Miten maaperän humusta hoidetaan, jos sitä ei ole edes olemassa?
Maaperän kehitys etenee omalla verkkaisella tahdillaan. Viljelijöillä ja muilla maan käyttäjillä on ollut tarve muistuttaa itselleen ja jälkipolville, että maaperän elinkaari on paljon ihmisikää pidempi. Pitkään tämä ajatus kiteytyi ”humukseksi”, eli ajatukseksi siitä, että maaperässä olisi erityistä hitaasti hajoavaa orgaanista ainetta, jota muodostuisi vain pikkuriikkisiä määriä kasvintähteiden hajotessa. Viljelijäsukupolvien tehtävänä oli huolehtia siitä, että humus ei pääse katoamaan, sillä sen uudelleenrakentaminen olisi vaikeaa.
Idea humuksesta syntyi 1700-luvulla maaperäkemian mittausten myötä. Maata uutettiin ensin emäksellä ja sitten uutteet neutraloitiin hapolla, jotta maasta saatiin puhdistettua orgaanista ainetta tutkittavaksi. Kaikkien yllätykseksi humusyhdisteet olivat isoja makromolekyylejä, jotka eivät muistuttaneet lähtöainettaan. Kesti kaksi vuosisataa, ennen kuin saatiin esitettyä kysymys siitä, löytyykö humusta luonnosta ollenkaan, vai syntyikö humus uuton aikana. Ja vastaus oli jälkimmäinen: humusta ei ollutkaan luonnossa olemassa. Sen sijaan luonnosta löydettävä maaperän orgaaninen aines on joukko erilaisia kemiallisia yhdisteitä, josta osa voisi hajota helpostikin, mutta voi silti olla suojassa maan uumenissa vuosikymmenten ajan.
Humusteorian romahdus haastoi ajatuksen orgaanisen aineen kemiallisesta pysyvyydestä
Onneksi humusteoria ei ole ainoa teoria orgaanisen aineen pysyvyydestä (Kuva 1). Ensimmäinen haastaja oli hiili-typpisuhteen tarkastelu: jos typpeä on vähän, hajoaminen on hitaampaa kuin jos typpeä on mikrobeilla saatavilla paljon. Tämän jälkeen 1980-luvulla esitettiin enenevissä määrin huomioita siitä, että orgaaninen aines voi olla suojassa murujen sisällä. Sen jälkeen 1990-luvulla siirryttiin pienempään mittakaavaan ja tunnistettiin, että mineraalien pinnalle sähkökemiallisesti pidättynyt orgaaninen aines on vaikeasti hajotettavaa. Tämän jälkeen 2000-luvulla huomattiin myös, että mikrobien prosessoima orgaaninen aines pidättyy voimakkaammin maahan kuin kasvintähteet sellaisenaan. Viime vuosina on ryhdytty tarkastelemaan uudelleen kemiallista laatua, tällä kertaa mikrobien energiasaannon kautta. Käytännössä kaikki nämä prosessit toimivat yhdessä orgaanisen aineen hajoamisen hidastamiseksi: murun sisälle savimineraalin pinnalle jäänyt mikrobimuumio on paljon hankalampi hajotettava maaperäeliöille kuin maavedessä kelluva herkullinen proteiinipalanen.
Teorioiden muutoksista huolimatta käytännön neuvot ovat pysyneet melko lailla samoina: maaperän nykykäyttäjät ovat perineet ylisukupolvisen aarteen, joka pitäisi siirtää seuraavalle sukupolvelle hyvässä kunnossa. Jotta maaperän multavuus (orgaanisen aineen varanto) säilyisi, maaperään pitää syöttää kasvintähteitä, huolehtia siitä, että mikrobit saavat muunnettua sitä mikrobimassaksi ja estää kertyneen varannon karkaaminen (artikkelin kuva).
Aiempaan humusteoriaan verrattuna uudempi, dynaaminen hiilenkierron malli asettaa kuitenkin haasteita peltojen multavuuden hoitoon. Sen sijaan, että pellon multavuus koostuisi hitaasti hajoavasta, kivihiilimäisestä humuksesta, se onkin joukko erilaisia, helpostikin hajoavia yhdisteitä, jotka reagoivat mm. muokkaukseen, märkyyteen ja typpilannoitukseen. Multavuuden saa siis hajoamaan vaikka avokesannoinnilla tai maaperän voimakkaan lämpenemisen myötä. Toisaalta multavuutta saa kasvatettua myös nopeasti, kunhan kasvit saadaan kasvamaan, ja koko niiden kasvusatoa ei viedä pellolta pois. Pellolle jäävää osiota kasvien kasvusta kutsutaan hiilisyötteeksi.
Pelloista kannattaa pitää huolta
Hiilisyötteen maksimoinnin sijasta aiempi maatalous pyrki parantamaan viljelyn tehokkuutta korjaamalla pellon biomassan mahdollisimman tarkoin talteen. Kasveja on jalostettu lyhytkortisiksi ja viljelyssä on siirrytty enenevissä määrin monivuotisista nurmista yksivuotisiin satokasveihin. Keskeiset ratkaisut hiilisyötteen lisäämiseksi joutuvat kääntämään tätä kehityskulkua: pelloille tarvitaan nurmia mukaan viljelykiertoon ja kerääjäkasveja yksivuotisilta kasveilta jäävää kasvutilaa hyödyntämään.
Viljelijät ovat olleet huomattavan kiinnostuneita tarttumaan tähän haasteeseen. Oppi siitä, että peltojen multavuudesta pitää pitää huoli elää yhä viljelijöiden ammattietiikassa. Ilmaston lämpenemisen myötä Suomessa on tullut 1990-luvulta nykypäivään lämpösummaa noin neljänneksen lisää. Tätä voidaan käyttää hiilensidontaan. Samalla kasvipeitteinen maa on turvassa syksyn ja talven sateilta. Ilmastonmuutoksen hillintää ja sopeutumista parhaimmillaan. Vaikka ymmärrys maan multavuudesta muuttuu, siitä kannattaa edelleen pitää hyvää huolta.
Lähde: Derrien, D., Barré, P., Basile-Doelsch, I., Cécillon, L., Chabbi, A., Crème, A., Fontaine, S. et al. (2023). Current Controversies on Mechanisms Controlling Soil Carbon Storage: Implications for Interactions with Practitioners and Policy-Makers. A Review. Agronomy for Sustainable Development 43, no. 21.
https://doi.org/10.1007/s13593-023-00876-x.
Teksti: Tuomas Mattila, johtava tutkija, Suomen ympäristökeskus SYKE
Artikkeli on julkaistu Naturassa 3/2025
Artikkelin kuva: Hiilipyörre kuvaa orgaanisen aineen määrän kehitystä pysyvän humuksen sijasta dynaamisena prosessina, jossa kasvintähteet kasvattavat multavuutta.
