Vesi on ruoantuotannon edellytys. Sitä täytyisi saada pelloille tarpeeksi, mutta ei liikaa. Viljelijä ei voi valita, kuinka usein ja millaisella voimakkuudella vettä tulee, mutta oikein valituilla viljelymenetelmillä voi edistää peltojen sopeutumista sekä kuivuuteen että liialliseen sadantaan.
Sateinen talvi
Maan hoito on pitkäjänteistä työtä, mutta maan rakenteelle voi viljelytoimenpiteillä ja peltoliikenteellä aiheuttaa hallaa helpostikin. Viljelijät kertoivat, mitä toimenpiteitä kannattaa suosia ja mitä välttää. Peltojen peruskunnostus ja talviaikainen kasvipeitteisyys nousivat kärkeen vinkkinä ja keinona peltojen vesikuorman hallintaan.
Kuva 7. Sateisina syksyinä ja talvina voi pintavalumien mukana päätyä vesistöihin ravinteita ja viljelijän huolella hoivaama pintamaa. Kuva: Eliisa Malin.
Lue tästä linkistä vinkit siitä, kuinka voi hallita ylimääräisiä vesiä pellolla.
Kuva 8. Niko-Matti Lankinen Loimaalta pitää tärkeänä erityisesti viljelytoimenpiteiden oikea-aikaisuutta ja hyvää viljelykiertoa. Kuva: Soja Sädeharju.
Jos kynnetään kelillä kuin kelillä, ja yhdistetään siihen yksipuolinen viljelykierto, niin murheita riittää.
– Niko-Matti Lankinen, maanviljelijä, Oripää
Kuva 9. Ravinteet säilyvät paremmin muokkaamattomalla, kuin muokatulla pellolla, sanoo Markku Suomi Laitilasta.
Puitujen kasvien juuret toimivat pystysalaojina. Muokkaamalla maata syksyllä rikotaan paitsi juuriston pystysalaojavaikutus, myös lierojen kulkureitit, jotka toimivat vedenkin kulkureitteinä. On tärkeää, ettei lieroja vahingoiteta, eikä niiden elinolosuhteita vaikeuteta ennen talven tuloa. Maan muokkauksella häiritään maan mikrobistoa, ja rikotaan maan kasvukunnon kannalta tärkeitä sienirihmastoja; varsinkin mykorritsasientä, joka edistää pitkäkestoisen hiilen sitoutumista maahan. Myös ravinteet säilyvät paremmin muokkaamattomalla pellolla kuin muokatulla, mikä on sekä viljelijän että ympäristön etu.
– Markku Suomi, maanviljelijä, Laitila
Sign up to solve exercises
Sininen planeetta
Oletko ikinä ajatellut, että sinusta itsestäsi yli puolet on vettä? Vesi yhdistää kaikkea elollista, sillä kaikki solut ovat täyttyneet nesteellä. Vesi on yksi elämän perusedellytyksistä.
Kuva 10. Veden tärkeydestä kertoo sekin, että ihmisasutus on keskittynyt veden äärelle, kuten Itämeren rannoille, jo vuosituhansien ajan. Kuva: Soja Sädeharju.
Maata kutsutaan siniseksi planeetaksi, sillä avaruudesta katsottuna maapallo todella on sininen. Sen pinta-alasta noin 70 prosenttia on merien peitossa. Jos maapallo olisi kauttaaltaan tasainen eikä korkeuseroja olisi, peittäisi planeetan pintaa noin 2,5 kilometrin paksuinen vesikerros.
Vain 3 prosenttia maapallon vedestä on makeaa vettä. Valtaosa tästä makeasta vedestä on kiinteässä muodossa jäätiköissä ja mannerjäässä. Ihmiselle saatavilla oleva makea vesi kattaa vain noin prosentin kaikesta planeetan vedestä.(9)
Veden kiertokulku eli hydrologinen kierto kuvaa veden varastoitumista ja siirtymistä varastojen välillä. Suurin vesivarasto on valtamerissä, joissa on peräti 97 prosenttia maapallon vedestä. Nestemäisessä muodossa vettä löytyy myös mantereiden vesialtaista ja maaperästä. Vesihöyrynä vettä puolestaan varastoituu ilmakehään. Kiinteässä muodossa vettä on lumi- ja jääpeitteessä sekä maaperän roudassa.
Veden kulkeutumisen käsitteet
Sadanta kuvaa maahan sataneen veden määrää pinta-alaa ja aikaa kohden.
Haihdunta kuvaa kiinteässä tai nestemäisessä muodossa olevan veden muuttumista vesihöyryksi.
Valunta kuvaa sadannan tai sulannan mukana virtaamaa vesimäärää, joka kulkeutuu joko pintavaluntana vesistöön, pintakerrosvaluntana maan pintakerrosten vesiuomiin tai pohjavesivaluntana pohjavesien kautta vesistöön.
Kuva 11. Veden siirtymistä varastojen välillä kuvaavat sadanta, haihdunta, valunta ja kosteuden kulkeutuminen ilmakehässä. Kuva lähteen 10 mukaan.
Maaperässä on sekä vedellä kyllästymätön että vedellä kyllästynyt kerros. Jälkimmäistä kutsutaan pohjavesikerrokseksi. Kyllästymätön maakerros toimii kuin porttina ilmakehän ja pohjaveden välillä – sen kautta osa sadevedestä suodattuu pohjaveteen, ja osa pohjavedestä palaa maan pintakerroksen kautta takaisin ilmakehään.
Kuva 12. Pohjavesivyöhykkeessä maan huokoset ovat veden täyttämiä. Vedellä kyllästymättömässä kerroksessa taas vain osa huokosista on täynnä vettä. Kyllästymättömän kerroksen vesitaloudella on merkitystä muun muassa kasvien kasvulle ja ravinteiden otolle, maan lämpötaloudelle sekä sille, miten ravinteet ja muut aineet kulkeutuvat pinta- ja pohjavesiin. Kuva lähteen 10 mukaan.
Kasvit ja veden otto
Kasvit ottavat vettä maasta juurillaan. Vesi siirtyy kasvien juurikarvasoluihin osmoottisesti eli valikoivasti läpäisevän kalvon läpi. Samalla väkevyyserot tasoittuvat, sillä vesi siirtyy aina laimeammasta liuoksesta väkevämpään. Koska kasvien soluneste on maaperän vettä väkevämpää, pääsee vesi siirtymään soluun osmoottisesti.
Osmoosi aiheuttaa soluun paineen, joka taas saa aikaan nestejännityksen. Nestejännityksen ja kasvisolujen tukirakenteena toimivien soluseinien ansiosta hentokin kasvi pysyy pystyssä. Jos kasvi ei saa maasta tarpeeksi vettä, se nuutuu ja menettää ryhtinsä. Myös suolavedellä kastelu ja liiallinen lannoitus nuuduttavat kasvin. Silloin maaperän vesi muuttuu kasvien solunestettä väkevämmäksi ja vettä alkaakin siirtyä kasvista poispäin.
Kasvien lehdet haihduttavat vettä ilmaan. Lehdissä on erityiset ilmaraot, joita avaamalla ja sulkemalla kasvi säätelee veden haihtumista. Ilmarakojen kautta kasvi myös ottaa tarvitsemansa hiilidioksidin. Kuivuudesta kärsivä kasvi sulkee lehtiensä ilmaraot, jolloin vettä ei pääse haihtumaan. Tällöin myös yhteyttäminen vähenee.
Veden tarve vaihtelee eri kasvien välillä. Kuivuutta sietävät parhaiten syväjuuriset ja lehdiltään vahapintaiset kasvit. Lämpimällä ilmalla kasvit kuluttavat vettä enemmän, ja myös tuuli lisää veden haihduntaa. Silti myöskään liian märkä maaperä ei ole veden oton kannalta optimaalinen, sillä silloin juuristo kärsii helposti hapenpuutteesta.
Maaperän vedellä kyllästymätön kerros on kasveille ensiarvoisen tärkeä. Maaperän ainevirrat, vesi mukaan lukien, liikkuvat sen erikokoisissa huokosissa. Kasvien kannalta tärkeimpiä ovat keskikokoiset huokoset, sillä niihin pidättyy kasveille käyttökelpoista vettä. Suurissa huokosissa vesi pysyy vain joitain päiviä, vaikka maa olisi hyvärakenteinen.
Kun maa kostuu, vesi pidättyy ensin pieniin ja lopulta suuriin huokosiin. Tällöin vesi ei ole huokostossa vapaana vaan sitoutuneena kapillaarivedeksi.
Kapillaarivesi on maan kyllästymättömässä kerroksessa olevaa vettä, joka nousee sinne pohjavesivyöhykkeestä kapillaarivoimien avulla. Kapillaarisen nousun ansiosta kasvit voivat kuivina jaksoina saada vettä pohjavesivyöhykkeestä.
Kapillaarista nousua tapahtuu hienommissa maalajeissa karkeita maalajeja korkeammalle, mutta nousu on sitä hitaampaa, mitä hienompi maalaji on. Siksi savimaat ovat poudanarkoja, eli kapillaarinen nousu ei ehdi korvaamaan nopeasti kuivuvan pintakerroksen vedenhaihduntaa.(10,11)
Maatalous ja vesi
Vesi on ruoantuotannon elinehto. Maatalous käyttääkin maailmanlaajuisesti 70 % makean veden varoista. Erot alueiden välillä ovat kuitenkin suuria, sillä Euroopassa ja Keski-Aasiassa maatalous kuluttaa makean veden varoista 36 prosenttia, kun taas Etelä-Aasiassa vastaava luku on peräti 91.(12)
Suomessa on maailman mittakaavassa runsaat vesivarat, mutta hyödynnämme niistä vain noin kolmea prosenttia. Kansainvälisen vesiköyhyysindeksin mukaan Suomi on vesitaloudeltaan maailman rikkain maa, kun tarkastellaan vesivarojen määrää, vesihuoltoa, veden käyttöä, ympäristöasioita ja vesihuollon sosiaalistaloudellisia näkökulmia.(13)
Pelloilta tulee kiintoainekuormitusta, kun irtonaista maa-ainesta kulkeutuu eroosion mukana vesistöihin. Eroosiota aiheuttavat ennen kaikkea sade ja sadepisaroiden energia.
Kuva 13. Suomessa eroosiota aiheutuu useimmiten silloin, kun sadanta tai lumen sulaminen saa aikaan pintavalumia. Ilmastonmuutoksen odotetaan lisäävän sateiden määrää ja voimakkuutta myös Suomessa. Kuva: Soja Sädeharju.
Peltomaan hyvä rakenne ja kasvukunto vähentävät tehokkaasti vesistöjen ravinnekuormitusta. Samalla ne edesauttavat ylimääräisen veden kulkeutumista pintamaasta syvempiin maakerroksiin. Kasvillisuus vähentää veden ja ravinteiden pintavaluntaa, sitoo ravinteita ja edistää veden imeytymistä maahan juuristovyöhykkeen avulla.(14)
Liiallinen ravinnekuorma rehevöittää vesistöjä. Rehevöitymisellä tarkoitetaan vesistöjen perustuotannon kasvua, joka näkyy levien runsastumisena. Rehevöityminen uhkaa vesistöjen eliöstön monimuotoisuutta ja lisää happikatoa, eivätkä rehevöityneet vesistöt ole enää ihmistenkään hyödynnettävissä.
Fosforikuormitusta syntyy, kun fosforia huuhtoutuu pellolta joko kiintoainekseen sitoutuneena partikkelimaisena fosforina tai liukoisessa muodossa.
Kynnetyn maan eroosioriski on kyntämätöntä maata suurempi, ja erityisesti partikkelimaista fosforia huuhtoutuu kynnetystä maasta helpommin.
Kevennetysti muokatulla tai kasvipeitteisellä pellolla taas liukoisen fosforin huuhtoutumisriski on suurempi. Tässä tilanteessa eroosio on kuitenkin vähäisempää, mikä vähentää kokonaisfosforin huuhtoutumista.(14)
Typpikuormitusta syntyy, kun nitraattimuotoista typpeä huuhtoutuu pellolta vesistöön. Heti lannoituksen jälkeen runsas sade voi huuhtoa myös ammoniumtyppeä pintavaluntana vesistöön. Kasvit ottavat tarvitsemansa typen nimenomaan nitraatti- tai ammonium-muodossa.(15) Kasveille käyttökelpoinen typpi on siis samassa muodossa kuin herkästi huuhtoutuva typpi. Tähän liukoiseen muotoon orgaaninen typpi päätyy maaperässä mineralisaation kautta. Huuhtoutumisriskiin vaikuttaa typen mineralisaation epäedullinen ajoitus – kasvit tarvitsisivat runsaasti typpeä kasvukauden alussa, mutta mineralisaatiota tapahtuu eniten kasvukauden loppupäässä.(14)
Onneksi sopivilla viljelystoimilla voidaan vaikuttaa hillitsevästi sekä ravinnehuuhtoumiin että eroosioon. Nämä toimenpiteet ovat samalla uudistavan viljelyn toimenpiteitä. Esimerkiksi peltojen talviaikainen kasvipeitteisyys ja maan kasvukunnosta huolehtiminen ovat tehokkaita toimenpiteitä myös vesistöjen kannalta.