Peltomaiden hiilivaraston kasvattaminen parantaa maan rakennetta ja voi esimerkiksi auttaa kasveja selviytymään paremmin ilmaston ääri-ilmiöistä, kuten poikkeuksellisen kuivista tai kosteista kesistä.
Maaperän orgaaninen aines koostuu eriasteisesti hajonneesta kasvi- ja eläinbiomassasta sekä maaperän mikrobien tuottamista yhdisteistä. Yhdessä ne muodostavan hiilivaraston, joka vaikuttaa maan ominaisuuksiin. Orgaaninen aines lisää maan ravinteiden ja veden pidätyskykyä sekä edistää paremman huokosrakenteen muodostumista. Hyvä maan rakenne edistää kasvien juuriston hapen saantia sekä maan veden läpäisevyyttä vähentäen myös maan eroosioriskejä.
Hiilensidonnalla tarkoitetaan ilmakehän hiilidioksidin sisältämän hiilen sitomista pois ilmakehästä kasvillisuuteen tai maaperään sellaiseen muotoon, jossa se säilyy osana orgaanista ainesta joko pysyvästi tai pitkäaikaisesti. Peltomaahan tulee eniten hiiltä on tuotantokasveista, jotka yhteyttäessään sitovat runsaasti hiiltä kasvukauden aikana. Tuotantokasveista suurin osa kerätään pois sadonkorjuun yhteydessä. Satokasvien peltoon jättämä kasvibiomassa on helposti hajoavaa, minkä takia vain pieni osa siitä säilyy maassa vuodesta toiseen. Kasvinosien nopea hajoaminen johtuu osittain maaperän olosuhteista, jotka pyritään luomaan peltomaissa sellaisiksi, että ne ovat optimaalisia kasvien kasvulle. Samalla ne suosivat orgaanisen aineksen mikrobiologista hajoamista.
Pienemmän hiilisyötteen ja nopeamman hajoamisen takia peltomaan hiilivarastot ovat useimmiten pienemmät kuin metsämaiden. Luonnontilassa olevan metsämaan hiilivarastot pienenevät melko nopeasti noin 30–50 prosenttia kun maa otetaan viljelykäyttöön. Ajan myötä hajoaminen hidastuu ja vakiintuu uusien olosuhteiden määrittelemälle tasolle.
Hiilensidonta perustuu oletukselle, että peltomaiden teoreettinen hiilensidonnan maksimipotentiaali vastaa suunnilleen sitä hiilen määrää, joka on hajonnut maankäytön muutoksen vaikutuksista. Potentiaalin tarkka määrittäminen on vaikeaa, mutta todennäköisesti todellinen potentiaali jää maksimia pienemmäksi. Syynä tähän on peltomaan nopeaa hajotusta suosivat olosuhteet. Ilmastohyötyjä saataisiin jo hyvin pienilläkin hiilensidonnan lisäyksillä. Ranskan valtion lanseeraaman ”4 per 1000” aloitteen mukaan arviolta noin 0,4 prosentin vuotuinen lisäys maaperän hiilivarastoissa olisi globaalisti riittävä ilmaston muutoksen hillitsemiseksi.
Hiilensidonta keskittyy kompensoimaan maankäytön muutoksista johtuvia muutoksia, toisin sanoen lisäämään maaperään kohdistuvaa hiilisyötettä tai rajoittamaan maahan lisätyn orgaanisen aineksen hajoamista. Hiilen lisäksi menetelmien tulisi tarjota viljelijälle myös muita suoria tai välillisiä hyötyjä. Orgaanisten lannoitteiden ensisijainen tehtävä on täyttää peltomaiden lannoitustarve. Orgaanisessa muodossa olevien ravinteiden lannoitusvaikutus realisoituu kuitenkin vasta lannoitteen hajotessa, jolloin tuoreen kasviaineen tavoin orgaanisen lannoitteen sisältämästä hiilestä jää maahan vain vähän.
Ilmastohyötyjä voidaan saada epäsuorasti kun huomioidaan, että väkilannoitteiden valmistuksessa syntyy orgaanisia lannoitteita suuremmat päästöt. Orgaanisilla maanparannusaineilla taas tarkoitetaan eloperäisiä aineita jotka sisältävät vain vähän ravinteita, kuten biohiiliä sekä komposteja. Näiden kemiallinen rakenne on kestävämpi, jolloin ne hajoavat maaperässä hitaammin ja niiden hiilensidontakyky on parempi. Lisähyötyjä saadaan kun lisääntyvä orgaaninen aines lisää maan rakenteen sekä veden ja ravinteiden pidätyskykyä. Tämä puolestaan parantaa kasvien kasvuedellytyksiä. Muita maan hiilivarastoja kerryttäviä käytäntöjä ovat monipuolinen viljelykierto, syväjuuristen viljelykasvien suosiminen ja ympärivuotisen kasvipeitteen ylläpitäminen kylvämällä esimerkiksi kerääjäkasveja sadonkorjuun jälkeen. Kerääjäkasvit yhteyttävät niin pitkään kuin olosuhteet sallivat ja sitovat ravinteita maaperästä, jolloin niiden huuhtoutumisriski pienenee. Kevennetty muokkaus voi myös vähentää orgaanisen aineksen hajoamista, mutta suurimmat hyödyt siitä saadaan eroosioherkillä mailla.
Hiilimäärä on suomalaisissa peltomaissa varsin korkea, minkä takia hiilivaraston kasvattamisen mahdollisuudet voivat olla Suomessa muuhun maailmaan verrattuna maltillisia. Hiilivaraston kasvun hyödyt eivät välttämättä näy hyvinä vuosina, mutta ne voivat auttaa kasveja selviytymään paremmin ilmaston ääri-ilmiöistä kuten poikkeuksellisen kuivista tai kosteista kesistä. Hyötyjen toteamiseen liittyvät vaikeudet ja mahdolliset riskit hidastavat hiilen sidontaa tukevien käytäntöjen käyttöönottoa ja mietityttävät viljelijöitä. Tämän takia tutkijoiden ja viljelijöiden välinen yhteistyö maatalouskäytäntöjen kehittämisessä on nyt erityisen tärkeää, jotta ajankohtaista tutkimustietoa voidaan hyödyntää joustavasti uusien ilmastoystävällisten menetelmien kehittämiseksi ja käyttöönottamiseksi.
Maanviljely vaatii merkittävää työpanosta jolloin maan kasvukuntoa sekä ilmastohyötyjä tarjoavia tukitoimia on luontevaa sisällyttää osaksi maatalouskäytäntöjä. Koska maan hiilivarastot vaikuttavat positiivisesti moniin kasvukuntoa ylläpitäviin maan ominaisuuksiin nähdään peltomaan hiilensidonta hyvänä keinona parantaa maan kasvukuntoa sekä hillitä ilmaston muutosta.
Teksti: Kenneth Peltokangas. Kuva: Anne Hirvonen. Artikkeli on julkaistu Naturan numerossa 3/2019.
