuinen arvonsa.

Geologit väittävät, että yleensä maaperä on peräisin kiviaineksesta, joka on jauhautunut vuosituhansien aikana ja näin luovuttanut maaperään tärkeitä mineraaleja. Kukaan ihminen ei tietenkään ollut läsnä todistamassa tätä pitkäksi otaksuttua tapahtumasarjaa. Kiviaineksen sanotaan hitaasti murentuvan veden, sään ja muiden olosuhteitten vaikutuksesta. Sellainen vaikuttaa ilmeisesti kovimpaankin kiveen. Mutta ovatko pitkät ajanjaksot, joista geologit puhuvat, todella välttämättömiä maaperän tuottamiseksi?

Kaikki geologit eivät näytä ajattelevan siten. Niinpä National Geographic -lehti kertoo vuonna 1963 Atlantin valtamereen syntyneestä Surtseyn saaresta: ”Tyrskyt jauhoivat rosoista laavaa pyöreiksi lohkareiksi nopeudella, joka hämmästytti Surtseyn syntymää katselevia geologeja.” Tarvittiin ainoastaan muutama vuosi, ei määrättömiä ajanjaksoja. Lisäksi vulkaaninen tuhka muodostaa suuren osan hedelmällisestä kasvumaasta Indonesiassa ja muissa maissa, ja sitäkin kerrostuu nopeasti.

Mikä tärkeintä, Raamattu osoittaa, että maaperä muodostui sangen nopeasti. Se sanoo, että kuiva maa ja kasvillisuus ilmaantuivat yhtenä ”luomispäivänä” – ajanjaksona, jonka Raamattu osoittaa olleen 7000 vuotta pitkä. (1. Moos. 1:9–13) Niinpä The Encyclopedia Americana -tietosanakirja kysyy sopivasti: ”Miten kauan kestää tuottaa tuuman verran kasvumaata – tuuman verran hienoa kiviainesta, jossa kasvit kasvavat? Voitaisiin sanoa: muutaman minuutin tai muutama miljoona vuotta. Kaikki riippuu nimenomaisesta paikasta ja siitä, mistä kiertokulun vaiheesta on kysymys.”

Maaperässä on luonnollisesti paljon muutakin kuin vain jauhaantunutta kiviainesta. Muussa tapauksessa se olisi hiekan kaltaista eikä kykenisi ylläpitämään minkäänlaista kasvielämää. Jotta kasvit kasvaisivat, maaperässä täytyy olla humusta; humusta syntyy kasvien ja eläinten kuollessa ja niiden jäännösten hajotessa. Tämä kuolemis- ja hajoamistapahtuma tuottaa arvokkaita ravinteita, jotka ravitsevat myöhemmin kasveja ja eläimiä. Myös eläinten ulosteet muuttuvat ravinteiksi.

Miten ravinteita syntyy

Kaiken kaikkiaan vaikuttaa siltä, että kasvielämän ylläpitämiseksi tarvitaan vähintään kuuttatoista eri alkuainetta. Kolmea näistä kuudestatoista saadaan ilmasta: hiiltä, vetyä ja happea.

Mutta loput kolmetoista tulevat maaperästä: fosfori, kalium, typpi, kalsium, magnesium, rauta, rikki ja vähäiset määrät booria, mangaania, kuparia, sinkkiä, klooria ja molybdeeniä. Kolmea ensimmäistä näistä kolmestatoista pidetään ”perusalkuaineina”. Kun maaperästä otetaan huomattavia määriä näitä kolmeatoista alkuainetta, ne tarvitsee korvata, niin että maa voi tulevaisuudessa tuottaa uusia terveitä kasveja.

Miten kuollut orgaaninen aine tulee maaperässä sellaiseksi, että kasvit voivat käyttää sitä hyödykseen? Monenlaiset eliöt muuntavat sen muotoihin, joita kasvit voivat käyttää.

Sormustimellinen ruokamultaa sisältää miljardeja eliöitä, joista kukin edistää maaperän elinvoimaisuutta ja hedelmällisyyttä. Useimmat näistä eliöistä viihtyvät maaperän ylimmässä kerroksessa.

Suurimpia maaperän eliöistä ovat kastemadot, joita pidetään maaperän kaikista selkärangattomista arvokkaimpina. Ne eivät ainoastaan hajota suurta osaa maanpinnalla olevista jätteistä, vaan ne myös kääntävät maata ja tekevät sen ilmavaksi.

Erittäin hedelmällisessä ruokamullassa on yleensä myös runsaasti mikro-organismeja eli pieneliöitä, kuten bakteereja, sieniä, leviä ja alkueläimiä. Kun kasvi tai eläin kuolee, jotkin näistä eliöistä käyttävät hyväkseen siinä olevaa sokeria, tärkkelystä, selluloosaa ja muita yhdisteitä. Nämä eliöt puolestaan tuottavat maaperään hiilidioksidia ja myös muuntavat kuollutta ainetta muotoon, jonka kasvit voivat käyttää. Kun hiilidioksidi yhdistyy maassa olevan kosteuden kanssa, muodostuu hiilihappoa; se osaltaan liuottaa maaperässä olevia kivennäisaineita.

Typpi on tärkeätä kasvien elämälle. Harry A. Curtis Tennesseelaakson hallituksesta Yhdysvalloista on arvioinut, että ilmakehän typpeä on noin 77500 tonnia jokaisen maahehtaarin yläpuolella; sitä on noin neljä viidesosaa koko ilmakehästä. Kasvit eivät voi kuitenkaan käyttää typpeä hyödykseen sen ollessa vapaassa kaasumaisessa tilassa.

Typen täytyy sen sijaan yhtyä muihin alkuaineisiin eli se täytyy ”sitoa”. Typpeä sitovat kasvien käyttöön muun muassa mikroskooppisen pienet äkämäbakteerit, jotka elävät esimerkiksi palkokasvien juurissa.

Mutta kun ihmiset kasvattavat suuria satoja, maaperästä poistuu suunnaton määrä ravinteita. Eräällä Mainessa Yhdysvalloissa sijaitsevalla maanviljelysasemalla tehdyissä kokeissa havaittiin, että yhden hehtaarin perunasadossa on noin 160 kiloa typpeä, 29 kiloa fosforihappoa, 260 kiloa kaliumkarbonaattia, 63 kiloa kalsiumoksidia, 34 kiloa magnesiumoksidia ja 12 kiloa rikkiä.

On ilmeistä, että näiden ravinteitten palauttamiseksi tarvitaan enemmän kuin ”luonnollista” palautumista. Muutoin maaperä heikkenee ja tulee vähitellen hedelmättömäksi. Kun maaperästä huolehditaan hyvin, se ei ainoastaan pysy hedelmällisenä vaan tuottaa runsaita satoja. Miten ravinteet voidaan palauttaa maahan?

Ravinteitten palauttaminen peltomaahan

Ensimmäiseksi maaperän asiantuntija kysyy: ’Mikä on maan pH?’ Mutta mitä tuo ”pH” merkitsee?

Maaperä jaetaan kahteen peruslaatuun: happameen ja emäksiseen. Kun otetaan mitaksi lukuarvot 0–14, luokkaan 0–6 kuuluva maaperä on hapanta, kun taas luokkaan 8–14 kuuluvaa pidetään emäksisenä. 7:n arvoiseksi luokiteltua maaperää pidetään neutraalina, ei happamena eikä emäksisenä.

Jotkin viljelykasvit menestyvät paremmin jonkin verran happamessa maaperässä ja toiset emäksisessä. Kun maaperään lisätään kalkkia, siitä tulee emäksisempi eli sen pH nousee.

Vaikka maaperässä olisikin kaikkia kolmeatoista kasvien tarvitsemaa ravinnetta, oikea happamuus/emäksisyys on yhä välttämätön. Vain siten kasvit voivat täysin käyttää hyödykseen maaperässä olevat ravinteet.

Maaperään lisätty kalkki vaikuttaa ainakin kolmella tavalla: Kasvit saavat siitä tarvitsemansa kalsiumoksidin. Toiseksi se valvoo joitakin alkuaineita, niin että nämä eivät myrkytä satoa. Niinpä kun happamen maaperän pH:ta nostetaan lisäämällä kalkkia, alkuaineet alumiini, rauta, mangaani, kupari ja sinkki tulevat huonommin liukeneviksi. Jos maa on sangen hapan ja näitä alkuaineita on siinä runsaasti, se voi olla vahingollista viljelykasveille, mutta kun maaperän pH:ta nostetaan, näiden aikuaineitten teho heikkenee. Kolmanneksi kalkki auttaa kasveja käyttämään hyödykseen toisia alkuaineita, samalla kun se edistää maaperän tärkeitten bakteerien kasvua.

Koska jokainen maaperä on erilainen, on tärkeätä ottaa huomioon, mitä lisäravinteita kukin maa tarvitsee. Kolmen tärkeimmän alkuaineen, typen (N), fosforin (P) ja kaliumin (K), määrä esitetään kaupallisten lannoitesäkkien päällä olevana kolmena lukuna. Esimerkiksi 10–12–8 merkitsee typen (10 %), fosforin (12 %) ja kaliumin (8 %) määrää säkissä.

Mistä näitä lannoitteita tuotetaan?

Nykyään monet maanviljelijät ja puutarhurit sanovat käyttävänsä maan ravitsemiseksi mieluummin ainoastaan ”luonnollisia”, orgaanisia lannoitteita, kuten lantaa, viemärilietettä ja kompostia. Näiden tuotteitten käyttö on kauan tunnustettu ensiarvoiseksi keinoksi, jolla ravinteet voidaan palauttaa kasvumultaan ja samalla lisätä humusta. Se on yhä hyvin yleinen lannoitustapa Aasiassa, Afrikassa ja latinalaisessa Amerikassa.

Länsimaissa lannoittamista tapahtuu nykyään kuitenkin erittäin laajassa mitassa. Ei ole mahdollista saada riittävästi orgaanisia lannoitteita näihin jättimäisiin toimenpiteisiin. Yhden hehtaarin maa-alueen lannoittaminen saattaa vaatia yli 30 tonnia karjanlantaa. Sellaisten määrien saaminen on useimmiten mahdotonta nykyään. Mikä on siis vaihtoehto? ”Kemialliset lannoitteet.”

Jotkut väittävät, että kemialliset lannoitteet ovat vahingollisia, jos niitä käytetään ravinnon kasvattamiseen ihmisille. Mutta Yhdysvaltain edustajainhuoneen eräässä raportissa sanotaan: ”Ei ole esitetty luotettavia todisteita siitä, että kemiallisten lannoitteitten käytöllä olisi ollut vahingollista tai haitallista vaikutusta ihmisen tai eläinten terveyteen.” Ei ole myöskään todistettu selvästi, että sellaiset kemialliset aineet oikein käytettyinä vahingoittaisivat maaperän eliöitä. ”Orgaanistakin” viljelyä harjoittavat puutarhurit käyttävät maanparannusaineina jonkin verran kivijauhetta, kuten kivestä saatavaa fosfaattia ja kaliumkarbonaattia sekä murskattua kalkkikiveä.

Eräs maanviljelijä, joka on vuosikausia käyttänyt kemiallisia lannoitteita, perustelee: ”Kasvit eivät välitä, mistä ravinteet tulevat, niin kauan kuin ne saavat niitä.” Samaten rehelliset ”orgaanista” menetelmää suosivat puutarhurit tietävät, että on säilytettävä tasapainoinen näkemys kasvien ravinteitten suhteen. Organic Gardening and Farming -lehti sanoo: ”Maaperäasiantuntijoitten keskuudessa ei olla kovinkaan yksimielisiä luonnonlannoitteiden (joskaan ei totta puhuen kemiallistenkaan lannoitteiden) suhteellisesta arvosta. Luonnonlannoitteiden tekijät kutsuvat yliopistokoulutuksen saaneita agronomeja petrokemiallisen teollisuuden hännystelijöiksi . . . Yliopistojen tiedemiehet maksavat samalla mitalla takaisin sanomalla, että maanparannusaineiden mainostajat myyvät pusseja, jotka ovat täynnä taikuutta ja tyhjää puhetta. Epäilemättä molemmissa arvosteluissa on jonkin verran perää . . . Vilpittömiä miehiä on molemmissa leireissä.”

Mutta miten ihmiset tuottavat kemiallisten lannoitteiden ”perusalkuaineita” typpeä, kaliumia ja fosforia?

Typen päälähde on synteettinen ammoniakki. Tätä saadaan yhdistämällä typpeä ja vetyä. Puhdasta kaasumaista typpeä voidaan saada suhteellisen helposti poistamalla ilmasta happi ja muut kaasut. Vety on maaöljyn sivutuote. Yhdistämällä nuo kaksi saadaan tarvittava ammoniakki. Osa ammoniakista pannaan suoraan maaperään vesiliuoksena. Kuitenkin suurin osa siitä muutetaan jähmeään muotoon, jossa maanviljelijät ja puutarhurit sitä käyttävät. Useimpia fosfaatteja ja kaliumia saadaan mineraaliesiintymistä, ja ne jauhetaan koostumukseltaan sopivaksi jauheeksi.

Maaperän tulevaisuus

Ihminen on tehnyt ja tekee jatkuvasti joitakin hyvin typeriä virheitä sen suhteen, miten hän kohtelee maata. Mutta jos maaperästä huolehditaan hyvin, se voi tuottaa loputtomasti satoa, kuten Farm Journal -lehden pääkirjoituksessa sanottiin: ”Maaperä, jota lannoitetaan ja huolletaan oikein, ei kulu loppuun. Se kuuluu uusiutuviin luonnonvaroihin, kuten Euroopan ja Aasian maat, joita on jatkuvasti viljelty tuhansia vuosia, osoittavat.”

Niin, tämä arvokas ’varallisuus’ – muutamien senttimetrien paksuinen maakerros – täytyy pitää terveenä, jotta se antaisi parhaimman satonsa.