Astut lukemattomia kertoja vuorokaudessa maankamaralle, mutta kuinka usein tulet ajatelleeksi, miten tärkeä asia elämällemme maaperä on? Maaperä on monien uusiutuvien luonnonvarojen sekä lähes koko elämän perusta. Tässä luvussa opit perusasioita maaperästä, sen koostumuksesta sekä sen biologisista, fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista.
Kuva 1. Koska maaperä on yleensä kasvuston peitossa tai jäänyt rakennetun ympäristön alle, emme näe sitä jatkuvasti. Pellon pinnanalaisen maailman tuntemisesta on kuitenkin valtavasti hyötyä. Kuva: Soja Sädeharju.
Maaperä tuottaa ekosysteemipalveluita
Maaperä tuottaa meille ihmisille, kotieläimillemme sekä lukemattomille planeettamme eliölajeille palveluja, joita ilman emme voisi elää. Niitä kutsutaan ekosysteemipalveluiksi. Maaperän tuottamat ekosysteemipalvelut ovat seurausta maaperän toiminnoista, joista tärkeimmät erityisesti maatalousympäristössä ovat(1):
1. Biomassan tuottaminen. Maaperä mahdollistaa satokasvien tuotannon sekä metsänkasvatuksen. Näin ollen se on myös ruuantuotannon ja metsätalouden harjoittamisen edellytys.
2. Veden puhdistaminen ja varastointi. Maaperä puhdistaa vettä ja säätelee vesivaroja – myös juomavettämme. Se vastaanottaa, pidättää ja varastoi vettä sekä poistaa siitä haitallisia aineita.
3. Ilmaston säätely ja hiilen varastointi. Maaperä säätelee ilmastoa ja varastoi hiiltä. Se vähentää kasvihuonekaasujen haitallisia vaikutuksia ilmakehässä varastoimalla hiiltä itseensä sekä säätelemällä kasvihuonekaasujen muodostumista maaperässä. Ruuantuotannossa hiilen varastoitumiseen voidaan vaikuttaa oikeanlaisilla viljelytoimilla.
4. Monimuotoisuuden ylläpitäminen ja elinympäristön tarjoaminen. Maaperä ylläpitää luonnon monimuotoisuutta ja tarjoaa elinympäristön moninaiselle joukolle eliöitä.
5. Ravinteiden kierrättäminen ja varastointi. Maaperässä lannoitteista vapautuvat ravinteet pidättyvät ja muuttuvat kasveille käyttökelpoisiin muotoihin. Lisäksi ravinteita vapautuu itse maa-aineksesta. Maaperä myös ylläpitää toimintoja, joilla ravinteita saadaan ilmasta ja vedestä. Näiden toimintojen ansiosta ravinteet kiertävät ja varastoituvat maaperässä ja kasvit saavat niitä käyttöönsä. Erityisen tärkeää tämä on peltomaassa, jotta satokasvit kukoistaisivat.
Maatalouteen liittyvien palveluiden lisäksi maaperä tuottaa meille paljon muutakin hyvinvointia. Esimerkiksi puutarhanhoidon ja luonnossa liikkumisen tiedetään vaikuttavan myönteisesti henkiseen hyvinvointiin. Monimuotoisesta mikrobistosta (mikrobifloora) on hyötyä myös ihmisen elimistössä, sillä kontakti maaperän acinetobakteerien kanssa voi tasapainottaa immuunivastetta, mikä hillitsee allergioita(2).
Sign up to solve exercises
Maaperän toiminnot kytkeytyvät kiinteästi toisiinsa. Kasvit tuottavat biomassaa ja happea, ottavat ilmasta hiilidioksidia ja varastoivat maahan hiiltä. Voidakseen hyvin kasvit puolestaan tarvitsevat kasvualustakseen hyvin toimivan maaperän, joka tarjoaa kasveille ilmavan kasvualustan, joka pidättää ja luovuttaa vettä ja ravinteita sekä ylläpitää kasvien hyvinvointia edistävää monimuotoista maaperäeliöstöä.
Osa maaperän toiminnoista tunnetaan edelleen varsin huonosti.
Maaperän toimintojen määrälliseen mittaamiseen ei ole keinoja tai niihin liittyy lukuisia yksinkertaistuksia. Niinpä vain harva tutkija on ollut halukas arvioimaan hintaa maaperän palveluille. Maaperän rahallisen arvon määrittämisen sijaan onkin mielekkäämpää keskittyä siihen, että ymmärtäisimme, kuinka keskeinen merkitys maaperällä on kaiken elämän ylläpidolle ja siten myös maatalouden harjoittamiselle.
Viimeisten vuosikymmenten aikana maaperän toimintoihin liittyvä tutkimus on jatkuvasti lisääntynyt. Ilmastonmuutoksen myötä kiinnostus erityisesti peltomaiden hiilensidontaa kohtaan on kasvanut entisestään, koska maaperän kykyä toimia hiilivarastona on alettu ymmärtää paremmin. Viljelijät ovat toki viljelyn alkuajoista lähtien ymmärtäneet, mikä merkitys multavuudella on maan viljavuudelle.
Maaperää tarvitaan tuottamaan lähes kaikki ihmisen ravinto. Vain viisi prosenttia ruuasta tuotetaan ilman maaperää. Tähän viiteen prosenttiin kuuluvat muun muassa kalat ja muut merenelävät, vesiviljely eli hydroponinen viljely, jonka avulla esimerkiksi vertikaaliviljelmät kasvavat sekä ilmaviljely eli aeroponinen viljely, jonka avulla voidaan kasvattaa vaikkapa perunoita.(3,4)
Maaperän koostumus
Planeettamme on dynaaminen, elävä ja hengittävä kokonaisuus, jonka toimintoja maaperä ylläpitää. Mutta mitä maaperä oikeastaan on?
Maaperä tarkoittaa maapeitettä, joka verhoaa kallioperää niiltä osin kuin se ei ole näkyvissä. Maaperän paksuus vaihtelee hyvin ohuesta kerroksesta satoihin metreihin asti. Maaperä ei muodostu vain yhdestä aineesta vaan on sekoitus, joka koostuu kiinteästä aineksesta, vedestä ja siihen liuenneista aineista, ilmasta sekä maaperäeliöstöstä. Maaperän kiinteä aine muodostuu kivennäisaineksesta ja eloperäisestä aineksesta. Yhdessä kallioperän kanssa maaperä muodostaa maankamaran.(5)
Kuva 2. Hyväkuntoisen maan kiintoaineksen tilavuudesta olisi hyvä olla 10-15% eloperäistä ainesta, mikä vastaa noin 4-8% multavuutta (massaprosentteina).
Maaperä on erilaista eri puolilla maailmaa. Meillä Suomessa maaperä on poikkeuksellista siksi, että peruskallio on verrattain lähellä maanpintaa. Maa-alasta 14 prosenttia on avokalliota tai vain ohuelti maan peitossa(6). Peltomaata Suomen kokonaispinta-alasta on noin kahdeksan prosenttia eli 2 300 000 hehtaaria – suunnilleen Kainuun pinta-alan verran(7). Maatalousmaan osuus EU:n kokonaispinta-alasta on 39 prosenttia ja kärkipaikoilla EU-maiden joukossa ovat Unkari ja Tanska, joissa maatalousmaan osuus on yli 50 prosenttia. Suomalainen maaperä on myös verrattain nuorta, enimmillään vain 12 000 vuoden ikäistä. Esimerkiksi tropiikissa maaperä saattaa olla jopa miljoonia vuosia vanhaa.(8)
Maaperän kaasut ja neste liikkuvat maan huokostossa. Huokosten koko vaihtelee mikroskooppisen pienistä hiukkasten välisistä tiloista aina monen senttimetrin levyisiin halkeamiin asti. Huokoset ovat erittäin tärkeitä veden ja ilman varastoja ja kulkureittejä. Kasvit voivat hyödyntää huokosiin pidättynyttä vettä kuivalla säällä. Kasvien juuret ja maaperäeliöt saavat ilmalla täyttyneistä huokosista happea elintoimintoihinsa ja hajotukseen. Typensitojabakteereille kulkeutuu huokostossa typpikaasua.
Terve maaperä toimii pesusienen tavoin: se paitsi pidättää vettä, myös vapauttaa sitä kasveille pitkään.
Liian suuret huokoset, kuten halkeamat, eivät pidätä vettä vaan laskevat sen lävitseen, mutta ovat tärkeitä kaasunvaihdon kannalta. Maan vedenpidätyskyky on tärkeä ominaisuus, sillä täysin kuiva maa on aluksi vettä hylkivää, kuten kuiva siivousliina. Kuiva maa ei pysty heti vastaanottamaan kaivattua sadetta. Tämän tähden voi syntyä pintavirtailua, joka vie arvokasta viljelysmaata mukanaan. Tätä tapahtuu erityisesti mailla, joiden pinta on tiivis ja multavuus alhainen, mikä heikentää maan kykyä ylläpitää riittävää kosteutta sateiden välillä.
Sen sijaan riittävästi eloperäistä ainesta sisältävä peltomaa on paras suoja kasveille niiden kohdatessa erilaisia äärisäitä. Terve maaperä toimii pesusienen tavoin: se paitsi pidättää vettä, myös vapauttaa sitä kasveille pitkään(5).
Eloperäiset ainekset hajoavat maassa eri tahtiin. Toiset hajoavat nopeasti, mutta toisilla se voi kestää vuosikymmeniä. Kun eloperäinen aines päätyy maahan, ryhtyvät maaperäeliöt välittömästi hajottamaan sitä, saadakseen siitä ravintoa. Lierot ovat merkittävässä roolissa eloperäisen aineksen kuljettamisessa syvempiin kerroksiin. Hajotuksen myötä eloperäinen aines pilkkoutuu pienemmiksi partikkeleiksi ja kulkeutuu maan eri kerroksiin maaperäeliöiden ja veden mukana. Suurin osa eloperäisen aineksen sisältämästä hiilestä mineralisoituu eli muuttuu soluhengityksessä hiilidioksidiksi ja vapautuu ilmakehään.
Maaperässä on varastoituneena hiiltä enemmän kuin kaikessa kasvillisuudessa ja ilmakehässä yhteensä(9). Varastoituneen hiilen määrän lisäksi merkittävää on myös, se että maahan sitoutuu ja maasta vapautuu hiiltä koko ajan.
Kuva 3. Ruuantuotannon avulla on mahdollista vaikuttaa ilmastonmuutokseen: kääntämällä katse maan kasvukuntoon voidaan edistää hiilen varastoitumista maaperään. Kuva: Soja Sädeharju.