Maaperän ravintoverkko kasvien tukena

Keskustelu kasvien ja mikrobien vuorovaikutuksesta on viime vuosina lisääntynyt. Mm. tammikuussa Tallinnassa vuodesta 2024 järjestettävän Northern Roots -konferenssin teemana oli uudistava viljely, jossa käsittellään myös tätä suhdetta. Tuntuu, että maanviljelyn saralla on meneillään siirtymä, jonka seuraukset voivat olla kauaskantoisia. Eräs tapa havainnollistaa maaperän ja kasvien suhdetta on maaperän ravintoverkon kautta. 

Teorian ja menetelmän maaperän ravintoverkosta (Soil Food Web) on kehittänyt yhdysvaltalainen tohtori Elaine Ingham. Käsite kuvaa maaperäeliöiden, kuten bakteerien, sienten, alkueliöiden ja sukkulamatojen monimuotoisia vuorovaikutussuhteita. Lisäksi sen avulla voidaan selittää sitä, miksi maaperän terveys ja multavuus määräytyvät näiden vuorovaikutussuhteiden kautta eikä pelkästään maaperän ravinnetilanteella. 

Ravinteet, maa ja mikrobit

Sienirihmoja, bakteereita, alkueläimiä ja mineraalipartikkeleita | Kuva: Antti Luomala

Ravinteet ovat maaperässä eri muodoissa: Liukoiset ravinteet, kuten nitraattityppi on kasveille helposti saatavissa. Maaperähiukkasten pinnoilla on monia ravinteita, joita voi vaihtaa toisiin ioneihin. Sitten maaperän kivennäisaineksessa on lukittuja ravinteita, joihin kasveilla ei ole suoraa pääsyä. Tätä voidaan kutsua passiiviseksi ravinnevarastoksi. Tänne sisään pääseminen edellyttää, että kasveilla on kumppaneita.

Bakteerit ja sienet ovat maaperässä kasveille tärkeitä kumppaneita. Ne hajottavat kivennäis- ja orgaanista ainesta ja haalivat niissä piileviä ravinteita. Symbiontit, kuten juurisienet, voivat toimittaa ravinteet suoraan kasvin juurelle, jolloin ravinteiden liikkuminen on suoraviivaista. Toinen tapa, jolla kasvit pääsevät käsiksi hajottajien haalimiin ravinteisiin, on saalistamisen kautta. Alkueliöissä ja sukkulamadoissa on saalistajia ja laiduntajia, joiden ravinto koostuu bakteereista tai sienistä. Näitä syömällä eliöt saavat tarvitsemansa ja usein paljon enemmän. Ylimääräiset ravinteet ulostetaan, mineralisoidaan, maahan liukoisessa muodossa, jolloin ne ovat heti kasvien käytettävissä.   

Uudistava viljely

Soil Food Web -menetelmä kytkeytyy tiiviisti uudistavan viljelyn periaatteisiin, sillä molemmat keskittyvät maaperän biologisten toimintojen ennallistamiseen ja vahvistamiseen. Monipuolisten bakteeri-, sieni-, alkueläin- ja hyödyllisten sukkulamatojen yhteisöjen tukeminen rakentaa maaperän rakennetta, tehostaa ravinteiden kiertoa ja parantaa vedenpidätyskykyä – kaikki keskeisiä uudistavan viljelyn tavoitteita.

Uudistava viljely painottaa vähäistä maanmuokkausta, jatkuvaa kasvipeitteisyyttä, eläinten integrointia ja biodiversiteetin lisäämistä. Soil Food Web -lähestymistapa tarjoaa näille periaatteille niiden biologisen perustan: se selittää miten ja miksi maaperän mikrobiaktiivisuuden vahvistaminen johtaa parempaan maan kasvukuntoon ja ekosysteemin toimivuuteen.

Mikrobien ja kasvien tutuin symbioosi liittyy typensidontaan | Kuva: Erkki Vihonen

Viljelytoimilla voidaan vahvistaa hyödyllistä mikrobitoimintaa (Palojärvi 2021) ja näin parantaa maaperän rakennetta, ravinteiden kiertoa ja kasvien terveyttä. Nämä tulokset ovat linjassa sekä Soil Food Web -menetelmän että uudistavan viljelyn tavoitteiden kanssa.  

Maan kasvukunnon vahvistaminen mikrobeja lisäämällä

Ravinteiden kierto maaperässä ja ylipäätään maaperän terveys hyötyy suuresti näiden eliöiden läsnäolosta riittävissä määrin. Meillä on onneksi keinoja vaikuttaa maaperän ravintoverkon koostumukseen. Yksi keino on biologisesti monimuotoisen ja aktiivisen kompostin käyttäminen. Tällä tarkoitetaan raaka-aineiltaan harkittua, termofiilisen vaiheen läpikäyvää kompostointia, jossa raaka-aineiden mukana mahdollisesti tulevat taudinaiheuttajat ja siemenet tuhoutuvat. Raaka-aineet ja olosuhteet on tarkkaan kontrolloitu prosessissa, ja näin saadaan luotua mikrobiologista monimuotoisuutta.

Tällaista kompostia käytetään mikrobirikkaana ja stabiilina maanparannusaineena, jolla voidaan lisätä maaperään sieltä puuttuvia ravintoverkon jäseniä ja parantaa näin ravinteiden kiertoa sekä kasvien ja mikrobien välistä vuorovaikutusta. 

Bioaktiivista kompostia voidaan käyttää sellaisenaan tai siitä voidaan tuottaa nestemäisiä valmisteita, kuten kompostiuutetta tai -teetä. Näitä voidaan lisätä suoraan maahan tai kasvien kasvullisille pinnoille lehtiruiskutuksena. Kustannustehokas tapa käyttää bioaktiivista kompostia maanviljelyssä on lisätä kompostiuutetta siemenille, joko ennen kylvöä tai sen yhteydessä. Vaaditut kompostimäärät ovat tällöin pieniä ja niillä on todettu selkeitä myönteitä vaikutuksia kasvien itämiseen ja varhaiseen kasvuun.

Kompostointi maatiloilla ja maisemanhoidossa

Viime vuosina maatiloilla ja maisemanhoidossa on tehty alustavia kokeita, jotka ovat tuottaneet lupaavia tuloksia bioaktiivisten kompostituotteiden kyvystä lisätä maaperän pieneliöstön monimuotoisuutta sekä parantaa kasvua, satotasoa ja ravinnepitoisuutta. Verrattuna hyödyllisten mikrobien määriin mädätetyssä lannassa, bioaktiivisen komposti oli kokeessa selvästi monimuotoisempaa ja tasapainoisempaa. Jos investoimme aikaa tällaisen kompostin valmistusprosessin opetteluun ja sen sisällyttämiseen maatilan säännölliseen aikatauluhallintaan, siitä voi olla huomattavaa hyötyä tilan maan ja kasvien terveydelle ja sen seurauksena vaikutusta satomääriin. 

Hake- ja lantapohjainen komposti puutarhaviljelmällä | Kuva: Antti Luomala

Tämä tarjoaa mahdollisuuden maatilan sivuvirtojen hyödyntämiseen: kun prosessi on hallussa, voi bioaktiivista kompostia tuottamalla muuttaa muuten helposti ongelmana koetut raaka-aineet mikrobirikkaaksi maanparannusaineeksi. Sivuvirtojen hallinta tällä tavalla voi tarjota ratkaisun erilaisiin maaperään liittyviin ongelmiin, kuten saastumiseen. Kuitenkin kierrätettyjen maatilan sivuvirtojen käyttö on vain yksi monista vaiheista, joilla viljelijä voi parantaa toimintaansa, ja vielä on paljon opittavaa siitä, miten bioaktiivinen komposti voi parhaiten tukea ja palauttaa maaperän toimintoja ja mitkä maaperän hoitokäytännöt olisivat hyödyllisiä lisäparannusten aikaansaamiseksi. 

Olemme kokeilleet erilaisia kompostipohjaisia ratkaisuja myös maisemanhoidossa ja viherrakentamisessa. Yleinen ongelma tällä alalla liittyy steriilin kasvualustan käyttämiseen maisemointikohteissa. Tällaiset multaseokset ovat usein ravintoverkon koostumukseltaan yksipuolisia ja eliököyhiä, eivätkä ne siten tue kasvin mikrobiologisia tarpeita. Olemme havainneet, että kompostilisäyksillä voi lisätä ravintoverkon monimuotoisuutta ja näin tukea kasvia ravinteiden saannissa.

Kirjoittajat

Dora Tkalec Kimmo Englund

Suomessa on tällä hetkellä kolme kansainvälisestä SFW-koulusta lähtöisin olevaa Soil Food Web -ammattilaista, joista kaksi on MAA-akatemian jäseniä. Kimmo Englund, Uoma Earthcaren puutarhuri, "multarhuri" ja maatilaneuvoja, on tehnyt maaperän ravintoverkkoanalyyseja ja kokeillut erilaisten kompostipohjaisten tuotteiden vaikuttavuutta puutarhaviljelyssä ja viherrakentamisessa; ja Dora Tkalec, sertifioitu Soil food Web-neuvoja ja kouluttaja, joka on viimeiset neljä vuotta kehittänyt kompostointiprosessia AhlmanEdussa ja kokeillut mikrobirikasta biologisesti täydellistä kompostia eri maatiloilla ja maisemointikonteksteissa.