Maan viljavuus luomussa -Viljavuus ja biologiset tekijät - Osa 1 Jukka Rajala Erikoissuunnittelija Helsingin yliopisto, Ruralia-instituutti 2012
Maan viljavuus ja luomu? Mitä maan viljavuus tarkoittaa luomuviljelyn näkökulmasta? 2 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Maan kerroksia 1. 2. 3. 1. Karikekerros 2. Lahoamiskerros 3. Muruinen ruokamultakerros 4. 4. Pohjamaakerros 3 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Maan kerrosten ominaisuuksia 1. 2. 3. 4. 1. Karikekerros ei juuria kuollut eloperäinen aine suojaa maan pintakerrosta lahoaminen alkaa 2. Lahoamiskerros ei juuria vilkas eloperäinen aineen hajoaminen lima- ja humusaineiden tuotantoa 3. Muruinen multakerros pääosa juuristoa pääosa ravinteiden otosta veden ottoa aineenvaihdunta aktiivista murustamista ja humusaineiden tuotantoa 4. Pohjamaakerros pääjuuria tukevat kasvia veden ottoa ravinteiden ottoa juuret ja lierot tekevät jatkuvia huokosia elävyys ja rapautumisaste laskevat alaspäin mentäessä 4 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Viljavan maan tunnuspiirteitä: On rakenteeltaan muruista Hengittää hyvin - hyvä kaasujen vaihto Varastoi ja läpäisee vettä hyvin Hajottaa eloperäistä ainetta nopeasti Tuottaa ja varastoi ravinteita ja muita kasvuun vaikuttavia aineita Syrjäyttää haitta-aineita Puhdistaa vettä 5 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Viljava maa on: Muruista Ilmavaa Hyvin vettä läpäisevää ja varastoivaa Ravinteita runsaasti tuottavaa ja varastoivaa Haitta-aineita syrjäyttävää => Hyvä sato ja laatu =>Asianmukainen maan hoito on kestävän viljelyn edellytys Kuva Jukka Rajala 6 3.4.2012 Rajala J: Maan kasvukunto ja ravinnehuolto
Viljavan niittymaan koostumus eloperäistä ainetta; 5 % sieniä ja leviä; 40 % bakteereja ja sädesieniä; 40% maaperän mikroskooppisia pieneläimiä; 5 % Kiintoainetta; 50 % eloperäistä ainetta; 85% 7 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa ilmaa; 25 % vettä; 25 % kasvien juuria; 10 % kivennäisainetta; 95 % lieroja; 12% muita maaperäeläi miä; 5% maaperäeliöstöä; 5 %
Maan viljavuuteen vaikuttavia tekijöitä Ilmasto KASVUPAIKKA VILJELYTEKNIIKKA Maaperä viljelykierto, muokkaus, lannoitus, kasvinsuojelu Fysikaaliset Biologiset Kemialliset Maan viljavuus 8 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa Odotuksia maan viljavuudelta: Sato: määrä ja laatu Toiminnan säätely pitkällä tähtäimellä: Kestävyys ravinteikas riippumattomuus uusiutumattomista panoksista Vähäinen työntarve helppo muokata Itsesäätely rikkakasvit, taudit ja tuholaiset happamuus Ympäristö ravinnehävikkien ja eroosion minimointi Puskurikyky haitta-aineiden syrjäyttäminen
Viljavan maan tuntomerkkejä 1/2 Muruista, huokoista, ilmavaa Muokkaus helppoa Veden läpäisy- ja varastointi- kyky hyviä kuivuu nopeasti työkuntoon Poudankestävyys hyvä Märkyyden sieto hyvä Juuristo syvä ja tuuhea 9 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Viljavan maan tuntomerkkejä 2/2 Palkokasvien juurissa runsaasti juurinystyröitä Väriltään tummaa, runsaasti eloperäistä ainesta Runsaasti lieroja ja muita pieneliöitä Ravinteiden saatavuus kasveille hyvä Hyvä sato niukalla lannoituksella 10 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Viljavuusteoriat Thaer: humus ruokkii kasvit ->1800 luvun puoliväliin asti Liebig: kivennäisaineteoria kivennäisravinteet ratkaisevia maan viljavuudelle 1800 luvun puolivälistä -> Liebig: ikuinen kierto ja kestävyys tärkeitä 1870-luvulta > Preuschen: energiateoria; maa-kasvi-systeemiin virtaava energia ratkaiseva maan viljavuudelle 1980-luvulla - > 11 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Maan viljavuuden määritelmiä Viljavuus = 1. Maan kyky toimia kasvualustana ja tuottaa satoa -> staattinen, analyyttinen astiamalli 2. Maan toiminnallinen kyky tuottaa viljavuudelle ja kasvien kasvulle välttämättömiä ja hyödyllisiä tekijöitä ->dynaaminen, kokonaisvaltainen elävä systeemi Kuva Jukka Rajala 12 3.4.2012 Rajala J: Maan kasvukunto ja ravinnehuolto
Maan kasvukunto osa-alueet Biologiset tekijät Fysikaaliset tekijät Kemialliset tekijät 13 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Maan kasvukunto Biologiset tekijät Biologiset tekijät - juuret - juurieritteet - pieneliöt - eloperäinen aine Fysikaaliset tekijät Kemialliset tekijät 14 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Kasvien juuristot Eri viljelykasvien juuristoissa suuria eroja Runsasjuuristoiset maata parantavia Pienijuuristoiset maata kuluttavia Juurieritteet tärkeitä ravinteiden otossa ja pieneliöstön ravintona Nurmen tiheä juuristo - luomu Kuva: Jukka Rajala 15 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Juuren osat Sivujuuri Pääjuuri Juurikarvoja Kasvupiste Pituuskasvuvyöhyke Sienijuuri Pieneliöstöä Juuren kärki 16 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Juurten tehtäviä Juurten tavoittama maatilavuus tärkeä ravinteiden ja veden otolle sekä maan rakenteelle Juuret rei ittävät ja murustavat maata Sienijuurisymbioosi auttaa kasveja veden ja ravinteiden otossa niukoissa oloissa Kuva: Jukka Rajala 17 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Peltomaan pieneliöstö -lierot Pieni kyntäjä ja muokkaaja, tuulettaja, salaojittaja Kasvien lannoittaja Maan murustaja Terveyden hoitaja Lierot 18 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Lierot Lieroja 10-1000 kg/ha Lierojen lanta N-P-K 4-7-11 Tuottavat lantaa painonsa verran päivässä Menestymiseen vaikuttaa: myrkytön ympäristö maan hyvä rakenne runsaasti hyvälaatuista ravintoa Kuva: Jukka Rajala 19 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Peltomaan pieneliöstön määriä Elopaino kg/ha Optimimassa kg/ha Bakteereita 500 5 000 Sienirihmastoa 1 000 10 000 Sädesieniä 200 5 000 Alkueläimiä 30-200? Sukkulamatoja 2-50 200 Punkkeja 3-20 100 Hyppyhäntäisiä 2-20? Änkyrimatoja 5-50? Hyönteistoukkia 10-100? Kovakuoriaisia 5-50 200 Hämähäkkejä 2-10 10 Tuhatjalkaisia 2-10 20 Lieroja 10-10 000 4 000 Yhteensä 2-3 t/ha 20-30 t/ha Huhta ym. 1978, Brauns 1968 20 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
PIENELIÖSTÖN TEHTÄVÄT Eloperäisen aineen hajotus Maan murustaminen ja muokkaus Tautien ehkäisy, terveyden ylläpito Haitta-aineiden sitominen/ hajottaminen Ravinteiden vapautuminen Biologinen N-sidonta energia CO 2 CO 2 NO 3, PO 4, K, Ca ilma-aineet tautien syrjäyttäminen kasvuaineet humuksen valmistus työ maan hengitys ravinteiden vapautuminen, kierrätys murustaminen maan terveys kasvien kasvu kestohumus Ravinteiden kierrätys 21 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Typen kierto Ammoniakin haihtuminen NOx haihtuminen Lanta Satojätteet Denitrifikaatio Biologinen N-sidonta ELOPERÄISEEN AINEKSEEN SITOUTUNUT TYPPI Helposti hajoava Hitaasti hajoava eloperäinen aine eloperäinen aine Nitraattityppi Nitraatin huuhtoutuminen 2012 Ammoniumtyppi 22 Rajala J. Maan viljavuus luomussa Aminohapot
Pellavan sato, suhdeluku Sienijuuri ja pellavan kasvu ja tehokkuus % 140 130 120 Esikasvi 1996 Ohra Sato ilman Sienijuurta MTT Omavaraisviljelykoe Sato Sienijuuren kanssa 110 100 90 80 70 60 50 40 Esikasvi 116 100 14 86 Tavanomainen 100 14 Omavarainen A B C D Kaura Hernekaura 64 93 31 NPK NPKx0,5 Viherlann 23 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa 73 106 31 Viherlann kompostoitu
Kukkonen ja Vestberg 2002 Viljelytavan vaikutus lieroihin 24 3.4.2012 Rajala J: Maan kasvukunto ja ravinnehuolto
Maan eloperäinen aine - multavuus Kivennäisaine + eloperäinen aine + pieneliöstö => ruokamulta Erittäin tärkeä useimpien kivennäismaiden viljavuuden parantaja Kivennäismaissa yleensä 5-7 % painosta Optimi noin kaksinkertainen, 12-15 % Paksu ruokamultakerros Vanhaa voimaa 25 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Maan multavuus Mihin suuntaan maan multavuus muuttuu? 26 Erittäin runsasmultainen hietasavi 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Erviö ym 1995 HY Mli Rajala 2003 Muokkauskerroksen multavuuden muutos % MTT:n 10 koeasemaa, vv. 1960-91 JKA PTL LOU 1 LOU 2 SAT 1 SAT 2 HÄM 1 HÄM 2 KYM 1 KYM 2 ESA KAR PSA 1 PSA 2 TIKK AS AS HtS HsS LjS KHt HtS HHk shk HsS AS HtMr HHt HtS skht -40,4-43,8-41,4-36,1-21,8-20,4-21,9-27,8-24,4-20,8-31,0-16,0-19,5-2,6 1 2 3 4 9 8 7 6 5 4 3 2 1 7 27 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa -50,0-40,0-30,0-20,0-10,0 0,0 10,0
Maan multavuus Vähenee, kun Nurmi puuttuu viljelykierrosta Eloperäinen lannoitus puuttuu Käytetään suuria määriä väkilannoitteita Heikko kasvu Lisääntyy, kun Nurmea mukana viljelykierrossa Eloperäinen lannoitus (lanta) Ei käytetä väkilannoitteita Hyvä kasvu 28 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa
Kasvit Eloperäisellä aineksella edullinen vaikutus Pieneliötoiminta Ravinteet Vesitalous Rakenne Viljelyn helpottaja 29 2012 Rajala J. Maan viljavuus luomussa